位移效應是空間輻射對半導體元器件產生的諸多影響中的一種，造成的永久性損傷會嚴重影響半導體元器件的可靠性和壽命。其原理類似子彈穿透物體，而對于輻射粒子（不管是帶電的離子或者中性的中子）入射到半導體材料內都有機會與半導體晶格原子發生“碰撞”，雖然在空曠的晶格點陣空間里，這種微小粒子能撞到晶格點陣上原子的概率非常小，但是一旦發生了就會產生級聯效應。其結果是受到撞擊的原子離開晶格點陣位置，成為“間隙原子”，而在原位置留下“空位”，影響半導體元器件的正常運行，且難以修復。

與電離損傷主要影響電路中的氧化物和界面不同，位移損傷會影響半導體的點陣的完整性，“空位”在半導體中是無法移動，成為一個陷阱伺機俘獲其他原子（復合），或俘獲電子（電子陷阱），尤其是對載流子的俘獲會直接降低載流子遷移效率（數量和速度），從而降低半導體傳輸特性。這種效應對依賴于少子傳輸的半導體器件的影響尤為明顯，如光電子器件（太陽電池，光電探測器），普遍采用依賴少子傳輸PN結結構，位移效應會造成光電效率的下降。而針對諸如雙極型器件，位移效應也會通過對基極影響從而改變雙極型器件的電特性。

試驗標準

目前在元器件位移效應試驗標準主要有GJB548方法1017.1，該標準只規定了以1MeV等效中子作為輻照源，但標準描述了該試驗的目的是考核以非電離能量損失（NIEL Non-Ionizing Energy Loss）作為衡量不同能量中子的等效性。非電離能損描述為輻射粒子傳遞給晶格散射的能量，單位與LET相同都為MeV cm2/g。下圖分別展示了中子，質子和電子在Si中的非電離能損，可見質子的NIEL值最高，電子最小。

試驗源選擇

基于對不同粒子在Si中NIEL差值，GJB548中推薦使用1MeV等效中子。目前中子產生基于核反應，其能譜范圍較寬，因此標準中給出了等效的概念。目前可采用均值在1MeV中子和14MeV中子開展試驗。二者等效注量之間的換算可采用如下公式，其中Φ(x)為中子能量為x的注量。

另一種試驗源可以選擇質子源，1MeV質子在硅中產生NIEL是1MeV中子的40倍。但是采用質子進行位移試驗需要關注兩個問題：

1）質子不同于中子，因其帶有電荷其絕大多數能量損失是用于電離損耗，質子的電離能損是非電離能損的上千倍，質子在硅材料中是有射程的概念的，而對于中性的中子，其穿透能力不受任何限制。因此在選擇質子進行位移損傷試驗時，需要考慮質子是否能夠穿透器件產生均勻的損傷，推薦使用40 MeV-70 MeV質子，質子與中子之間的注量等效可參考中子之間的等效計算方法。

2）質子產生總劑量效應同樣不可忽略，因此在進行質子位移試驗考核時，對器件不要時間偏置，盡量減小電荷的俘獲和界面態的形成，同時盡量保證質子累積注量產生電離能損不要超過器件的耐電離效應能力。

關于試驗后的測試

無論是采用中子還是質子輻照進行位移損傷試驗，因位移效應產生材料的高能態，其本身會產生輻射后的感生放射性，這種放射性會對人體產生傷害，因此輻射試驗后，人員不能立即接觸試驗品，需要根據經驗進行長時間放置，待感生放射符合安全閾值時，方能進行輻照后的測試。

廣電計量半導體服務優勢

• 工業和信息化部“面向集成電路、芯片產業的公共服務平臺”。
• 工業和信息化部“面向制造業的傳感器等關鍵元器件創新成果產業化公共服務平臺”。
• 國家發展和改革委員會“導航產品板級組件質量檢測公共服務平臺”。
• 廣東省工業和信息化廳“汽車芯片檢測公共服務平臺”。江蘇省發展和改革委員會“第三代半導體器件性能測試與材料分析工程研究中心”。
• 上海市科學技術委員會“大規模集成電路分析測試平臺”。
• 在集成電路及SiC領域是技術能力最全面、知名度最高的第三方檢測機構之一，已完成MCU、AI芯片、安全芯片等上百個型號的芯片驗證，并支持完成多款型號芯片的工程化和量產。在車規領域擁有AEC-Q及AQG324全套服務能力，獲得了近50家車廠的認可，出具近400份AEC-Q及AQG324報告，助力100多款車規元器件量產。
• 在衛星互聯網領域，獲委任為空間環境地面模擬裝置用戶委員會委員單位，建設了行業領先的射頻高精度集成電路檢測能力，致力成為北斗導航芯片工程化量產測試的領航者。