JPH06230073A - 半導体装置の耐放射線試験方法 - Google Patents
半導体装置の耐放射線試験方法Info
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- JPH06230073A JPH06230073A JP5015064A JP1506493A JPH06230073A JP H06230073 A JPH06230073 A JP H06230073A JP 5015064 A JP5015064 A JP 5015064A JP 1506493 A JP1506493 A JP 1506493A JP H06230073 A JPH06230073 A JP H06230073A
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- JP
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体デバイスのα線加速試験の方法を提供
する。 【構成】 アメリシウムの標準α線源から生じるα線を
半導体装置に照射するときに大気中でほぼ２０から２７
ｍｍの距離で照射することによりエネルギーを低減す
る。そしてオンチップフィルターを装着してある場合に
は、オンチップの膜厚分を先ほどの距離より近づけるこ
とでデバイス表面でのα線の平均エネルギーをほぼ０〜
４００ｋｅＶとして加速試験の照射を行う。 【効果】 空気中で約２５ｍｍで照射することで長期で
生じるデバイス特性の劣化を加速試験することができ
る。
する。 【構成】 アメリシウムの標準α線源から生じるα線を
半導体装置に照射するときに大気中でほぼ２０から２７
ｍｍの距離で照射することによりエネルギーを低減す
る。そしてオンチップフィルターを装着してある場合に
は、オンチップの膜厚分を先ほどの距離より近づけるこ
とでデバイス表面でのα線の平均エネルギーをほぼ０〜
４００ｋｅＶとして加速試験の照射を行う。 【効果】 空気中で約２５ｍｍで照射することで長期で
生じるデバイス特性の劣化を加速試験することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスの放射
線、特にα線に対する信頼性の加速試験方法に関するも
のである。
線、特にα線に対する信頼性の加速試験方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の耐α線試験照射方法としては、た
とえばα線源としてアメリシウム（Ａｍ）を用いて照射
する方法が耐α線の信頼性試験のために行われている。
その方法の一例を図２に示す。図２において１はアメリ
シウムのα線照射用標準試料、２はα線が照射される被
試験試料を示す。３はα線遮蔽用のシャッター、５は真
空チャンバーである。標準α線照射用として用いられる
アメリシウムなどの標準試料１は固体表面に蒸着により
非常に薄いアメリシウム膜を堆積するために、この表面
から出てくるα線は、ほとんど減衰することなく一様な
高いエネルギーである４Ｍから４．５ＭｅＶに揃ってお
り、実際に起こる現象に対するα線の加速試験とかなり
違った結果となる場合があり不都合があった。
とえばα線源としてアメリシウム（Ａｍ）を用いて照射
する方法が耐α線の信頼性試験のために行われている。
その方法の一例を図２に示す。図２において１はアメリ
シウムのα線照射用標準試料、２はα線が照射される被
試験試料を示す。３はα線遮蔽用のシャッター、５は真
空チャンバーである。標準α線照射用として用いられる
アメリシウムなどの標準試料１は固体表面に蒸着により
非常に薄いアメリシウム膜を堆積するために、この表面
から出てくるα線は、ほとんど減衰することなく一様な
高いエネルギーである４Ｍから４．５ＭｅＶに揃ってお
り、実際に起こる現象に対するα線の加速試験とかなり
違った結果となる場合があり不都合があった。
【０００３】そこで、この高いエネルギーにスペクトル
の揃った照射しか行えないという問題を解決するため、
従来の方法として、大気中において、被試験試料とα線
源の間にある距離をおいて照射することによりα線のエ
ネルギーを減衰させる方法が特開平１−２４８０７０公
報に示されている。ここでは、大気中のα線のエネルギ
ーの減衰を利用して照射することで低いエネルギーのα
線を照射している。この方法を利用して低いエネルギー
のα線を照射した場合、固体撮像素子では素子によって
表面に形成されている色フィルターやオンチップレンズ
などのオンチップ材料のためにα線が減衰してかなり低
いα線となってしまう。そこで素子の種類によって表面
に到達するα線のエネルギーの分布に差が生じてしま
い、素子の種類によっては十分な特性を評価することが
困難であった。
の揃った照射しか行えないという問題を解決するため、
従来の方法として、大気中において、被試験試料とα線
源の間にある距離をおいて照射することによりα線のエ
ネルギーを減衰させる方法が特開平１−２４８０７０公
報に示されている。ここでは、大気中のα線のエネルギ
ーの減衰を利用して照射することで低いエネルギーのα
線を照射している。この方法を利用して低いエネルギー
のα線を照射した場合、固体撮像素子では素子によって
表面に形成されている色フィルターやオンチップレンズ
などのオンチップ材料のためにα線が減衰してかなり低
いα線となってしまう。そこで素子の種類によって表面
に到達するα線のエネルギーの分布に差が生じてしま
い、素子の種類によっては十分な特性を評価することが
困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように上記した構
成では、固体撮像素子の表面状態、オンチップフィルタ
ーやレンズなどのオンチップ材料の厚さや材料の異なる
素子においてα線に対する影響を試験することが困難で
ある。そこで実際に問題となる耐α線の評価をすること
ができないという問題を有していた。
成では、固体撮像素子の表面状態、オンチップフィルタ
ーやレンズなどのオンチップ材料の厚さや材料の異なる
素子においてα線に対する影響を試験することが困難で
ある。そこで実際に問題となる耐α線の評価をすること
ができないという問題を有していた。
【０００５】本発明は、かかる点に鑑み、超ＬＳＩの耐
α線の試験のために大気中で照射するα線の加速エネル
ギーをオンチップフィルターやレンズなどのオンチップ
材料の厚さに応じて距離を調整しながら被試験試料に照
射することにより、α線の平均エネルギーを素子表面で
ほぼ同等とする効果を与える方法を提供することを目的
とする。
α線の試験のために大気中で照射するα線の加速エネル
ギーをオンチップフィルターやレンズなどのオンチップ
材料の厚さに応じて距離を調整しながら被試験試料に照
射することにより、α線の平均エネルギーを素子表面で
ほぼ同等とする効果を与える方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】アメリシウム標準試料か
ら発生するα線の加速エネルギーは、ほぼ４〜４．５Ｍ
ｅＶであるので、大気中では３０ｍｍ程度で、ほとんど
のα線粒子は停止してしまう。図３は大気中での４Ｍｅ
Ｖのα粒子の停止位置の分布の計算結果を示し、１×１
０10ｃｍ-2の数のα線のデータを示す。ここで１０ｍｍ
程度では平均エネルギーは約２ＭｅＶ程度となり、その
エネルギーの近辺のエネルギーで分散を生じる。ほぼ２
０ｍｍ程度を越える距離においては平均エネルギーは約
１ＭｅＶ程度となり、超ＬＳＩのパッケージ内で生じる
α線の加速エネルギーの分布と近い分布となる。しかし
ながらこの場合においても高いエネルギーを持つα線が
多く残留する。ほぼ３０ｍｍ程度での照射は低いエネル
ギーのα線のみとなるが強度の低下が大きく短い時間で
十分な量のα線を照射することが不十分となり評価に必
要な量のα線の量に達しないために照射時間が非常に長
くかかり信頼性試験の時間を多く必要とする。そのため
にほぼ２５ｍｍ程度の距離が適当であることが判った。
しかしながら固体撮像素子には表面にオンチップフィル
ターやレンズなどのオンチップ材料が装着されており、
その膜厚に応じて減衰する。
ら発生するα線の加速エネルギーは、ほぼ４〜４．５Ｍ
ｅＶであるので、大気中では３０ｍｍ程度で、ほとんど
のα線粒子は停止してしまう。図３は大気中での４Ｍｅ
Ｖのα粒子の停止位置の分布の計算結果を示し、１×１
０10ｃｍ-2の数のα線のデータを示す。ここで１０ｍｍ
程度では平均エネルギーは約２ＭｅＶ程度となり、その
エネルギーの近辺のエネルギーで分散を生じる。ほぼ２
０ｍｍ程度を越える距離においては平均エネルギーは約
１ＭｅＶ程度となり、超ＬＳＩのパッケージ内で生じる
α線の加速エネルギーの分布と近い分布となる。しかし
ながらこの場合においても高いエネルギーを持つα線が
多く残留する。ほぼ３０ｍｍ程度での照射は低いエネル
ギーのα線のみとなるが強度の低下が大きく短い時間で
十分な量のα線を照射することが不十分となり評価に必
要な量のα線の量に達しないために照射時間が非常に長
くかかり信頼性試験の時間を多く必要とする。そのため
にほぼ２５ｍｍ程度の距離が適当であることが判った。
しかしながら固体撮像素子には表面にオンチップフィル
ターやレンズなどのオンチップ材料が装着されており、
その膜厚に応じて減衰する。
【０００７】そこで、本発明の耐放射線試験方法は、大
気中において、α線のエネルギーが半導体デバイスの表
面にて平均エネルギーがほぼ０〜４００ＫｅＶとなる距
離とし、さらには、その減衰量を空気中の距離に換算し
て２５ｍｍからこの相当分を差し引いてた距離とし、距
離を短くして照射するようにしたものである。
気中において、α線のエネルギーが半導体デバイスの表
面にて平均エネルギーがほぼ０〜４００ＫｅＶとなる距
離とし、さらには、その減衰量を空気中の距離に換算し
て２５ｍｍからこの相当分を差し引いてた距離とし、距
離を短くして照射するようにしたものである。
【０００８】
【作用】本発明は前記した構成により、大気中で照射す
る距離を約２５ｍｍ程度の距離に固定して照射するだけ
で、ほぼ０〜４００ＫｅＶのエネルギー分布を持つα線
の照射加速試験が実現でき、さらにオンチップ材料で減
衰する距離分を近づけることによってオンチップ材料の
厚さや材料の異なる素子に対しても耐α線加速試験を行
うことが可能となる。
る距離を約２５ｍｍ程度の距離に固定して照射するだけ
で、ほぼ０〜４００ＫｅＶのエネルギー分布を持つα線
の照射加速試験が実現でき、さらにオンチップ材料で減
衰する距離分を近づけることによってオンチップ材料の
厚さや材料の異なる素子に対しても耐α線加速試験を行
うことが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例における耐放射線試験方
法を説明する図である。図１において、１はアメリシウ
ムのα線照射用標準試料、２はＬＳＩデバイスの被試験
試料を示し、図に示すように、互いに相対して配置され
る。α線照射用標準試料１と被試験試料２の間にシャッ
ター３を配置して照射時間の制御を行う。このシャッタ
ー３は電気的に開閉し、照射時間を任意に設定できる構
造のものを用いた。また大量の試料を照射試験するとき
には自動で交換待機被試験試料４を交換する機構を付加
することができる。
する。図１は本発明の一実施例における耐放射線試験方
法を説明する図である。図１において、１はアメリシウ
ムのα線照射用標準試料、２はＬＳＩデバイスの被試験
試料を示し、図に示すように、互いに相対して配置され
る。α線照射用標準試料１と被試験試料２の間にシャッ
ター３を配置して照射時間の制御を行う。このシャッタ
ー３は電気的に開閉し、照射時間を任意に設定できる構
造のものを用いた。また大量の試料を照射試験するとき
には自動で交換待機被試験試料４を交換する機構を付加
することができる。
【００１０】以上のように構成された実施例の耐放射線
試験方法において、以下にオンチップ材料のない被試験
試料２を用いたときのアメリシウムのα線照射用標準試
料１との距離を２０ｍｍから３０ｍｍとしたときの電気
特性について説明する。ここでは評価の一実例施として
被試験試料が多数個のダイオードアレーにおけるリーク
電流による不良率の結果として示す。ダイオードアレー
にα線を照射すると欠陥がリーク電流の増大となって残
留する。このわずかな電流の増加によって評価を行っ
た。
試験方法において、以下にオンチップ材料のない被試験
試料２を用いたときのアメリシウムのα線照射用標準試
料１との距離を２０ｍｍから３０ｍｍとしたときの電気
特性について説明する。ここでは評価の一実例施として
被試験試料が多数個のダイオードアレーにおけるリーク
電流による不良率の結果として示す。ダイオードアレー
にα線を照射すると欠陥がリーク電流の増大となって残
留する。このわずかな電流の増加によって評価を行っ
た。
【００１１】図４は従来の真空中で照射したときのダイ
オードアレーに残留するリーク電流の６種の耐α線の効
果に差を生じる試料の実際の不良率の増加を比較した結
果を示す。図５は本発明による方法で２０ｍｍの距離を
離して照射したときのリーク電流による不良個数を６種
類の耐α線に差を持つ試料各１０個の平均の値を示す。
図６は、本発明による方法で２５ｍｍの距離を離して照
射したときのリーク電流による不良個数を６種類の耐α
線に差を持つ試料各１０個の平均の値を示す。図４の真
空中照射については６種の条件での差は全く見られなか
ったが、図５においては明らかに差を持っており、図６
に関してはますますその差は大きくなり実際の２ヵ月長
期にわたる自然α線照射でのデータの差と同様の傾向を
もつことがわかる。
オードアレーに残留するリーク電流の６種の耐α線の効
果に差を生じる試料の実際の不良率の増加を比較した結
果を示す。図５は本発明による方法で２０ｍｍの距離を
離して照射したときのリーク電流による不良個数を６種
類の耐α線に差を持つ試料各１０個の平均の値を示す。
図６は、本発明による方法で２５ｍｍの距離を離して照
射したときのリーク電流による不良個数を６種類の耐α
線に差を持つ試料各１０個の平均の値を示す。図４の真
空中照射については６種の条件での差は全く見られなか
ったが、図５においては明らかに差を持っており、図６
に関してはますますその差は大きくなり実際の２ヵ月長
期にわたる自然α線照射でのデータの差と同様の傾向を
もつことがわかる。
【００１２】以上のように、この実施例によれば、大気
中で、適度な距離をおいて照射することによって、容易
にα線によると考えられるリーク電流の長期信頼性を短
期間に調べることができその加速テストとしての効用は
非常に大きい。図５と図６の間のデータの差は、２０ｍ
ｍ程度の距離では、なお１ＭｅＶ程度の高いエネルギー
のα線の成分が残っていることによる影響である。
中で、適度な距離をおいて照射することによって、容易
にα線によると考えられるリーク電流の長期信頼性を短
期間に調べることができその加速テストとしての効用は
非常に大きい。図５と図６の間のデータの差は、２０ｍ
ｍ程度の距離では、なお１ＭｅＶ程度の高いエネルギー
のα線の成分が残っていることによる影響である。
【００１３】また実際のパッケージからのα線のスペク
トラムの中には高いエネルギーのものが混じる割合が状
態によって差が生じるために単に低いエネルギーのα線
のみを照射した場合に実際と差を生じる場合もある。そ
こで半導体デバイスの被試験試料とα線源の距離を連続
的あるいは数ステップで変化させることで故意にエネル
ギースペクトラムを形成して照射することで、より実際
に近い加速試験を行うこともできる。このときには、照
射時間でコントロールする方法がもっとも容易である。
また距離を変える代わりに被試験試料とα線源の間に減
衰薄膜を決まった時間設置することでエネルギーの変化
を行う方法もある。この場合には薄膜を回転させて出し
入れする方法などもある。
トラムの中には高いエネルギーのものが混じる割合が状
態によって差が生じるために単に低いエネルギーのα線
のみを照射した場合に実際と差を生じる場合もある。そ
こで半導体デバイスの被試験試料とα線源の距離を連続
的あるいは数ステップで変化させることで故意にエネル
ギースペクトラムを形成して照射することで、より実際
に近い加速試験を行うこともできる。このときには、照
射時間でコントロールする方法がもっとも容易である。
また距離を変える代わりに被試験試料とα線源の間に減
衰薄膜を決まった時間設置することでエネルギーの変化
を行う方法もある。この場合には薄膜を回転させて出し
入れする方法などもある。
【００１４】また半導体デバイスの表面のオンチップレ
ンズやフィルターなどのオンチップ材料のトータル厚さ
ｂ×１０-3（ｍｍ）に対して大気中での試料との距離ａ
ｍｍをａ＝２３−（１０／９）ｂ±５とすることでオン
チップ材料の影響をなくすことができる。この値は２７
ミクロンのオンチップフィルターで空気中３０ｍｍに相
当することからきている。たとえば、オンチップ材料の
厚さが９ｍｍのときはａ＝１３±５（ｍｍ）となる。な
おオンチップ材料が違っている場合には当然そのストッ
ピングパワーに応じて前式中の１０／９の値を変化させ
ることは言うまでもない。またアメリシウムと違った標
準試料を使用する場合にもそのエネルギーにあわせて式
中の距離の２３ｍｍを変えることが必要であり、あくま
でオンチップ下の試料表面でのα線エネルギーの平均が
ほぼ０〜４００ＫｅＶとなる距離を選択する。
ンズやフィルターなどのオンチップ材料のトータル厚さ
ｂ×１０-3（ｍｍ）に対して大気中での試料との距離ａ
ｍｍをａ＝２３−（１０／９）ｂ±５とすることでオン
チップ材料の影響をなくすことができる。この値は２７
ミクロンのオンチップフィルターで空気中３０ｍｍに相
当することからきている。たとえば、オンチップ材料の
厚さが９ｍｍのときはａ＝１３±５（ｍｍ）となる。な
おオンチップ材料が違っている場合には当然そのストッ
ピングパワーに応じて前式中の１０／９の値を変化させ
ることは言うまでもない。またアメリシウムと違った標
準試料を使用する場合にもそのエネルギーにあわせて式
中の距離の２３ｍｍを変えることが必要であり、あくま
でオンチップ下の試料表面でのα線エネルギーの平均が
ほぼ０〜４００ＫｅＶとなる距離を選択する。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空気中で約２５ｍｍ程度の距離に固定して照射するだけ
で簡単に比較的低い加速エネルギーのα線となり、しか
も数百ｋｅＶの幅のエネルギー分布を持つα線の照射加
速試験を実現することができ、その実用的効果は大き
い。
空気中で約２５ｍｍ程度の距離に固定して照射するだけ
で簡単に比較的低い加速エネルギーのα線となり、しか
も数百ｋｅＶの幅のエネルギー分布を持つα線の照射加
速試験を実現することができ、その実用的効果は大き
い。
【図１】本発明の一実施例における耐放射線試験方法を
説明する図
説明する図
【図２】従来の真空中での耐放射線試験方法を説明する
図
図
【図３】大気中で標準のα線源からの距離を２４〜２８
ｍｍ離したときのα線の停止分布を示す図
ｍｍ離したときのα線の停止分布を示す図
【図４】真空中１００ｍｍの距離で照射したときのリー
ク電流不良率を説明する図
ク電流不良率を説明する図
【図５】大気中で２０ｍｍの距離で照射したときのリー
ク電流不良率を説明する図
ク電流不良率を説明する図
【図６】大気中で２５ｍｍの距離で照射したときのリー
ク電流不良率を説明する図
ク電流不良率を説明する図
１ α線照射用標準試料 ２ 被試験試料 ３ シャッター ４ 交換待機評価試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 克也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 大気中において半導体デバイスの被試験
試料とα線源の距離をα線のエネルギーが半導体デバイ
スの表面にて平均エネルギーがほぼ０から４００ｋｅＶ
となる距離とすることを特徴とする半導体装置の耐放射
線試験方法。 - 【請求項２】 α線源をアメリシウムとすることを特徴
とする請求項１記載の半導体装置の耐放射線試験方法。 - 【請求項３】 照射する半導体デバイスを固体撮像素子
とすることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の耐
放射線試験方法。 - 【請求項４】半導体デバイスの表面に形成されたオンチ
ップ材料の厚さに応じて大気中での被試験試料とα線源
の距離を短かくすることを特徴とする請求項１記載の半
導体装置の耐放射線試験方法。 - 【請求項５】半導体デバイスの表面に形成されたオンチ
ップ材料のトータル厚さｂ×１０-3（ｍｍ）に対して大
気中での被試験試料とα線源の距離ａ（ｍｍ）をａ＝２
３−（１０／９）ｂ±５とすることを特徴とする請求項
４記載の半導体装置の耐放射線試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5015064A JPH06230073A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 半導体装置の耐放射線試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5015064A JPH06230073A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 半導体装置の耐放射線試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230073A true JPH06230073A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11878418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5015064A Pending JPH06230073A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 半導体装置の耐放射線試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06230073A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075692A1 (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | The Secretary Of State For Defence | Standard alpha particle source |
| US6310475B1 (en) * | 1998-07-28 | 2001-10-30 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Magnetic sensor having magnetic detectors arranged in a direction orthogonal to a relative moving direction |
| JP2010091334A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | 半導体装置の放射線照射試験方法 |
| CN114993925A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种测试光掩膜基板耐辐照性能的系统及方法 |
-
1993
- 1993-02-02 JP JP5015064A patent/JPH06230073A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6310475B1 (en) * | 1998-07-28 | 2001-10-30 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Magnetic sensor having magnetic detectors arranged in a direction orthogonal to a relative moving direction |
| WO2000075692A1 (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | The Secretary Of State For Defence | Standard alpha particle source |
| GB2363673A (en) * | 1999-06-04 | 2002-01-02 | Secr Defence | Standard alpha particle source |
| GB2363673B (en) * | 1999-06-04 | 2004-02-18 | Secr Defence | Standard alpha particle source |
| JP2010091334A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | 半導体装置の放射線照射試験方法 |
| CN114993925A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种测试光掩膜基板耐辐照性能的系统及方法 |
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