ICS31,080.01 L40 SJ 备案号： 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11586—2016 半导体器件10keV低能X射线 总剂量辐射试验方法 10keV X-raytotal dose radiation testing method of semiconductor devices 2016-06-01实施 2016-01-15发布 发布 中华人民共和国工业和信息化部 SJ/T115862016 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由工业和信息化部电子工业标准化研究院归口。 本标准主要起草单位：工业和信息化部电子第五研究所。 本标准主要起草人：罗宏伟、何娟、 师谦刘远。 恩云 S RDS SJ/T115862016 总剂量辐身试验方法总剂量辐照试验方法 1范围 本标准规定了使用x射线辐射源（平均能量约10keV，最大能量不超过100keV）对半导体器件（以 本标准适用于半导体器件的总剂量电离辐照评估试验。 本标准不适用于双极器件和电路的低剂量率总剂量辐照试验。 2规范性引用文件 AND 不可少的。凡是注日期的享 日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件C 最新版本（包括所有的修改单）适用 位核电离辐射的量和单位 GB3102.10 2004 学体器件和集成电路 60050 522002) GB/T2900 GB18871 防扩 猫射源安全基 标准 GJB548B- 005 微电子 OF 程 式驰力法 3术语和定义 GB3102. 2900.66界定的以及 义适用本文件。 3.1 吸收剂量增 rbed-dos 吸收剂量增指料吸收剂量相对于平衡吸收剂量的变量：通常发生在 该材料 不同原子序数材料 接触的界面附近。 3.2 平衡吸收剂量equibrianabsorheddose S 平衡吸收剂量指材料内辐照感应带电粒子的能量 方向在整个体积内都处于平衡条 件下的吸收剂量。 3.3 电离辐射效应ionizingradiationeffects 电离辐射效应指辐照感生的氧化物陷电荷和界面态陷阱电荷导致的器件电参数或性能发生变化 的现象，又称为“总剂量效应”。 3.4 时变效应timedependenteffects 时变效应指在辐照试验期间和试验完成后，由于辐照感生氧化物陷阱电荷的形成和退火以及界面陷 阱电荷的形成引起的器件和电路的电参数或性能随时间的变化。 3.5 辐照评估试验radiationevaluationtest SJ/T11586—2016 以获取器件耐辐射能力为目的的辐照试验。 4一般要求 4.1辐照试验与测试过程 在辐照试验过程中，应采取静电防护措施。电参数和功能测试时，应避免样品受到光诱生电流的影 响。 4.2辐照试验后样品的处理 总剂量辐照试验可能会导致被辐照器件的电参数发生严重的退化，属破坏性试验，进行过辐照试验 的样品不能交付使用。 4.3试验安全 实验人员在辐射源区的操作应符合GB18871的规定。 5 试验方法 5.1试验目的 本标准试验目的为评估器件的耐电离辐射能力。 5.2试验设备 5.2.1辐照源 辐照源为10keV低能x射线源，辐射场在被试器件辐照面积内的均匀性优于10%。半导体器件x射线 辐照试验仪器设备的情况参见附录A，10keVX射线与60Co射线试验结果对比参见附录B，影响X射线辐 照试验结果的部分因素参见附录C。 5.2.2剂量测量系统 可以是PIN二极管探测器、热释光剂量计或其他的测量系统，测量不确定度小于5%。 5.2.3电学测量设备 所有的电学测量设备应具有满足测量对象要求的稳定性、准确度和分辨率。 5.2.4试验线路板 试验线路板要求如下： a）要选择对辐射不敏感的器件插座用于试验线路板，器件插座由不影响辐射场均匀性的材料制 成。试验线路板上除被试器件外，其他元器件应不处于X射线辐射范围内，或采用对辐射不敏 感的器件； b) 除非有特别声明，试验线路板上器件所有输入端及可能影响到器件辐射效应的端子都不得电悬 空; c) 试验线路板的布局应保证被试器件接受到均匀的辐照： d) 线路板设计要减少漏电流、防止振荡和电应力损伤： 若被试器件要进行加速退火试验，试验线路板要能承受试验所需的高温，试验线路板在试验前 和试验后都要进行物理性能和电性能的测量。 5.3程序 5.3.1 制定试验计划 2 SJ/T11586——2016 进行试验时需要建立试验计划，试验计划应包括使用的辐射源、剂量率、累积剂量、辐照位置、被 试器件信息、待测参数、偏置条件和所需准确度等。 5.3.2试验流程 试验的流程（见图1）如下： a) 辐照试验前准备工作，包括准备试验线路板、测试电路以及测试程序等； b) 选择辐照剂量率（见5.3.4）： c) 加辐照偏置（见5.3.5）并对被试器件进行第一个累积剂量的辐照； d) 进行辐照后的电参数和功能测试（见5.3.7）： e) 如果被试器件通过测试，且所需要辐照的累积剂量有多个，则对被试器件进行下一个累积剂 量的辐照； f) 重复d）、e）两个步骤直到所有要求的幅照累积剂量试验都完成为止： 如果被试器件测试失效或所食要录的辐照累积剂给都完成， g) 则确定是否需要进行补充的 室温退火试验 则被试器件未通过该累积 剂量的辐照 验结束： h) 如果需要 行充的室温退火试验，则进行退火试验（见5.3 i) 进行辐 后的 参数和能3.7），如果被 未惠 试验结 j) 若被 器件 过电视 则确定是舌要加速退火试 爱不需要进行加速退火 05.3.9 CHI 试验 品通过证 别量的领照试验，试验结束 若需 k) 速退火 进行 卡进行加速退 验； 1) 进行 为电参数和功能测试 如果样 通过电测 叫样品失效，试验结 R IOL 束； m) 电测试， 试验结束 若样 LOGY RD SJ/T11586—2016 辐照试验前准备工作 进行规定的电测试（见5.3.7） 通过 未通过 否通过电测试 样品失效 样品通过 试验完成 图1X射线总剂量电离辐照试验流程 SJ/T11586—2016 5.3.3样品的抽样和处置 被试器件必须是未封装或已开盖的样品。只有通过了试验计划中规定的电性能测试的被试器件才可 以进行辐照试验。除另有规定外，被试器件应从母体中随机抽取并具有相同的封装类型。每个被试器件 应单独编号，以便识别。 被试器件应在总剂量辐照测试前，按规定条件进行老炼。若未进行老炼，需要有试验证明或设计上 证明老炼对总剂量辐射的影响可以忽略。 5.3.4辐照剂量率 除另有规定外，X射线辐照剂量率范围为2Gy（Si)/s～30Gy（Si）/s，在辐照试验期间，辐照剂量率 的变化应不超过土10%。 5.3.5辐照偏置 辐照时的偏置应当保持在偏置误差土10%范围内。除另有规定外，器件的总剂量辐照试验使用最劣 偏置条件（MOS器件X射线辐照偏置条件可参见附录D），若无法确定其最劣偏置条件，则采用工作偏置 条件。 除另有规定外，将被试器件从X射线辐射源移至移位测试点以及返回原位再进行辐照时应去掉偏置， 将被试器件外引出端插入导电箔（或类似短路方式），使辐照后的时变效应减至最小。 5.3.6温度要求 置不一致，则不允许测试时被试器件的温度与辐射环境温度相差10℃以上。 5.3.7电测试要求 5.3.7.1测试参数 在试验计划中应规定需进行的电测试。 5.3.7.2测试时间 除另有规定外，测试时应遵循以下时间间隔： a）从一次辐照的终点起到电测试开始之间的时间间隔，最多为20min； b) 若需进行多次辐照时，进行电测试以及将同一样品送回下次辐照的时间，应在上次辐照结束后 的2h内完成。 5.3.7.3测试方法 测试时可以采用在线测试、原位测试和移位测试。在线测试是在辐照过程中对被试器件进行电测试 原位测试是指辐照停止后，对仍在辐照位置的被试器件进行电测试。移位测试是指将被试器件移出辐照 位置，并对样品进行电测试。 5.3.8剂量率测定 每批被试器件在进行辐照试验前应进行初步的剂量率测定。在剂量率测定时，剂量测量系统的探测 器敏感区域的上表面必须与被试器件的上表面在同一平面上。 5.3.9补充的室温退火试验和加速退火试验 如有需要，可进行补充的室温退火试验和加速退火试验，判断依据以及试验程序见GJB548B-2005 方法1019的3.11和3.12。 6试验报告 试验报告至少应包括下述内容： a）辐照试验设备型号、被试器件辐照剂量率和总剂量； 5