JPH073454B2 - 半導体装置の試験装置 - Google Patents
半導体装置の試験装置Info
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- JPH073454B2 JPH073454B2 JP63074297A JP7429788A JPH073454B2 JP H073454 B2 JPH073454 B2 JP H073454B2 JP 63074297 A JP63074297 A JP 63074297A JP 7429788 A JP7429788 A JP 7429788A JP H073454 B2 JPH073454 B2 JP H073454B2
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- Japan
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- semiconductor device
- energy
- malfunction
- air layer
- air
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の試験装置の試験装置に係り、特
に、半導体装置に放射線を照射したときのソフトエラー
発生をする装置に関する。
に、半導体装置に放射線を照射したときのソフトエラー
発生をする装置に関する。
半導体装置の誤動作の１つにソフトエラーと呼ばれる現
象がある。この原因となる放射線はα線で、その発生源
は、半導体装置を構成しているSiチップ,Al配線，ガラ
ス保護膜材料及びこれ等をパッケージするためのプラス
チック，セラミックその他の材料中に微量に含まれてい
るＵ（ウラン）,Th（トリウム）等の自然放射性物質で
ある。そして、U,Th等は自然崩壊によってα粒子（Heの
原子核）を放射し、これ等α粒子が半導体装置に入射す
ると、この飛程に沿って電子−正孔対が生成される。MO
Sダイナミックメモリでは、これ等の生成された電子が
メモリセルの空のポテンシャル井戸部に一定以上蓄積す
ると、ソフトエラーが発生する。又、高速バイポーラス
タチックメモリでは、生成された電子が雑音電流として
流れソフトエラーを発生させる。このようなソフトエラ
ーの問題は、半導体素子の高集積化，高速化に伴い増加
する傾向にある。
象がある。この原因となる放射線はα線で、その発生源
は、半導体装置を構成しているSiチップ,Al配線，ガラ
ス保護膜材料及びこれ等をパッケージするためのプラス
チック，セラミックその他の材料中に微量に含まれてい
るＵ（ウラン）,Th（トリウム）等の自然放射性物質で
ある。そして、U,Th等は自然崩壊によってα粒子（Heの
原子核）を放射し、これ等α粒子が半導体装置に入射す
ると、この飛程に沿って電子−正孔対が生成される。MO
Sダイナミックメモリでは、これ等の生成された電子が
メモリセルの空のポテンシャル井戸部に一定以上蓄積す
ると、ソフトエラーが発生する。又、高速バイポーラス
タチックメモリでは、生成された電子が雑音電流として
流れソフトエラーを発生させる。このようなソフトエラ
ーの問題は、半導体素子の高集積化，高速化に伴い増加
する傾向にある。
そこで、半導体装置のα線によるソフトエラー評価を行
う必要がある。この評価を行う場合、パッケージ材から
自然に放射されるα粒子だけでは、α粒子の放射密度が
非常に小さいため試験に長時間を要する。従って、一般
にはα粒子放射密度の大きい自然放射性物質又は人工放
射性物質を用い加速評価試験を行う。
う必要がある。この評価を行う場合、パッケージ材から
自然に放射されるα粒子だけでは、α粒子の放射密度が
非常に小さいため試験に長時間を要する。従って、一般
にはα粒子放射密度の大きい自然放射性物質又は人工放
射性物質を用い加速評価試験を行う。
ソフトエラーの特性評価には、α線源から放射するα粒
子を被試験半導体装置に照射し、ソフトエラーが発生す
るまでの時間及び一定照射時間内におけるエラー発生回
数等を測定し、α線耐量を評価する。そして、試験方法
としては、１）量産品における性能チェック（全数検
査，抜取り検査等）及び市場故障率の予測等を行う場合
は、パッケージ材等から放射されるα線エネルギー分布
と相似な放射線を半導体装置に照射してα線耐量を測定
する加速寿命評価試験や、２）半導体装置の改良・開発
効果，製品間のレベル比較，特異ビット（欠陥ビット）
の検出，製造プロセス上の問題点等を評価する場合は、
α線耐量が照射α粒子エネルギー，入射角に依存するた
め、これ等パラメータについて詳細に特性評価を行う試
験がある。
子を被試験半導体装置に照射し、ソフトエラーが発生す
るまでの時間及び一定照射時間内におけるエラー発生回
数等を測定し、α線耐量を評価する。そして、試験方法
としては、１）量産品における性能チェック（全数検
査，抜取り検査等）及び市場故障率の予測等を行う場合
は、パッケージ材等から放射されるα線エネルギー分布
と相似な放射線を半導体装置に照射してα線耐量を測定
する加速寿命評価試験や、２）半導体装置の改良・開発
効果，製品間のレベル比較，特異ビット（欠陥ビット）
の検出，製造プロセス上の問題点等を評価する場合は、
α線耐量が照射α粒子エネルギー，入射角に依存するた
め、これ等パラメータについて詳細に特性評価を行う試
験がある。
本出願人は、先に、特願昭61−121024号において、空気
中のα線源と被試験半導体装置との間の距離（α粒子が
空気中を飛ぶ距離：空気層厚）を変化させることによっ
てα線エネルギー減速量を制御し、前記半導体装置に照
射するα線エネルギーを変化させて各照射α粒子エネル
ギーごとに半導体装置のα線耐量を測定し、更に、空気
層厚を断続的又は連続的に変えながら半導体装置にα線
を照射し半導体装置に連続的で幅の広いエネルギー分布
をもつα線を照射することで加速寿命評価試験を行う試
験方法を提案している。
中のα線源と被試験半導体装置との間の距離（α粒子が
空気中を飛ぶ距離：空気層厚）を変化させることによっ
てα線エネルギー減速量を制御し、前記半導体装置に照
射するα線エネルギーを変化させて各照射α粒子エネル
ギーごとに半導体装置のα線耐量を測定し、更に、空気
層厚を断続的又は連続的に変えながら半導体装置にα線
を照射し半導体装置に連続的で幅の広いエネルギー分布
をもつα線を照射することで加速寿命評価試験を行う試
験方法を提案している。
上記提案に係る従来技術は、以前に比べて正確な加速寿
命試験とエネルギー依存特性評価を行うことができる反
面、次の理由により試験に時間がかかるという問題点を
残している。
命試験とエネルギー依存特性評価を行うことができる反
面、次の理由により試験に時間がかかるという問題点を
残している。
被試験半導体装置のα粒子エネルギー依存特性を評価す
る場合は、被試験半導体装置に照射するα粒子エネルギ
ーを変えるために、α粒子が飛ぶ空気層厚を制御してい
る。しかし、α粒子エネルギー依存特性は、第２図に示
すように、下方に湾曲する放物線状の特性曲線を示し、
しかも同一品種の半導体装置であっても、特性曲線9,1
0,11で示すように個々の半導体装置でそのα線耐量（MT
BF:Mean Time Between Failure）が大きく異なる。
即ち、MTBFが極小値を示すα粒子エネルギー値E0は半導
体装置毎に異なる。このエネルギー値E0が被試験半導体
装置のα線耐量を小さくしているエネルギー値である。
そこで、上記エネルギー値E0を求めるためには、半導体
装置に照射する測定エネルギー範囲を幅広くとる必要が
あり、その結果、測定エネルギー点数（試験回数）が多
くなり、α線耐量の測定に長時間を要している。
る場合は、被試験半導体装置に照射するα粒子エネルギ
ーを変えるために、α粒子が飛ぶ空気層厚を制御してい
る。しかし、α粒子エネルギー依存特性は、第２図に示
すように、下方に湾曲する放物線状の特性曲線を示し、
しかも同一品種の半導体装置であっても、特性曲線9,1
0,11で示すように個々の半導体装置でそのα線耐量（MT
BF:Mean Time Between Failure）が大きく異なる。
即ち、MTBFが極小値を示すα粒子エネルギー値E0は半導
体装置毎に異なる。このエネルギー値E0が被試験半導体
装置のα線耐量を小さくしているエネルギー値である。
そこで、上記エネルギー値E0を求めるためには、半導体
装置に照射する測定エネルギー範囲を幅広くとる必要が
あり、その結果、測定エネルギー点数（試験回数）が多
くなり、α線耐量の測定に長時間を要している。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点をなくし、
半導体装置のα線耐量を短時間で評価するための半導体
装置の試験装置を提供することにある。
半導体装置のα線耐量を短時間で評価するための半導体
装置の試験装置を提供することにある。
上記目的は、空気中に放射線源と被試験半導体装置を配
置すると共に、これら両者間の空気層厚を任意に可変設
定し、放射線エネルギーを空気中で減衰させて被試験半
導体装置に入射させ該半導体装置の誤動作を試験する半
導体装置の試験装置において、前記半導体装置の誤動作
が発生した時の放射線が通過した空気層厚を検出する手
段と、その時の入射放射線エネルギーを空気層厚にて換
算する手段とを設けることで、達成される。
置すると共に、これら両者間の空気層厚を任意に可変設
定し、放射線エネルギーを空気中で減衰させて被試験半
導体装置に入射させ該半導体装置の誤動作を試験する半
導体装置の試験装置において、前記半導体装置の誤動作
が発生した時の放射線が通過した空気層厚を検出する手
段と、その時の入射放射線エネルギーを空気層厚にて換
算する手段とを設けることで、達成される。
α線エネルギー減衰手段として空気によるエネルギー減
衰特性を利用し、空気層厚を断続的または連続的に変化
させることで連続的且つ幅の広いエネルギー分布を有す
るα線を発生させることができる。ここで、α粒子のエ
ネルギーとその空気中の飛程距離との間には所定の関係
がある。従って、α粒子を飛ばす空気層厚を制御して連
続エネルギー分布のα線を発生させこれを被試験半導体
装置に照射し、誤動作が発生した時にα粒子が通過した
空気層厚を検出することによって、その空気層厚から被
試験半導体装置に入射した時のα粒子エネルギーを求め
ることができる。そして、得られた誤動作発生時のα粒
子エネルギー値と誤動作発生頻度の関係から、α線耐量
が極小値を示すα粒子エネルギー値E0（エネルギー依存
特性）を求めることができる。
衰特性を利用し、空気層厚を断続的または連続的に変化
させることで連続的且つ幅の広いエネルギー分布を有す
るα線を発生させることができる。ここで、α粒子のエ
ネルギーとその空気中の飛程距離との間には所定の関係
がある。従って、α粒子を飛ばす空気層厚を制御して連
続エネルギー分布のα線を発生させこれを被試験半導体
装置に照射し、誤動作が発生した時にα粒子が通過した
空気層厚を検出することによって、その空気層厚から被
試験半導体装置に入射した時のα粒子エネルギーを求め
ることができる。そして、得られた誤動作発生時のα粒
子エネルギー値と誤動作発生頻度の関係から、α線耐量
が極小値を示すα粒子エネルギー値E0（エネルギー依存
特性）を求めることができる。
以上述べたように、加速寿命評価試験時に誤動作発生時
のα粒子エネルギーを求めることによって、α粒子エネ
ルギー依存特性も同時に測定でき、測定時間の短縮を計
ることができる。
のα粒子エネルギーを求めることによって、α粒子エネ
ルギー依存特性も同時に測定でき、測定時間の短縮を計
ることができる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る半導体装置の試験装置
の構成図である。第１図において、１は被試験半導体装
置、２は被試験半導体装置１から信号を取り出すための
ソケット、３はα粒子を放射するα線源、４はα線源３
の位置を検出する光電スイッチ、５はα線源３を上下に
移動させ所要時間保持するたのα線源移動制御装置、６
は被試験半導体装置１から読出した情報を正常データと
比較し誤動作したかどうかをチェックする誤動作チェッ
ク装置、７は誤動作発生時に誤動作チェック装置６から
信号を受けとり、α線源移動制御装置５からα線源３の
現在位置（l:空気層厚）を検出する手段、８は誤動作発
生時の空気層厚からα粒子エネルギー値に換算する入射
放射線エネルギー換算手段を備え誤動作発生頻度とα粒
子エネルギー値及びα線を照射してから誤動作が発生す
るまでの時間等を記録するテスタ手段、９は被試験半導
体装置１に対して外部から進入する光を遮へいするため
の暗箱である。
の構成図である。第１図において、１は被試験半導体装
置、２は被試験半導体装置１から信号を取り出すための
ソケット、３はα粒子を放射するα線源、４はα線源３
の位置を検出する光電スイッチ、５はα線源３を上下に
移動させ所要時間保持するたのα線源移動制御装置、６
は被試験半導体装置１から読出した情報を正常データと
比較し誤動作したかどうかをチェックする誤動作チェッ
ク装置、７は誤動作発生時に誤動作チェック装置６から
信号を受けとり、α線源移動制御装置５からα線源３の
現在位置（l:空気層厚）を検出する手段、８は誤動作発
生時の空気層厚からα粒子エネルギー値に換算する入射
放射線エネルギー換算手段を備え誤動作発生頻度とα粒
子エネルギー値及びα線を照射してから誤動作が発生す
るまでの時間等を記録するテスタ手段、９は被試験半導
体装置１に対して外部から進入する光を遮へいするため
の暗箱である。
第３図は、α粒子エネルギーと空気中における飛程（α
粒子がエネルギーを失うまでに空気中を飛んだ距離）の
関係を示す特性グラフである。このグラフから分かるよ
うに、α粒子が空気中を飛ぶ距離（空気層厚）を制御す
ることで、被試験半導体装置に照射するα粒子エネルギ
ーを変化させることができる。
粒子がエネルギーを失うまでに空気中を飛んだ距離）の
関係を示す特性グラフである。このグラフから分かるよ
うに、α粒子が空気中を飛ぶ距離（空気層厚）を制御す
ることで、被試験半導体装置に照射するα粒子エネルギ
ーを変化させることができる。
次に、上述した構成の試験装置の動作を説明する。
先ず、α線源移動制御装置５によりα線源３を光電スイ
ッチ４位置（基準位置）まで移動させる。そして、予め
定められたα線源３の移動量に従って移動距離（l:空気
層厚）及び保持時間をα線源移動制御装置５が制御す
る。本実施例では、α線源３の上下駆動にパルスモータ
を使用する。パルスモータを使用すると、１パルス当り
のα線源３移動距離が既値のため、移動距離はパルス数
に比例する。上記手法により、α線源３を断続，連続的
に移動させることによって連続エネルギー分布を持つα
を発生させることができ、これを被試験半導体装置１に
照射する。照射中に誤動作チェック装置６が被試験半導
体装置１の誤動作を検出すると、誤動作発生信号が空気
層厚検出手段７へ送られる。この信号を受けた空気層厚
検出手段７は、α線源移動制御装置５から、基準位置に
対してパルスを何発パルスモータに加えたか、そのパル
ス数信号を受け、この値から空気層厚ｌを計算してテス
タ手段８へ送る。テスタ手段８では、パルス数から空気
層厚ｌを求め、この空気層厚からα粒子エネルギーの減
衰量を計算し、被試験半導体装置１に入射したα粒子エ
ネルギー値に換算して、誤動作の試験を行う。
ッチ４位置（基準位置）まで移動させる。そして、予め
定められたα線源３の移動量に従って移動距離（l:空気
層厚）及び保持時間をα線源移動制御装置５が制御す
る。本実施例では、α線源３の上下駆動にパルスモータ
を使用する。パルスモータを使用すると、１パルス当り
のα線源３移動距離が既値のため、移動距離はパルス数
に比例する。上記手法により、α線源３を断続，連続的
に移動させることによって連続エネルギー分布を持つα
を発生させることができ、これを被試験半導体装置１に
照射する。照射中に誤動作チェック装置６が被試験半導
体装置１の誤動作を検出すると、誤動作発生信号が空気
層厚検出手段７へ送られる。この信号を受けた空気層厚
検出手段７は、α線源移動制御装置５から、基準位置に
対してパルスを何発パルスモータに加えたか、そのパル
ス数信号を受け、この値から空気層厚ｌを計算してテス
タ手段８へ送る。テスタ手段８では、パルス数から空気
層厚ｌを求め、この空気層厚からα粒子エネルギーの減
衰量を計算し、被試験半導体装置１に入射したα粒子エ
ネルギー値に換算して、誤動作の試験を行う。
以上述べたように、本実施例によれば、加速寿命評価試
験誤動作発生時に入射したα粒子エネルギー値を求める
ことによって、α粒子エネルギー依存特性も同時に測定
することができ、α線耐量の測定時間を短縮するとがで
きる。
験誤動作発生時に入射したα粒子エネルギー値を求める
ことによって、α粒子エネルギー依存特性も同時に測定
することができ、α線耐量の測定時間を短縮するとがで
きる。
尚、本実施例では、α線源３の基準位置検出に光電スイ
ッチ４を用いたが、これ以外にメカ的（例えばリミット
スイッチ）に検出することもでき、上記手法に限るもの
でないことは言うまでもない。
ッチ４を用いたが、これ以外にメカ的（例えばリミット
スイッチ）に検出することもでき、上記手法に限るもの
でないことは言うまでもない。
本発明によれば、従来に比べ簡単な方法で、誤動作の加
速寿命評価試験とα粒子エネルギー依存特性を同時に測
定することができ、被試験半導体装置の特性評価時間を
従来よりも大幅に短縮することができる。
速寿命評価試験とα粒子エネルギー依存特性を同時に測
定することができ、被試験半導体装置の特性評価時間を
従来よりも大幅に短縮することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る試験装置の構成図、第
２図は被試験半導体装置のα粒子エネルギー依存特性グ
ラフ、第３図は空気中におけるα粒子エネルギーと飛程
の関係を示す特性グラフである。 １……被試験半導体装置、３……α線源、 ４……光電スイッチ、５……α線源移動制御装置、 ７……空気層厚検出手段、 ８……テスタ手段（入射放射線エネルギー換算手段を含
む。）
２図は被試験半導体装置のα粒子エネルギー依存特性グ
ラフ、第３図は空気中におけるα粒子エネルギーと飛程
の関係を示す特性グラフである。 １……被試験半導体装置、３……α線源、 ４……光電スイッチ、５……α線源移動制御装置、 ７……空気層厚検出手段、 ８……テスタ手段（入射放射線エネルギー換算手段を含
む。）
Claims (1)
- 【請求項１】空気中に放射線源と被試験半導体装置を配
置すると共に、これ等両者間の空気層厚（距離）を任意
に可変設定し、放射線エネルギーを空気中で減衰させて
被試験半導体装置に入射させ該半導体装置の誤動作を試
験する半導体装置の試験装置において、前記半導体装置
の誤動作が発生した時の放射線が通過した空気層厚を検
出する手段と、その時の入射放射線エネルギーを空気層
厚にて換算する手段とを設けたことを特徴とする半導体
装置の試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074297A JPH073454B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 半導体装置の試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074297A JPH073454B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 半導体装置の試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248070A JPH01248070A (ja) | 1989-10-03 |
| JPH073454B2 true JPH073454B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=13543064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63074297A Expired - Lifetime JPH073454B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 半導体装置の試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073454B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5983275B2 (ja) * | 2012-10-09 | 2016-08-31 | 富士通株式会社 | 検査装置および検査方法 |
| KR102340973B1 (ko) * | 2015-09-18 | 2021-12-17 | 삼성전자주식회사 | 반도체 테스트 장치 및 방법과 데이터 분석 장치 |
| EP3637118B1 (en) | 2017-06-05 | 2022-08-31 | Fujitsu Limited | Soft error inspection method, soft error inspection device, and soft error inspection system |
| JP6822572B2 (ja) * | 2017-08-02 | 2021-01-27 | 富士通株式会社 | ソフトエラー検査方法、ソフトエラー検査装置及びソフトエラー検査システム |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63074297A patent/JPH073454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01248070A (ja) | 1989-10-03 |
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