JP4991843B2 - 電子コンポーネントにおけるエネルギー相互作用に対する感度の特徴づけのプロセスおよび装置 - Google Patents

Description

本発明の目的は、電子コンポーネントにおけるエネルギー相互作用を測定するプロセスおよび装置にある。本発明の目的は、このような性質の攻撃に関して電子コンポーネントをよりうまく特徴づけすることにある。

天然のまたは人工的な放射環境（中性子、陽子、重イオン、ｆｌａｓｈ Ｘ、ガンマ線）は、電子コンポーネントの機能に干渉する（ｐｅｒｔｕｒｂｅｒ）可能性がある。これらの干渉は、放射環境の粒子と材料との間の相互作用に起因する。その結果の一つは、コンポーネント内での寄生電流の創出である。材料と粒子との間の相互作用が起こる場所に応じて、寄生電流は多少の差こそあれ大きくなる。これは、コンポーネント内に位置特定される電荷収集ゾーンの存在の表れである。

重イオンおよび陽子による以上のような攻撃は、典型的には、宇宙において、衛星および打上げロケットが遭遇するものである。航空機が飛行しているさほど高くない高度では、特に中性子の存在がみとめられる。地上でもかかる攻撃に遭遇する可能性があり、携帯機器内または自動車内に搭載された電子コンポーネントに影響を及ぼす可能性がある。

電荷収集ゾーンのコンポーネント内部での形状および位置についての認識は、放射環境に対してのみならず、例えば静電放電（ＥＳＤ）といった電子コンポーネント内の寄生電荷の創出により引き起こされるあらゆるタイプの現象に対しても、コンポーネントの感度の研究にとって鍵となるパラメータの一つである。

特に宇宙または航空での利用分野のために、重イオン、中性子および陽子に対するコンポーネントの挙動を予測できるようにするためには、電荷収集ゾーンの表面積のみならず、深さ方向でのそれらの特徴を認識することが必要であり、これには、三次元マップの作成能力が前提となる。

従来、放射線に対する電子コンポーネントの感度を評価するためには、コンポーネントを、粒子流束に付し、干渉を計数化する。全てのコンポーネントが照射されるかぎりにおいて、このタイプの試験は電荷収集ゾーンの位置を特定することを可能にするものではない。その上、粒子流束を生成することのできる設備の数は世界中でも比較的わずかでしかないことから、これらの試験は相対的に高価である。最後に、たとえ粒子加速器で用いられる粒子が放射環境内に存在するものと同じであったとしても、エネルギーレベルが異なっている可能性がある。このことは、特に、コンポーネント内への粒子の進入に関して重大な誤差をもたらし得る。

細いビームは、粒子加速器の出力端から出すことができる。このとき、このマイクロビームを利用して一つのコンポーネントの感度ゾーン（ｚｏｎｅ ｄｅ ｓｅｎｓｉｂｉｌｉｔｅ）をマッピングすることが可能である。このマッピングは一つの平面内で行なわれ、これは電荷収集ゾーンの位置特定を表面的にしか示すことができない。高感度ゾーン（ｚｏｎｅ ｓｅｎｓｉｂｌｅ）の深さ方法での位置特定についてのいかなる情報も、このタイプの試験によっては得られない。

今まで、放射線に対するコンポーネントの感度の予備特徴づけの手段としては、主としてレーザーが利用されてきた。放射環境の粒子と全く同じように、レーザーも、その波長が適切である場合、コンポーネントの内部で寄生電流を発生させることができる。

レーザーは放射線の影響の研究のための非常に興味深い利点をもつ。レーザーの空間分解能が、電子コンポーネント内に含まれている基本的構造体に対して比較的小さい寸法の構造体に達することができるので、マイクロビームの場合と全く同じように、電子コンポーネントをマッピングし、そしてその電荷収集ゾーンを識別することが可能である。今の時点では、制限はマイクロビームの場合と同じである。すなわち、コンポーネント内の高感度ゾーンの深さ方向での位置特定についてならびに高感度ゾーンの厚みについての情報を特定することは不可能である。

この欠点を改善するためには、（二光子式）非線形吸収に基づく方法が知られている。それでも、利用されるレーザー源は工業用でなく、その方法は実験室以外の場所で実施するのは困難である。

本発明の目的は、半導体の吸収帯の中で固定波長をもつレーザープローブ（ｓｏｎｄｅ ｌａｓｅｒ）を使用することによって、任意の電子コンポーネント内部の電荷収集ゾーンの厚みおよび深さ方向での位置を決定できるようにする方法にある。本質的には、本発明のレーザー放射線は、集束されている。

コンポーネントの厚みを探査するためには、この場合、コンポーネントの厚み内でレーザー放射線の焦点を移動させる。この移動は並進運動によってか、または多少の差こそあれ収束性のある（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ）集束（ｆｏｃａｌｉｓａｔｉｏｎ）によって実現できる。以下の記述は、並進運動の場合を提示している。収束性の変動については、他の計算様式を選択することが適当であるが、それでも他の計算様式は単純な光学的構成であるため当業者の理解の及ぶ範囲にある。

本発明の方法は、レーザー試験に基づいた放射線に対する電子コンポーネントの感度を決定するために利用することができる。すなわち、コンポーネントの電荷収集ゾーンの幾何形状についての情報は、したがって、粒子（重イオン、中性子、陽子など）に対する誤差予測シミュレーションにおける入力パラメータとして役立つ。

最後に、本発明の方法により、放射線耐性についての技術の弱点を明らかにすることができ、これは、新しいコンポーネントの開発のためのその製造プロセスに関する重要な情報となる。

本発明において用いられるレーザー源は廉価で、きわめて信頼性が高く、市販されており、したがって工業的環境に適している、ということにも留意されたい。

したがって本発明の目的は、電子コンポーネント内のエネルギー相互作用に対する感度の特徴づけのプロセスにあり、
− 電子コンポーネントを起動させ、
− このように起動させた電子コンポーネントを、レーザー放射線を用いて励起させ、
− この励起に対応する起動された電子コンポーネントの機能不良を測定し、そして
− エネルギー相互作用が最も強いコンポーネント内の関心対象の位置特定マップを作成する、
というプロセスであって、
− コンポーネント内のさまざまな深さにレーザー放射線を集束させること、および
− これらのさまざまな深さについてエネルギー相互作用を測定すること、
を特徴とするプロセスである。

本発明は、以下の記述を読み、付属の図面を検討することでより良く理解できる。図面は、本発明を例示するためだけに提供されており、それを限定するものでは全くない。図面は以下を示す。

図１は、本発明のプロセスを実施するために使用可能な装置の概略図である。

図２は、本発明のレーザー集束のオフセット（ｄｅｃａｌａｇｅ）の影響のグラフである。

図３は、本発明による関心対象ゾーンについての、集束深度に応じた、相互作用が臨界である臨界エネルギー（ｌ’ｅｎｅｒｇｉｅ ｃｒｉｔｉｑｕｅ）の記録である。

図４は、既知の関心対象ゾーンについての、レーザーの集束ずれ（ｄｅｆｏｃａｌｉｓａｔｉｏｎ）の説明が図３の結果の正しさを証明している、三つの例の概略図である。

図５〜７は、一つのコンポーネントに関するさまざまな関心対象ゾーン、および検出された信号内でのそれらの対応（図６および７）の概略図を示す。

図８は、第二のタイプのコンポーネントについての集束ずれの深度に応じた臨界出力の記録である。

図９は、重イオンまたは中性子または陽子に対するコンポーネントの感度を評価するための、本発明を用いて測定した高感度ゾーンの位置特定の認識の利用を示すシミュレーションアプローチの概略図である。

図１に、本発明のプロセスを実施するために利用可能な装置を示す。本発明の目的は、電子コンポーネント１内のエネルギー相互作用の影響を測定することにある。かくして、電子コンポーネント１は、既知の要領でかつ裏返して示した状態で、ケーシング３、かかるケーシング３内のウェル４、および不純物が埋め込まれたゾーン５〜８という、さまざまな埋め込みが実施される半導体結晶２を有している。限定されることなく、半導体結晶２は、ケーシング３がＮ^＋型の不純物の埋め込みを受け、ウェル４がＰ^＋型の不純物の埋め込みを受け、ゾーン５〜８は、電子コンポーネントを実現するために作り上げる必要のある接続部および電子的機能によって異なる性質の不純物の埋め込みを受けている、Ｐ型のケイ素結晶である。かかるコンポーネント中の不純物濃度は従来１０^１５と１０^２３の間に含まれる。埋め込まれたゾーン５および６、ならびにケーシング３およびウェル４は、互いに酸化ケイ素障壁９により分離されている。既知の要領で、これらの障壁９の間には、電子コンポーネント１の接続インターフェース１１に通じている典型的には金属製の接続部１０が、気化により実現される。典型的には、半導体スラブ２は、保護要素１３、好ましくはメタライゼーションの上に、その下面１２を介して置かれている。いくつかの場合では、保護要素１３は例えばコバルトといった非常に硬度の高い材料でできている。保護要素１３は、埋め込み５〜８が実施される面とは反対側の結晶２の一表面上に位置している。

本発明においては、エネルギー相互作用を受けるであろう電子コンポーネントの機能不良を測定するために、レーザー源１４を用いてこの電子コンポーネントを励起する。このレーザー源１４は、電子コンポーネント２を攻撃する放射線１５を発出する。この攻撃に有利に作用するような形で、好ましくは、コンポーネント１はその下面１２を介してこの攻撃を受ける。この攻撃に有利に作用するような形で、好ましくは保護要素１３は、レーザー１４の放射線１５が進入するときに通ることのできるウインドウ１６の形で（特に化学的または機械的工程により）開放されている。

テストの時点で、電子コンポーネント１はそのインターフェース１１により、電力供給装置および制御装置１７に接続されている。制御装置１７は、概略的な形で、制御バス、アドレスバスおよびデータバス１９により、プログラムメモリ２０、データメモリ２１、レーザー源１４へのインターフェース１１およびレーザーエネルギー減衰システム３５に接続されたマイクロプロセッサ１８を有する。その上、制御装置１７は、一方では予想される電気値をプリセット入力端２３で受信し、コンポーネントが相互作用およびレーザー１４の励起を受けている時にこのコンポーネント１内でインターフェース１１を介して読み取られた電気信号を測定用入力端２４で受信する、概略的に示されている比較器２２を有する。

比較器２２はそれ自体、予想された信号と電子コンポーネント１から受信した信号のコヒーレンスを測定するルーティン２５により置き換えられてもよい。測定機能は静的であってよい。すなわち、この場合、インターフェース１１の固定接点電極で読み取り可能な電流およびポテンシャルの値のみをテストする。測定機能は動的であってもよい。この場合、マイクロプロセッサ１８はさらに、既知の履歴に従って推移しなくてはならない特定の動作を一つずつ並べるクロックを有しており、この履歴が予想通りに再生されるかまたは異常が提示されるかが測定される。

従来の要領で、特にマイクロプロセッサ１８で、半導体結晶２の面１２に対してＸＹ方向にレーザー源１４を移動させることが知られている。この移動を行なうことにより、放射線１４と半導体１との間の相互作用が最も強い、さらには臨界になることを測定する関心対象の位置特定を探知することが可能である。しかしながら、この測定結果の認識では不充分である。この認識は、深さについての情報は提供しない。

ウインドウ１６により形成された穴はコンポーネント１のスラブ２の面積よりも小さい。穴１６は、それが過度に大きくなった場合コンポーネント１の電気的機能条件がそれにより改悪されうるという理由で、小さいものとなっている。特に、層１３の電気的接続を維持できる必要がある。そのため面１２への放射線１５のインパクトの痕跡（ｔｒａｃｅ ｄｅ ｌ‘ｉｍｐａｃｔ）は当然、穴１６よりも小さく、そうでなければ、ウインドウ１６のＸ方向およびＹ方向での走査は無用になる。しかし、あらゆる予防措置を構じたにもかかわらず、埋め込みゾーン５〜８の寸法は、レーザー放射線１５のインパクトの痕跡よりもはるかに小さい。図１は、便宜上、そのことを完全に示していない。しかしながら実際には、インパクトの痕跡は電子コンポーネント内の基本的機能のサイズをはるかに上回る。例えば、静的タイプのメモリセルの場合、インパクトの痕跡はこの静的メモリのメモリポイントの表面積よりもはるかに大きい表面積を有する。

このような技術では、コンポーネント１内の関心対象ゾーンがコンポーネント１の機能にとって有害な相互作用の所在位置であるという意味で、これらのゾーンを探知することが知られている。本発明の目的は、有害な相互作用の所在位置であるコンポーネントの部分を精確に認識することにある。主として、関係する部分が、ケーシング３の底面２６、ウェル４の底面２７、またさらには埋め込みを受けたゾーン５〜８のうちの一つのゾーンの接続ゾーン２８の部分であるか否かが問題となる。この深度を認識することで、これらの相互作用に対してコンポーネントを強化させるために、さまざまなゾーンにおける不純物の埋め込みレベルを修正することになる可能性がある。

本発明においては、この結果を得るため、ここでは概略的にレンズ２９により示されている集束装置を用いてレーザー放射線１５を集束し、また、このレンズ２９を用いて、かくして集束された放射線１５の焦点３０の集束深度Ｚを変動させることを計画した。例えば、示された深度３１は、ここでは面１２の下、ただしケーシング３の底面２６の面よりも上にある。半導体２の結晶の高さ３２は一般的に約３００マイクロメートルであり、一方分離用酸化物９および接続用構造体のために用いられる高さは、およそ６００マイクロメートルであってよい。当然のことながら、空気の屈折率と異なる結晶２の屈折率が考慮に入れられる。このことは、集束された放射線が直線の光線３４を呈している図１では示されていない。本発明によると、各々の集束深度について、コンポーネント１上の放射線のエネルギー相互作用が測定される。この測定の原理は以下の通りである。

レーザー源１４がひとたび（先に記述した通りに測定された）関心対象ゾーンに対面して位置づけられたならば、例えば面１２上の、所与の第一の集束について、減衰器３５に伝送された指令により、マイクロプロセッサ１８とバス１９を用いて、レーザーエネルギーの減衰レベルを調整し、マイクロプロセッサ１８とバス１９を用いて、レーザーパルスを実施するためレーザー源１４を制御する。減衰器３０の減衰レベルの低下は、レーザーエネルギーの増大を誘発する。この増大の結果、コンポーネント１内で散るレーザー出力は増大する。実際には、このエネルギー励起の適用は、（特に連続照射によりコンポーネントを過度に強く加熱しないように）パルス化される。さらに、好ましくは、ただし義務的にではなく、出力の修正は段階的に行なうことができる。実験的見地から見ると、最も高いレーザーエネルギー（出力）値から出発して、これを臨界値を得るまで減少させる（ただし、同様に逆、すなわち最も低いエネルギー値から出発してそれを漸進的に増大させることも又可能である）。各々のパルスについて、パルスの終りで、予想された信号との関係においてコンポーネント１内で読み取った信号のコヒーレンスを測定する。このコヒーレンスが良好である場合、減衰を低下させる。所与の瞬間において、初めて、コンポーネント１の電子応答がもはや予想されたものではなくなる臨界出力を得る。この臨界出力の値を記録する。

その後、例えば、焦点３０が結晶２内をさらに前進するような形で、コンポーネント１の方向にレンズ２９を移動させることによって（または場合によっては可変焦点距離レンズを用いることによって）、レーザー源の集束を変化させる。この焦点３０の深さ方向でのこのもう一つの位置について、増大動作を反復し（減少により処理することもできる）、新しい臨界出力値を得る。このように作業することで、電子コンポーネント１の機能不良の、もはや表面のマッピングだけではなく深さ方向でのマッピングを記録することができる。

実際、対象物の焦点に向けられたレーザービームの空間的分布は、平面においてガウス曲線によって、そして深さ方向では減少指数関数によってモデリングされる。二つのディメンション（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）において、ｎという屈折率で媒質内を伝播するレーザービームのエネルギー密度Ｉ_laserは、次の数式で表わされる。

なお式中、
ω _O＝集束点（ここでｚ＝ｚ_O）でのレーザービームの幅。
ｎ＝伝播媒質の屈折率。
Ｉ_O＝Ｊ／ｃｍ²における、半導体内に入る前の入射レーザーエネルギー密度
である。

集束の後、レーザービームは、集束点から離れるとすぐに急速に再度拡大する。レーザービームが例えばケイ素といった半導体の中に進入した時点で、空気（ｎ_air＝１）とケイ素（ｎ_si＝３．５）との間の屈折率の差に起因する屈折特性のため、ｚ＝０の位置にある空気／ケイ素の界面が存在しない状態で、レーザービームがｚ＝ｚ_o ’で集束されたとすると、この境界面が存在する状態では、集束点は、パラメータω _osiを最大強度の１／ｅ²で定義される特徴的光線として、深度ｚ＝ｚ_oまで押しやられることになる。このパラメータは、英語では「ビームウエスト（ｂｅａｍ ｗａｉｓｔ）」、フランス語では「ｇｏｒｇｅ ｄｕ ｆａｉｓｃｅａｕ」と呼ばれる。

ガウスビーム特性および境界面へのそれらの透過から、次の数式を示すことができる。
ω_ｏｓｉ＝ω_{ｏａｉｒ＝}ω_０
ｚ_ｏ＝ｎ_ｓｉｘｚ_ｏ’

レーザービームは、最大強度の１／ｅ^２で定義された特徴的光線（ｒａｙｏｎ ｃａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｑｕｅ）が、界面が無い場合のものと同一である状態で、ケイ素内に深度ｚ_ｏで集束する。したがって通常の標点内のｄｚの変動は、ケイ素内のｎ_ｓｉ・ｄｚの変動という形で現われる。

図２は、異なる深度での集束を伴う、ケイ素内の二つの伝播の場合を概略的に示している。レーザービームの光子は、そのエネルギーｈνが結晶２内のポテンシャル障壁を上回る場合、ビームの通過経路全体にわたり半導体内で自由電荷を作り出す能力をもつ。

半導体内の深度ｚまで入射エネルギー密度ｌｏのレーザービームにより導入された電荷（例えばｎで表される電子）の体積密度は、次の通りに示すことができる。

なお式中、
ｈ＝プランク定数
ｃ＝光の速度
λ＝レーザー波長
（１−Ｒ）Ｉ_laser＝半導体内に進入するレーザーエネルギー密度
α＝半導体の吸収係数
η＝量子効率≒１

電荷収集の高感度ゾーンが、矩形により具現され、深さ方向のｚ＝ｚｓのところに位置特定されていると仮定する。レーザービームは、それがｚｏ＝ｚ２（ｚ２はｚ１と異なる）で集束された場合に比べｚｏ＝ｚ１＝ｚｓで集束された場合に、収集ゾーン内でより多くの電荷を作り出す。したがって、電荷収集は、後者のケースでより効率が良く、所与の数量の収集電荷を得るのに必要なレーザーエネルギー（以下臨界エネルギーと呼ぶ）は減少する。この臨界エネルギーは、所与のパルス持続時間について、臨界出力に対応する。閾値エネルギーとも言われる臨界エネルギーの集束深度ｚｏに応じた曲線が、図２のコンフィグレーションにおいてトレースされた場合、図３に示されている外観をとることになる。この曲線を活用する（最小値の調査）ことで、電荷収集の高感度ゾーンの深度（ここではｚｓ）が得られる。実際、ｚ２（＜ｚ１）では、コンポーネント１の機能を狂わせるためには、レーザー１４に対してさらに出力が必要である。ｚ１では、それに必要な出力は比較的少ない。したがって、高度ｚ１のゾーンは、高度ｚ２のゾーンよりも感度が高い。

二つのその他の方向ＸおよびＹを考慮すると、図面の全ての場合においてこれが発生しないことがわかる。実際、図４では、Ａ、ＢおよびＣの三つの場合が示されている。Ａの場合では、収集ゾーンは、（図中、円板形で表わされている）レーザービームのサイズに比べて、ｚ２ではより小さく、ｚ１ではより大きい。したがって、臨界閾値は、高度ｚ２よりも高度ｚ１において低い。Ｂの場合については、高感度ゾーンは、レーザービームのサイズよりもはるかに大きいことから、臨界閾値はいたるところで同じである。場合Ａの条件を達成するためはるかに小さい焦点距離を用いることを除いて、実験は決定的ではない。（所与の集束の収束について）高感度ゾーンがＢの場合のものと同じタイプであるＣの場合においては、当該方法により、（特に、コンポーネント内でレーザー放射線が寄生電流を生成しないゾーンに達した、レーザー放射線の一部分の中和を理由として）高感度ゾーンの縁部の高度を充分に検出することができる、ということがわかる。この場合、臨界出力はさらに大きい。したがってゾーンの縁部は、現象を明らかにするのに有用な出力が、隣接する位置特定についての出力と比較してより大きなものとなり始めるレーザー源１４のＸおよびＹ方向での位置に精確に対応する。

そのため、深さ方向、Ｚでの探査を開始する前に、表面方向で或いはより一般的にはＸおよびＹ方向で事前に位置特定された関心対象ゾーン内に焦点の探査を位置づける必要はない。標準的には、さまざまな集束のＸ、ＹおよびＺ座標が深さ方向でもＸＹ平面においても任意のさらには無作為な戦略にしたがって決定されることから、探査はいかなる場所からでも始めることができる。同様に、コンポーネント内の集束深度を修正するためには、コンポーネントとの関係においてレンズ２９を移動させるよりも、むしろ、例えばピッチ毎にレーザーの放射線波長を修正することを選択することができる。

検討対象の材料を透過しないレーザーを利用する必要がある。レーザー光子エネルギーは、半導体のバンドギャップ、ポテンシャル障壁を上回らなくてはならない。ケイ素の場合には、レーザーの波長は１．１マイクロメートルより小さくなくてはならない。他方で、ケイ素へのレーザーの進入が、深さ方向の埋設されたゾーンを励起することができるのに充分なほどに確実に深くなるようにしなくてはならない。

パルス持続時間が現象開始の閾値にしか影響を及ぼさないかぎり、当該方法にとって、レーザーパルス持続時間は真に重要なものではない。レーザーが充分にエネルギーを生むものであるかぎり、パルス持続時間の選択は重大ではない。

当該方法は、レーザーのスポット、トレースのサイズが小さいほど当該方法の感度は高くなる。１．０６マイクロメートルという波長について、例えば、４マイクロメートルのスポットサイズが当該方法に適合していることを示すことができた。

レーザービームはコンポーネントの前方面（電極側）からかまたは後方面（基盤２）から入射可能である。レーザービームは、メタライゼーションを貫通しないことから、全ての高感度ゾーンを明らかにするために後方面からの照射が好ましい。ただし、当該方法は両方のケースに応用される。

閾値エネルギーは、臨界電荷と呼ばれる所与の数量の収集電荷を得るために必要なレーザーエネルギーとして定義づけされる。類似のコンポーネントについて、検討可能な影響を限定することなく、これは、出力端での所与のレベルの過渡電流または破壊的機能障害の開始という形で現われる可能性がある。ＳＲＡＭメモリについては、これは、ビット状態変更またはラッチアップと呼ばれる寄生現象の開始を可能にする臨界エネルギーまたは臨界電荷の形で現われる可能性がある。

したがって第一のステップは、コンポーネントのＸおよびＹ方向での２次元レーザーマッピングを実現することからなる。コンポーネントの表面全体はレーザーにより走査される。各々の走査位置について、観察対象の現象が開始されるレーザーエネルギーが記録される。異なる二つの高感度ゾーンを提示するレーザーマッピングの一例が図５に示されている。このとき深さ方向の調査が、一定数の関心対象ポイントについて、以上で説明された原理にしたがって実施される。典型的には、この調査は、一つの場合ではポイント１〜４について、又もう一つの場合ではポイント５〜１１について実施される。

当該方法はここでは、比較器タイプの類似の電子コンポーネントに応用される。二つの電荷収集ゾーンが、レーザーマッピングによって識別された。空間的に広がったこれら二つのゾーンの各々について、深さ方向での感度の研究が、これらの電荷収集ゾーンの中心および縁部のさまざまなポイントで行なわれた。

以上で明記した通り、又当該方法の理論的な面を提示する以下の記述で確認されるように、曲線Ｅ_{ｓｅｕｉｌ}＝ｆ（集束深度）の最小値は、高感度ゾーンの深さ方向での位置に対応する。

図６は、特に、第一の場合のポイント４に関する曲線を用いて、高感度ゾーンの縁部の深さ方向での位置を決定することがより容易であるということを示している。ポイント１〜３については、勾配がより小さいものであるため、最小値の検出は、さほど明白ではない。図７の点５〜１１のゾーンについては、結論は同じである。点７は、１３０マイクロメートルで感度高度を定義することを可能にしている。レンズ２９と面１２との間の６０マイクロメートルの隔たりを差し引いた場合、７０マイクロメートルの高度が得られる。次に空気−ケイ素の屈折率比を用いると、約２４０マイクロメートルの高感度ゾーンの深度に到達する。

ケイ素の屈折率および曲線の横座標のオフセットを考慮に入れると、最小値の位置は、点１〜４のゾーンについてはコンポーネントの後方面１２（空気−ケイ素界面）から約３４０マイクロメートルの深度、そして点５〜１１のゾーンについては２４０マイクロメートルの深度のところに高感度ゾーンが位置するということを示している。

静的ランダムアクセスメモリ、ＳＲＡＭタイプのコンポーネントの場合、レーザービームのサイズは、メモリポイントとの関係におけるレーザーの位置の如何に関わらず、ω（ｚ）がメモリポイントの寸法に比べ大きくなるようなものである。かくしてω（ｚ）の変動は、閾値エネルギーの変動を引き起こす。このとき図８にしたがって、図４の場合Ｃにしたがった検出が得られる。当該方法はうまく機能する。

理論的な面では、厚みｈおよび辺ａ、ｂの高感度ゾーンは（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）に位置している。レーザービームは、ケイ素内で（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）で集束される。

ＲＰＰ（直方体）モデルを仮定する、つまり電荷収集ゾーンが直方体と同一視されると仮定すると、（ｘｏ＝０、ｙｏ＝０、ｚｏ）で集束されたガラスビームにより、辺ａ、ｂおよびｘｓ、ｙ_ｓで深度ｚ_ｓのところに置かれたｈのこの直方体の中で生成される電荷数を計算することができる。

なお式中、

であり、またＥｏはｚ＝０での入射レーザーエネルギーである。

前述の式の積分から、次のものが得られる。

臨界電荷ｎ_{ｃｈａｒｇｅ}＝Ｑ_ｃｒｉｔに対応する閾値レーザーエネルギーＥ_０＝Ｅ_{ｓｅｕｉｌ}については、次のようになる。

積分の解の計算は、例えば、台形法により行なわれる。この関数は、集束深度に応じた閾値エネルギーの推移を表している。この式をトレースすると、例えば図３の曲線が得られる。

関数Ｅｒｆ（ｘ）は、その引き数（ａｒｇｕｍｅｎｔ）が大きい場合、１へと向かう。したがって、閾値エネルギーＥ_{ｓｅｕｉｌ}の変動を観察するためには、

および

が変動することが必要であり、このことは、図４のＡおよびＣの場合においては有効であるが、Ｂにおいては有効でない。

かくして、（深度の如何に関わらず）寸法ａおよびｂがω（ｚ）よりも充分に大きい高感度ゾーンの場合（ケースＢ）、閾値エネルギーの変動は全く無い。

これに対して、同一のω（ｚ）について、レーザー照射が高感度ゾーンの縁部で行なわれた場合、このとき

および

が変動するため、閾値エネルギーは変動する。

深度ｚ_ｓおよび厚みｈに位置づけられた、唯一の高感度ゾーンしかないと仮定する（図８参照）。ｚに応じたＥ_{ｓｅｕｉｌ}の式が導出された場合、次のようになる。

２．１．１．で説明した通り、

である。したがって、深度に応じて生成される電荷の推移を表わす曲線の導関数により、該関数の極値を特徴づけることが可能である。この導関数の式が以下に記されている（明確さを期して、ｘ_ｓ、ｙ_ｓ、ａおよびｂの値は、ｘ_ｓ＝ｙ_ｓ＝０、そしてａ＝ｂとする）が、一般的計算により同一の結果、すなわち

およびｚ_ｓ＝ｎ_ｓｉ*_ｚが導かれる。極値は、

または、

により得られる。

積α_・ｈが０に向かうかぎり、（ケイ素についてα≒２０ｃｍ^−１およびドーピングレベル１０^１７ｃｍ^３未満、そして波長１．０６マイクロメートルで、ｚはおよそ数マイクロメートルから数十マイクロメートル規模である）、深さ方向の高感度ゾーンの中心であるｚ_ｓがレーザーの集束点ｚｏに等しい場合、ω（ｚ_０＋ｈ／２）＝ω（ｚ_０−ｈ／２）であるため、等価が得られる。

かくして、集束深度に応じた閾値エネルギーの推移を特徴づけする実験的曲線の最小値は、ＲＰＰモデルの仮定において、高感度ゾーンが埋設されている深度にまさしく対応する。

図９は、重イオンまたはその他の粒子の攻撃のシミュレーションを概略的に示す。本発明を用いると、コンポーネント１の中で高感度ゾーン３６および３７の位置をＸ方向、Ｙ方向およびＺで定義づけることができた。簡略化を期して、これらのゾーン３６および３７が高感度であり、コンポーネントの残りの部分は高感度でないと仮定することができる。より一般的には、各ゾーンに感度係数を割当てることができる。この三次元マッピングが得られると、重イオン、中性子、陽子、その他で、さまざまな軌軌３８および３９にしたがってコンポーネント１を仮想ボンバード（ｂｏｍｂａｒｄｅ）する。レーザーにより得られた結果と加速器で得られた結果との相関関係は、材料との相互作用メカニズムが異なることから、即時には得られない。しかしながら、これらの相関関係が可能であることの基礎となる理論が知られている。このことはすなわち、レーザー放射線に対する高感度ゾーンから粒子に対する高感度ゾーンを演繹できることを意味している。

例中、光線３８は、高感度ゾーン３６のそばを通過し、一方、光線３９はゾーン３７のまん中を通過する。各光線について、その方向およびその出力に応じて、機能障害が突発するか否かを測定する。これらのボンバード活動（ａｃｔｉｖｉｔｅ ｄｅ ｂｏｍｂａｒｄｅ）の統計的レベルについて、シミュレーションにより、コンポーネント１に関し感度評点を作成する。

本発明のプロセスを実施するために使用可能な装置の概略図である。 本発明のレーザー集束のオフセットの影響のグラフである。 本発明による関心対象ゾーンについての、集束深度に応じた、相互作用が臨界である臨界エネルギーの記録を示す図である。 既知の関心対象ゾーンについての、レーザーの集束ずれの説明が図３の結果の正しさを証明している、三つの例の概略図である。 異なる二つの高感度ゾーンを提示するレーザーマッピングの一例を示す図である。 一つのコンポーネントに関するさまざまな関心対象ゾーン、および検出された信号内でのそれらの対応（図６および７）の概略図である。 一つのコンポーネントに関するさまざまな関心対象ゾーン、および検出された信号内でのそれらの対応（図６および７）の概略図である。 第二のタイプのコンポーネントについての集束ずれの深度に応じた臨界出力の記録を示す図である。 重イオンまたは中性子または陽子に対するコンポーネントの感度を評価するための、本発明を用いて測定した高感度ゾーンの位置特定の認識の利用を示すシミュレーションアプローチの概略図である。

符号の説明

１ 電子コンポーネント
２ 半導体結晶
３ ケーシング
４ ウェル
５〜８ ゾーン
９ 酸化ケイ素障壁
１０ 接続部
１１ 接続インターフェース
１３ 保護要素
１４ レーザー源
１５ 放射線
１７ 制御装置
１８ マイクロプロセッサ
１９ バス
２０ プログラムメモリ
２１ データメモリ
２２ 比較器
２３ プリセット入力端
２９ レンズ
３０ 焦点
３５ レーザーエネルギー減衰システム

Claims (9)

1. 電子コンポーネント（１）内のエネルギー相互作用に対する感度の特徴づけの方法であって、該方法において、
   − 電子コンポーネントを起動させ、
   − かくして起動させた電子コンポーネントを、レーザー放射線（１５）を用いて励起させ（１４）、
   − この励起に対応する起動された電子コンポーネントの機能不良を測定し（２５）、
   − これらの相互作用が最も強いコンポーネント内の関心対象の位置特定マップ（図５）を作成する、
   という方法であって、
   − コンポーネント内のさまざまな深度（３１）にレーザー放射線を集束させる（２９）こと、および
   − これらのさまざまな深度についてエネルギー相互作用を測定すること、
   を特徴とする方法。
2. − 関心対象の位置特定（１〜４、５〜１１）のため、コンポーネント内のさまざまな深度（３１）にレーザー放射線を集束させる（２９）こと、
   を特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. − エネルギー相互作用測定を目的として、レーザーシミュレーション（３６〜３９）により、重イオンおよび／または陽子および／または中性子の相互作用を測定すること、
   を特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. − 所与の深度について、好ましくはピッチ毎に、レーザーの出力を変動させる（３５）こと、および、
   − その値を超えると相互作用が臨界になる、臨界出力を決定すること、
   を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. − コンポーネントのスラブ（２）の一方の面（１２）からこのコンポーネントを励起し、この面が好ましくは、不純物の埋め込みを行なう面とは反対側であること、
   を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. − コンポーネントのスラブの保護要素（１３）内に小さな穴（１６）をあけること、
   − この小さい穴がコンポーネントのスラブの総表面積よりも小さい表面積をもつものであり、
   − この小さい穴がコンポーネントへのレーザー放射線のインパクトの痕跡よりも大きい表面積をもつものであり、
   − このインパクトの痕跡がコンポーネント内に埋め込まれた基本電子セルの表面積より大きい表面積をもつものであること、
   を特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. − コンポーネントの出力信号を予想した値と比較することにより相互作用を測定すること、および
   − この比較（２２）がもはや一つの基準（２３）に適合しなくなる条件を検出すること、
   を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. − レーザー源のレーザー光子エネルギーが半導体コンポーネントのバンドギャップの値を上回ること、
   を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法を実施するための装置。

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