Измерение низкой альфа-активности материалов микроэлектроники : методика и оборудование

• Автор: Манакова, Алёна Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение

Глава 1. Альфа-активность материалов микроэлектроники и её измерение

1.1. Случайные сбои в элементах интегральных схем

1.2. Альфа-активность как причина случайных сбоев элементов интегральных схем

1.3. Обзор методов измерения альфа-активности материалов микроэлектроники

1.4. Перспективы приборостроения для измерения низкой альфа

активности материалов микроэлектроники

Выводы главы

Глава 2. Разработка методики контроля низкой и сверхнизкой альфа-активности при производстве материалов
микроэлектроники
2.1. Постановка задачи контроля низкой и ультранизкой поверхностной альфа-активности при производстве материалов микроэлектроники
2.2. Проблемы измерений низкой и ультранизкой поверхностной альфа-активности современными приборами
2.2.1. Проблемы собственного фона прибора при измерении низкой и ультранизкой поверхностной альфа-активности
2.2.2. Неконтролируемая систематическая погрешность при измерении низкой поверхностной альфа-активности
2.2.3. Проблемы длительных измерений низкой и ультранизкой поверхностной альфа-активности

2.2.4. Спектральная чувствительность газового
пропорционального счётчика модели 1950 производства
фирмы «Alpha Sciences», США
2.3. Виды образцов для контроля низкой и ультранизкой поверхностной альфа-активности при производстве материалов микроэлектроники и измерение их активности
2.3.1. Литые образцы свинца, олова и их сплавов
2.3.2. Формованные образцы свинца, олова и их сплавов
2.3.3. Порошки металлов и их оксидов
2.4. Методика производственного контроля альфа-активности материалов микроэлектроники
2.5. Анализ результатов измерения альфа-активности материалов
микроэлектроники
Выводы главы
Г лава 3. Разработка прибора для измерения низкой и ультра низкой поверхностной альфа-активности
3.1. Постановка задачи создания прибора для измерения низкой и ультранизкой поверхностной альфа-активности материалов микроэлектроники
3.2. Техническое решение конструкции прибора
3.3. Подбор конструкционных материалов для изготовления прибора
3.4. Расчет основных параметров прибора
3.5. Макетные испытания прибора
3.6. Конструкция опытного образца прибора
3.7. Тестирование опытного образца прибора
3.8. Разработка калибровочного источника
Выводы главы
Заключение
Список цитированных источников

Приложение 1. Альфа-активность Кт Ро-210, образующегося из РЬ-

Приложение 2. Сертификат DIN EN ISO 9001:2000
Приложение 3. Методика производственного контроля
альфа-активности материалов микроэлектроники
Приложение 4. Акт сдачи-приёмки НИОКР по теме «Создание измерителя уровня альфа излучения материалов и изделий с чувствительностью 0,0005 альфа распадов с см2 в час» по
государственному контракту № 2153р/3609 от 29.09.2003 г
Приложение 5. Техническое задание на выполнение НИОКР по созданию прибора для измерения низкого уровня альфа активности материалов по государственному контракту № 2153р / 3609 от
29.09.2003 г
Приложение 6. Сборочный чертёж прибора для измерения низкого уровня альфа активности материалов

счетчике для образования одного фотоэлектрона - 400 - 1000 эВ [44]. В качестве материала для полупроводниковых детекторов обычно используют высокочистые монокристаллы кремния или германия. Они работают как диоды с обратным смещением, чтобы создать в кристалле высокое электрическое поле для сбора зарядов [45]. Основным достоинством полупроводниковых детекторов является высокое энергетическое разрешение, что обусловило их широкое применение в спектрометрии альфа-частиц [3-5]. В зависимости от типа и способа изготовления разрешение детекторов для альфа-частиц с энергией 5,0 - 5,5 МэВ может достигать 17-9 кэВ при уровнях шума 2-1,6 кэВ [46,47].
Так как современные полупроводниковые детекторы изготавливаются из веществ высочайшей химической чистоты, то даже на серийно выпускаемых детекторах возможно достижение фановой скорости счета меньшей, чем на счетчиках других типов. Основной вклад в фоновую скорость счета полупроводниковых детекторов дают альфа-излучатели, содержащиеся в рабочем материале детектора [48]. Так, например, присутствие радия-226 в количествах ~ 10"12 % обеспечивает фоновую интенсивность счета ~ 0,1 - 0,2 имп./(час-см2) для кремниевых детекторов с чувствительной площадью ~ 5 см2. Серийно изготавливаемые кремниевые детекторы, например фирм “Enertec Schlumberger”, CANBERRA, EG&G, ORTEC, обеспечивают при чувствительной поверхности -10 см2 и энергетическом разрешении ~ 100 кэВ фоновую скорость счета менее 0,01 имп./(час-см2). Такие характеристики счетчика позволяют как измерять низкую интегральную альфа-активность образцов, так и определять изотопический состав пробы. Следует отметить, что путем применения низко-альфа-активной пассивной защиты счетчика, схемы антисовпадений и малошумящих электронных схем и этот уровень фона может быть понижен. Единственной проблемой является малая для измерения низко-альфа-активного свинца чувствительная поверхность детекторов на основе высокочистых полупроводников, достигающая на сегодняшний день всего 45 см2. Решение этой задачи - в изготовлении