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CN106198432A - 一种电子辐照剂量的测量方法 - Google Patents

一种电子辐照剂量的测量方法 Download PDF

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CN106198432A
CN106198432A CN201610810576.3A CN201610810576A CN106198432A CN 106198432 A CN106198432 A CN 106198432A CN 201610810576 A CN201610810576 A CN 201610810576A CN 106198432 A CN106198432 A CN 106198432A
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CN
China
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absorbance
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CN201610810576.3A
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马文峰
冯宝星
尤新勇
邵云
张鲲
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Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
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Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
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    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
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Abstract

本发明公开了一种电子辐照剂量的测量方法，包括如下步骤：将多片载玻片重叠放置，以形成样品；测量所述样品的本底吸光度值A0；将所述样品置于四周密封的容器内；对所述样品进行辐照；测量辐照后的所述样品的吸光度值A；根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值上述测量方法，测量使用后的载玻片在阳光的暴晒下还能够重复利用，有效解决了现有技术中剂量片无法重复利用的问题。

Description

一种电子辐照剂量的测量方法
技术领域
本发明涉及辐照剂量测量技术领域，特别涉及一种电子辐照剂量的测量方法。
背景技术
在大功率半导体器件生产工艺中，电子辐照环节是其中必不可少的步骤；即，通过高能电子束去轰击芯片，入射电子与硅原子相碰撞，硅原子从正常的位置移到晶格中的其他位置，从而在硅中引入了缺陷，上述缺陷可以与杂质和其他缺陷相作用，形成更复杂的缺陷，从而在禁带中形成新的电子能级。禁带中的能级对非平衡载流子的复合有贡献，从而缩短少子寿命，导致芯片参数发生变化。对芯片进行不同剂量的辐照加工，可整合芯片参数达到一个最优状态。
目前剂量测量的做法是利用辐照前后物质的吸光度的变化来计算出物质所吸收的辐照剂量。把剂量片按一定的顺序摆放在辐照床上，对剂量片进行辐照作业，然后把剂量片放入烘箱内在特定温度下恒温一段时间，之后测量辐照后剂量片吸光度值，把测得结果录入到软件后软件根据预设公式计算出剂量片所吸收的辐照剂量。
采用如上方式进行测量，其成本高；剂量片作为消耗品，其价格高达数千元一盒，并且针对小剂量测量的精度差。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子辐照剂量的测量方法，该测量方法可以解决剂量片无法重复利用的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电子辐照剂量的测量方法，包括如下步骤：
将多片载玻片重叠放置，以形成样品；
测量所述样品的本底吸光度值A0；
将所述样品置于四周密封的容器内；
对所述样品进行辐照；
测量辐照后的所述样品的吸光度值A；
根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值
相对于上述背景技术，本发明提供的电子辐照剂量的测量方法，其核心在于，将多片载玻片重叠放置，从而形成样品；针对样品，测量其本底吸光度值A0；然后将样品放置于四周密封的容器内，并对样品进行辐照作业；当辐照完毕后，再次测量样品的吸光度值A，并根据本底吸光度值A0和吸光度值A通过预设公式计算样品的辐照剂量值采用上述设置方式，测量使用后的载玻片在阳光的暴晒下还能够重复利用，有效解决了现有技术中剂量片无法重复利用的问题。
优选地，所述测量所述样品的本底吸光度值A0的具体步骤包括：
将所述样品放置于紫外线可见分光光度计；
在单色光条件下测量所述样品的本底吸光度值A0。
优选地，所述测量辐照后的所述样品的吸光度值A的具体步骤包括：
将辐照后的所述样品放置于紫外线可见分光光度计；
测量辐照后的所述样品的吸光度值A。
优选地，所述根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值的步骤具体包括：
根据预设公式计算样品的辐照剂量值，其中K为比例系数；或
根据预设公式计算样品的辐照剂量值，其中K 1和K2分别为第一系数和第二系数。
优选地，所述根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值的步骤之后包括：
判断所述样品的辐照剂量值与芯片的实际辐照剂量值之间的差值是否满足小于等于所述实际辐照剂量值的5％的范围，若是，则所述芯片符合要求。
优选地，所述将多片载玻片重叠放置，以形成样品的步骤具体包括：
将数量为25～35片尺寸相同的载玻片轴线呈竖直连线重叠放置，以形成样品。
优选地，所述载玻片的长度范围在75mm～77mm之间，宽度在24mm～26mm之间，厚度在0.8mm～1.2mm之间。
优选地，所述对所述样品进行辐照的步骤具体为：
对所述样品辐照的辐照剂量在160Gy～640Gy范围之内。
优选地，所述将所述样品置于四周密封的容器内的步骤具体为：
将所述样品置于四周密封的铅盒内。
优选地，所述铅盒的壁厚大于等于5mm。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的电子辐照剂量的测量方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的铅盒的截面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明实施例所提供的电子辐照剂量的测量方法的流程图；图2为本发明实施例所提供的铅盒的截面图。
本发明提供的一种电子辐照剂量的测量方法，主要包括如下步骤：
S1、将多片载玻片重叠放置，以形成样品；
S2、测量所述样品的本底吸光度值A0；
S3、将所述样品置于四周密封的容器内；
S4、对所述样品进行辐照；
S5、测量辐照后的所述样品的吸光度值A；
S6、根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值
上述测量方法，其核心在于步骤S1，将多片载玻片重叠放置，以形成样品；本发明通过试验得出，将数量为25～35片尺寸相同的载玻片轴线呈竖直连线重叠放置，以形成的样品最佳，如此设置，载玻片经过辐照作业之后，载玻片呈黑色，将其在阳光下暴晒若干个小时，载玻片逐渐恢复至本色，能够继续进行电子辐照剂量的测量。这样一来，便能够有效减少浪费，解决了无法重复利用的问题。
即，步骤S1中，根据电子直线加速器的能量、载玻片的密度以及电子束在载玻片中的射程，选取一定数量的载玻片作为测量标准数量，并固定成一个整体。
针对上述步骤S2与步骤S5中，测量本底吸光度值A0以及辐照后的吸光度值A时，本发明优选采用紫外线可见分光光度计进行测量；即将样品放置于紫外线可见分光光度计，然后在单色光条件下测量样品的本底吸光度值A0。
与之类似地，测量辐照后的样品的吸光度值A的具体步骤包括：
将辐照后的样品放置于紫外线可见分光光度计；
测量辐照后的样品的吸光度值A。
本发明优选采用吸光度原理进行测量辐照剂量，其原理如下：
各种物质的分子及其结构，对不同波长的单色光呈现选择性吸收的特性。本发明的技术方案利用被测样品经过电子束照射以后其对特定波长单色光的光能量吸收特性发生变化的特点，通过测量照射前后样品吸光度的变化，利用公式计算出电子束的辐照剂量。
结合紫外可见分光光度计结构图，光源出射光束经单色器内光栅色散成展开光谱，经过波长选择后，得到所需波长的单色光，该单色光穿过被测样品，其能量被样品吸收一部分，剩余光能被检测器接收，转化成电信号，经放大后，送至微机单元进行运算处理，由显示器给出测定结果。即，步骤S2中，把样品放入紫外可见分光光度计中，在特定波长单色光条件下测量样品的本底吸光度值A0。并且在步骤S5中，当辐照作业完成后，取出样品，放入紫外可见分光光度计中，测量辐照后样品的吸光度值A。
而根据本底吸光度值A0和吸光度值A通过预设公式计算样品的辐照剂量值的步骤具体包括：
根据预设公式计算样品的辐照剂量值，其中K为比例系数；或
根据预设公式计算样品的辐照剂量值，其中K1和K2分别为第一系数和第二系数。
预设公式计算样品的第一辐照剂量值相比于预设公式计算样品的第二辐照剂量值要精准，无论是K的取值，还是K1和K2的取值均需通过大量对比试验得出，而K、K1和K2的取值方式可以参考现有技术，本发明将不再赘述。
本发明中，根据上述计算的步骤之后包括：
判断样品的辐照剂量值与芯片的实际辐照剂量值之间的差值是否满足小于等于实际辐照剂量值的5％的范围，若是，则芯片符合要求。
本发明经过多次试验，确定出将样品的辐照剂量值与芯片的实际辐照剂量值之间的差值满足小于等于实际辐照剂量值的5％的范围之内时，则芯片往往符合生产要求。
针对将数量为25～35片尺寸相同的载玻片轴线呈竖直连线重叠放置，以形成的样品，本发明考虑到在辐照作业过程中，由于电子束处于往复扫描状态，为了避免边缘效应对样品测量精度的影响，因此将样品放入如说明书附图2所示铅盒内。
可以看出，25～35片尺寸相同的载玻片1放置于铅盒2中，铅盒2四周密封，且载玻片1与铅盒2紧密配合；本发明优选将载玻片1的长度范围在75mm～77mm之间，宽度在24mm～26mm之间，厚度在0.8mm～1.2mm之间，并且铅盒2的壁厚大于等于5mm。铅盒2的长、宽和高设置在87mm、37mm与38mm，±5％范围内。
载玻片1的尺寸为长76.2mm、宽25.4mm、厚度为1.0mm时最佳；利用上述载玻片1与铅盒2能够有效提高载玻片1的可重复利用率，并且辐照剂量的测量精度与现有技术无差异，这样一来，能够有效解决无法重复利用样品的问题。
针对采用上述方式设置的样品以及铅盒2，最好在辐照剂量为160Gy～640Gy范围之内；即，在160Gy～640Gy范围之内，采用本发明上述的载玻片1及铅盒2能够进一步提高载玻片1的重复利用率；并且在160Gy～640Gy范围之内时，吸光度与辐照剂量之间呈现良好的线性关系，有助于利用上述预设公式或预设公式 计算样品的辐照剂量值
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的电子辐照剂量的测量方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子辐照剂量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多片载玻片重叠放置，以形成样品；
测量所述样品的本底吸光度值A0；
将所述样品置于四周密封的容器内；
对所述样品进行辐照；
测量辐照后的所述样品的吸光度值A；
根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量所述样品的本底吸光度值A0的具体步骤包括：
将所述样品放置于紫外线可见分光光度计；
在单色光条件下测量所述样品的本底吸光度值A0。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量辐照后的所述样品的吸光度值A的具体步骤包括：
将辐照后的所述样品放置于紫外线可见分光光度计；
测量辐照后的所述样品的吸光度值A。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值的步骤具体包括：
根据预设公式计算样品的辐照剂量值，其中K为比例系数；或
根据预设公式计算样品的辐照剂量值，其中K1和K2分别为第一系数和第二系数。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述本底吸光度值A0和所述吸光度值A通过预设公式计算所述样品的辐照剂量值的步骤之后包括：
判断所述样品的辐照剂量值与芯片的实际辐照剂量值之间的差值是否满足小于等于所述实际辐照剂量值的5％的范围，若是，则所述芯片符合要求。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的测量方法，其特征在于，所述将多片载玻片重叠放置，以形成样品的步骤具体包括：
将数量为25～35片尺寸相同的载玻片轴线呈竖直连线重叠放置，以形成样品。
7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述载玻片的长度范围在75mm～77mm之间，宽度在24mm～26mm之间，厚度在0.8mm～1.2mm之间。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的测量方法，其特征在于，所述对所述样品进行辐照的步骤具体为：
对所述样品辐照的辐照剂量在160Gy～640Gy范围之内。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的测量方法，其特征在于，所述将所述样品置于四周密封的容器内的步骤具体为：
将所述样品置于四周密封的铅盒内。
10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述铅盒的壁厚大于等于5mm。
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