(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然放射線環境に対する電子コンポーネント（１）の感受性を特性化するための方法であって、この方法は、
エネルギー、入射角および／または経路に関連する所与の入射ビームまたは粒子の特性について、それを越えると前記電子コンポーネントにとって破壊的である事象が発生する電圧ＳＯＡ領域が決定され、
前記決定されたＳＯＡ領域内の最高電圧に等しい動作条件下で、前記電子コンポーネントが、前記入射ビームまたは粒子の特性を用いて励起され、
増幅過渡事象が生じる電子コンポーネントの有効セクションが決定され、この増幅過渡現象は、前記電子コンポーネントにとって破壊的である現象の推定値に対応し、
前記粒子または前記ビームの特性が修正され、前記コンポーネントの励起が繰り返され、
前記有効セクションが、前記所与の入射ビームまたは粒子の特性に対する各修正について決定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記有効セクションの決定中に、
テスト条件が前記コンポーネントに適用され、前記条件は、前記コンポーネントの電極の分極、前記所与の入射ビームまたは粒子の動的な動作条件、前記所与の入射ビームまたは粒子のデューティ・サイクル比、または前記コンポーネントの環境条件である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
あるコンポーネントのＳＯＡ電圧範囲を決定するために、
前記コンポーネントの出力電極の電流を変化させる電気特性が、前記コンポーネントが遮断状態にあるとき、前記出力電極に印加された電圧に基づいて決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンポーネントが動作故障を許容する故障の確率が、前記決定された有効セクションから測定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記励起は、レーザ放射、粒子加速器、または電荷を注入する手段を使用して実施される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記破壊的な事象は、ＳＥＢ、ラッチアップ、または寄生バイポーラ構造をトリガする、および／もしくは維持メカニズムをトリガする、および／もしくは電流を増幅する危険がある現象である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記有効セクションの推定値が予測コードへの入力として使用される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記予測コードは、ＳＭＣ  ＤＡＳＩＥ予測コードである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の前記方法を実施するための手段を備えるテスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破壊メカニズムに対する電子コンポーネントの感受性を特性化するための方法に関する。本発明の一目的は、自然放射線環境、換言すれば重イオン、中性子、および陽子、または電子コンポーネント内での直接的または間接的な相互作用による電荷の生成に通じる任意の他の現象に対する電力コンポーネントの感受性を決定し、それによりコンポーネントの好ましい動作条件を決定することである。
【背景技術】
【０００２】
電力コンポーネントの動作は、それらが動作する環境、たとえば人工放射線環境もしくは自然放射線環境、または電磁環境によって途絶させられる可能性がある。有害な外部要因が、コンポーネントを構成する材料と相互作用することによって、寄生電流の発生をトリガする。これらは、コンポーネント、およびそのコンポーネントを使用するアプリケーションの一時的または永久的な故障を引き起こすおそれがある。
【０００３】
自然放射線環境または人工放射線環境（中性子、陽子、重イオン、フラッシュＸ線、およびガンマ線）は、電子コンポーネントの動作を途絶させることが可能である。そのような途絶は、コンポーネント内の材料と放射線環境内の粒子との間の相互作用によるものである。これらの途絶の１つの結果が、コンポーネント内での寄生電流の発生である。結果として生じる寄生電流の大きさは、コンポーネントの材料と粒子との間の相互作用がどこで生じるかによって決まる。これは、コンポーネント内で電荷が集まる局所的なエリアを作り出す。
【０００４】
一般に、重イオンおよび陽子によるそのような侵食には、宇宙では衛星および打上げ機が遭遇する。航空機が運航するより低い高度では、中性子による侵食が特に大きく目立つ。海面位でもまた、そのような侵食に遭遇することがあり、可搬装置内の、または乗物内の機上電子コンポーネントに影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
「パワーＭＯＳＦＥＴ」トランジスタおよびＩＧＢＴなど電子コンポーネントは、本質的に寄生バイポーラ構造を有する。電子コンポーネントの通常動作中に、これらの寄生バイポーラ構造は不活性である。自然放射線環境からの粒子がコンポーネントの材料と相互作用したとき、寄生電流が生成され、寄生バイポーラ構造を活動状態にする（図１に図示）。
【０００６】
図１に示されているように、Ｎチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴトランジスタ１では、粒子２／材料４の相互作用３中に発生した正電荷が、電界および拡散メカニズムの結果として、ウェル・コンタクト５に向かって移動することになる。移動することにより、これらの正電荷は、局所的に電位上昇を生じさせることになる。最初に遮断され、ソース（Ｎ）／ウェル（Ｐ）接合６は、次いで直接分極される可能性がある。
【０００７】
遮断されたとき、ウェル／ドレイン接合がすでに逆バイアス状態である場合、ソース／ウェル／ドレイン寄生バイポーラ・トランジスタ７は、活動状態になる。
【０００８】
この状況において、次いで第２のメカニズムが実施される。このメカニズムはなだれメカニズムと呼ばれ、ウェル／ドレイン接合にて、最大電界値で追加の電荷を生成する。電界条件が十分であり、電流出力が別の理由で低下しない場合、局所的な温度の上昇と、それに続く電流の通過がコンポーネントに対して物理的な損傷を引き起こすまで、なだれメカニズム、およびバイポーラ・トランジスタによる正孔の注入が維持され増幅される。図２は、そのような損傷の一例である。
【０００９】
そのような故障は、パワーＩＧＢＴおよびＭＯＳＦＥＴ構造にとってよくあることである。
【００１０】
特にＩＧＢＴの場合、「ラッチアップ」として知られる別の、より一般的なコンポーネント故障もある。この「ラッチアップ」現象は、図３に示されているように、ＩＧＢＴだけに存在しＭＯＳＦＥＴに存在しないＮＰＮＰ構造を有する寄生サイリスタの導通を必要とする。
【００１１】
さらに、ダイオードのような他のパワー構造体の場合、寄生バイポーラ構造はないが、電界の状態は、依然として粒子相互作用または何らかの他の相互作用中に破壊的ななだれ作用を引き起こし、電荷の生成に至る可能性があるようなものである。
【００１２】
放射に対するコンポーネントの感受性を事前に特性化するためのツールとして、レーザが主に使用される。放射線環境内での粒子のように、レーザは、適切な波長でコンポーネント内に寄生電流を生成することができる。
【００１３】
したがって、レーザは、放射の作用を調査するための非常に興味深い利点をもたらす。レーザの空間分解能は、電子コンポーネントに含まれている基本構造体に対して比較的に小さなサイズに達することができるので、イオン・マイクロビームの場合と同様に、電子コンポーネントをマッピングし、その電荷が収集される領域を識別することが可能である。ビームの焦点深度を変えることにより、３Ｄ感受性マッピングをも実施することができ、これは機械を使用して容易である。
【００１４】
しかし、この知識は、放射に関して電子コンポーネントの全体的な挙動を理解するのに十分でない。
【００１５】
したがって、従来技術は、電子コンポーネントの感受性をシミュレーションにより決定することによってこの問題を克服するための方法を提供している。コンポーネントの感受性マッピングが、確立された後で、しばしばＸ、Ｙ、Ｚ、および感受性係数を有する、またはＸ、Ｙ、Ｚ、Ｔ、および感受性係数を有する４次元または５次元の行列としてモデル化される。次いで、このコンポーネント・モデルがシミュレーションによる侵食にかけられ、そのシミュレーションによる応答が測定される。たとえば、図式的に、所与の時間Ｔにてシミュレーションによるイオン（一次イオン、または核反応から生成されたイオン）がＸＹＺ座標を有する基本領域を通過した場合、かつその時点でその同じ基本領域が感受性を有する場合、品質値ｓがコンポーネントに割り当てられる。次いで、この実験が別のシミュレーションによるイオンについて繰り返される。したがって、所与の調査期間にわたって、時間が変化し、コンポーネントによって開始されたアプリケーションが進むにつれて、値ｓが収集され、次いで、おそらくは所与の測定期間の後で、コンポーネントの実際の品質を決定するために、測定された品質値が集められる。これを行うことにより、憶測の対象になるマップを有するのではなく、品質の真の尺度が得られる。
【００１６】
本発明は、ＳＯＡ電圧範囲（より低い値による最高電圧）を必要とする。所与の入射ビームまたは粒子の特性については、ＳＯＡ（安全動作領域）は、それを越えると破壊的な事象がトリガされ得る電圧の範囲である。この範囲内で機能することにより、保護が使用されない場合でさえ、テストが破壊的なものにならないことが保証される。本発明は、ＳＯＡ内で機能するときトリガされる事象（過渡事象）に対して働きかけることを提案する。当然のこととして、これらの信号は、ＳＯＡ外で観察される信号とは異なり、これらの信号についてテストは破壊的なものであるが、電力コンポーネントの感受性を決定するためには重要なものである。次いで、本発明は、過渡信号と注目の破壊的信号との間のリンクに基づくものである。
【００１７】
以下は、従来技術として紹介する科学出版物である。
・「ＳＥＢ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ｐｏｗｅｒ  ＭＯＳＦＥＴｓ  ｗｉｔｈ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｌａｓｅｒ  ａｎｄ  Ｈｅａｖｙ  Ｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  Ｒａｎｇｅｓ」（ＬＵＵ  Ａら、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．３４、ｎｏ．４、２００８年８月１日）
・「ＳＥＢ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ｐｏｗｅｒ  ＭＯＳＦＥＴｓ  ｗｉｔｈ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｌａｓｅｒ  ａｎｄ  Ｈｅａｖｙ  Ｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  Ｒａｎｇｅｓ」（ＬＵＵ  Ａら、Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｉｔｓ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、ＲＡＤＥＣＳ  ２００７、１−７頁、２００７年９月１０日）
・「Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｅｖｅｎｔ  Ｂｕｒｎｏｕｔ  ｉｎ  Ｐｏｗｅｒ  ＭＯＳＦＥＴ  Ｕｓｉｎｇ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」（ＭＩＬＬＥＲ  Ｆら、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．５３、ｎｏ．６、２００６年１２月１日）
【００１８】
従来技術からのこれらの３つの文書は、従来技術に対応する、また当然のこととして、保護が使用されない場合、破壊的なものである、ＳＯＡ外で実施されるテストを反映している。保護があっても、これらの事象のいくつかは、破壊的なものとなり得る。したがって、本発明と従来技術からのこれらの文書との基本的な違いは、テストが実施される動作範囲である。本発明では、コンポーネントがそのＳＯＡ内でオンにされ、従来技術からの３つの引用文書の場合、そのＳＯＡ外でオンにされる。
【００１９】
従来技術からの３つの文書は、決定されたＳＯＡ電圧内の最高電圧と同様の動作条件下で、入射ビームまたは粒子の特性でオンにされた電子コンポーネントを励起することを開示も示唆もしていない。
【００２０】
放射によってトリガされる破壊的な事象に対する電子コンポーネントの感受性を特性化することは、上述の通常の特性化の手段によって達成することが困難である。徹底的な特性化は、入射粒子の複数の電圧レベルおよび複数のエネルギー／ＬＥＴレベルについて感受性をテストすることを必要とする。
【００２１】
さらに、レーザに、または粒子のビームに基づくコンポーネントの実験テストは、一般に実装されている電流増幅の効果を制限するアセンブリの使用にもかかわらず、内部に蓄積されたエネルギーの著しい量により、しばしば破壊的なものである。電流増幅の効果を制限するアセンブリとは、破壊的な要素の過渡事象をより容易に識別するように、パワー電流を制限するための抵抗器、またおそらくは、より有意なピーク電流をもたらすための放電コンデンサの使用を意味する。
【００２２】
これらの制限により、粒子ビーム・テストは、十分な事象統計を得るために多数の部品を使用することを必要とし、非常に時間のかかるものであり、非常に高いコストがテスト活動に伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、破壊メカニズムに対する電力コンポーネントの感受性を特性化するための方法を使用することを提案することによって、この問題を克服することである。この意味において、本発明は、電子コンポーネント特性化システムと、テスト方法、またおそらくは結果の精度を改善するために、レーザ・テスト手段と、他のタイプの粒子の結果を推測するために、放射を予測するためのコードとの組み合わされた使用法を提供する。本発明は、コンポーネントがＳＯＡと呼ばれる安全な領域内にあるテスト条件のために、破壊的な事象に対する感受性を特性化することを可能にする。この破壊的事象解析は、前兆過渡事象の解析に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
したがって、本発明は、自然放射線環境に対する電子コンポーネントの感受性を特性化するための方法であって、
−  電子コンポーネントがオンにされる、方法において
−  エネルギーおよび／または入射角および／または経路および／またはその他など、所与の入射ビームまたは粒子の特性について、それを越えるとコンポーネントにとって破壊的である事象が発生し得るＳＯＡ電圧範囲が決定され、
−  決定されたＳＯＡ電圧内の最高電圧と同様の動作条件下で、電子コンポーネントが、入射ビームまたは粒子の特性を用いて励起され、したがってオンにされ、
−  増幅過渡事象の有効セクションが決定され、この有効セクションは、前記コンポーネントにとって破壊的である現象の推定値に対応し、
−  前記粒子または前記ビームの特性が修正され、前記コンポーネントの励起が繰り返され、
−  有効セクションが、特性に対する各修正について決定される方法に関する。
【００２５】
本発明は、以下の特性のいずれか１つを含む。
−  有効セクションを決定するとき、テスト条件が前記コンポーネントに適用され、前記条件は、分極、頻度（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）など動的な動作条件、デューティ・サイクル比、または温度など環境条件であり、
−  コンポーネントのＳＯＡ電圧範囲を決定するために、コンポーネントが遮断状態にあるとき、前記コンポーネントの出力電極の電流を変化させる電気特性を、前記出力電極に印加された電圧に基づいて決定し、
−  決定された有効セクションから、コンポーネントが動作故障を許容する故障の確率を測定し、
−  レーザ放射を使用して、または粒子加速器もしくは電荷を注入する任意の他の手段により励起が実施され、
−  破壊現象は、ＳＥＢ、ラッチアップ、または寄生バイポーラ構造をトリガする、および／もしくは維持メカニズムをトリガする、および／もしくは電流を増幅する危険がある任意の他の現象であり、
−  予測コードを入力することによって有効セクションの推定値を使用し、
−  予測コードは、ＳＭＣ  ＤＡＳＩＥのような予測コードである。
【００２６】
また、本発明の目的は、上述の方法を実施することが可能な手段を備えるテスト装置である。
【００２７】
本発明は、以下の説明を読み、添付の図を検討すれば、よりよく理解される。これらは、例示のためだけに提供されており、本発明を限定しない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】パワーＭＯＳＦＥＴトランジスタおよび寄生バイポーラ構造の概略図である（既述）。
【図２】パワーＭＯＳＦＥＴタイプの構造内で粒子によってトリガされた破壊的な事象の概略図である（既述）。
【図３】ＩＧＢＴコンポーネント内の寄生サイリスタの概略図である（既述）。
【図４】従来技術による放射に対する電力コンポーネントの感受性をテストするためのアセンブリの概略図である。
【図５】本発明の一実施形態によるパワーＭＯＳＦＥＴについてのソース・ドレイン電圧に基づくドレイン電流に対する変化の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による、ソース・ドレイン電圧に基づくパワーＭＯＳＦＥＴコンポーネントにおける粒子の長さの単位による、電荷についての予想される曲線の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態による、印加されたソース・ドレイン電圧に基づく、パワーＭＯＳＦＥＴ内で破壊的な事象をトリガするために必要とされるレーザ・エネルギーのレベルを表すグラフである。
【図８】図８ａ〜８ｂは、本発明の一実施形態による、重イオン、中性子、および陽子におけるコンポーネントの感受性を予測するグラフである。
【図９】図９ａ〜９ｄは、本発明の一実施形態による、ＳＯＡ電圧範囲内外でのテスト条件についてレーザによってトリガされる事象の図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、５００ＶパワーＭＯＳＦＥＴトランジスタのＳＥＢに対する感受性の領域の、レーザによる識別の概略図である。
【図１１】パワーＭＯＳＦＥＴの前兆ＳＥＴ過渡事象およびＳＥＢ寄生電流増幅および維持現象のレーザ・マップの図である。
【図１２】事象の測定された大きさに基づくコンポーネントに対する破壊的な事象の、変化する効率的セクション（ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｓｅｃｔｉｏｎ）の電圧の様々なレベルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、電力コンポーネントの感受性の特性化は、２つのステップで実施される。
【００３０】
第１のステップは、破壊的な事象が所与の特性の粒子または放射を受けた電力コンポーネント内で生じ得る電圧範囲の特性化である。この電圧範囲は「安全動作領域」を表すＳＯＡと呼ばれる。ＳＯＡ電圧範囲は、コンポーネントが所与の特性（エネルギー、材料内の経路などを含む）の粒子または放射を受けたとき破壊的な故障（または破壊現象）を有さない電圧の間隔である。
【００３１】
この電圧範囲は、入射放射線または粒子の特性についてコンポーネントが破壊的な故障を有さない最高電圧を表すＶＳＯＡ電圧に制限される。（パワーＭＯＳＦＥＴトランジスタについて）あるレベルのドレイン・ソース分極の上方では、粒子の特性と電力コンポーネント内の電気的条件との組合せは、なだれ増幅メカニズムがトリガされる可能性があり、それらがコンポーネントの電気的な、次いで熱的な破壊点に達するまで維持されるようなものになる。
【００３２】
第２のステップは、なだれ現象が発生する確率の特性化である。この現象が発生するこの確率は、粒子の特性に、また分極、頻度、温度、動的な性能などを含めてコンポーネントに与えられるテスト条件によって決まる。
【００３３】
ＳＥＢ（シングル・イベント・バーンアウト）寄生電流の維持、およびラッチアップまたはＳＥＬ（シングル・イベント・ラッチアップ）と呼ばれる寄生サイリスタのトリガなど、電力コンポーネントの破壊現象は、コンポーネントが遮断状態にあるとき、またはスイッチング時だけにトリガされる。例として、そのような状態にあるゲート電圧は、Ｎチャネル・パワーＭＯＳトランジスタについて、ゼロまたは負である。
【００３４】
破壊現象が生じ得る電圧範囲を特性化するためには、コンポーネントが遮断状態にあるとき、前記コンポーネントの出力電極の電流を変化させる電気特性を、前記出力電極に印加された電圧に基づいて決定することが必要である。
【００３５】
パワーＭＯＳＦＥＴトランジスタの場合、ドレイン電流に対する変動が、ゲート・ソース電圧がゼロまたは負のとき、ドレイン・ソース電圧に基づいて決定される。
【００３６】
ＩＧＢＴの場合、コレクタ電流に対する変動が、ゲート・ソース電圧がゼロまたは負のとき、コレクタの電圧に基づいて決定される。
【００３７】
同様に、他のタイプの電力コンポーネント（ダイオード、サイリスタなど）については、出力電極電流に対する変動が、その電極に印加される電圧に基づいて決定される。
【００３８】
図５は、そのようなＮチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴトランジスタについて、ドレイン・ソース電圧に基づくドレイン電流の変動の概略図である。このグラフ５０には、放射に対する電力コンポーネントの感受性を決定するために非常に重要な２つのパラメータがある。これらの２つのパラメータは、本明細書ではＶｈｏｌｄと呼ばれる、所与の特性を有する粒子または放射が破壊メカニズムをトリガし得る最低電圧と、ＢＶＤＳと呼ばれる、それより上方でコンポーネントが電気的に降伏する電圧である。この図が示しているように、ドレイン・ソース電圧がＶｈｏｌｄ未満であるとき、ドレイン電流の唯一可能な状態５１がある。ドレイン・ソース電圧の値がＶｈｏｌｄ値とＢＶＤＳ値の間にあるとき、トランジスタは、３つの可能な状態５２、５３、５４を有する。第１の状態は遮断状態と呼ばれ、最低値の電流である。第２の状態は不安定状態と呼ばれ、中間的な電流値である。第３の状態は高電流状態と呼ばれ、故障がトリガされた状態である。
【００３９】
また、ＢＶＤＳ値は、測定において非常に有用である。ドレイン・ソース電圧がこの値を超えたとき、電界は、破壊的な電流増幅メカニズムそれ自体をトリガするのに十分なものになる。
【００４０】
図６は、その上方で破壊的な事象が放射または電子コンポーネントに電荷を注入する任意の他の手段（レーザ、ＣＥＭなど）によってトリガされ得る電圧範囲６１（図６における点線）の変動の特性化の概略図６０である。ＳＯＡ電圧範囲６１では、またこの粒子または電荷を注入する手段の特性については、コンポーネントにとって破壊的である事象がトリガされない可能性がある。
【００４１】
したがって、グラフ６０は、Ｖｈｏｌｄより低い電圧レベルについて症状のない挙動を有する領域内の２つの別々の領域を示す。ＶｈｏｌｄとＢＶＤＳの間で負の傾きを有する線形挙動と同様であり、コンポーネント内の粒子のＬＥＴの値またはエネルギー上に配置されたＢＶＤＳ値においてｘ軸を切る挙動が、ゼロである。
【００４２】
図７は、５００ＶパワーＭＯＳ標準について、印加された電圧に基づくレーザ・エネルギーのレベルをもたらす実験グラフの図である。これにより、ＳＯＡ電圧範囲を含めて、図６における概略図に示されている主な特性が得られる。
【００４３】
放射についての実験によって、またレーザによって得られるＢＶＤＳ値は、製造者によって提供される値とはわずかに異なる。というのは、電気的な降伏が電力セル以外の構造体に影響を及ぼす可能性があるからである。
【００４４】
また、ＢＶＤＳ値（電気的）の変動およびＢＶＤＳ値（放射）の変動を導入する生産ばらつきに対処することが重要である。しかし、実際にはこれらの値がかなり近いことがわかる。
【００４５】
したがって、図６に示されているように、分極のレベルに基づいてその点から破壊的な事象がトリガされ得るＬＥＴ値の、または閾値エネルギーの変動を示す特性グラフ６０を、単純に２つの線６４、６６によってモデル化することができる。第１の線６４は垂直であり、そのｘ軸は、Ｖｈｏｌｄ維持電圧の電気特性化を実施することによって決定される。第２の線６５は、明確にするために２つの点６６、６７を必要とする。第１の点６６は、ＢＶＤＳ降伏電圧を電気的に特性化することによって得られる。第２の点６７は、レーザを使用して、または粒子加速器テストを実施することにより、実験によって得なければならない。
【００４６】
これらの２つの線が定義されたら、入射粒子（またはレーザ）の特性に基づいて、それより上方で破壊的な事象がトリガされ得る閾値電圧の変動を予測することが可能である。
【００４７】
また、他のより詳細なモデルを使用し、ＳＥＢがトリガされるのを許すＬＥＴまたは閾値エネルギーと、ドレイン・ソース電圧またはＶＤＳとも呼ばれるコンポーネントの分極電圧との間で予想される理論的な変動挙動を説明することができる。これらのモデルは、ＢＶＤＳおよびＶｈｏｌｄを含めて、構造体の電気特性化を知ることにより、また粒子加速器内で、またはレーザによって得られる実験点を得ることにより、決定することができる。
【００４８】
さらに、このモデルを、ＳＭＣ  ＤＡＳＩＥとして知られる予測コードなど、予測コードと対にすることができる。このＳＭＣ  ＤＡＳＩＥ（２次イオンの影響の簡略化されたモンテカルロ詳細分析）予測コードは、２００５年に「１１ｔｈ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｎ−Ｌｉｎｅ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ」で公開されたＧ．  Ｈｕｂｅｒｔらによる「Ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ＤＡＳＩＥ  ｃｏｄｅｓ  ｆａｍｉｌｙ：ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｔｏ  ＳＥＵ／ＭＢＵ  ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ」に記載された。電力コンポーネント、パワーＤＡＳＩＥ専用のバージョンが、「Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅ  ｄｅ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｄｅｓ  ｅｆｆｅｔｓ  ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｆｓ  ｄｕｓ  ａ  ｌ’ｅｎｖｉｒｏｎｎｅｍｅｎｔ  ｒａｄｉａｔｉｆ  ｎａｔｕｒｅｌ  ｓｕｒ  ｌｅｓ  ＭＯＳＦＥＴｓ  ｅｔ  ＩＧＢＴｓ  ｄｅ  ｐｕｉｓｓａｎｃｅ」という名称のＡｕｒｏｒｅ  Ｌｕｕの論文に提示されている（トゥールーズ大学−２００９年１１月１２日に発行された論文）。このコードの様々なバージョンは、同じ原理、核データベースの使用に基づくものであり、電荷収集モデルおよび効果をトリガする基準と対にされる。レーザにより、当初未知の技術の、特定のコンポーネントについて局所的な電荷が注入されたとき、方法および感受性データが導き出される。これらのモンテカルロ計算ツールは、重イオン相互作用に、またはコンポーネントを構成するコアとの中性子または陽子の核反応に起因する可能なイオン化条件を再現する広範な相互作用から、無秩序に選択する。したがって、これらのツールは、誤りの頻度（ＳＥＲ、シングル・イベント・レート）を計算する。
【００４９】
このため、この予測コードは、本発明によれば、図８ａ、８ｂに示されているように、様々なタイプの粒子間でゲートウェイ予測を実施するために使用される。これらの図で使用されている例では、重イオンの結果をＤＡＳＩＥパワー・コードへの入力として使用し、中性子および陽子環境の感受性を予測する。
【００５０】
一部の電力コンポーネント、より具体的には高電流定格を有するコンポーネントの場合、保護の使用にもかかわらず、放射事象の破壊的な特性を回避することは非常に困難である。粒子加速器を使用してテストが実施されるとき、十分な事象統計を有し、誤りおよび不確かさのマージンを最小限に抑えるために、同じ基準の非常に多数のコンポーネントをテストしなければならない。たとえば、統計の点では、２０個の破壊されたコンポーネントは、ＪＥＤＥＣ  （Ｊｏｉｎｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｕｎｃｉｌ）放射テスト標準に従って、約３０％の不確かさを有する結果を生成することになる。
【００５１】
また、本発明による方法は、良好な事象統計を得るためにいくつのサンプルが必要とされるかを概して制限する。
【００５２】
この方法は、ＳＯＡ電圧範囲内の安全領域内で実施されるテスト条件について生じる、増幅過渡事象の頻度を特性化することに基づくものである。
【００５３】
図９ａ〜９ｄは、ＳＯＡ電圧範囲内外でのテスト条件についてレーザによってトリガすることができる様々なタイプの事象またはメカニズムを示す。
【００５４】
図９ａ〜９ｂおよび図９ｃ〜９ｄには、ＳＯＡ電圧範囲内でのテスト条件について、それぞれ増幅過渡事象および非増幅過渡事象である異なる大きさを有する２つのタイプの過渡事象またはＳＥＴがある。
【００５５】
過渡事象がＳＯＡ電圧範囲内でのテスト条件について増幅されるかどうかは、電子コンポーネント上での粒子またはレーザの衝突位置（および電流維持または増幅構造の関連の、または無関連のトリガ）によって決まる。
【００５６】
図９ａにおける例は、このコンポーネントについて８０ＶでＳＯＡ電圧範囲内での電圧Ｖｈｏｌｄを有する増幅過渡事象を示す。
【００５７】
図９ｂにおける例は、トリガされた破壊的な事象と同じ衝突位置で、ＳＯＡ電圧範囲外（このコンポーネントについて２００Ｖ）での過渡事象を示す。
【００５８】
図９ｃにおける例は、このコンポーネントについて８０ＶでＳＯＡ電圧範囲内での電圧Ｖｈｏｌｄを有する非増幅過渡事象を示す。
【００５９】
図９ｄにおける例は、トリガされない破壊的な事象と同じ衝突位置で、ＳＯＡ電圧範囲外（このコンポーネントについて２００Ｖ）での過渡事象を示す。
【００６０】
パワーＭＯＳＦＥＴコンポーネントの場合、放射によってトリガされる破壊メカニズムに対して最も敏感な領域は、電力コンポーネントのセルのチャネルにあること、また図１０に示されているように、プラグｐ＋の領域は非常に感受性の低い領域であることが知られている。チャネル周りの領域が破壊的な事象に対して敏感である理由の１つは、そのような領域が、電力コンポーネントのソース、ウェルＰ、およびドレインによって形成されるバイポーラ増幅構造のトリガを促すことである。これらは、ＳＯＡ電圧範囲内のテスト条件について、増幅過渡事象をトリガすることになる同じ領域である。これに対して、プラグｐ＋領域付近での衝突は、非増幅事象をトリガするにすぎない。
【００６１】
図１０は、５００ＶのパワーＭＯＳＦＥＴで、ＳＥＢまたは寄生電流を維持する現象に対して敏感な領域をレーザによって識別したところを示す。この図では、ＳＯＡ電圧範囲内でのテスト条件について得られた増幅ＳＥＴまたは過渡事象は、この前記領域の外でトリガされた破壊的な事象に直接関連付けられることがわかる。これらの増幅過渡事象が発生する確率を特性化することにより、ＳＯＡ電圧範囲外での予想される破壊的な事象の発生を推定することができる。そのため、増幅ＳＥＴ過渡事象は、本文の残りの部分において前兆ＳＥＴと呼ばれることになる。
【００６２】
この特性化は過渡事象について実施されるので、コンポーネントに対する損傷はない。したがって、放射現象の確率的な性質に伴う不確かさを低減するためにより多くの事象でテストを実施し、一方、従来技術のように良好な事象統計を生成するために必要とされるサンプルの数を削減することが可能である。
【００６３】
図１１は、７０Ｖと８０Ｖの間のＳＯＡ電圧無線（ｒａｄｉｏ）内でのドレイン・ソース電圧、ならびにレーザ・マッピングがＳＯＡ電圧範囲外で実施されるとき１５０Ｖのドレイン・ソース電圧について５００ＶのパワーＭＯＳＦＥＴに対して実施された、前兆ＳＥＴ過渡事象およびＳＥＢ寄生電流維持現象のレーザ・マッピングを示す。
【００６４】
前兆ＳＥＴに対して敏感な領域の位置とＳＥＢに対して敏感な領域との間で非常に良好に一致している。
【００６５】
この機能は、ＳＯＡ電圧範囲内でのテスト条件について最高の大きさのＳＥＴを引き起こす領域が、前記範囲の外でのテスト条件について破壊的な事象をトリガすることになるものであることを確認する。
【００６６】
図１２におけるグラフは、様々なレベルの電圧について、測定された事象の大きさに基づく、コンポーネント上の破壊的な事象の変化する効率的セクション、または破壊的な事象の集団を示す。６０Ｖ、８０Ｖ、９０Ｖ、１００Ｖ曲線について、ＳＥＴ過渡事象の点で明らかに２つのタイプの集団がある。
【００６７】
ＳＯＡ電圧範囲内の８０Ｖ曲線については、過渡事象だけがあり、破壊的な事象はない。これらの過渡事象は、２つのカテゴリに入る。すなわち、
−  大きさが４Ｖ未満の事象は、非増幅ＳＥＴ過渡事象である。
−  大きさが１２Ｖを超える事象は、前兆ＳＥＴ過渡事象である。
【００６８】
図１１に示されているように、過渡事象が４Ｖ未満の大きさを有するコンポーネント上の大抵の衝突位置は、ＳＯＡ電圧範囲外での電圧レベルについてＳＥＢをトリガしないことになる。逆に、ＳＥＴ過渡事象が１２Ｖを超える大きさを有する大抵の位置は、ＳＥＢをトリガすることになる。
【００６９】
したがって、本発明によるテスト方法は、以下の通りである。
−  入射ビームまたは粒子の特性についてＳＯＡ電圧範囲の決定。この決定は、１つの最大コンポーネントの破壊を引き起こすことになる。
−  入射ビームまたは粒子の特性について、所定のＳＯＡ電圧範囲の内部制限と同様である条件について、粒子加速器またはレーザを用いてテストを実施する。
−  前兆ＳＥＴ過渡事象の効率的セクションの特性化。上記に示されているように、増幅ＳＥＴ過渡事象の効率的セクションは、破壊的な要素の有効セクションの非常に良好な推定値である。
−  この有効セクションの推定値を予測コードへの入力として使用し、使用条件に比べて他のタイプの粒子についての感受性を推測することが可能。
−  粒子またはレーザの入射のようなコンポーネントの他のテスト条件、前記粒子または前記放射の特性などについて、この方法が繰り返される。
【００７０】
図１２では、あるエネルギー・レベルについて（同等に、粒子加速器内で達成される特性化について、中性子もしくは陽子エネルギーについて、または所与のＬＥＴレベルについて）、この方法の第１の部分は、入射ビームに対する粒子の特性を考えるとそれより下方で破壊的な事象をトリガすることが可能でない電圧であるＶＳＯＡ電圧を決定することができる。この方法の第２の部分は、前兆事象を特性化するためにＶＳＯＡ電圧のすぐ下方に行き、破壊的な事象で飽和する有効セクション値を正確に決定するかどうかを示す。
【００７１】
したがって、これらの２つのパラメータは、異なるコンポーネントの感受性を比較すること、および予想される故障率の計算を実施することができるようになるのに十分なものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１０】
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【図１１】
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