(57)【要約】  パッケージ（３００）の中に封入された少なくとも１つの電子的、電気機械的または電気光学的構成要素（１０）を含む宇宙用途向けデバイスであって、パッケージが、特にＥＬＤＲＳ挙動の原因となる低線量率での離散放射線に対する抵抗性を保証するゲッター（４０）をさらに含むことを特徴とするデバイス。一実施形態では、パッケージ（３００）は、パッケージベース（２１０）を気密密閉するキャップ（２００）を含んでもよい。キャップ（２００）は有利には水素ゲッター材料を組み込んでもよい。有利には、構成要素（１０）の有効寿命にわたって、ゲッター（４０）への水素分子またはＨ＋陽子の移動を促進し、かつ、それら分子または陽子をゲッター（４０）の中に捕捉するための工程を実施してもよい。
2013520022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密パッケージ（３００）の中に封入された少なくとも１つの電子的、電気機械的もしくはマイクロ電気機械的、または電気光学的もしくはマイクロ電気光学的構成要素（１０）を含む、電離放射線を受けることができる宇宙用途向けデバイスにおいて、前記パッケージが揮発性で移動性の陽イオンまたは陰イオンを捕捉し、それらを吸収または吸着し続けることができるゲッター（４０）をさらに含み、前記少なくとも１つの構成要素（１０）が本質的にシリコンベース能動バイポーラ、ＭＯＳ、ＣＭＯＳまたはＢｉＣＭＯＳ技術で製造された半導体構成要素であることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記ゲッターが水素ゲッター（４０）である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記パッケージが、キャップ（２００）により気密密閉されるパッケージベース（２１０）を含み、前記ゲッター（４０）が前記キャップ（２００）の内面に付け加えられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記キャップ（２００）および前記パッケージベース（２１０）が各々セラミック体および／または金属体（２０１、２１１）を含むことを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記金属体（２０１、２１１）が鉄ニッケルコバルト合金からなることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記キャップ（２００）および／または前記パッケージベース（２１０）が金属トップコート（２０２、２１２）で覆われていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記トップコート（２０２、２１２）が、ある厚さの金を電着させることにより形成されることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記キャップ（５００）が、ある厚さのゲッター材料（５０２）に接着剤で結合された本体（５０１）を含み、前記ゲッター材料が前記キャップ（５０２）の内側部分に実質的に配置されていることを特徴とする、請求項３〜７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記気密パッケージ（３００）が密閉される前に、脱気により部分真空が作られるように前記気密パッケージ（３００）の内部キャビティが構成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記構成要素（１０）および前記パッケージ（３００）に存在するＨ＋陽子の移動を促進するために、前記構成要素（１０）の活性領域にバイアスがかけられるように前記デバイスが構成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記水素ゲッター（４０、５０２）がチタン、白金、パラジウムおよび／またはバナジウムベースの材料からなることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記水素ゲッター（４０、５０２）が、前記キャップ（２００）の下面に接着剤で結合されるか、ハンダ付けされるか、またはそれ自体公知の任意の方法で確実に固定されることを特徴とする、請求項４〜１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記水素ゲッターが、前記キャップ（２００）および／または前記パッケージベース（２１０）の構造に組み込まれていることを特徴とする、請求項４〜１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記水素ゲッターが、前記キャップ（２００）および／または前記パッケージベース（２１０）の前記トップコート（２０２、２１２）に組み込まれていることを特徴とする、請求項５〜１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記水素ゲッター（４０、５０２）が、真空チャンバ中で、前記キャップ（２０１）の本体および／または前記パッケージベース（２１１）の本体の上に、チタン、白金、パラジウムおよび／またはバナジウムの薄膜を連続して直接蒸着させることにより形成されることを特徴とする、請求項４〜１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス、著しくは電子的、電気機械的または電気光学的構成要素を含むデバイスであり、特に低線量率環境で構成要素の線量感度を低下させるデバイスに関する。本発明は、例えば衛星のような宇宙用途で使用されるデバイスにおいて、気密パッケージの中に封入され、顕著には放射環境で使用される集積回路および個別構成要素（例えば、トランジスタおよびダイオードなど）に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
多くの用途で、顕著には航空宇宙分野において、電気的、電子的、電気機械的または電気光学的構成要素が使用されている。これらの用途において、これら構成要素は、一般に気密パッケージの中に封入されている。使用されるほとんどの構成要素は、個別構成要素であっても集積回路であっても、例えば能動バイポーラシリコンベース技術、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）技術として知られている技術、ＢｉＣＭＯＳ（バイポーラＣＭＯＳ）技術またはＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）技術などのような公知の技術でシリコンベース材料中に製造される。これらの技術で（主にＢｉＣＭＯＳおよびバイポーラ技術で）作られた構成要素に関する問題は、離散放射線に対する高い感度、および特に、低線量率で増強された感度、すなわちＥＬＤＲＳ（低線量率増感）である。具体的には、そのような構成要素は顕著には、パッシベーション層のような保護層を含み、これらの層は原子状水素を透過する。このように、これらの構成要素の主な劣化機構は、パッシベーション層を通って半導体の活性領域へ移動、または、半導体を含む構成要素の活性領域に沿ってパッシベーション層の表面に蓄積して、本来の電気的および技術的特性を変える原子状水素Ｈ＋、または陽イオンもしくは陰イオンの存在に関係している。ＣＭＯＳ技術においては、封止パッケージの中に捕捉された水素が、アニーリング後にトランジスタおよび集積回路の総線量抵抗および挙動に影響を与えることがあることが知られている。このように、１００％の水素雰囲気にさらされる構成要素は、総放射線量に明らかにより敏感である。
【０００３】
加えて、バイポーラ技術で製造され、顕著にはフラットパッケージ、すなわち例えば「フラットパック」パッケージングに封入された構成要素について、水素が存在すると、総線量に対する感度が増強し得るが、また低線量率での感度も増強し売ることが知られている。
【０００４】
最後に、水素分子存在下において、シリコンベースバイポーラ技術で製造された集積回路の放射線量挙動は、構成要素を製造するために用いられる工程に応じて異なる可能性があることも知られている。
【０００５】
すべての公知の結果から、バイポーラ技術で製造された構成要素は、それらの製造工程が金属化ステップで終了する場合、高線量率および低線量率に対して良好な抵抗を示す可能性があることが示される。金属化後のステップは、主に、パッシベーションの性質および蒸着工程、パッケージへの封入中または前処理中に実施される熱処理、および、当然パッケージ雰囲気中に水素分子が存在しており、構成要素の線量抵抗を低下させることができるバーンインである。
【０００６】
構成要素のパッシベーション層中に初めに捕捉されたＨ＋陽子の存在も、劣化の原因になり得ることは排除できていない。汚染物質Ｈ＋イオンの存在には、考えられるソースが多くある。
−  第１のソースは、上記のようなパッケージ内部の残留大気である。この場合、Ｈ２共有結合は多くの比較的重要な要因の影響下で破壊される可能性がある。これらの要因は熱効果、放射線効果、構成要素のバイアシングに関連する電界、および、シリコン上に蒸着させた、顕著には活性トランジスタ構造にバイアスをかけることができるようにする金属ラインの中で使用される金属の存在がありうる。これらの金属は、分子結合の破壊およびＨ＋陽子の形成を促進する触媒として働く。これは、白金、タンタル、パラジウムまたはさらにチタンなどの金属の場合である。
−  第２のソースは、パッシベーション層中に存在する原子状水素であり、典型的にシリカＳｉＯ２からなるパッシベーション層を製造するための処理ステップの間に蒸着する。この場合、結合強さがＨ２の共有結合よりもはるかに低いファンデルワールス結合が関係している。Ｈ＋イオンはまた、より移動性が高く、電界をバイアスする影響下でパッシベーションへ移動し、負電圧でバイアスされる領域に電気的引力によって蓄積する。そして、
−  また、例えば、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ３＋およびＯＨ−イオンなどのソースのような他の陽イオンソースまたは陰イオンソースは、半導体を含む構成要素に対する妨害要素であり、活性領域の上にこれらの荷電キャリアが存在することで生成される寄生局所ポテンシャルのフィールドにより、直接または間接バイアシングの下、通常の使用においてこれらのデバイスの性能を妨害しうると考えられる。このように、前記構成要素が、衛星が作動する宇宙環境のような電離放射線環境にさらされる場合、そのような寄生荷電キャリアがこれらの構成要素の中に存在することで悪影響を及ぼし得る。このように電離放射線は、ポテンシャルのそのようなソースの蓄積を促進し、敏感な構成要素について観察されるドリフトを増幅し得る。
【０００７】
したがって主なソースは、気密パッケージ内部の揮発性で移動性のイオンの存在、および、ある場合では、特にパッケージの雰囲気中に存在する残留水素ガスの分解によって生成されたＨ＋陽子の存在である。
【０００８】
放射線線量存在下での劣化、顕著には気密パッケージの中に封入された、バイポーラまたはＣＭＯＳ技術で製造された構成要素の劣化を低減するために、従来技術において多くの解決策が知られている。第１の解決策は、集積回路の低線量率特性試験を行うことにある。しかしながら、構成要素がさらされる実際の条件をシミュレートすることはできず、これらの条件は顕著に、比較的長期間の、例えば衛星用途で典型的には数年間の、非常に低い放射線量率への暴露を含む。このように、そのような特性評価の結果が決定的となるべきならば、試験は非常に長い期間、典型的には数か月行う必要がある。そのような長期間にわたる試験を実行することは、宇宙用途向けシステムを製造するために要する時間に対して悪影響及ぼし、多額の追加費用がかかる。
【０００９】
第２の公知の解決策は、構成要素メーカーによって実施されてもよく、水素トレースを行わない製造工程を用いて、残留水素を除去、可能であれば半導体構成要素を汚染することにある。メーカーはまた、総線量抵抗を保証してもよいが、構成要素に備える試験報告書によって証明しなければならない。実用上の理由により、メーカーが高線量率試験を行った場合、追加で低線量率試験も行わねばならない。この選択は、再び製造時間に対して悪影響を及ぼし、多額の追加費用を伴う。いかなる場合も、そのような解決策はまた、構成要素コストを増加させ、納品する構成要素の質を保証する目的で、長期で高価な試験を必要とする欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の１つの目的は、デバイスの感度を総線量まで低下させる気密パッケージの中に封入された電気的、電子的、電気機械的、または電気光学的構成要素を含むデバイスを提供することにより、少なくとも前述の欠点を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のために、本発明の主題は、気密パッケージの中に封入された少なくとも１つの電子的、電気機械的もしくはマイクロ電気機械的、または、電気光学的もしくはマイクロ電気光学的構成要素を含む、電離放射線を受けることができる宇宙用途向けのデバイスであって、前記少なくとも１つの構成要素の電離放射線への抵抗を保証するために、揮発性で移動性の陽イオンまたは陰イオンを捕捉し、それらを吸収または吸着し続けることができる水素ゲッターのような「ゲッター」と呼ばれる吸収／吸着要素をパッケージがさらに含み、前記少なくとも１つの構成要素が本質的にシリコンベース能動バイポーラ、ＭＯＳ、ＣＭＯＳまたはＢｉＣＭＯＳ技術で製造された半導体構成要素であることを特徴とするデバイスである。
【００１２】
本発明の一実施形態では、ゲッターは水素ゲッターであってもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態では、デバイスは、パッケージがキャップによって気密密閉されたパッケージベースを含み、ゲッターがキャップの内面に付け加えられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、キャップおよびパッケージベースが各々セラミック体および／または金属体を含むことを特徴としてもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、キャップおよび／またはパッケージベースが金属トップコートで覆われていることを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、キャップがある厚さの水素ゲッター材料に接着剤で結合された本体を含み、水素ゲッター材料がキャップの内側部分に実質的に配置されていることを特徴としてもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、気密パッケージの内部キャビティが、気密パッケージが密閉される前に脱気工程によって作られた部分真空を含むことを特徴としてもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、構成要素の活性領域にバイアスをかけることにより、構成要素およびパッケージの中に存在するＨ＋陽子の移動が促進されることを特徴としてもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、金属体が鉄ニッケルコバルト合金からなることを特徴としてもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、ある厚さの金を電着させることにより、トップコートが形成されることを特徴としてもよい。
【００２１】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、水素ゲッターがチタン、白金、パラジウムおよび／またはバナジウムをベースとする材料からなることを特徴としてもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、水素ゲッターがキャップの下面に接着剤で結合されるか、ハンダ付けされるか、または、それ自体公知である任意の方法で確実に固定されることを特徴としてもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、水素ゲッターがキャップおよび／またはパッケージベースの構造に組み込まれていることを特徴としてもよい。
【００２４】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、水素ゲッターがキャップおよび／またはパッケージベースのトップコートに組み込まれていることを特徴としてもよい。
【００２５】
本発明の一実施形態では、電離放射線を受けることができるデバイスは、真空チャンバ中で、キャップの本体および／またはパッケージベースの本体の上に、チタン、白金、パラジウムおよび／またはバナジウムの薄膜を連続して直接蒸着させることにより、水素ゲッターが形成されることを特徴としてもよい。
【００２６】
本発明の１つの長所は、記述した実施形態のうちの１つによるデバイスが、特にＥＬＤＲＳ挙動の原因となる低線量率で電離放射線にデバイスが暴露される場合や、これらの能動部品が当初は総線量抵抗の点から要求が高い宇宙用途のために設計、開発、試験されていない場合でさえ、顕著にはデバイスが含む能動部品に対して良好な抵抗を保証できることにある。このように本発明によって、上記デバイスによるパッケージの中に、本発明の主題を供給、配置し、かつ、宇宙用途を意図したシステムを製造するために地上用途向けに当初設計されたため宇宙のような放射環境の中で使用することができない安価なＳｉバイポーラ、ＭＯＳ、ＣＭＯＳ、ＢｉＣＭＯＳチップを使用することが顕著に可能になる。
【００２７】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、例を挙げた記述を読むことで明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術でそれ自体公知の例示的集積回路の断面図である。
【図２ａ】従来技術でそれ自体公知のパッケージを形成する、金属キャップおよび金属ベースの断面図である。
【図２ｂ】従来技術でそれ自体公知のパッケージを形成する、金属キャップおよび金属ベースの断面図である。
【図３】気密密閉されたパッケージの中に配置された集積回路の断面図である。
【図４】本発明の例示的実施形態における、集積回路および気密パッケージを含むデバイスの断面図である。
【図５】本発明の別の例示的実施形態による、集積回路および気密パッケージを含むデバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、従来技術でそれ自体公知の例示的集積回路の断面図を示す。
【００３０】
図に示した例における１つの構成要素１０である、ＣＭＯＳまたはバイポーラ技術で製造されたシリコンベースの集積回路は概略的に、その下面上に金属化層１３を含む、図中の例におけるシリコン基板１１からなり、基板へは活性層が拡散し、前記活性層は金属ラインによって共に接続され、かつ酸化物層に蒸着し、全体は１つまたは複数のパッシベーション層１２で覆われている。図に示した構成要素１０の構造は、単に例として挙げたものであり、他の典型的な構成要素の構造を想定してもよい。パッシベーション層１２の目的は、構成要素１０自体が製造された後に行われる製造工程ステップの間、構成要素１０を保護することである。構成要素１０は、例えば典型的に約数百ミクロンの厚さである。
【００３１】
構成要素１０が製造された後、陽子Ｈ＋はパッシベーション層１２の中に捕捉されてもよい。
【００３２】
図２ａおよび図２ｂはそれぞれ、従来技術でそれ自体公知のパッケージを形成する、キャップおよびベースの断面図を示す。
【００３３】
図２ａに示した例では、キャップ２００はトップコート２０２で覆われた本体２０１を含んでもよい。本体２０１は、典型的には例えば、セラミック材料または鉄ニッケルコバルト合金のような、低熱膨張係数を有する材料からなってもよい。トップコート２０２は例えば、金の薄膜を電着させることにより形成されてもよい。例えば、本体２０１の典型的な厚さは約１ミリメートル、およびトップコート２０２の厚さは約１ミクロンであってもよい。キャップ２００は例えば、セラミック材料または、金属もしくは金属合金からなってもよい。
【００３４】
図２ｂに示した例では、パッケージベース２１０は同様に、薄いトップコート２１２でコーティングされた本体２１１を含んでもよい。パッケージベース２１０はキャップ２００で覆われていてもよく、このように形成されたパッケージを気密密閉するために、これらの２つの要素を一緒にハンダ付けしてもよい。これについては、図３に示した例を参照し、より詳細に以下に記述される。
【００３５】
陽子Ｈ＋または水素は、顕著にはキャップ２００およびパッケージベース２１０の構成材料の中に捕捉されてもよい。図２に示した例および以下の図では、陽子Ｈ＋は１つの角が下方を向いている三角形で示されている。また水素分子Ｈ２は、１つの角が下方を向いている三角形が上に載った、１つの角が上方を向いている三角形で示されている。矢印は時間の経過に伴う陽子Ｈ＋および水素分子Ｈ２の移動を示す。
【００３６】
もちろん、図２ａおよび図２ｂに示した構造は、単に例として挙げたものであることは理解されるだろう。顕著には、キャップ２００およびパッケージベース２１０の上にトップコート２０２、２１２を存在させることは任意である。
【００３７】
図３は、気密密閉されたパッケージの中に配置された集積回路の断面図を示す。
【００３８】
構成要素１０、例えば図１を参照した上記のような集積回路は、図２を参照した上記のようなパッケージベース２１０の底部に配置されてもよい。構成要素１０は、パッケージベース２１０の底部にハンダ付けされるか、実際に接着剤で結合されてもよい。図で示した例では、ハンダ３２の層は構成要素１０の下に示されている。キャップ２００およびパッケージベース２１０は、気密パッケージ３００を形成するために、例えばハンダビーズ３１によって一緒にハンダ付けされてもよい。典型的には、パッケージの中に構成要素１０を取り付けるのに用いられる操作は、制御された雰囲気、例えばオーブンの中で、実行されてもよい。公知技術によれば、例えば、これらの操作を主に窒素雰囲気下で実行し、パッケージの中に封入された構成要素の酸化を減少させる目的で、気密パッケージ３００中に存在する酸素を除去することができる。
【００３９】
本発明によって提供される解決策は、例えば水素ゲッターなどの永久吸収／吸着要素、すなわち「ゲッター」を気密パッケージ３００中に配置する考えに基づく。下記では、本発明の非限定的例によって水素ゲッターが参照され、そのゲッターは他の陽イオンまたは陰イオンの吸収／吸着を促進するように設計されてもよいことが理解される。一般にゲッターは、例えばＮａ＋、Ｋ＋、Ｈ＋、ＮＨ３＋、ＯＨ−、Ｈ３Ｏ＋、ＣＯ＋、ＣＯ２＋イオンなどの揮発性で移動性の陽イオンまたは陰イオンを、その表面またはその体積中に捕捉し、衛星中の通常動作の比較的安定した温度および圧力条件の下で時間が経過しても、それらを吸収／吸着し続けることができる金属合金または高分子化合物からなってもよい。また吸収／吸着部分は、それらを使用している間、再生すること（顕著には熱アニーリングよって、または合金の気化によって）を必要としない。水素ゲッターは気密パッケージ３００の内部に密閉され、少なくとも構成要素の耐用年数の間、できるだけ低い永久残留内部含有量を保証するように最適化された寸法および組成を有する。水素の有効なゲッタリングおよび保持を可能にする材料は、従来技術からそれ自体知られている。
【００４０】
従来技術で知られているゲッター、顕著には水素ゲッターは、地上用途を意図されており、その用途において、シリコンバイポーラ、ＭＯＳ、ＣＭＯＳまたはＢｉＣＭＯＳ技術で作られた能動部品は水素が存在しても悪影響を受けない。公知の水素ゲッターは、水素の影響に敏感であることが知られているＧａＡｓ（ガリウムひ素）のようなＩＩＩ−Ｖ半導体をベースとするデバイスの中で使用されている。このように、これらのゲッターについて記述している文書は、シリコンバイポーラ、ＭＯＳ、ＣＭＯＳまたはＢｉＣＭＯＳの製造技術を用いることを考慮していない。
【００４１】
例示的構造について、図４を参照して以下に述べる。図４は、本発明の例示的実施形態における、集積回路および気密パッケージを含むデバイスの断面図を示す。
【００４２】
キャップ２００で覆われたパッケージベース２１０によって形成された気密パッケージ３００は、図３を参照して上述したような構造の中に構成要素１０を含む。さらに、水素ゲッター４０も気密パッケージ３００の中に組み込まれてもよい。図に示した例示的実施形態では、水素ゲッター４０はキャップ２００の下に配置される。水素ゲッター４０は、キャップ２００の下面に、例えば接着剤で結合されるか、ハンダ付けされるか、または、それ自体公知の任意の方法で確実に固定される。図に示した例では、ハンダ層は水素ゲッター４０とキャップ２００との間に示されている。
【００４３】
ゲッター（図に示した例における水素ゲッター４０）は、密封キャビティ中に存在するいかなる微量イオン、すなわち、残留Ｈ２ガスまたは動的化学工程で生成されたＨ２ガスまたは気密パッケージ３００によって形成された気密キャビティに存在する揮発性イオンであっても、吸着および吸収することができる。
【００４４】
特に水素ゲッターに関して、気密パッケージ３００の中に水素ゲッター４０を配置する利点は、水素が脱気される固有の速度より高い吸収速度を有する動的な化学反応が促進されることである。このように、水素ゲッター４０は良好な吸収特性および良好な水素保持特性を有さねばならない。水素ゲッター４０は典型的に、例えばチタン、白金、パラジウム、バナジウム、またはこれらの金属の合金のような金属の組合せをベースとしたシートの形状をとってもよい。典型的には、この金属シートは約１０分の数ミリメートルの厚みであってもよい。
【００４５】
有利には、特に気密パッケージ３００に封入された構成要素のパッシベーション層の活性領域の近くに存在する水素の抽出を促進するために、特定の工程が実行されてもよい。その工程は例えば、可能であれば気密パッケージ３００が密閉される前に実行される事前の加熱ステップを含んでもよい。その工程はまた、水素ゲッター４０が適所に置かれ、気密パッケージ３００が密閉される前に、脱気ステップを含んでもよい。例えば、後で水素ゲッター４０の方へ水素が移動するのを促進するために、密閉操作の間、気密パッケージ３００中に真空または部分真空が作られてもよい。構成要素の寿命を通して、水素ゲッター４０によって、維持される可能な限り低いレベルまでパッケージ中に存在する水素含有量を低下させることが望ましい。
【００４６】
有利には、例えば、パッシベーションを通る陽子の移動を促進するために構成要素を温度分極させて、これらの陽子を水素ゲッター４０の方へより効果的に抽出することも可能である。この工程はまた、上記ステップと組み合わせてもよい。
【００４７】
有利には、適切な幾何学構造によって、水素ゲッター４０の効率を向上させることがさらに可能である。例えば、吸収される水素量を増加させる目的で、高い比表面積を有する水素ゲッター４０を提供するワッフル形の構造が用いられてもよい。
【００４８】
本発明の一実施形態では、気密パッケージ３００のまさにその構造中に水素ゲッターを組み込むことも可能である。例えば、適切な構造を有し、要求されたゲッタリング特性を有する材料を含むパッケージキャップを製造することができる。
【００４９】
本発明の他の実施形態では、もし必要ならば、それぞれキャップ２００およびパッケージベース２１０を覆うトップコート２０２、２１２のまさにその構造中に水素ゲッターを組み込むことも可能である。例えば、チタン、白金、パラジウムおよび／またはバナジウムの薄膜は、例えば真空チャンバの中で、キャップ２０１の本体またはパッケージベース２１１の本体の上に連続して直接蒸着されてもよい。
【００５０】
下記に記載した図５は、本発明のそのような実施形態による、集積回路および気密パッケージを含むデバイスの断面図を示す。
【００５１】
図５に示した実施形態では、図４を参照して上述した構造とさらに等価な構造において、個別水素ゲッター４０を使用しないことが特に可能である。これは、水素ゲッター５０の特性を有する材料が組み込まれたキャップ５００が使用されているため可能である。例えば、キャップ５００は、鉄ニッケルコバルト合金またはセラミックのいずれかで作られた本体５０１からなってもよく、本体５０１は、ある厚さのゲッター材料５０２に接着剤で結合されている。次いでキャップ５００は、上記の実施形態と同様にパッケージベースにハンダ付けされてもよい。このように本体５０１中に存在する陽子Ｈ＋および水素分子Ｈ２は、ゲッター材料５０２の方へ自然に移動する可能性がある。また、パッケージの内部キャビティ中に存在する陽子Ｈ＋および水素分子Ｈ２は、構成要素のパッシベーション層およびパッケージベースの中で、ゲッター材料５０２の方へ移動する可能性がある。また、図４を参照して上述したような、部分真空を作って水素を脱気するステップおよび／または構成要素のある活性領域のリバースバイアスによって適切な電界をかけることにより陽子Ｈ＋に移動させるステップを含む、図４の構造に対して述べたのと同様の適切な工程を実行することにより、イオン、例えば陽子Ｈ＋イオン、および水素分子のゲッター材料５０２への移動を促進することが有利には可能である。
【００５２】
本発明は、バイポーラ、ＭＯＳ、ＭＯＳＦＥＴ、ＣＭＯＳ技術などで製造された個別のトランジスタおよびダイオード、ならびに集積回路などの周期表のＩＶ族（Ｓｉ）の元素を使用して製造された半導体を含む能動電子構成部品を含むユニットに主に適用できることに留意されたい。
【００５３】
本発明によって提供される１つの利点は、デバイスの総電離放射線線量抵抗を増加できることにある。特にＥＬＤＲＳ効果を抑制することができ、それによって以下の利点が得られる。
・一般に使用される硬化した構成要素の代わりに、硬化していない等価の電子機能を使用することが可能になる。構成要素が品質低下せずに、ある程度の総線量に耐えられるようにメーカーによって特に開発される場合、「硬化した」構成要素と呼ばれる。これにより実質的な構成要素のコスト削減が可能になる。
・線量抵抗が増加し、遮蔽量が大幅に削減できるため、システム重量を減らすことが可能になる。
・高線量率試験に基づくメーカー保証を備えた硬化した構成要素の追加的な低線量率試験を省くことが可能になる。この利点は、バイポーラまたはＢｉＣＭＯＳ技術で製造されたリニア集積回路に顕著に関係する。これにより、これらの構成要素に対して行われる放射ロット受入試験の点で節約可能になる。
・システム製造スケジュールに関して極端に長く、不利益となる可能性がある試験時間を短縮することが可能になる。例えば、宇宙用途向けに供給される構成要素バッチに対して行わねばならない放射試験は、欧州宇宙機関（ＥＳＡ）のＥＳＣＣ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ２２９００およびＵＳ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ＭＩＬ  １０１９−７で定義されている。バイポーラおよびＢｉＣＭＯＳ技術については、これらの標準は低線量率で行うべき試験を要求している。特に、ＵＳ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ＭＩＬ  １０１９−７は、３６ｒａｄ（Ｓｉ）／時未満の線量率で実行すべき試験を顕著に要求している。１００ｋｒａｄまで試験を実行するために、宇宙用途における構成要素で一般にみられるレベルは最低４か月間の照射を必要とするだろう。この時間は、このように増加する構成要素供給時間に加えられる。本発明では、高線量率試験だけが必要であるため、非常に低い線量率で長期間の試験を行わねばならないことを回避でき、構成要素供給時間を短縮し、より容易にジャストインタイム供給スケジュールを管理することができるようになる。
【００５４】
さらに、上記デバイスおよび工程を、マイクロ波または光電子用途で使用される集積回路のようなシリカＳｉＯ２パッシベーション層または窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４をベースとする他のパッシベーション層を有するＩＩ−ＶＩおよびＩＩＩ−Ｖ半導体をベースとする構成要素などの他の技術まで広げて想定することもできる。これは、その処理がさらにイオン錯体の存在を促進し得る、窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４ベースのパッシベーションを使用するデバイスを含む他の半導体の中で、同じ機構が動作できるためである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年10月19日(2012.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密パッケージ（３００）の中に封入された少なくとも１つの電子的、電気機械的もしくはマイクロ電気機械的、または電気光学的もしくはマイクロ電気光学的構成要素（１０）を含む、電離放射線を受けることができる宇宙用途向けデバイスであって、前記パッケージが水素ゲッター（４０）をさらに含み、前記少なくとも１つの構成要素（１０）が本質的にシリコンベース活性バイポーラ、ＭＯＳ、ＣＭＯＳまたはＢｉＣＭＯＳ技術で製造された半導体構成要素であることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記パッケージが、キャップ（２００）により気密密閉されるパッケージベース（２１０）を含み、前記ゲッター（４０）が前記キャップ（２００）の内面に付け加えられていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記キャップ（２００）および前記パッケージベース（２１０）が各々セラミック体および／または金属体（２０１、２１１）を含むことを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記金属体（２０１、２１１）が鉄ニッケルコバルト合金からなることを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記キャップ（２００）および／または前記パッケージベース（２１０）が金属トップコート（２０２、２１２）で覆われていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記トップコート（２０２、２１２）が、ある厚さの金を電着させることにより形成されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記キャップ（５００）が、ある厚さのゲッター材料（５０２）に接着剤で結合された本体（５０１）を含み、前記ゲッター材料が前記キャップ（５０２）の内側部分に実質的に配置されていることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記気密パッケージ（３００）が密閉される前に、脱気により部分真空が作られるように前記気密パッケージ（３００）の内部キャビティが構成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記構成要素（１０）および前記パッケージ（３００）に存在するＨ＋陽子の移動を促進するために、前記構成要素（１０）の活性領域にバイアスがかけられるように前記デバイスが構成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記水素ゲッター（４０、５０２）がチタン、白金、パラジウムおよび／またはバナジウムベースの材料からなることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記水素ゲッター（４０、５０２）が、前記キャップ（２００）の下面に接着剤で結合されるか、ハンダ付けされるか、またはそれ自体公知の任意の方法で確実に固定されることを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記水素ゲッターが、前記キャップ（２００）および／または前記パッケージベース（２１０）の構造に組み込まれていることを特徴とする、請求項３〜１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記水素ゲッターが、前記キャップ（２００）および／または前記パッケージベース（２１０）の前記トップコート（２０２、２１２）に組み込まれていることを特徴とする、請求項４〜１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記水素ゲッター（４０、５０２）が、真空チャンバ中で、前記キャップ（２０１）の本体および／または前記パッケージベース（２１１）の本体の上に、チタン、白金、パラジウムおよび／またはバナジウムの薄膜を連続して直接蒸着させることにより形成されることを特徴とする、請求項３〜１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【国際調査報告】
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