具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

作为核反应原料的²³⁵U、²³⁸U以及它们的子体同位素(如²³²Th)是比较常见的放射性元素。由于地球上天然存在着大量的²³⁵U(0.72％)、²³⁸U(99.2％)和²³²Th(100％)，因此这些元素极易出现在半导体器件的各种材料中，如模塑料、焊球、填充料等。同时，半导体器件的焊点中也总是存在着极微量的²¹⁰Po。这些重放射性同位素通常会发生α衰变，从而持续不断地释放出能量大约为4MeV-9MeV的α粒子。带有能量的α粒子入射至半导体器件有源区，沿其径迹将产生高密度的电子-空穴对。电子-空穴对在器件电场的作用下发生分离后被节点收集，会在电路中产生一个干扰电流信号，进而引起半导体器件发生数据丢失、功能中断等恶劣后果。可见，α粒子对电路系统的影响可能是致命的，例如当α粒子在CPU的指令缓存中引起软错误时，将导致CPU不能执行预期的功能。

对于超低本底电子材料进行α粒子发射率测试时，存在易受环境噪声和设备自身发射α粒子本底影响、测量时间长、易被沾污等问题。目前行业缺乏针对超低本底电子材料的α粒子发射率测试技术，导致使用该材料的IC软错误率评价准确性低，影响高可靠性IC的软错误率定量计算。

图1为本发明其中一实施例的α粒子发射率测试方法的方法流程示意图，在其中一个实施例中，α粒子发射率测试方法包括如下步骤S100至S400。

步骤S100：获取测试样品。

根据测试需求对待测电子材料进行加工，获取测试样品。在本实施例中，测试样品为超低本底电子材料。本底是指在被测样品中，除本实验感兴趣的核素以外的其他因素(包括样品的干扰核素)在辐射探测器中产生的信号。对超低本底电子材料进行α粒子发射率测试时，该电子材料在除α粒子以外的其他因素在探测装置中产生的信号较低，因此存在易受环境噪声和设备自身发射α粒子本底影响、测量时间长、易被沾污等问题。

步骤S200：对测试设备的背底噪声进行调试，使得测试设备的α粒子发射率小于设定值。

本实施例在对测试样品进行α粒子发射率测试前，通过对测试设备的背底噪声进行诊断与调试，来解决超低本底电子材料易受环境噪声和设备自身发射α粒子本底影响的问题。根据测得的测试设备的背底噪声，判断测试设备是否会对超低本底电子材料的测试结果造成过大的影响。若存在背底噪声过大的情况，则需要排查原因降低环境噪声，优化参数设置，从而避免出现因背底噪声过大而造成测试中断的情况。减少环境噪声对测试结果的影响，提高试验准确度。

步骤S300：利用完成调试的测试设备对测试样品进行α粒子发射率测试，并对测试样本发射的α粒子进行计数。

在完成对测试设备背底噪声的诊断与调试后，对测试样品进行α粒子发射率测试。在测试中，测试设备中的α粒子进行计数。对α粒子的计数将当用于作为是否结束测试的判断依据。

步骤S400：当α粒子的计数达到目标计数时结束测试，并获取测试数据。

将α粒子的计数与目标计数进行比较，若α粒子的计数大于目标计数则停止测试。在本实施例中，目标计数的取值一般为100-1000个。

步骤S500：对测试数据进行分析和处理。

对α粒子发射率测试中得到的测试数据进行分析和处理，实现对超低本底电子材料α粒子发射率、能谱的准确测量。

上述α粒子发射率测试方法在对测试样品进行测试前，通过完成背底噪声诊断与调试来降低环境噪声和设备自身发射α粒子本底对测试结果的影响。在测试完成后，通过合理的数据分析进一步确定超低本底电子材料的测试样品的实际α粒子发射率。利用本实施例提供的α粒子发射率测试方法可以实现对超低本底电子材料的测试样品α粒子发射率、能谱的准确测量，减少环境噪声对测试结果的影响，提高试验准确度。上述测试方法的测试过程较为简便、容易实现，可直接应用于工程实践中。

图2为本发明其中一实施例的对测试设备的背底噪声进行诊断与调试的方法流程示意图，在其中一个实施例中，测试设备包括样品托盘，对测试设备的背底噪声进行诊断与调试，使得测试设备的α粒子发射率小于设定值包括如下步骤S210至S240。

步骤S210：对样品托盘进行α粒子发射率背底测试，获取样品托盘的α粒子发射率。

在本实施例中，测试设备包括样品托盘。测试设备在对测试样品进行测试时，可以将测试样品置于样品托盘内。对空的样品托盘进行α粒子发射率背底测试，来降低样品托盘自身发射的α粒子本底对测试结果的影响。在对空的样品托盘进行α粒子发射率背底测试时，根据可以根据样品托盘的测试数据计算样品托盘的发射率R_t，单位为/cm²/hr。

步骤S220：将样品托盘的α粒子发射率与设定值进行比较。

选取一个设定值，将步骤S210中求得的样品托盘的α粒子发射率R_t与设定值进行比较。在本实施例中，设定值的取值一般为0.001-0.005/cm²/hr。

步骤S230：若样品托盘的α粒子发射率小于设定值，则结束对测试设备的背底噪声的调试操作。

若样品托盘的α粒子发射率R_t小于设定值，表明测试设备的背底噪声较小，不会对测试结果造成过大的影响，因此，可以结束对测试设备背底噪声的调试操作，开始对测试样品的α粒子发射率测试。

步骤S240：若样品托盘的α粒子发射率大于等于设定值，则对样品托盘进行降噪处理，直至满足样品托盘的α粒子发射率小于设定值。

若样品托盘的α粒子发射率R_t大于等于设定值，表明测试设备的背底噪声较大，会对测试结果造成影响，影响测试结果的准确性。因此，需要对引起背底噪声大的原因进行排查，并准对性地寻找解决措施。在调试后再进一步对样品托盘进行α粒子发射率背底测试，获取调整后样品托盘的α粒子发射率R_t。重复上述步骤，直至样品托盘的α粒子发射率R_t小于设定值。

通过对测试过程中的关键要素进行确定，通过背底噪声诊断与调试来减少环境噪声对测试结果的影响，从而实现对超低本底电子材料α粒子发射率、能谱的准确测量，提高试验准确度。

图3为本发明其中一实施例的获取样品托盘的α粒子发射率的方法流程示意图，在其中一个实施例中，对测试设备的样品托盘进行α粒子发射率背底测试，获取样品托盘的α粒子发射率包括如下步骤S211至S212。

步骤S211：获取对样品托盘进行α粒子发射率背底测试时的粒子计数和测试时间，并获取样品托盘的表面积。

利用测试设备对空的样品托盘100进行α粒子发射率背底测试，在测试时对粒子计数N₀和测试时间T₀进行记录。另外，还需要获取样品托盘的表面积S_t。根据样品托盘100的表面积S_t、此次测试中获取粒子计数N₀和测试时间T₀可以计算样品托盘100的发射率R_t。

步骤S212：根据样品托盘的表面积、对样品托盘进行α粒子发射率背底测试时的粒子计数和测试时间，获取样品托盘的α粒子发射率。

将从步骤S211中获取的数据代入样品托盘的α粒子发射率的表达式中，以获取样品托盘的发射率R_t，单位为/cm²/hr。

在其中一个实施例中，样品托盘的α粒子发射率的表达式为：

式中，R_t为样品托盘的α粒子发射率，单位为/cm²/hr，N₀为对样品托盘进行α粒子发射率背底测试时的粒子计数，T₀为对样品托盘进行α粒子发射率背底测试时的测试时间，单位为hr，S_t为样品托盘的表面积，单位为cm²。

在其中一个实施例中，在对测试样品进行α粒子发射率测试前，还需要根据试验需求设置合适的测试参数。测试参数设置也是测试过程中的一项关键要素，根据上述实施例中获取的测试设备的背底噪声以及测试需求，设置合理的测试参数，能够提高测试效率以及测试结果的准确度。在本实施例中，测试参数包括测试时长、电极配置、用户参数等。

在其中一个实施例中，测试数据包括粒子计数、α粒子发射能谱。开始对测试样品进行α粒子发射率测试后，对测试时间、α粒子数量、α粒子能谱等数据进行记录，获取测试数据。在测试完成后，可以通过对测试数据的分析，来进一步确定测试样品的实际α粒子发射率，实现对超低本底电子材料α粒子发射率、能谱的准确测量。

图4为本发明其中一实施例的对测试数据进行分析和处理的方法流程示意图，在其中一个实施例中，对测试数据进行分析和处理包括如下步骤S410至S440。

步骤S410：甄别α粒子发射率测试中得到的α粒子的发射源，确定发射源为测试样品的粒子计数。

对测量得到的粒子计数、α粒子发射率、α粒子能谱等测试数据进行分析和处理。对测量得到的α粒子进行甄别，判断其发射源。α粒子的发射源可能为测试样品、电离室侧壁、电离室内气体等。获取其中发射源为测试样品的α粒子的粒子计数。

步骤S420：获取测试样品的表面积、测试样品在α粒子发射率测试中的粒子计数和测试时间。

通过测试设备对其进行α粒子发射率测试时，同样地，需要对粒子计数N₁和测试时间T₁进行记录，并获取测试样品的表面积S_s。根据测试样品的表面积S_s、此次测试中获取的粒子计数N₂和测试时间T₂可以计算获取测试样品的α粒子发射率R_s。

步骤S430：根据测试样品的表面积、测试样品在α粒子发射率测试中的粒子计数和测试时间，获取测试样品的α粒子发射率。

将从步骤S420中获取的测试样品的表面积S_s、从步骤S240中获取的空的样品容器200的α粒子发射率R_c、此次测试中获取的粒子计数N₂和测试时间T₂代入测试样品的α粒子发射率的计算式中，以获取测试样品的发射率R_s，单位为/cm²/hr。

在其中一个实施例中，测试样品的α粒子发射率的计算式为：

式中，R_s为测试样品的α粒子发射率，单位为/cm²/hr，N₁为测试样品在α粒子发射率测试中的粒子计数，T₁为对测试样品在α粒子发射率测试中的测试时间，单位为hr，S_s为测试样品的表面积，单位为cm²。

步骤S440：根据测量得到的测试样品的α粒子发射能谱，判断测试样品的材料内部的α粒子放射源。

根据测试数据中测试样品表面的α粒子发射能谱，可以判断测试样品的材料内部的α粒子放射源。

在本实施例中通过对α粒子发射率测试过程中的关键要素进行确定，选用合适的数据分析对测试数据进行处理，来实现对超低本底电子材料α粒子发射率、能谱的准确测量、确定测试样品的材料内部的α粒子放射源。完成数据分析后生成测试结果的数据报告，该数据报告可以用于作为对该测试样品的单粒子效应研究的有效数据支撑。上述测试方法通过提高测试样品材料的IC软错误率的评价准确性，来提高IC软错误率定量计算的可靠性，可以作为行业的测试指导规范。

图5为本发明其中一实施例的确定粒子计数起始点的方法流程示意图，在其中一个实施例中，利用完成调试的测试设备对测试样品进行α粒子发射率测试，并对测试到的α粒子进行计数包括如下步骤S310至S330。

步骤S310：利用完成调试的测试设备对测试样品进行α粒子发射率测试。

将测试样品置于已完成调试的样品托盘内，对测试样品进行α粒子发射率测试，在测试过程中对α粒子的粒子计数、α粒子能谱等数据进行实时监测。

步骤S320：计算实时α粒子发射率，绘制实时α粒子发射率与时间的关系图。

根据测量得到的粒子计数、α粒子能谱等测量数据，实时计算此次测试的实时α粒子发射率。根据实时α粒子发射率以及测试时间，绘制实时α发射率与时间的关系图。

步骤S330：从关系图中实时α粒子发射率的变化率小于预设阈值的点开始，对α粒子进行粒子计数。

观察由步骤S320获取的关系图，在图中寻找发射率趋于稳定的点作为用于作为测试结束判断条件的粒子计数的开始点。在本实施例中，将α粒子发射率的变化幅度小于±10％的点作为判断条件的计数开始点。在α粒子的发射率趋于稳定后对α粒子进行计数，直至获取的粒子计数达到目标计数后结束测试，并获取测试数据。将α粒子的发射率趋于稳定后的粒子计数结果作为判断条件，可以有效地提高粒子计数的准确性，保证计数的α粒子都是由测试样品产生α衰变后释放出来的，减少测试设备、测试环境等干扰因素中存在的α粒子对测试结果造成影响，提高测试结果的准确度。

在其中一个实施例中，获取测试样品包括根据测试设备的样品托盘规定的形状、大小和厚度进行样品加工，获取测试样品。例如，根据样品托盘规定的形状、大小和厚度对样品进行加工。同时，样品的面积越大，对该样品进行测试时所需的测试时长越短，测试效率越高。因此，还可以根据测试需求尽可能地加工成大面积的待测样品。另外，若待测样品为集成电路成品或非标尺寸，也可经设备特殊设置后进行测试。

在其中一个实施例中，在获取所述测试样品时，需要执行防沾污措施。在实际应用中，污染和交叉污染的风险主要来自于“人员、设备、物料、生产方法、环境”五个环节。测试样品在制作、使用和储存过程中都需要做免沾污处理。由于本实施例是一种用于对待测电子材料进行α粒子发射率测试的方法，不涉及粉末样品前期的物料准备过程，因此在测试过程中主要需要针对加工、运输和放样等环节严格执行防沾污措施，防止污染和交叉污染。最大程度避免测试样品被环境氡气以及其它杂质沾污，操作人员在对测试样品进行搬运等操作时应戴无尘手套进行作业。通过执行防沾污措施，可以有效控制测试过程中的污染对测试结果的影响，提高测试的准确率。

应该理解的是，虽然图1-图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。