최근 원자력 사업이 확장됨에 따라 다양한 응용분야에 방사선이 사용되고 있다. 특히 X선을 이용한 반도체 검사장비에 대한 기술의 연구 및 개발이 진행 중에 있으며, 이 장비는 40 keV에서 120 keV의 저에너지 X선을 사용한다. 하지만 이러한 저에너지 영역에서도 반도체는 방사선 손상을 받으며, 이에 대한 연구는 아직 미흡한 단계에 있다. 본 연구에서는 반도체 소자의 한 종류인 BJT(Bipolar Junction Transistor)에 저에너지 X선을 조사하여 방사선 손상이 발생하는 것을 확인하고, ...
최근 원자력 사업이 확장됨에 따라 다양한 응용분야에 방사선이 사용되고 있다. 특히 X선을 이용한 반도체 검사장비에 대한 기술의 연구 및 개발이 진행 중에 있으며, 이 장비는 40 keV에서 120 keV의 저에너지 X선을 사용한다. 하지만 이러한 저에너지 영역에서도 반도체는 방사선 손상을 받으며, 이에 대한 연구는 아직 미흡한 단계에 있다. 본 연구에서는 반도체 소자의 한 종류인 BJT(Bipolar Junction Transistor)에 저에너지 X선을 조사하여 방사선 손상이 발생하는 것을 확인하고, MCNPX전산모사를 이용하여 방사선 손상을 줄이기 위한 X선 필터에 따른 스펙트럼을 측정하였다. BJT는 NXP반도체사의 BC817-25 모델(NPN형)을 사용하였으며, 이의 방사선 손상 여부는 저에너지 X선 조사 전과 후에 전류이득을 10으로 고정하고, 컬렉터 전류에 따른 컬렉터-이미터 전압을 측정하여 변화 정도를 분석하였다. X선 발생장치의 관전압은 40 kVp, 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp 등 다섯 가지로, 조사시간은 180초, 360초, 540초 등 세 가지로 변수를 두었다. 관전압에 따른 선량률은 선량계(VeriDose V Electrometer)를 사용하여 측정하였으며, 컬렉터-이미터 전압은 전원공급장치(Protek, PL-3005D)와 디지털 멀티미터(Protek, HC-81)을 사용하여 측정하였다. 그 결과, 120 keV 이하의 저에너지 X선을 조사하여도 BJT에 방사선 손상이 발생함을 확인하였으며, 특히 관전압이 80 kVp일 때 가장 큰 방사선 손상을 받는 것을 확인하였다. 이는 ELDRS(Enhanced Low Dose Rate Sensitivity) 현상이 80 kVp를 기준으로 발생되기 때문에 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 방사선 손상을 줄이기 위한 X선 필터로서 의료용 X선 필터로 사용되고 있는 2 mm의 알루미늄과 25 의 로듐, 반도체 검사용 X선 필터로 적합할 것으로 예상되는 2 mm의 실리콘을 선정하였다. 이 세 종류의 X선 필터를 MCNPX 전산모사를 통해 공기 중에 발생하는 X선 스펙트럼(count/)과 실리콘 웨이퍼(피조사체)에서의 누적 흡수 스펙트럼(MeV/g)을 측정하여 비교 및 분석하였다. 이 결과, 실리콘 필터를 사용하였을 때, 저에너지 영역이 많이 감쇄됨을 볼 수 있었으며, 실리콘 웨이퍼에 누적 흡수된 양 또한 가장 적은 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 저에너지 X선에 의한 방사선 손상 연구와 X선 필터를 사용한 효율적인 선량관리 및 X선 필터 개발에 기여할 것으로 판단되며, 더 나아가 X선 산업 기술 연구에 기여할 것으로 기대된다.
최근 원자력 사업이 확장됨에 따라 다양한 응용분야에 방사선이 사용되고 있다. 특히 X선을 이용한 반도체 검사장비에 대한 기술의 연구 및 개발이 진행 중에 있으며, 이 장비는 40 keV에서 120 keV의 저에너지 X선을 사용한다. 하지만 이러한 저에너지 영역에서도 반도체는 방사선 손상을 받으며, 이에 대한 연구는 아직 미흡한 단계에 있다. 본 연구에서는 반도체 소자의 한 종류인 BJT(Bipolar Junction Transistor)에 저에너지 X선을 조사하여 방사선 손상이 발생하는 것을 확인하고, MCNPX 전산모사를 이용하여 방사선 손상을 줄이기 위한 X선 필터에 따른 스펙트럼을 측정하였다. BJT는 NXP반도체사의 BC817-25 모델(NPN형)을 사용하였으며, 이의 방사선 손상 여부는 저에너지 X선 조사 전과 후에 전류이득을 10으로 고정하고, 컬렉터 전류에 따른 컬렉터-이미터 전압을 측정하여 변화 정도를 분석하였다. X선 발생장치의 관전압은 40 kVp, 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp 등 다섯 가지로, 조사시간은 180초, 360초, 540초 등 세 가지로 변수를 두었다. 관전압에 따른 선량률은 선량계(VeriDose V Electrometer)를 사용하여 측정하였으며, 컬렉터-이미터 전압은 전원공급장치(Protek, PL-3005D)와 디지털 멀티미터(Protek, HC-81)을 사용하여 측정하였다. 그 결과, 120 keV 이하의 저에너지 X선을 조사하여도 BJT에 방사선 손상이 발생함을 확인하였으며, 특히 관전압이 80 kVp일 때 가장 큰 방사선 손상을 받는 것을 확인하였다. 이는 ELDRS(Enhanced Low Dose Rate Sensitivity) 현상이 80 kVp를 기준으로 발생되기 때문에 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 방사선 손상을 줄이기 위한 X선 필터로서 의료용 X선 필터로 사용되고 있는 2 mm의 알루미늄과 25 의 로듐, 반도체 검사용 X선 필터로 적합할 것으로 예상되는 2 mm의 실리콘을 선정하였다. 이 세 종류의 X선 필터를 MCNPX 전산모사를 통해 공기 중에 발생하는 X선 스펙트럼(count/)과 실리콘 웨이퍼(피조사체)에서의 누적 흡수 스펙트럼(MeV/g)을 측정하여 비교 및 분석하였다. 이 결과, 실리콘 필터를 사용하였을 때, 저에너지 영역이 많이 감쇄됨을 볼 수 있었으며, 실리콘 웨이퍼에 누적 흡수된 양 또한 가장 적은 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 저에너지 X선에 의한 방사선 손상 연구와 X선 필터를 사용한 효율적인 선량관리 및 X선 필터 개발에 기여할 것으로 판단되며, 더 나아가 X선 산업 기술 연구에 기여할 것으로 기대된다.
Radiation has been used a variety of applications as recent nuclear business expansion. In particular, A technical and development about semiconductor inspection equipment using X-ray has been progress, and this equipment uses a low energy X-ray of 120 keV at 40 keV. However, semiconductors also are...
Radiation has been used a variety of applications as recent nuclear business expansion. In particular, A technical and development about semiconductor inspection equipment using X-ray has been progress, and this equipment uses a low energy X-ray of 120 keV at 40 keV. However, semiconductors also are damaged by this radiation of low energy region, and Research about this is still insufficient steps. In this study, Generated radiation damage confirms to irradiate low energy X-ray in BJT (Bipolar Junction Transistor) that is one type of semiconductor devices, and measured spectrum according X-ray filters to reduce radiation damage using MCNPX simulation. BJTs used BC817-25 model(NPN type) of NXP semiconductor company, and Confirm of its radiation damage analyzed change of collector-emitter voltage according collector current when current gain fixed 10 before and after X-ray irradiation. Tube voltage of X-ray generator set 40 kVp, 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, and Irradiation time set 180 sec, 360 sec, 540 sec. Dose rate according tube voltage was measured using Dosimeter(VeriDose V Electrometer), and Collector-Emitter voltage was measured using power supply(Protek, PL-3005D) and Digital Multi-meter(Protek, HC-81). At the result, In spite of low energy X-ray under 120 keV, We confirmed generation of radiation damage in BJT. In particular, When tube voltage was 80 kVp, we confirmed biggest radiation damage in BJT. We think that was ELDRS (Enhanced Low Dose Rate Sensitivity) phenomenon and generated based on 80 kVp. We selected X-ray filter for reducing this radiation damage that aluminum of 2 mm and rhodium of 25 was used in medical X-ray filter and silicon of 2 mm that has being expected to be suitable in X-ray inspection equipment for semi- conductor. After we measured spectrum of the three type's X-ray filter using MCNPX simulation, compared and analyzed these result; one of spectrum was generated in air(count/), the other spectrum was deposited in silicon wafer (MeV/g). At the result, Using silicon filter, Not only it caused to reducing low energy region, but also deposition in silicon wafer was found to be the least. These results of study was expect to contribute to studying of radiation damage by low energy X-ray and effective dose management using X-ray filters and development of X-ray filters. Furthermore, these were expected to contribute to X-ray technology research.
Radiation has been used a variety of applications as recent nuclear business expansion. In particular, A technical and development about semiconductor inspection equipment using X-ray has been progress, and this equipment uses a low energy X-ray of 120 keV at 40 keV. However, semiconductors also are damaged by this radiation of low energy region, and Research about this is still insufficient steps. In this study, Generated radiation damage confirms to irradiate low energy X-ray in BJT (Bipolar Junction Transistor) that is one type of semiconductor devices, and measured spectrum according X-ray filters to reduce radiation damage using MCNPX simulation. BJTs used BC817-25 model(NPN type) of NXP semiconductor company, and Confirm of its radiation damage analyzed change of collector-emitter voltage according collector current when current gain fixed 10 before and after X-ray irradiation. Tube voltage of X-ray generator set 40 kVp, 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, and Irradiation time set 180 sec, 360 sec, 540 sec. Dose rate according tube voltage was measured using Dosimeter(VeriDose V Electrometer), and Collector-Emitter voltage was measured using power supply(Protek, PL-3005D) and Digital Multi-meter(Protek, HC-81). At the result, In spite of low energy X-ray under 120 keV, We confirmed generation of radiation damage in BJT. In particular, When tube voltage was 80 kVp, we confirmed biggest radiation damage in BJT. We think that was ELDRS (Enhanced Low Dose Rate Sensitivity) phenomenon and generated based on 80 kVp. We selected X-ray filter for reducing this radiation damage that aluminum of 2 mm and rhodium of 25 was used in medical X-ray filter and silicon of 2 mm that has being expected to be suitable in X-ray inspection equipment for semi- conductor. After we measured spectrum of the three type's X-ray filter using MCNPX simulation, compared and analyzed these result; one of spectrum was generated in air(count/), the other spectrum was deposited in silicon wafer (MeV/g). At the result, Using silicon filter, Not only it caused to reducing low energy region, but also deposition in silicon wafer was found to be the least. These results of study was expect to contribute to studying of radiation damage by low energy X-ray and effective dose management using X-ray filters and development of X-ray filters. Furthermore, these were expected to contribute to X-ray technology research.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.