초록 ▼

적외선 열상시스템은 2차 세계대전 후 군사용으로 먼저 이용되기 시작하였으며 의료용, 산업용 등 활용분야가 다양하다. 또한 인공위성에 탑재되어 기상관측, 지질 환경 관측, 천문관 측 등의 임무를 수행하며, 원자력 분야에서 원자로의 칼란드리아 이상 동작여부 및 냉각수 배관의 손상여부 등을 검출하는 등 그 용도가 확대되고 있다.
HgCdTe 센서의 방사선에 의한 효과는 HgCdTe를 이용한 적외선 개발의 초기부터 감마선을 이용한 연구가 이루어져 왔으며, 표면 처리방법과 표면 보호막을 개선하여 누적방사선효과를 크게 개선시킨 사례가 보

적외선 열상시스템은 2차 세계대전 후 군사용으로 먼저 이용되기 시작하였으며 의료용, 산업용 등 활용분야가 다양하다. 또한 인공위성에 탑재되어 기상관측, 지질 환경 관측, 천문관 측 등의 임무를 수행하며, 원자력 분야에서 원자로의 칼란드리아 이상 동작여부 및 냉각수 배관의 손상여부 등을 검출하는 등 그 용도가 확대되고 있다.
HgCdTe 센서의 방사선에 의한 효과는 HgCdTe를 이용한 적외선 개발의 초기부터 감마선을 이용한 연구가 이루어져 왔으며, 표면 처리방법과 표면 보호막을 개선하여 누적방사선효과를 크게 개선시킨 사례가 보고되고 있다 그러나 실제 우주 환경에서 영향을 받게 되는 고 에너지 입자빔(전자빔, 양성자빔)에 의한 효과는 거의 보고되고 있지 않다.
본 연구는 적외선 열상시스템을 방사선 환경에 이용하기 위해 열상시스템의 구성요소인 HgCdTe 적외선 센서, ROIC, hybrid chip에 대해 방사선 영향 분석을 목적으로 하였다. 전자빔에 의한 누적 방사선 효과(Total dose effects)는 전자빔 조사 실험 결과 감마선에 의한 누적 방사선 효과와 일부 다른 것으로 실험 결과 알 수 있었다. 특히 감마선의 경우 일반적으로 표면 보호막(passivation layer)에 쌓이는 전하에 의한 표면 특성 저하로 누적방사선효과를 설명하는 것과 달리, 전자빔의 경우 표면 전하로 설명되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
그러나 전자빔에 의한 누적 방사선 효과도 감마선에 의한 누적 방사선 효과와 마찬가지로 표면처리와 표면보호막을 개선하여 크게 향상 시킬 수 있음을 실험을 통하여 확인할 수 있었고 내방사선화된 적외선 열상시스템을 제작할 수 있었다.

Abstract ▼

The Mercury Cadmium Telluride infrared thermal imaging systems have been developed for using military, medical and industry purposes. They can be used to observe environment, weather and astronomy. In the atomic power part, they can inspect malfunction of the Calandria and check the cooling line.

The Mercury Cadmium Telluride infrared thermal imaging systems have been developed for using military, medical and industry purposes. They can be used to observe environment, weather and astronomy. In the atomic power part, they can inspect malfunction of the Calandria and check the cooling line.
The radiation effects of HgCdTe infrared photodiode have been research using gamma ray in the early years. It has been reported that detector performance is improved due to surface treatment and surface passivation layer. However, there are no reports concerning high energy electron and proton radiation environment.
This paper focuses on the analysis of radiation effects in infrared thermal imaging system. Total Dose Effects caused by gamma ray can be explained as temporary performance degradation due to deposited charge on interface between HgCdTe and ZnS passivation layer.
In the case of electron radiation, Total Dose Effects caused by electron beam can be explained as permanent performance degradation due to deposited charge on interface between HgCdTe and ZnS passivation layer. Peformance degradation doesn''t be recovered.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...6
• 목차 ...7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...9
• 1절. 연구개발의 목적 ...9
• 2절. 연구개발의 필요성 ...9
• 1. 기술적 측면 ...9
• 2. 경제.산업적 측면 ...9
• 3. 사회.문화적 측면 ...10
• 3절. 연구개발의 내용 및 범위 ...10
• 1. 적외선 열상시스템의 방사선 특성 시험 및 분석 ...10
• 2. 적외선 감지소자의 방사선 시험 및 영향 분석 ...10
• 3. 적외선 감지소자의 성능저하 원인 분석 ...11
• 4. 신호취득회로의 방사선 영향 분석 ...11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...12
• 1절. 국내외의 기술개발 현황 ...12
• 1. 국외의 기술개발 현황 ...12
• 가. 적외선 열상시스템 ...12
• 나. 적외선 열상시스템의 내방사선화 ...12
• 2. 국내의 기술개발 현황 ...13
• 가. 적외선 열상시스템 ...13
• 나. 적외선 열상시스템의 내방사선화 ...13
• 2절. 연구결과가 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 ...13
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...14
• 1절. 감마선 조사 실험 ...14
• 1. HgCdTe 적외선 감지소자의 제작 ...14
• 2. 실험 방법 ...15
• 3. 실험 결과 ...15
• 가. 적외선 감지소자 ...15
• (1) 전류-전압 특성 ...15
• (2) 커패시턴스-전압 특성 ...15
• 나. 신호취득회로 및 Hybrid chip ...17
• (1) 신호취득회로 ...17
• (2) Hybrid chip ...18
• 2절. 전자빔 조사 실험 ...18
• 1. HgCdTe 적외선 감지소자의 제작 ...18
• 2. 실험 방법 ...19
• 3. 실험 결과 ...19
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...21
• 1절. 최종목표 ...21
• 2절. 목표달성도 ...21
• 3절. 관련분야에의 기여도 ...23
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...24
• 1절. 경제적 측면 ...24
• 2절. 사회적 측면 ...24
• 3절. 기술적 측면 ...24
• 제 6 장 참고문헌 ...25