초록 ▼

최근들어 반도체에 대한 고에너지 양성자선의 영향에 대한 연구가 조금씩 실행되고 있으나 아직까지 중성자에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 반도체 소자들 중에서 Wide Bandgap 반도체 소자(Gallium Nitride, Silicon Carbide, Zinc Oxide 등)은 이러한 고에너지 양성자 및 중성자선에 매우 강한 것으로 나타났다. 이러한 물질들로 이루어진 소자는 앞으로 위성탑재 장비의 소재부품을 대체할 것으로 예상되므로 양성자선이나 중성자선이 반도체 물질 및 반도체 소자의 특성에 미치는 영향을 정확히

최근들어 반도체에 대한 고에너지 양성자선의 영향에 대한 연구가 조금씩 실행되고 있으나 아직까지 중성자에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 반도체 소자들 중에서 Wide Bandgap 반도체 소자(Gallium Nitride, Silicon Carbide, Zinc Oxide 등)은 이러한 고에너지 양성자 및 중성자선에 매우 강한 것으로 나타났다. 이러한 물질들로 이루어진 소자는 앞으로 위성탑재 장비의 소재부품을 대체할 것으로 예상되므로 양성자선이나 중성자선이 반도체 물질 및 반도체 소자의 특성에 미치는 영향을 정확히 분석하는 것이 중요하다. 지금까지 알려진 중성자선의 반도체에 미치는 영향은 중성자의 비전리에너지손실(Non Ionizing Energy Loss)에 의한 원소의 변위(dislocation)와 불안정안 동위원소 생성 및 붕괴에 의한 분순물의 증감에 따른 소자 손상에 대한 것들이었다. 그러나 아직까지 우주방사선에 의한 소자 성능 회복에 대한 연구는 진행된 바가 없으므로 양성자 및 중성자선을 반도체 소자에 충돌시킨 후 소자의 전기적, 구조적 특성뿐만 아니라 광학적 특성들을 조사할 필요가 있다. 문헌들에 의하면 5E9 protons/$cm^2$ 정도의 양성자량이 저지구 궤도에서 소자들과 충돌한다고 알려져 있다. 따라서 이보다 더 많은 양의 양성자 및 중서자를 조사한 후 소자에서 나타나는 carrier 농도 변화 및 소자 전류량 변화 분석한다면 self annealing 메커니즘을 확인할 수 있을 것으로 예상하였다.

Abstract ▼

Because the wide badgap semiconductor material system has potential applications in harsh environments, it is important to understand the effect and stability of the damage from neutron irradiations and the subsequent recovery by self-annealing. Neutron and proton irradiation will be performed with

Because the wide badgap semiconductor material system has potential applications in harsh environments, it is important to understand the effect and stability of the damage from neutron irradiations and the subsequent recovery by self-annealing. Neutron and proton irradiation will be performed with the 45 MeV MC-50 cyclotron at the Korea Institute of Radiological and Medical Science. After that electrical and structural properties will be analyzed with semiconductor parameter analyzer, cathodoluminescence spectroscopy and Raman spectroscopy. When neutron irradiated to the AlGaN/GaN HEMT, current recovery was investigated. It is because of self annealing effect. Self annealing effect is recovery of device's electrical and structural properies by thermal energy which is generated at ion implantation. We have a plan to make a model of self annealing effect of neutron irradiated wide bandgap semiconductor devices and then applicate it to use in space. This study is very important to enhance device's life time in space mission. Wide bandgap semiconductors have higher radiation hardness than other materials. This property is expected to be useful in satellite and space shuttles. This study will present a chance to replace Si or GaAs devices with wide bandgap devices, and a way for improving lifetime of the devices used in space.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 요약서...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• 목차...8
• 1장 연구개발과제의 개요...9
• 1-1절 기술적 측면...9
• 1-2절 경제적 측면...9
• 1-3절 사회적 측면...9
• 2장 국내외 기술개발 현황...10
• 2-1절 해외기술동향 및 수준...10
• 2-2절 내방사선 관련기술 국내동향 및 수준...10
• 3장 연수개발수행의 내용 및 결과...12
• 3-1절 이론적 접근...12
• 3-2절 연구내용 및 결과...13
• 4장 목표달성 및 관련분야에의 기여도...17
• 5장 연구개발결과의 활용계획...18
• 6장 해외과학기술 정보...19
• 7장 참고문헌...20
• 수정ㆍ보완요구사항 대비표...21