초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
○ 고속중성자, 양성자, 전자 등의 입자선 조사 에너지와 조사량에 따라 전력반도체용 실리콘 웨이퍼에 형성되는 조사 결함 및 영향에 대한 개념 및 이론을 확립하였으며, 이를 토대로 최적의 성능을 가지는 전력 반도체의 주요 조사 결함 요건을 도출함.
○ 고속중성자, 양성자, 전자 등의 입자선 조사량의 정확한 평가를 위한 전산 코드 확보 및 활용방안 확립함.
○ 입자선 조사로 인해 반도체를 평가할 수 있는 파라미터인 전기적 특성들의 변화를 관찰하기 위해 가장 많이 사용되는 실리콘 기반의 PN 다이오드를

Ⅳ. 연구개발결과
○ 고속중성자, 양성자, 전자 등의 입자선 조사 에너지와 조사량에 따라 전력반도체용 실리콘 웨이퍼에 형성되는 조사 결함 및 영향에 대한 개념 및 이론을 확립하였으며, 이를 토대로 최적의 성능을 가지는 전력 반도체의 주요 조사 결함 요건을 도출함.
○ 고속중성자, 양성자, 전자 등의 입자선 조사량의 정확한 평가를 위한 전산 코드 확보 및 활용방안 확립함.
○ 입자선 조사로 인해 반도체를 평가할 수 있는 파라미터인 전기적 특성들의 변화를 관찰하기 위해 가장 많이 사용되는 실리콘 기반의 PN 다이오드를 제작하여 양성자 조사에 따른 다이오드의 성능 평가에 대한 예비 실험을 진행하였으며, 양성자 조사에 의한 다이오드의 전기적 특성을 평가함.
○ MCNPX 몬테카를로 코드를 이용하여 가속기 및 연구로의 선속, 에너지 분포 등의 고속중성자의 특성을 계산하였으며, 이 후 금속 포일들을 이용한 시료의 방사화 실험을 통해 계산한 원자력의학원의 MC-50 사이클로트론의 고속중성자 특성 결과와 비교하여 고속중성자 선속, 에너지 분포 등을 파악함.
○ 고속중성자 조사로 인한 전력반도체의 성능을 확인하기 위해, 실리콘 기반으로 가장 많이 알려진 IGBT, BJT를 선정하여 다양한 조건으로 고속중성자 조사 완료하였으며, 성능을 확인하기 위해 문턱전압, 누설전류, 순방향전압강하, 스위칭 속도 등의 전기적 특성 측정 방법 확립 및 고 전압, 고 전류 특성 측청 및 스위칭 측정 시스템 구축 완료함.
○ IGBT, BJT의 중요한 전기적 특성인 전류-전압, 문턱전압, 누설전류, 순방향전압강하, 스위칭 속도 분석을 통해 약 45%의 성능을 개선하였으며, 이 결과를 바탕으로 전력 반도체의 성능 개선을 위한 고속중성자 에너지, 조사 방향, 선량 등 최적 조사 조건을 도출함.

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
○ Confirmation of the effect of lattice defect induced by energetic neutron, proton and electrons on to the silicon wafer for power semiconductors and Determination of the irradiation condition for the power semiconductors like IGBT.
○ Securing the simulation codes for the evaluatio

Ⅳ. Results
○ Confirmation of the effect of lattice defect induced by energetic neutron, proton and electrons on to the silicon wafer for power semiconductors and Determination of the irradiation condition for the power semiconductors like IGBT.
○ Securing the simulation codes for the evaluation of the irradiation condition and effects by energetic neutron, proton and electrons.
○ Fabrication of the silicon-base simple PN diode, which is widely used to check the electrical parameters of the semiconductors irradiated by energetic particles and evaluation of the diode irradiated by protons.
○ Calculation and evaluation of the characteristics of the neutrons generated by accelerator and research reactor like neutron flux, energy distriubution and so on by uisng MCNP. Comparison of the neutron characteristics by simulation and that by measurement at MC-20 cyclotron of the KIRAMS.
○ Irradiation of the IGBTs and BJTs by using energetic neutrons and measurement of the threshold voltage, leakage current, forward voltage drop, switching speed and so on to check the change of the performance of the semiconductors.
○ Installation of the 4-probe station for measuring the electrical characteristics.
○ Improvement of the electrical performance, for instance, the switching speed was reduced by 45% considering the current-voltage, threshold voltage and forward voltage drop and so on.
○ Establishment of the experimental procedures of irradiation and measurement for the power semiconductors like IGBT and BJTs.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 11
• 그림목차 ... 12
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ... 16
• 제 1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 16
• 제 2절 연구개발의 내용 및 범위 ... 19
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 20
• 제 1절 국내 기술개발 현황 및 수준 ... 20
• 제 2절 국외 기술개발 현황 및 수준 ... 20
• 제 3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 22
• 제 1절 실리콘 웨이퍼에 대한 고속중성자의 조사량 평가 기술 개발 ... 22
• 제 2절 고속중성자 조사 후 반도체 성능 평가 기술 개발 ... 43
• 제 4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 93
• 제 1절 목표 달성도 ... 93
• 제 2절 관련분야에의 기여도 ... 95
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ... 96
• 제 6장 참고문헌 ... 97
• 끝페이지 ... 98