엑스선에 의한 반도체 소자의 방사선 손상 (Radiation Damage of Semiconductor Device by X-ray)

서지정보

· 발행기관 : 대한방사선방어학회
· 수록지 정보 : 방사선방어학회지 / 40권 / 2호 / 110 ~ 117페이지
· 저자명 : 김동성, 홍현승, 박혜민, 김정호, 주관식

초록

최근 방사선을 이용한 반도체 검사장비 산업의 증가로 이에 대한 기술 연구 수요 또한 증가하고 있다. 반도체 검사장비는 저에너지 엑스선으로 최저 40 keV에서 최고 120 keV의 에너지 영역을 사용하고 있지만, 국내에서는 저에너지 엑스선이 주는 방사선 손상 연구가 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구는 저에너지 엑스선을 이용하여 반도체 소자의 한 종류인 BJT (bipolor junction transistor)가 받는 방사선 손상에 관한 것이다. BJT는 NXP반도체사의 BC817-25 (NPN type)를 사용하였으며, 엑스선 발생장치를 사용하여 엑스선을 조사하였다. BJT의 방사선 손상 여부는 엑스선 조사 전과 후에 전류 이득을 10으로 고정하고, 콜렉터 전류에 따른 콜렉터-이미터 전압을 측정하여 변화 정도를 분석하여 확인하였다. 엑스선 발생장치의 관전압은 40 kVp, 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp 등 다섯 가지로, 조사시간은 60초, 120초, 180초, 360초, 540초 등 다섯 가지로 변수를 두었다. 실험 결과 BJT에서 저에너지 엑스선 즉, 120 keV 이하의 엑스선을 조사하여도 방사선 손상이 발생하는 것을 확인하였고, 특히 80 kVp에서 가장 큰 방사선 손상이 발생되었다. 이는 ELDRS (enhanced low dose rate sensitivity) 현상이 80 kVp을 기준으로 발생되는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 저에너지 엑스선을 이용한 반도체 검사장비의 효율적인 선량관리와 엑스선 여과기의 연구 및 개발에 기여할 것으로 기대한다.

영어초록

Recently, Due to the increased industry using radiation inspection equipment in the semiconductor, this demand of technology research is increasing. Although semiconductor inspection equipment is using low energy X-ray from 40 keV to 120 keV, Studies of radiation damage about the low energy X-ray are lacking circumstance in our country. Therefore, It is study that BJT (bipolar junction transistor) of one type of semiconductor elements are received radiation damage by low energy X-ray. BJT were used to the NXP semiconductor company's BC817-25 (NPN type), and Used the X-ray generator for the irradiation. Radiation damage of BJT was evaluated that confirm to analyse change of collector-emitter voltage of before and after X-ray irradiation when current gain fixed to 10. X-ray generator of tube voltage was setting 40 kVp, 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp and irradiation time was setting 180s, 360s, 540s into 180s intervals. As the result, We confirmed radiation damage in BJT by low energy X-ray under 120 keV energy, and Especially the biggest radiation damage was appeared at the 80 kVp. It is expected that ELDRS (enhanced low dose rate sensitivity) phenomenon occurs on the basis of 80 kVp. This studies expect to contribute effective dose administration of semiconductor inspection equipment using low energy X-ray, Also Research and Development of X-ray filter.

참고자료

· 없음