• 전기의세계
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• 제11권
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• pp.31-36
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• 1963

본고의 내용은 다음과 같다. 1. 동작원리와 검출기에 요구되는 재질 2. 각종 반도체 검출기의 구조 및 특징 3. 검출기의 Diode특성

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.372-372
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• 2014

반도체 검출기는 입사되는 X선 에너지에 의하여 이온화되어 발생하는 전자 전공쌍을 수집함으로 방사선 정보를 확인하는 선량계로써 많은 연구와 활용이 이루어지고 있다. 하지만, X선 에너지에 의하여 반도체 검출기에서 발생하는 전기적 신호량이 높지 않기 때문에 누설 전류의 저감이 필수적이다. 누설 전류를 저감시키기 위한 방안으로 반도체 층과 전극 층의 Schottky Contact 구조의 설계, Insulating Layer의 사용, 높은 비저항의 반도체 물질 연구 등이 이루어지고 있다. 하지만, 기존에 누설 전류 저감을 위하여 Insulating Layer를 전극층과 반도체 층 사이에 형성하는 연구에 있어서 Insulating Layer와 반도체 층의 계면 사이에서 발생하는 Charge Trapping으로 인하여 생성되는 신호의 Reproducibility 저하, 동영상 적용의 제한 등의 문제점을 겪어왔다. 이에 본 논문에서는 누설 전류를 저감시킴과 동시에 Charge Trapping의 최소화를 이루기 위하여 Insulating Layer의 두께 최적화 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용한 Insulating Layer는 검출기 표면에 입사하는 X선 정보 손실을 최소화 시키는 동시에 누설 전류와 Charge Trapping을 최소화 시키는 방법으로써 CVD방법으로 검출기 표면에 균일하게 Insulating Layer를 코팅하였다. Insulating 물질은 Parylene을 사용하였으며, 그 중 온도, 습도 등 외부환경에 영향을 적게 받는 type C를 사용하였다. 증착에 사용한 장비의 진공도는 Torr로 설정하여 증착되는 Parylene의 두께가 약 $0.3{\mu}m$가 되게 하였으며, 실험에는 반도체 물질 PbO를 사용하였다. Parylene의 절연 특성은 Dark Current와 Sensitivity를 측정한 SNR을 이용하여 Parylene코팅이 되지 않은 동일 반도체 검출기와의 신호를 비교하였으며 또한 Parylene를 다층 제작한 검출기의 수집 신호량을 비교하였다. 제작한 검출기의 X선 조사 시의 수집 전하량 측정 결과, 100 kVp, 100mA, 0.03s의 X선 조건에서 $1V/{\mu}m$의 기준 시, Parylene를 코팅하지 않은 PbO 검출기의 Dark current는 0.0501 nA/cm2, Sensitivity는 0.6422 nC/mR-cm2, SNR은 12.184이었으며, Parylene단층의 두께인 $0.3{\mu}m$로 증착된 시편의 Dark current는 0.04097 nA/cm2, Sensitivity는 0.53732 nC/mR-cm2으로 Dark current가 감소되고 sensitivity도 감소하였지만 SNR은 13.1150으로 높아진 것을 확인할 수 있었다. Perylene이 $0.6{\mu}m$로 증착된 시편의 경우, Dark Current는 0.04064 nA/cm2, Sensitivity는 0.31473 nC/mR-cm2, SNR은 7.7443으로써 Insulating Layer가 없는 시편보다 SNR이 약 40% 낮아진 것을 확인할 수 있었다. Parylene이 $0.9{\mu}m$로 증착된 시편의 경우 Dark current는 0.0378 nA/cm2, Sensitivity 0.0461 nC/mR-cm2로 Insulating Layer가 없는 시편에 비해 SNR은 약 1/12배 감소한 1.2196이었고, Parylene이 $1.2{\mu}m$로 증착된 시편의 SNR은 1.1252로서 더 감소하였다. 따라서 Parylene을 다층 코팅한 검출기일수록 절연 효과의 영향이 커짐으로써 SNR 비교 시 수집되는 신호량이 줄어드는 것을 확인하였다. 반도체 검출기의 누설 전류를 저감시킴과 동시에 신호 수집율에 영향을 최소화시키기 위하여 Insulating Layer의 두께를 적절하게 설정하여 적용하면 Insulating Layer가 없는 검출기에 비해 누설전류를 최소한으로 줄일 수 있고 신호 검출효율이 감소하는 것을 방지할 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권2호
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• pp.87-95
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• 2003

반도체 검출기의 p+ 층의 도핑 농도, 열처리에 의한 불순물 재분포와 절단면에서의 guard ring 효과를 전산모사하여 최적의 구조와 공전을 설계하고, MCNP코드로 방사선 반응 특성을 분석하였다. 검출기는 반도체 집적회로 공정에서 설계된 공정변수를 적용하여 격자 방향 <100>, $400{\Omega}cm$, n형, Floating-Zone 실리콘 기판에서 제작되었다. 제작된 검출기의 누설전류 밀도는 $0.7nA/cm^2/100{\mu}m$로서 전기적 특성이 우수한 것으로 나타났으며, Cs-137 감마 선원에 의한 $5mR/h{\sim}25R/h$의 조사선량률 범위에서 방사선 반응 특성은 양호한 선형성을 보였다. 본 연구에서 제안된 공정으로 제작된 PIN 반도체 검출기는 개인선량 측정에 사용될 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제6권1호
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• pp.49-57
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• 1995

반도체검출기는 소형 및 방사선에 고감도특성을 갖고 있으나, 고에너지 광자선 및 전자선등의 조사에 의해 손상을 입어 감도저하를 초래하게 되며 계측시 선량재현성을 기대하기어려워진다. 실험대상은 P-형 실리콘 반도체검출기이며 선량율, 김출방향 및 온도 변화에 따른 선량특성이 조사되었고, 선량재현성을 높이기 위해 18 MeV 고에너지전자선으로 3KGy까지 전처리조사하고 광자선 및 전자선의 전처리조사선량에 대한 감도특성변화를 얻었다. 전처리조사가 작은 0.5KGy인 경우, 저선량율과 고선량율하의 단위선량당 감도는 약 35％의 차이를 보였으며 .3KGy인 경우 약 20％의 차이를 보여 전처리선량이 클 수록 감도차는 작아짐을 알수 있다. 실리콘 반도체검출기의 검출방향성은 임의의 조사각에서 최저치와 최대치의 선량차가 약 13％를 나타내었으며, 검출기의 온도의존성은 4도에서 35도까지 거의 선형성을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2353-2355
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• 2004

본 논문에서는 고정도의 방사선 측정이 가능한 능동형 전자선량계를 제작하기 위해 필수적으로 요구되는 반도체 방사선 검출기를 ASIC으로 구현하였다. 이는 전자선량계의 소형화와 저소비전력을 실현할 수 있도록 전치증폭기와 성형증폭기를 일체화한 것으로 방사선과 방사선 검출 소자인 상용 핀 포토다이오드의 상호작용으로 생성된 수 [nA]의 전류펄스를 측정할 수 있다. MOSIS 공정을 통하여 ASIC으로 구현된 방사선검출기는 $10{\mu}Ci$의 ${\gamma}$-선 Ba-133, Cs-137 및 Co-60의 세 핵종에 대하여 방사선 조사시험을 수행하여 구현된 방사선 검출기의 유용성을 입증하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제22권5호
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• pp.95-107
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• 2007

X-선 측정 및 영상장치를 포함한 다양한 응용분야에서 방사선에 대한 고해상도의 영상을 얻기 위한 목적으로 반도체 검출기에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 고에서는 방사선 검출을 위해 요구되는 반도체 물질의 주요 특성에 대해서 조사하였다. 또한 반도체를 이용한 플랫 패널(flat panel) 시스템, 픽셀 디텍터(pixel detector)와 스트립 디텍터(strip detector) 등의 혼성형 디텍터(hybrid detector), MAPS와 DEPFET 등의 단일형 픽셀 디텍터(monolithic pixel detector)의 디바이스 동작 원리 및 특성과 국내외 기술 동향에 대하여 살펴보았다.

• 대한방사선치료학회:학술대회논문집
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• 대한방사선치료학회 2004년도 제1차 학술발표회
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• pp.9-9
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• 2004

• 전기의세계
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• 제33권2호
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• pp.84-96
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• 1984

본고의 내용은 다음과 같다. 1. 반도체 레이저 2. 발광 다이오드 3. 광검출기 4. 광 파이버의 전송로 5. 광회로 6. 집적광 디바이스의 시작

• 대한방사선치료학회지
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• 제10권1호
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• pp.6-10
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• 1998

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제1권2호
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• pp.123-128
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• 1969