초록
고정밀 전자소자의 오동작의 한 원인인 soft error는 원료물질에 함유된 U, Th과 같은 알파방출 불순물로 알려져 있으며 전자소자의 소형화, 고집적화에 따라서 이들 불순물의 규제함량은 기존의 분석법으로는 불가능할 정도로 낮아지고 있다. 연구의 목적은 다양한 전자소자의 밀봉소재로 사용되는 EMC (epoxy molding compound)의 주 원료인 고순도 실리카에 함유되어 있는 U, Th을 고감도 (ng/g이하)로 분석할 수 있는 방사화분석법과 감마선분광분석법의 개발이다. 지금까지 방사화분석법에 이용하던 PTS (pneumatic transfer system) 중성자 조사 설비로는 산업계에서 요구하는 분석 감도를 충족시킬 수 없기 때문에 의약용 혹은 산업용 RI 생산에 주로 사용되고 있는 HTS (Hydraulic transfer system) 중성자 조사 설비를 이용한 방사화분석 조건을 확립하였다. 또한, 공기중 라돈 ($^{222}Rn$)과 자핵종 (progenies)에 의한 불안정한 바탕방사능은 분석의 감도는 물론 정확도를 저하시키는 주 요인으로 작용하므로 질소가스 유입시스템을 제작하여 라돈에 의한 바탕방사능을 소멸 혹은 안정화시켰다. 그 결과 U과 Th의 분석한계를 각각 0.1 ng/g, 0.01 ng/g까지 낮출 수 있었다.
It has been established that soft error of high precision electronic circuits can be induced by alpha particles emitted from the naturally occurring radioactive impurities such as U, and Th. As the electronic circuits have recently become lower dimension and higher density, these alpha-particle emitting radioactive impurities have to be strictly controlled. The aim of this study is to develop of NAA (Neutron Activation Analysis) and gamma-spectrometry to improve the analytical sensitivity and precision of U and Th. A new NAA method has been established using the HTS (Hydrulic transfer system) irradiation facility which has been used to produce radioisotopes for industries and medicines instead of the PTS (pneumatic transfer system) irradiation facility which has been used in general NAA. When the ultratrace impurities have to be analyzed by NAA, background gamma-ray spectra induced from $^{222}Rn$ and its progenies in air is serious problem. This unstable background has been eliminated or stabilized by the use of a nitrogen purging system. Ultra trace amounts of U (0.1 ng/g) and Th (0.01 ng/g) in high purity silica used for EMC could be analyzed by the use of HTS-NAA and low background gamma-spectrometry.
