• 제목/요약/키워드: Semiconductor sensor

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감마선 선량계를 개발하기 위한 상용 PIN 포토 다이오드의 응용 (Application of Commercial PIN Photodiodes to develope Gamma-Ray Dosimeters)

  • 정동화;김성덕
    • 센서학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.274-280
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    • 2000
  • 본 논문은 감마선 방사선 선량을 측정하기 위하여 상용 반도체를 응용하기 위한 실험적 연구에 대하여 다루었다. 실리콘 포토 다이오드는 값이 싸고 작으며 높은 효율과 견고하여 광검출기로 잘 이용되기 때문에 감마선과 같은 방사선 측정에 효과적으로 이용될 수 있다. 대부분의 PN 포토 다이오드는 이 증가함에 따라 역 방향 전류의 증가하는 특성을 가지고 있다. 그러므로 이 소자들의 공핍층이 역 방향 전류에 영향을 주므로 이 공핍층의 면적이 큰 PIN 포토 다이오드를 선택하였다. 이 연구에서는 방사선량을 검출하고 감마선 선량계를 개발하는데 적용하기 위하여, PIN 다이오드에 대해 몇 가지 실험이 수행되었다. NEC사의 PH 302와 SIEMENS사의 BPW 34와 같은 2가지 종류의 포토 다이오드를 반도체 분석장치를 사용하여 $\gamma$선 방사선원인 Co-60의 저준위 시설에서 시험하였다. 그 결과, 방사선 선량률과 다이오드의 전류 사이에 양호한 선형적 함수 관계가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 이들 실리콘 PIN 포토 다이오드들은 $\gamma$선 선량계를 설계하는데 적합하게 이용될 수 있을 것이다.

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II-VI족 화합물 반도체의 결정성장 및 센서 개발에 관한 연구 (Crystal Growth Sensor Development of II-VI Compound Semiconductor : CdS)

  • D.I. Yang;Y.J. Shin;S.Y. Lim;Y.D. Choi
    • 한국진공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.126-133
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    • 1992
  • E-Beam 기법을 이용하여 증착시킨 Ag doped CdS 박막은 육방정계이고 공기, Ar 분위기에서 $^550{\circ}C$로 열처리한 결과 grain size가 1$mu extrm{m}$ 정도로 성장되었고, Van Der Pauw 방법으로 구한 Hall data로부터 CdS crystal은 n형 반도체이고 상온에서의 carrier 농 도는 2.7 $\times$ 1011cm-3이고 Hall mobility는 5.8 $\times$ 102cm2V-1sec-1정도임을 알 수 있었다. CdS : Ag 박막의 PL spectra는 Gaussian curve를 보여주었고, spectra peak는 파장이 520nm 근처에 위치하고 있으며, CdS : Ag 박막에서의 광전류(pc)와 암전류(dc)의 ratio(pc/dc)는 공기 중에서 열처리한 시료의 값이 크다는 것을 알 수 있었다.

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RF Magnetron Sputtering 법으로 제조된 $LaFeO_3$ 박막의 가스감지 특성 (Gas sensing properties of $LaFeO_3$ thin films fabricated by RF magnetron sputtering method)

  • 장재영;마대영;박기철;김정규
    • 센서학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.357-364
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    • 2000
  • R.F. magnetron sputtering에 의해 $Al_2O_3$ 기판상에 $LaFeO_3$ 박막을 증착하고 막의 구조적, 전기적 및 가스감도 특성을 조사하였다. $600^{\circ}C$ 이상에서 열처리 된 박막에서 (121) 방향의 주결정상을 확인할 수 있었고 가스감지특성에서 박막은 p형 반도체의 특성을 보였다. 박막의 두께 및 열처리 온도의 변화에 대하여, 감도는 박막의 두께변화에는 둔감하였지만 열처리온도에는 큰 변화를 보였다. $800^{\circ}C$에서 열처리된 두께 400 nm의 박막에서 동작온도가 $300^{\circ}C$일때 5000 ppm의 CO 가스에 대해서는 약 400%, 350 ppm의 $NH_3$ 가스에서는 약 60%의 감도를 보였다.

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지상기준점을 이용한 비측량용 카메라 렌즈 캘리브레이션 (Non-Metric Digital Camera Lens Calibration Using Ground Control Points)

  • 원재호;소재경;윤희천
    • 한국측량학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.173-180
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    • 2012
  • 최근 비약적인 기술발전을 통해 8,000만 화소급 디지털 카메라가 등장했으며, 비측량용 디지털 카메라가 사진 측량 분야에서 다양하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 항공사진과 지상기준점을 이용하여 렌즈 캘리브레이션을 수행하였다. 항공사진은 35mm 렌즈가 장착된 CMOS 2,110만 화소급 비측량용 디지털 카메라를 헬리콥터에 설치하여 취득하였고, 지상기준점은 1:1,000 도화원도에서 선점하였다. 그 결과 렌즈에 대한 초점거리, PPA, 방사왜곡계수를 계산할 수 있었다. 또한 렌즈 캘리브레이션 전후에 항공삼각측량을 수행하여 지상기준점의 평균제곱근오차와 최대 잔차를 비교하였으며, 캘리브레이션 후 정확도가 매우 큰 폭으로 향상됨을 알 수 있었다.

램프-적분을 이용한 용량치-시간차 변환기 및 디지털 습도 조절기에의 응용 (A Capacitance Deviation-to-Time Interval Converter Based on Ramp-Integration and Its Application to a Digital Humidity Controller)

  • 박지만;정원섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권12호
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    • pp.70-78
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    • 2000
  • 새로운 램프-적분을 이용한 용량차-시간차 변환기를 제안했다. 제안된 회로는 상하대칭으로 두개의 전류 미러, 두 개의 슈미트 트리거, 그리고 제어 논리-회로로 구성된다. 전체 회로를 개별 소자들로 꾸며, 실험한 결과, 제안된 변환기의 센서 커패시터가 295㎊에서 375㎊까지의 커패시턴스 변화에서 1%보다 작은 시간간격(펄스 폭)의 선형 오차를 가진다는 것을 알았다. 제안된 변환기가 335㎊의 센서 커패시턴스를 가질 때, 측정된 용량차와 시간차는 각각 40㎊와 0.2ms이었다. 이 시간차를 빠르고 안정된 클럭으로 카운트함으로써 고 분해능을 제공한다는 것을 알았다. 새로운 램프-적분을 이용한 용량차-시간차변환기를 사용하여 디지털 습도 조절기를 설계하고 실험하였다. 제안된 회로는 전원 전압이나 온도 변화에도 불구하고 용량차에는 거의 영향을 받지 않는다. 또한, 제한된 회로는 적은 수의 MOS 소자로 실현되므로, 작은 칩 면적 위에 집적화 할 수 있는 특징을 갖는다. 따라서 이 회로는 온-칩(on-chip) 인터페이스 회로로 적합하다.

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수열합성법으로 합성된 산화구리 나노막대의 일산화질소 가스 감지 특성 (Nitrogen Monoxide Gas Sensing Properties of CuO Nanorods Synthesized by a Hydrothermal Method)

  • 박수정;김효진;김도진
    • 한국재료학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.19-24
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    • 2014
  • We report the nitrogen monoxide (NO) gas sensing properties of p-type CuO-nanorod-based gas sensors. We synthesized the p-type CuO nanorods with breadth of about 30 nm and length of about 330 nm by a hydrothermal method using an as-deposited CuO seed layer prepared on a $Si/SiO_2$ substrate by the sputtering method. We fabricated polycrystalline CuO nanorod arrays at $80^{\circ}C$ under the hydrothermal condition of 1:1 morality ratio between copper nitrate trihydrate [$Cu(NO_2)_2{\cdot}3H_2O$] and hexamethylenetetramine ($C_6H_{12}N_4$). Structural characterizations revealed that we prepared the pure CuO nanorod array of a monoclinic crystalline structure without any obvious formation of secondary phase. It was found from the gas sensing measurements that the p-type CuO nanorod gas sensors exhibited a maximum sensitivity to NO gas in dry air at an operating temperature as low as $200^{\circ}C$. We also found that these CuO nanorod gas sensors showed reversible and reliable electrical response to NO gas at a range of operating temperatures. These results would indicate some potential applications of the p-type semiconductor CuO nanorods as promising sensing materials for gas sensors, including various types of p-n junction gas sensors.

속중성자 탐지용 반도체 소자 개발 (Development of a Fast Neutron Detector)

  • 이남호;김승호;김양모
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제52권12호
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    • pp.545-552
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    • 2003
  • When a Si PIN diode is exposed to fast neutrons, it results in displacement damage to the Si lattice structure of the diode. Defects induced from structural dislocation become effective recombination centers for carriers which pass through the base of a PIN diode. Hence, increasing the resistivity of the diode decreases the current for the applied forward voltage. This paper involves the development of a neutron sensor based on the phenomena of the displacement effect damaged by neutron exposure. The neutron effect on the semiconductor was analyzed. Several PIN diode arrays with various thickness and cross-section area of the intrinsic layer(I layer) were fabricated. Under irradiation tests with a neutron beam, the manufactured diodes have a good linearity to neutron dose and show that the increase of thickness of I layer and the decrease of cross-section of PIN diodes improve the sensitivity. Newly developed PIN diodes with thicker I layer and various cross section, were retested and then showed the best neutron sensitivity at the condition that the I layer thickness was similar to a side length. On the basis of two test results, final discrete PIN diodes with a rectangular shape were manufactured and the characteristics as neutron detectors were analyzed through the neutron beam test using on-line electronic dosimetry system. Developed PIN diode shows a good linearity as dosimetry in the range of 0 to 1,000cGy(Tissue) and its neutron sensitivity is 13mV/cGy at constant current of 5mA, that is three times higher than that of commercially available neutron detectors. And the device shows little dependency on the orientation of the neutron beam and a considerable stability in annealing test for a long period.

PLS와 SVM복합 알고리즘을 이용한 식각 종료점 검출 (Endpoint Detection Using Hybrid Algorithm of PLS and SVM)

  • 이윤근;한이슬;홍상진;한승수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제24권9호
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    • pp.701-709
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    • 2011
  • In semiconductor wafer fabrication, etching is one of the most critical processes, by which a material layer is selectively removed. Because of difficulty to correct a mistake caused by over etching, it is critical that etch should be performed correctly. This paper proposes a new approach for etch endpoint detection of small open area wafers. The traditional endpoint detection technique uses a few manually selected wavelengths, which are adequate for large open areas. As the integrated circuit devices continue to shrink in geometry and increase in device density, detecting the endpoint for small open areas presents a serious challenge to process engineers. In this work, a high-resolution optical emission spectroscopy (OES) sensor is used to provide the necessary sensitivity for detecting subtle endpoint signal. Partial Least Squares (PLS) method is used to analyze the OES data which reduces dimension of the data and increases gap between classes. Support Vector Machine (SVM) is employed to detect endpoint using the data after PLS. SVM classifies normal etching state and after endpoint state. Two data sets from OES are used in training PLS and SVM. The other data sets are used to test the performance of the model. The results show that the trained PLS and SVM hybrid algorithm model detects endpoint accurately.

마이크로파 수열합성법을 이용한 알루미늄이 도핑된 산화아연 합성 및 그 광학적 특성 (Synthesis of Al-Doped ZnO by Microwave Assisted Hydrothermal Method and its Optical Property)

  • 현미호;강국현;이동규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.1555-1562
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    • 2015
  • 금속 산화물 반도체는 독특한 전기 광학적 특성, 높은 표면적 등으로 인해 태양전지, 센서, 광소자 및 디스플레이 등 여러 분야에 걸쳐 응용되고 있다. 금속 산화물 가운데 우수한 물리 화학적 특성을 가지는 산화아연은 3.37 eV의 넓은 밴드갭 에너지와 60 meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 갖는 n-형 반도체로서 산화아연에 양이온을 도핑하여 전기 광학적 특성을 보완하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 알루미늄이 도핑 된 산화아연을 마이크로파 수열합성법으로 합성하였다. 전구체의 종류와 몰 비 등의 반응 변수를 조절하여 최적의 결정형상과 광학적 특성을 갖는 산화아연을 합성하였으며, 알루미늄을 도핑하여 광학적 특성 변화를 시도하였다. 합성된 입자는 SEM, XRD, PL, UV-Vis 분광기 및 EDS 등의 기기분석을 통해 광학적, 물리 화학적 특성을 확인하였다.

SENSITIVITY ANALYSIS TO EVALUATE THE TRANSPORT PROPERTIES OF CdZnTe DETECTORS USING ALPHA PARTICLES AND LOW-ENERGY GAMMA-RAYS

  • Kim, Kyung-O;Ahn, Woo-Sang;Kwon, Tae-Je;Kim, Soon-Young;Kim, Jong-Kyung;Ha, Jang-Ho
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제43권6호
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    • pp.567-572
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    • 2011
  • A sensitivity analysis of the methods used to evaluate the transport properties of a CdZnTe detector was performed using two different radiations (${\alpha}$ particle and gamma-ray) emitted from an $^{241}Am$ source. The mobility-lifetime products of the electron-hole pair in a planar CZT detector ($5{\times}5{\times}2\;mm^3$) were determined by fitting the peak position as a function of biased voltage data to the Hecht equation. To verify the accuracy of these products derived from ${\alpha}$ particles and low-energy gamma-rays, an energy spectrum considering the transport property of the CZT detector was simulated through a combination of the deposited energy and the charge collection efficiency at a specific position. It was found that the shaping time of the amplifier module significantly affects the determination of the (${\mu}{\tau}$) products; the ${\alpha}$ particle method was stabilized with an increase in the shaping time and was less sensitive to this change compared to when the gamma-ray method was used. In the case of the simulated energy spectrum with transport properties evaluated by the ${\alpha}$ particle method, the peak position and tail were slightly different from the measured result, whereas the energy spectrum derived from the low-energy gamma-ray was in good agreement with the experimental results. From these results, it was confirmed that low-energy gamma-rays are more useful when seeking to obtain the transport properties of carriers than ${\alpha}$ particles because the methods that use gamma-rays are less influenced by the surface condition of the CZT detector. Furthermore, the analysis system employed in this study, which was configured by a combination of Monte Carlo simulation and the Hecht model, is expected to be highly applicable to the study of the characteristics of CZT detectors.