KR20160086780A - 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160086780A
KR20160086780A KR1020160080768A KR20160080768A KR20160086780A KR 20160086780 A KR20160086780 A KR 20160086780A KR 1020160080768 A KR1020160080768 A KR 1020160080768A KR 20160080768 A KR20160080768 A KR 20160080768A KR 20160086780 A KR20160086780 A KR 20160086780A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ray
radiation
sensing
film
upper electrode
Prior art date
Application number
KR1020160080768A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101648395B1 (ko
Inventor
김한수
하장호
정만희
김영수
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020160080768A priority Critical patent/KR101648395B1/ko
Publication of KR20160086780A publication Critical patent/KR20160086780A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101648395B1 publication Critical patent/KR101648395B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/005—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using neutrons

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법이 개시된다. 반도체 기판, 반도체 기판의 하면에 형성된 적어도 하나의 하부전극, 반도체 기판의 상면에 하부전극과 전기적으로 연결되는 복수의 상부전극 및 복수의 상부전극 상에 각각 다른 물질과 반응하는 감지막을 포함한다.

Description

이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법{A monolithic radiation sensor to detect multiple radiation and method of producing the same}
본 발명은 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 이종의 방사선 원소를 하나의 센서로 측정할 수 있는 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
핵폭발 시 순간적으로 방출되는 다량의 에너지가 목적하는 바에 따라 서서히 방출되도록 조절함으로써 핵에너지를 실생활에서 활용할 수 있으며, 원자력 발전에서는 이를 이용하여 열에너지를 동력으로 사용한다.
원자력 발전에 사용되는 원자로는 연쇄핵분열반응의 결과 순간적으로 방출되는 다량의 질량결손에너지가 방출되도록 연쇄반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하도록 하는 장치이다. 보통의 화력로가 물질의 연소열을 이용하는데 반해 원자로는 핵분열반응의 결과 발생하는 질량결손 에너지를 이용하는 점에서 차이가 있다. 그런데 이러한 원자로 내에서 핵분열이 일어나면, 다량의 에너지가 방출됨과 동시에 방사선이 발생하게 된다. 상기 방사선은 알파선, 베타선, 엑스선, 감마선, 중성자 등이 있으며, 환경에 따라 복합적으로 존재하게 된다.
알파선은 헬륨원자(He)에서 전자 2개가 떨어져 나가고 남은 헬륨 원자핵이 아주 빠르게 흐르는 방사선이다. 알파선은 파장이 길어 다른 물질과의 반응성이 높기 때문에 물질 속의 원자나 분자를 깨뜨리는 이온화 작용인 전리, 필름과 같은 감광지와 화학반응을 일으키는 현상인 감광, 형광물질과 반응해 빛을 내는 현상인 형광작용들이 잘 일어나지만, 투과력은 매우 약해 종이 한 장도 뚫지 못한다. 또한 알파선은 다른 물질과의 좋은 반응성으로 인해, 식물의 유전자 조작, 생장촉진 및 억제 등 에 많이 사용된다.
베타선은 전자의 아주 빠른 흐름인 방사선으로 알파선에 비해 파장이 길다. 따라서 전리, 감광, 형광 작용은 덜 일어나고, 투과력은 조금 더 높아져서 종이나 플라스틱 정도는 뚫을 수 있지만, 얇더라도 철판은 뚫지 못한다. 따라서, 베타선은 적당한 투과력으로 인해 플라스틱의 두께를 측정할 때 사용된다.
엑스선은 뢴트겐이 음극선을 금속에 쬐는 실험을 하다가 우연히 발견한 방사선으로, 감마선보다는 약하지만 높은 투과력을 가졌다. 엑스선은 의학에 매우 효율적으로 사용되고 있을 뿐만 아니라 물리학, 생물학, 화학 등에서 다양하게 사용된다.
감마선은 입자가 아닌 전자기파에 해당하는 방사선이다. 따라서, 감마선은 다른 물질과의 반응작용이 매우 떨어지는 대신 투과력이 높아 어느 정도 얇은 금속은 쉽게 뚫을 수 있다. 감마선은 30cm이상의 납이나 1m이상의 콘크리트 벽 이상이 되어야 투과하지 못한다. 또한 감마선은 좋은 투과력으로 인해 산업용과 의학분야에 주로 사용되고 있다. 특히 감마선은 비파괴검사, 금속의 두게 측정, 물질의 불순물 함량 검사, 암환자의 방사선 치료 등에 이용되고 있다.
중성자는 소립자의 하나이다. 양자와 함께 원자핵의 구성 요소로서 양자와 거의 같은 질량(質量)을 가지고, 전기를 띠지 않아 중성을 유지한다. 또한 중성자는 물질에 대한 투과력이 커서 원자핵의 파괴에 이용된다.
일반적인 단일 방사선 센서는 단일 방사선만을 측정하게 되어 있으며, 이종의 방사선을 측정하고자 할 때는 이종의 방사선 센서를 사용해야 하는 불편함이 있다. 또한 각기 다른 센서가 장착된 계측기를 형성하는데도 소요경비가 상당하다. 방사선 센서는 기체형, 섬광체형, 반도체형이 있으며, 각각의 센서에 따른 전자회로도 다르게 구성되어야 하는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이종의 방사선을 하나의 센서 및 동종의 전자회로를 이용하여 측정하는 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법을 제공한다.
이종 방사선 측정 센서는 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 하면에 형성된 적어도 하나의 하부전극, 상기 반도체 기판의 상면에 상기 하부전극과 전기적으로 연결되는 복수의 상부전극 및 상기 복수의 상부전극 상에 각각 다른 물질과 반응하는 감지막을 포함한다.
본 발명에 따른 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법에 의하면 기술적 과제는 이종의 방사선을 하나의 센서 및 동종의 전자회로를 이용하여 측정한다.
또한 각기 다른 센서가 장착된 계측기를 형성하지 않아도 되므로 비용절감을 한다.
또한 이종 방사선 측정을 하나의 센서를 측정함으로써 계측기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서의 상면을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서의 하면을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서와 전자회로의 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판에 형성된 가드전극을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서의 배열을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서를 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서의 상면을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서의 하면을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이종 방사선 측정 센서(1)는 이종의 방사선을 측정할 수 있다. 이종 방사선 측정 센서(1)는 이종의 방사선을 측정하는 서로 다른 종류의 센서가 적어도 두 개 이상이 형성될 수 있다. 이종 방사선 측정 센서(1)는 알파선, 베타선, 엑스선, 감마선 및 중성자 중 적어도 하나의 방사선을 측정할 수 있다.
이종 방사선 측정 센서(1)는 엑스선 또는 감마선을 감지하는 제1 감지막, 알파선 또는 베타선을 감지하는 제2 감지막, 중성자를 감지하는 제3 감지막 및 방사선을 감지하지 않는 기준막이 형성될 수 있다. 상기 제1 감지막, 제2 감지막, 제3 감지막 및 기준막은 반도체 기판(10)의 상면에 형성될 수 있다.
반도체 기판(10)은 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨 비소(GaAs), 카드뮴 텔루르(CdTe), 카드뮴 징크 텔루르(CdZnTe), 요오드화 제2수은(HgI2), Ⅳ족 반도체, Ⅱ-Ⅳ족 반도체 및 Ⅲ-Ⅳ족 반도체 중 하나의 반도체가 포함될 수 있다.
반도체 기판(10)의 상면은 복수의 상부전극이 형성될 수 있다. 일 실시예로, 상기 상부전극은 4개일 수 있다. 상부전극은 제1 상부전극(110), 제2 상부전극(120), 제3 상부전극(130) 및 제4 상부전극(140) 중 적어도 두 개의 상부전극을 포함할 수 있다.
제1 상부전극(110), 제2 상부전극(120), 제3 상부전극(130) 및 제4 상부전극(140)은 금(Au), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나일 수 있다. 또한 제1 상부전극(110), 제2 상부전극(120), 제3 상부전극(130) 및 제4 상부전극(140)의 두께는 수 백 내지 수 천 Å일 수 있다.
도 2(a)는 이종 방사선 측정 센서(1)의 하부전극이 하나인 경우의 일 실시예이고, 도 2(b)는 이종 방사선 측정 센서(1)의 하부전극이 복수인 경우의 다른 실시예이다. 반도체 기판(10)의 하면은 하나의 하부전극 또는 복수의 하부전극이 형성될 수 있다.
하나의 하부전극(200)은 제1 상부전극(110), 제2 상부전극(120), 제3 상부전극(130) 및 제4 상부전극(140)과 대응될 수 있다. 특히, 하부전극(200)은 복수의 하부전극이 형성되는 공정보다 용이할 수 있고, 공정 단계가 줄어들어 비용절감을 할 수 있다.
복수의 하부전극(210, 220, 230, 240)은 상면의 복수의 상부전극에 대응되게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 하부전극(210, 220, 230, 240)은 제1 상부전극(110)에 대응되는 제1 하부전극(210), 제2 상부전극(120)에 대응되는 제2 하부전극(220), 제3 상부전극(130)에 대응되는 제3 하부전극(230) 및 제4 상부전극(140)에 대응되는 제4 하부전극(240)으로 형성될 수 있다.
복수의 하부전극(210, 220, 230, 240)은 하나의 하부전극(200)보다 유지보수가 용이할 수 있다. 복수의 하부전극(210, 220, 230, 240)은 각각의 상부전극과 1대1 대응을 하기 때문에 하나의 하부전극이 문제가 생기더라도 나머지 하부전극은 동작될 수 있다.
하부전극은 금(Au), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나일 수 있다. 또한 하부전극의 두께는 수 백 내지 수 천 Å일 수 있다.
상기 하부전극 및 상기 상부전극은 반도체의 종류에 따라 핀형(PIN type) 또는 쇼트키형(Schottky type)으로 전극이 형성될 수 있다. 상기 하부전극 및 상기 상부전극은 인쇄배선회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 또는 세라믹계 기판에 본딩될 수 있는 부분일 수 있다.
제1 상부전극(110)의 상면은 섬광체(112)의 단결정 또는 섬광체(112)가 형성될 수 있다. 상기 섬광체(112)는 CsIITl, CWO, LaBr3, NaI(Tl) 및 CeBr 중 하나의 물질일 수 있다. 또한 상기 형성된 섬광체 표면은 빛반사 용액(Reflective solution), 테프론(Tefoln) 및 알루미늄 호일(Al foil) 중 하나가 얇은 반사막(미도시)으로 형성될 수 있다.
제3 상부전극(130)의 상면은 중성자 반응물질(132)이 형성될 수 있다. 상기 중성자 반응물질(132)은 6Li, 10B 및 Gd 중 하나의 물질일 수 있다. 중성자 반응물질(132)은 캡슐화가 되기 위해 금속전극(134)이 얇게 형성될 수 있다.
제4 상부전극(140)의 상면은 원자번호가 높은 금속물질이 형성되어 차폐(shielding)가 될 수 있다. 상기 원자번호가 높은 금속물질은 Pb+, Cu+, Pb 및 Cu 중 어느 하나의 금속박막이 형성된 차폐막이 포함될 수 있다.
제1 감지막은 엑스선 및 감마선 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다. 제1 감지막은 섬광체(112) 및 반사막을 포함할 수 있다. 제1 감지막은 엑스선 또는 감마선이 섬광체(112)에 투사되면서 발생하는 섬광량을 감지할 수 있다. 상기 감지된 섬광량은 전자회로를 통하여 전기적 신호로 변환될 수 있다.
상기 반사막은 섬광체(112)에서 발생되는 섬광량이 최대한 집중시키기 위해 섬광체(112) 주위에 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 감지막은 섬광량을 최대한 흡수할 수 있다
제2 감지막은 알파선 및 베타선 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다. 제2 감지막은 어느 물질도 형성되지 않을 수 있다. 즉, 제2 감지막은 제2 상부전극일 수 있다. 알파선은 헬륨 원자핵으로 이뤄져 있어서 질량이 크고, 쉽게 흡수되지만 공기 중에서 멀리 이동하지 못하기 때문에 옷이나 종이 한 장으로도 차단이 가능하다. 베타선은 전자로 이루어져 있기 때문에 알파선보다는 멀리 가지만 1.3미터 두께의 공기나 1.5센티미터 두께의 물, 몇 밀리미터 정도의 고체로도 차단이 된다. 즉, 알파선과 베타선은 에너지의 차이가 크다. 제2 감지막은 상기 성질을 이용하여 알파선과 베타선을 구분할 수 있다. 제2 감지막은 알파선 및 베타선 중 어느 하나의 방사선이 제2 상부전극(110)을 투사되면서 발생되는 투과율을 측정할 수 있다. 상기 측정된 투과율은 전자회로를 통하여 전기적 신호로 변환될 수 있다.
제3 감지막은 중성자를 감지할 수 있다. 제3 감지막은 중성자 반응물질(132) 및 금속전극(134)을 포함할 수 있다. 제3 감지막은 중성자가 중성자 반응물질(132)에 투사되면서 발생하는 화학반응의 양을 측정할 수 있다. 제3 센서에서 측정된 화학반응의 양은 전자회로를 통하여 전기적 신호로 변환될 수 있다.
기준막은 모든 종류의 방사선과 반응하지 않을 수 있다. 기준막은 금속박막(142)을 포함할 수 있다. 기준막은 방사선을 투사하여도 반응하지 않기 때문에 기준(reference) 역할을 할 수 있다. 또한 기준막은 노이즈를 체크할 수 있기 때문에 감도(sensitivity)를 높일 수 있다. 즉, 기준막은 기준막 자체의 노이즈 레벨을 알고 있으면, 제1 내지 제3 감지막의 노이즈 레벨을 동시에 알 수 있다. 따라서, 기준막은 방사선과 반응한 제1 내지 제3 감지막의 노이즈 레벨을 알 수 있다. 이로 인해 방사선과 방응한 제1 내지 제3 감지막의 신호와 구분할 수 있으므로 감도를 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서와 전자회로의 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 3(a)은 일 실시예로 이종 방사선 측정 센서와 전자회로의 연결관계를 설명하는 도면이고, 도 3(b)은 다른 실시예로 이종 방사선 측정 센서와 전자회로의 연결관계를 설명하는 도면이다.
이종 방사선 측정 센서(1)의 하부전극은 동종의 전자회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전자회로는 전치 증폭기(preamplifier), 증폭기(amplifier), 아날로그 디지털 변환기(Analog-Digital Converter, ADC), 마이크로 채널 구조(Micro Channel Architecture) 및 카운터(counter)를 포함할 수 있다.
도 3(a)은 이종 방사선 측정 센서(1)의 감지막마다 각각의 전자소자와 전기적으로 연결된 것을 도시하고 있다. 이종 방사선 측정 센서(1)는 이종 방사선을 측정할 수 있다. 상기 측정된 이종 방사선은 미세 신호일 수 있다. 전치 증폭기는 측정된 신호를 증폭하여 잡음의 혼입(mixing) 또는 신호잡음비의 저하를 방지할 수 있다. 증폭기는 상기 증폭된 신호를 다시 증폭할 수 있다. ADC는 상기 증폭된 신호를 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 이종의 방사선 에너지 스펙트럼을 측정할 수 있다. 특히, 카운터는 이종의 방사선의 양에 대한 데이터를 측정할 수 있다. 컴퓨터는 디지털 신호로 변환된 데이터를 기초로 제어할 수 있고, 상기 제어된 결과를 디스플레이할 수 있다. 상기 디스플레이는 모니터, 액정 및 프로젝터 중 하나의 장치일 수 있다.
도 3(b)은 이종 방사선 측정 센서(1)의 각각의 감지막이 하나의 전자소자와 전기적으로 연결된 것을 도시하고 있다. 상기 하나의 전자소자는 전치 증폭기 및 증폭기가 하나의 칩으로 된 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)일 수 있다. 이를 통해 도 3(b)은 도 3(a)보다 간단한 전자회로 구조를 가질 수 있고, 부피를 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판에 형성된 가드전극을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 도 4(a)는 반도체 기판(10)의 상면에 형성된 가드전극(Guard electrode)(410)을 도시한 사시도이고, 도 4(b)는 반도체 기판(10)의 하면에 형성된 가드전극(420)을 도시한 사시도이다.
반도체 기판(10)은 상부전극 및 하부전극의 각 패턴 사이에 가드전극(410, 420)를 형성될 수 있다. 상기 가드전극은 전위차를 갖는 모든 금속간에 전방향으로 생성되는 전기장을 어느 정도 막고, 적어도 센서로 사용되는 전극에 대해서는 전기장을 원하는 형태에 가깝게 형성하기 위해 만드는 일종의 더미 전극이다.
반도체 기판(10)은 가드전극(410)를 이용하여 상면의 각 상부전극의 누설전류를 막을 수 있다. 반도체 기판(10)은 가드전극(420)를 이용하여 하면의 각 하부전극의 누설전류를 막을 수 있다. 또한 반도체 기판(10)은 가드전극(410)에 센서의 전압보다 낮은 전압을 인가하여 전극 사이의 누화(cross-talk)를 막을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서의 배열을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 이종 방사선 측정 센서(1)는 다중 배열을 할 수 있다.
다중 방사선 측정 센서(1)는 바둑판 형상으로 다중 배열을 할 수 있다. 다중 방사선 측정 센서(1)는 다중 배열을 통하여 단일 배열보다 방사선 측정에 대한 감도를 높일 수 있다. 다중 방사선 측정 센서(1)는 방사선 이미지를 보기 위해 다중 배열을 할 수 있다.
다중 배열된 다중 방사선 측정 센서(1)는 여러 방향으로 방사선이 수신될 수 있다. 다중 배열된 다중 방사선 측정 센서(1)로 수신된 방사선은 하나의 영상 이미지로 변환될 수 있다. 따라서, 다중 배열된 다중 방사선 측정 센서(1)는 하나의 다중 방사선 측정 센서(1)에서 측정되는 방사선보다 넓은 범위가 측정될 수 있다. 또한 다중 배열된 다중 방사선 측정 센서(1)는 하나의 다중 방사선 측정 센서(1)보다 정확하고, 측정 감도가 높을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 방사선 측정 센서를 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 이종 방사선 측정 센서(1)는 이종의 방사선을 측정할 수 있다. 이종 방사선 측정 센서(1)는 알파선, 베타선, 엑스선, 감마선 및 중성자 중 어느 하나의 방사선을 측정할 수 있다. 이종 방사선 측정 센서(1)를 제조하는 방법은 크게 4 단계로 나눌 수 있다.
제1 단계는 반도체 기판(10)을 마련한다(S100). 상기 반도체 기판은 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨 비소(GaAs), 카드뮴 텔루르(CdTe), 카드뮴 징크 텔루르(CdZnTe), 요오드화 제2수은(HgI2), Ⅳ족 반도체, Ⅱ-Ⅳ족 반도체 및 Ⅲ-Ⅳ족 반도체 중 하나의 반도체로 구성될 수 있다.
제2 단계는 하부전극을 형성한다(S110). 제2 단계는 반도체 기판(10)의 하면에 적어도 하나의 하부전극을 형성할 수 있다. 상기 하부전극은 금(Au), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나일 수 있고, 두께는 수 백 내지 수 천 Å일 수 있다. 또한 상기 하부전극은 제1 하부전극(210), 제2 하부전극(220), 제3 하부전극(230) 및 제4 하부전극(240)를 포함할 수 있다.
제3 단계는 상부전극을 형성한다(S120). 제3 단계는 반도체 기판(10)의 상면에 복수의 상부전극을 형성할 수 있다. 상기 상부전극은 상기 하부전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 상부전극은 금(Au), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나일 수 있고, 두께는 수 백 내지 수 천 Å일 수 있다. 또한 상기 상부전극은 제1 상부전극(110), 제2 상부전극(120), 제3 상부전극(130) 및 제4 상부전극(140)를 포함할 수 있다.
상기 제2 단계 및 제3 단계는 제조 공정에 따라 서로 바뀔 수 있다. 즉, 상부전극을 제2 단계에 형성하고, 하부전극을 제3 단계에 형성할 수 있다.
제4 단계는 감지막을 형성한다(S130). 제4 단계는 각각의 상부전극에 엑스선 또는 감마선을 감지하는 제1 감지막, 알파선 또는 베타선을 감지하는 제2 감지막, 중성자를 감지하는 제3 감지막 및 방사선을 감지하지 않는 기준막을 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1: 이종 방사선 측정 센서 10: 반도체 기판
110: 제1 상부전극 112: 섬광체
120: 제2 상부전극 130: 제3 상부전극
132: 중성자 반응물질 134: 금속전극
140: 제4 상부전극 142: 금속박막
210: 제1 하부전극 220: 제2 하부전극
230: 제3 하부전극 240: 제4 하부전극
410: 제1 가드전극 20: 제2 가드전극

Claims (4)

  1. 반도체 기판;
    상기 반도체 기판의 하면에 형성된 제1 내지 제4 하부전극;
    상기 반도체 기판의 상면에 상기 제1 내지 제4 하부전극과 각각 전기적으로 연결되는 제1 내지 제4 상부전극;
    상기 제1 내지 제3 상부전극 상에 배치된 각각 다른 물질과 반응하는 제1 내지 제3 감지막; 및
    상기 제4 상부전극 상에 배치된 차폐막; 을 포함하되,
    상기 제1 감지막은 상기 제1 상부전극의 상면에 섬광체를 배치하고 상기 섬광체에 반사막을 배치함으로써 형성되고, 엑스선 및 감마선 중 적어도 어느 하나를 감지하고,
    상기 제2 감지막은 알파선 및 베타선 중 적어도 어느 하나를 감지하고,
    상기 제3 감지막은 상기 제3 상부전극의 상면에 중성자 반응 물질을 배치하고, 중성자를 감지하고,
    상기 차폐막은 금속박막으로 형성되어 상기 제1 내지 제3 감지막에 대한 레퍼런스(reference) 역할을 하고, 상기 차폐막 자체의 노이즈 레벨을 기준으로 하여 상기 제1 내지 제3 기준막의 각각의 노이즈를 측정하는 것을 특징으로 하는 이종 방사선 측정 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 감지막의 섬광체에 투사된 엑스선 및 감사선 중 어느 하나의 섬광량을 측정하여 엑스선 및 감마선 중 적어도 어느 하나를 감지하는 것을 특징으로 하는 이종 방사선 측정 센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 감지막에 투사된 알파선 및 베타선 중 어느 하나의 투과율을 측정하여 알파선 및 베타선 중 어느 하나를 감지하는 것을 특징으로 하는 이종 방사선 측정 센서.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 감지막에 투사된 중성자가 상기 중성자 반응 물질과 화학반응한 양을 측정하여 중성자를 감지하는 것을 특징으로 하는 이종 방사선 측정 센서.
KR1020160080768A 2016-06-28 2016-06-28 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법 KR101648395B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160080768A KR101648395B1 (ko) 2016-06-28 2016-06-28 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160080768A KR101648395B1 (ko) 2016-06-28 2016-06-28 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130160009A Division KR20150073239A (ko) 2013-12-20 2013-12-20 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160086780A true KR20160086780A (ko) 2016-07-20
KR101648395B1 KR101648395B1 (ko) 2016-08-17

Family

ID=56680102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160080768A KR101648395B1 (ko) 2016-06-28 2016-06-28 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101648395B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10705243B2 (en) 2018-01-29 2020-07-07 Korea Atomic Energy Research Institute Nondestructive inspection system
KR102244538B1 (ko) 2020-05-15 2021-04-26 주식회사 다온테크놀러지 광대역 방사선 측정센서와 이를 이용한 장치 및 시스템

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102062450B1 (ko) 2018-05-09 2020-01-06 (주)에프씨언와이어드 다중 광다이오드를 이용한 방사선측정장치 및 다중 광다이오드를 이용한 방사선측정방법
KR102593685B1 (ko) 2021-09-09 2023-10-26 한양대학교 산학협력단 원자로 냉각재 누설 감지 장치 및 이를 이용한 감지 방법
KR20240010857A (ko) 2022-07-18 2024-01-25 한양대학교 산학협력단 중앙 액시콘부를 갖는 다초점 렌즈

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0221284A (ja) * 1988-07-08 1990-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 粒子線検出装置
JP2000292545A (ja) * 1999-04-02 2000-10-20 Mitsubishi Electric Corp 放射線検出器および放射線測定装置
JP2003279691A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Toshiba Corp 放射線・電流変換装置および放射線・電流変換方法
KR101065671B1 (ko) * 2011-06-10 2011-09-19 (주)에스에프테크놀로지 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0221284A (ja) * 1988-07-08 1990-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 粒子線検出装置
JP2000292545A (ja) * 1999-04-02 2000-10-20 Mitsubishi Electric Corp 放射線検出器および放射線測定装置
JP2003279691A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Toshiba Corp 放射線・電流変換装置および放射線・電流変換方法
KR101065671B1 (ko) * 2011-06-10 2011-09-19 (주)에스에프테크놀로지 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10705243B2 (en) 2018-01-29 2020-07-07 Korea Atomic Energy Research Institute Nondestructive inspection system
KR102244538B1 (ko) 2020-05-15 2021-04-26 주식회사 다온테크놀러지 광대역 방사선 측정센서와 이를 이용한 장치 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101648395B1 (ko) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101648395B1 (ko) 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법
Tate et al. A large-format high-resolution area X-ray detector based on a fiber-optically bonded charge-coupled device (CCD)
US7019302B2 (en) Radiation detector, scintillator panel, and methods for manufacturing same
US10483316B2 (en) Fabrication and operation of multi-function flexible radiation detection systems
US20180321389A1 (en) Device for determining a deposited dose and associated method
Bloser et al. Scintillator gamma-ray detectors with silicon photomultiplier readouts for high-energy astronomy
Shah et al. Lead iodide optical detectors for gamma ray spectroscopy
CN113219518A (zh) 一种基于富氢钙钛矿闪烁体的辐射探测装置及探测方法
Schieber et al. Novel mercuric iodide polycrystalline nuclear particle counters
US9402548B2 (en) Radiation detector and measurement device for detecting X-ray radiation
US10620325B2 (en) Different radiation measuring sensor and manufacturing method thereof
Damulira et al. Application of Bpw34 photodiode and cold white LED as diagnostic X-ray detectors: A comparative analysis
Marisaldi et al. A pulse shape discrimination gamma-ray detector based on a silicon drift chamber coupled to a CsI (Tl) scintillator: prospects for a 1 keV-1 MeV monolithic detector
Dubecký et al. Digital X-ray portable scanner based on monolithic semi-insulating GaAs detectors: General description and first “quantum” images
Fronk et al. Development of the dual-sided microstructured semiconductor neutron detector
Park et al. Design of a silicon photomultiplier based compact radiation detector for Homeland Security screening
JP4822441B2 (ja) 放射線検出器、放射線検出方法及び放射線検出器の作製方法
KR102044454B1 (ko) 양자점 방식의 방사선 계측기
Virgilli et al. ASTENA: an innovative mission concept for broadband high-energy astrophysics
Szawlowski et al. Spectroscopy and timing with Multi-Pixel Photon Counters (MPPC) and LYSO scintillators
Smith et al. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research
Berdnikov et al. The beam test of the lead tungstate calorimeter prototype with SiPM readout at Jefferson Lab
CZ36509U1 (cs) Detekční modul detektoru neutronů
Zajczyk et al. Optimization of<= 200um pitch CZT detectors for future high-resolution X-ray instrumentation in astrophysics
nosuke Takeda 14 High-Resolution CdTe

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190626

Year of fee payment: 4