글쓴이 : SOONDORI
2024년, 해외 과학관련 WEB 기사에서…
“… 우주 방사선 때문에 NASA 유로파 위성 회로에 문제가 생겼습니다…. (중략)… Infineon Technologies MOSFET에 문제가 있다고… (중략)… Infineon Technologies는 방사선 경화 트랜지스터가 제조 공정 변화로 영향을 받았다고 하며 문제를 해결했지만, 2024년 5월 이전에 NASA에 그 문제를 알리지는 못했습니다…”
방사선 경화 소자(Radiation Hardened Transistor/MOSFET)는, 고장났을 때 어떤 온도로 구우면 원복이 된다고 함.
“… 우주와 원자로에서 작동하는 전자 기기에는 방사선 경화 트랜지스터가 필요합니다. 그러나 고에너지 방사선은 전계 효과 트랜지스터(FET)의 채널, 게이트 산화물 및 기판을 손상시킬 수 있으며, 모든 취약한 부분을 재설계하여 총 이온화 선량 조사에 더 잘 견디도록 하는 것은 어려운 일임이 입증되었습니다. 여기서 우리는 채널 재료로 반도체 탄소 나노튜브, 게이트로 이온 젤, 기판으로 폴리이미드를 사용하는 방사선 경화 FET를 보고합니다. 이 FET는 66.7 rad s-1의 선량률에서 최대 15 Mrad의 방사선 내성을 보이는데, 이는 실리콘 기반 트랜지스터(1 Mrad)의 내성보다 현저히 높습니다. 이 장치는 유사하게 높은 내성을 가진 보완 금속 산화물 반도체(CMOS)와 같은 인버터를 만드는 데에도 사용할 수 있습니다. 또한, 우리는 방사선으로 손상된 FET가 100°C의 적당한 온도에서 10분 동안 어닐링(*)함으로써 복구될 수 있음을 보여줍니다…(Electronics devices that operate in outer space and nuclear reactors require radiation-hardened transistors. However, high-energy radiation can damage the channel, gate oxide and substrate of a field-effect transistor (FET), and redesigning all vulnerable parts to make them more resistant to total ionizing dose irradiation has proved challenging. Here, we report a radiation-hardened FET that uses semiconducting carbon nanotubes as the channel material, an ion gel as the gate and polyimide as the substrate. The FETs exhibit a radiation tolerance of up to 15 Mrad at a dose rate of 66.7 rad s−1, which is notably higher than the tolerance of silicon-based transistors (1 Mrad). The devices can also be used to make complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS)-like inverters with similarly high tolerances. Furthermore, we show that radiation-damaged FETs can be recovered by annealing at a moderate temperature of 100 °C for 10 min)
* 여기서, “방사선으로 손상된”이라는 단서가 달렸다. 과전류 등으로 고장난 가정집의 오디오 소자가 다시 돌아올 일은 없을 것. 금속 제련 쪽에서도 쓰이는 용어, 어닐링(Annealing). 그에 대한 SK 하이닉스 WEB의 설명은, “… 어닐링의 목적은 4족 원소를 도펀트(Dopant, 3족 혹은 5족의 원소)와 화학적으로 공유결합 시키는 데 있다. 어닐링 공정 진행 후 튕겨 나간 도펀트들은 실리콘 4족 원자가 들어서 있던 격자구조로 끌려 들어와 실리콘과 공유결합 한다. 또한, 어닐링은 파괴된 공유결합을 화학적으로 복원하는 역할을 한다. 즉 이온주입 시 끊어진 공유결합이라는 연결 다리를 도펀트와 실리콘 원자 사이에 다시 이어 놓는다. 어닐링으로 열에너지를 얻으면…”
응? 누구의 말만 믿고, 그 50억 달러짜리 우주선을 그냥 내보내시게?
