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.
The fabrication process and the structure of PIN semiconductor detectors have been designed optimally by simulation for doping concentration and width of p+ layer, impurities re-contribution due to annealing and the current distribution due to guard ring at the sliced edges. The characteristics to radiation response has been also simulated in terms of Monte Carlo Method. The device has been fabricated on n type, $400;{Omega}cm$, orientation <100>, Floating-Zone silicon wafer using the simulation results. The leakage current density of $0.7nA/cm^2/100{mu}m$ is achieved by this process. The good linearity of radiation response to Cs-137 was kept within the exposure ranges between 5 mR/h and 25 R/h. This proposed process could be applied for fabricating a PIN semiconductor detector for measuring individual dose.
