TID (Total Ionizing Dose) effect - 총 이온화 선량 효과

방사선에 의해서 생성된 전하는 반도체 내부에 누적되어 점진적으로 반도체의 특성에 변화를 가져올 수 있습니다. 이를 표현하는 방법이 TID(총 이온화 선량)입니다. CMOS소자의 경우는 절연층에 이온화 선량의 의해서 생성된 전하가 트래핑(Charge Trapping)되거나 결정 구조에 결함을 만들 수 있습니다.
게이트 산화물의 두께가 얇아짐에 따라 게이트 스택의 방사선 효과가 훨씬 더 낮아지지만 (전하가 축적되는 산화물의 두께가 앏아져서) 그럼에도 불구하고 전도성 채널을 둘러싸고 있는 두꺼운 절연 산화물에서 여전히 손상과 이온 트래핑이 발생할 수 있습니다.
일반적으로 중성자 가속 평가나 해면 고도에서 중성자에 의한 총 이온화 선량 효과는 무시할 수준이나나, 극저온 중성자(Ultrea cold neutron)와 열 중성자(thermal neutorn)는 이런 TID에 의한 현상을 통해 점진적으로 반도체 특성 변화를 유발하는 것으로 잘 알려져 있습니다.
방사선 입자의 경우는 입자의 LET에 단일 에너지 빔의 입자 선량을 곱하면 이온화를 통해 질량 단위당 증착된 총 에너지 양을 얻을 수 있는데 이를 통해 TID를 구합니다.


그림출처 : F. B. McLean and T. R. Oldham, HDL-TR-2129, via Sandia National Laboratories SAND2013-4379C


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