NIEL / TNID 변위 손상
TID 전리 선량
복합 판정
모델 / 기준
소재 및 입자 설정
임무 파라미터
차폐 두께 (Al, mm)5.0 mm
임무 기간 (년)3 yr
소자 부피 (μm³, log₁₀)10³
변위 손상 판정
허용 범위
계산 중...
권장 조치
NIEL 에너지 의존성 곡선
NIEL (소재 기준)
MeV·cm²/g
임무 기간 TNID
MeV/g
Si 등가 NIEL 비
소재/Si
허용 TNID 임계값
MeV/g
모델: SR(Screened Relativistic) 처리 기반 NIEL 근사값 (Summers et al. 1993; Jun et al. 2003). 에너지 의존 핵 저지능에 차폐 감쇠 및 궤도 플럭스 모델을 적용. 정밀 계산은 SPENVIS NIEL 모듈 또는 MULASSIS(Geant4 기반) 권장.
소자 및 환경 설정
임무 파라미터
알루미늄 차폐 두께 (mm)5.0 mm
임무 기간 (년)3 yr
안전 마진 계수×2
TID 누적 선량 판정
허용 범위
0누적 / 한계한계
계산 중...
권장 조치
차폐 두께별 누적 TID 곡선
임무 누적 TID
krad(Si)
소자 TID 한계
krad
마진 적용 후 한계
krad
연간 선량률
krad/yr
모델: 전리 선량은 Shieldose-2 기반 단순화 해석 모델 적용 (Seltzer 1994). 궤도별 전자·양성자 플럭스에 알루미늄 차폐 감쇠를 적용하여 Si 기준 등가 흡수 선량 계산. 정밀 계산: SPENVIS SHIELDOSE-2 모듈 사용 권장. TID 한계값은 문헌 대표값이며 소자별 시험 결과로 검증 필요.
복합 방사선 내성 판정 — NIEL + TID + SEE 통합
NIEL 변위 손상
TID 누적 선량
종합 판정
소자 방사선 내성 종합 레포트
NIEL 탭과 TID 탭에서 파라미터를 설정하면 여기에 종합 레포트가 자동 생성됩니다.
SEE 판정은 SEE Tool (index.html)을 참조하십시오. 세 가지 판정을 모두 통과한 경우에만 해당 궤도 환경에서의 소자 사용을 권장합니다.
NIEL 판정 기준
판정TNID (MeV/g)의미
허용< 한계치변위 손상 허용 범위 내
주의한계 50~100%성능 저하 가능 — 마진 검토
위험> 한계치암전류 급증, hFE 열화 예상
TNID = NIEL(E) × Φ(E,t,orbit) × t
Φ: 궤도·차폐 보정 플럭스 (cm⁻²)
t: 임무 기간 (s)
NIEL은 에너지와 입자 종류에 강하게 의존합니다. 양성자는 Coulomb 산란이 지배적이며 (1~100 MeV 범위), 중성자는 핵 탄성 산란이 지배적입니다. GaN은 Si 대비 NIEL이 ~3배 낮아 변위 손상 저항성이 우수합니다.
TID 소자별 한계값 (문헌)
소자 유형TID 한계 (krad)주요 열화 메커니즘
상용 CMOS1–10산화막 전하 트래핑
RHBD CMOS300–1000계면 준위 생성
Bipolar10–100ELDRS (저선량률 효과)
GaN HEMT100–1000AlGaN 장벽층 열화
SiC MOSFET10–100SiO₂/SiC 계면 손상
NAND Flash1–5플로팅 게이트 전하 손실
Si 태양전지200–500소수 캐리어 수명 감소
출처: Srour & Palko (2013) TNS; Fleetwood (2018); Luo et al. (2021)
소재별 NIEL 파라미터
소재NIEL₀ (×10⁻³)Si 대비 비주요 응용
Si3.301.00CMOS, SRAM
GaAs6.571.99RF, 광소자
GaN1.090.33전력, RF HEMT
SiC1.680.51전력 MOSFET
Ge8.882.69SiGe HBT
InP10.993.33광통신
단위: MeV·cm²/g @ 10 MeV 양성자. Jun et al. (2003) IEEE TNS 50(6):1924 Table I 기준. ⚠ 1MeV 양성자 NIEL은 약 6× 더 큼 (저에너지 Coulomb 산란 지배).
관련 표준 및 참고 도구
표준/도구용도
MIL-STD-750반도체 방사선 시험 방법
ESCC 22900TID 시험 표준 (ESA)
JESD57SEE 시험 표준 (JEDEC)
SPENVIS NIEL궤도별 NIEL/TNID 정밀 계산
MULASSISGeant4 기반 차폐 분석
SHIELDOSE-2TID 차폐 선량 계산
HELIAS Lab. 헤비이온·양성자 실험 서비스: heliaslab.com