큐알티, 반도체 방사선 취약 위치 정밀 측정위한 장비 ‘TPA 레이저 시스템’ 도입

[테크월드뉴스=정은상 기자] 큐알티는 반도체 및 전자부품 신뢰성 분석 전문기업으로 24일, 반도체 소프트에러 정밀 평가 분석 장비 'TPA(2광자 흡수, Two Photon Absorption) 레이저 시스템'을 도입했다고 밝혔다.

아시아에서는 한국이 처음으로 도입한 TPA 레이저 시스템은 광전자 효과(Photoelectric Effect) 원리를 이용한 첨단 양자 기술 장비로 미국 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)에서도 많이 활용되고 있는 것으로 알려져 있다.

이 시스템은 자연방사선에 의해 발생하는 SEU(단일 사건 전이, Single Event Upset)를 재현해 반도체 소프트에러를 유발하는 임계 에너지를 확인하고, 방사선 취약 위치와 깊이까지 정확하게 파악할 수 있는 것이 특징이다. 큐알티는 TPA 레이저 시스템으로 반도체 소자의 집적회로(IC) 내부 특정 위치에 레이저를 조사하여, 변화 현상을 모니터링하고 결괏값을 분석한다. 중성자나 양성자 같은 가속입자를 이용한 일반적인 가속기 시설의 경우, 입자 중 어떤 에너지에 의해 소자 내 특정 부분에 에러가 발생했는지 찾아낼 수 없어 소프트에러의 위치와 반응 에너지 파악이 불가능하다.

큐알티의 TPA 레이저 시스템은 가속 평가에 사용되는 기존 방사선 빔 시설이 제공하는 입자 에너지 값보다 높고 넓은 대역의 에너지를 반도체 소자에 조사할 수 있다. 또한, 기존 빔 시설에서 확인하기 어려웠던 방사선 회로 민감도 등의 데이터도 함께 지원함으로써 소프트에러 개선을 위한 반도체 설계 및 레이아웃 개선에 활용도가 뛰어나다.

보안성과 편의성도 수준급이다. 반도체 소프트에러에 취약한 회로의 위치를 국내 시험소에서 정확하게 분석할 수 있게 되면서 IP 및 영업기밀 침해 위험성을 현저하게 낮췄다. 또한, 가격도 합리적으로 책정되어 반도체 소프트에러 분석 및 스크리닝 프로세스의 전반적인 속도를 개선하는데 성공했다는 평이다.

고도로 발달된 복잡한 반도체 패키지의 후방 테스트를 지원하는 점도 눈에 띈다. 전면 테스트의 경우 칩의 활성 영역을 커버하는 수많은 금속 층과 패키지에 사용된 소재 때문에 정확한 결괏값이 도출되지 않는 경우도 있는데 TPA 레이저 시스템은 이 문제를 후방 테스트로 완벽하게 해소했다.

TPA 레이저 시스템은 SRAM, DRAM, SSD, Power MOSFET 및 다이오드, FPGA, SoC, 지능형 반도체 등 실리콘 소자뿐만 아니라, 실리콘 카바이드(SiC)와 질화 갈륨(GaN)과 같은 넓은 밴드갭 전력 반도체 소자의 소프트에러 분석도 가능하다.

큐알티 정성수 최고기술책임자(CTO)는 "최근 자율주행차, 휴대폰, 서버 등 첨단 기기들에 고밀도 고집적화된 반도체들이 다량 탑재되면서 소프트에러 테스트 수요가 급증하고 있다"며, “향후 소프트에러 평가 장비 상용화와 더불어 TPA 레이저 시스템 고도화가 함께 이루어진다면, 반도체 기능 안전 인프라 구축에 많은 도움이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.