[더테크 뉴스] 큐알티(QRT)는 정성수 최고기술책임자(CTO)가 ‘와이드밴드갭 반도체 국제 심포지엄 2022(WBGS 2022)’의 연사로 참여해 세션 발표를 진행했다고 25일 밝혔다.

와이드밴드갭 반도체 국제 심포지엄은 부산광역시, 경상북도, 포항시가 주최하고 포항공과대학교 나노융합기술원이 주관한 행사로, 와이드밴드갭 반도체 관련 최신 기술 동향을 소개하고, 산업화 촉진을 위한 방안을 모색하는 자리다.

차세대 전력반도체로 주목받는 와이드밴드갭 반도체는 기존 실리콘(Si) 반도체 보다 고전압, 고내열, 고집적 등의 우수한 성능을 가지고 있으며, 튼튼한 내구성 덕분에 활용도가 높다. 대표적으로는 SiC(탄화규소), GaN(질화갈륨), Ga2O3(갈륨옥사이드) 등이 있다.

최근 전기차, 신재생에너지 등 관련 신산업이 활성화되면서 전력반도체 시장 규모가 확대되는 추세로, 응용 분야 확장에 따라 와이드밴드갭 반도체의 신뢰성 확보가 중요해지고 있다. 실제로 연비 효율성이 중요한 전기자동차의 경우 SiC 전력반도체를 탑재하게 되면 기존 실리콘 대비 에너지 손실이 최대 90%까지 절감할 수 있는 것으로 알려졌다.

정성수 CTO는 이번 심포지엄에서 ‘와이드밴드갭 반도체의 신뢰성 - 수명 평가 및 방사선 시험’을 주제로 발표했다. 

정성수 CTO는 “와이드밴드갭 반도체의 신뢰성 모델링과 수명 평가 방법의 개선이 필요하다”며 “기존에는 반도체 소자의 고유적인 물성을 기반으로 한 테스트가 주로 이뤄졌다면, 최근 반도체의 고집적화로 인해 외부 요인에 의해 발생하는 결함이 증가하면서 이에 대한 신뢰성 확보가 중요해지고 있다”고 전했다. 

이어 무선통신(RF) 소자에 주로 사용되는 GaN을 예시로 들며, “통신용 반도체 특성을 기반으로 한 정밀한 수명 평가도 필요하다”고 강조했다.

외부 요인에 의한 반도체 결함의 대표적 사례로 꼽히는 ‘소프트에러’는 공기 중에 있는 미세한 중성자와 반도체 패키지 재료의 알파 입자가 반도체 미세 회로에 타격을 주면서 일시적 오류를 일으키는 현상으로 내부의 물리적 구조를 손상하지는 않기 때문에 발견 자체가 어렵다. 반도체가 미세화, 집적화될수록 영향성이 커지나 자율주행차, 무인 드론 등 안전이 중요한 산업에 이러한 첨단 반도체가 탑재되면서 소프트에러에 대한 관심이 전 세계적으로 높아지고 있다.

큐알티는 현재 견고한 반도체 신뢰성 테스트 체계를 구축해 나가기 위해 소프트에러 검출 상용화 장비와 5G 지능형 수명평가 장비를 국책과제로 개발 중에 있다.

정성수 CTO는 “와이드밴드갭 반도체의 경우 일반 실리콘 소자와 달리 동작 조건에 따라 중성자와 같은 방사입자 등 외부 영향에 더욱 민감해지기 때문에 ‘안전 동작 영역(Safe Operating Area)’을 파악하는 것이 주요 과제”라며 “큐알티는 SiC 기반 전력반도체에 대한 소프트에러 검출 상용화 장비를 개발 중에 있으며, 이외에도 소프트에러 시험, 고온 동작 수명시험(RF-HTOL) 등 여러 평가 방법을 통해 국내 반도체 품질 향상에 기여하고 있다”고 밝혔다.

한편, 큐알티는 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 정한 평가 규격에 따라 서비스를 제공하고 있으며, 메모리, 시스템 집적회로(IC), 솔리드스테이트드라이브(SSD), 파워반도체 등 기존 실리콘 소자를 비롯해 와이드밴드갭 반도체의 신뢰성을 테스트할 수 있는 인프라를 갖추고 있다.