[디지털투데이 고성현 기자] 큐알티가 '와이드밴드갭 반도체 국제 심포지엄 2022(WBGS 2022)'에 참여했다고 25일 밝혔다. 이날 정성수 최고기술책임자(CTO)는 연사로 참석, 세션 발표를 진행했다.

WBGS 2022는 부산광역시, 경상북도, 포항시가 주최하고 포항공과대학교 나노융합기술원이 주관한 행사다. 와이드밴드갭 반도체 관련 최신 기술 동향을 소개하고 산업화 촉진을 위한 방안을 모색하는 자리다.

와이드밴드갭 반도체는 차세대 전력반도체로 주목받고 있다. 기존 실리콘 반도체 대비 고전압, 고내열, 고집적 등 우수한 성능을 갖춰 활용도가 높다. 대표적으로 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 갈륨옥사이드(Ga2O3) 등이 있다.

최근 전기차, 신재생에너지 등 관련 신산업이 활발하자 전력반도체 시장 규모가 확대되는 추세다. 전력반도체 시장 확대로 와이드밴드갭 반도체 신뢰성 확보도 중요해졌다. 이에따라 정성수 CTO는 '와이드밴드갭 반도체의 신뢰성 - 수명 평가 및 방사선 시험'을 주제로 발표했다. 

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

그러면서 무선통신(RF) 소자에 주로 사용되는 GaN을 예시로 “통신용 반도체 특성을 기반으로 한 정밀한 수명평가도 필요하다”고 강조했다.

외부 요인에 따른 반도체 결함 사례로 꼽히는 소프트에러는 공기 중 미세한 중성자와 반도체 패키지 재료 알파 입자가 미세 회로에 타격을 주며 일시적 오류를 일으키는 현상이다. 내부 물리적 구조를 손상하지는 않기에 발견하기가 어렵다.

소프트에러는 최근 반도체 칩이 미세화, 고집적화된 데다 자율주행차와 무인 드론 등 안전성과 직결되는 곳에 탑재되면서 그 영향이 커지고 있다.

큐알티는 소프트에러 검출 상용화 장비와 5G 지능형 수명평가 장비를 국책과제로 개발하고 있다. 또 메모리, IC, SSD, 파워반도체 등 기존 실리콘 소자와 와이드밴드갭 반도체 신뢰성을 테스트하는 인프라를 갖추고 관련 서비스를 제공하고 있다. 올해는 캐나다 국자입자가속기센터 트라이엄프, 미국 에너지부 산하 로스알라모스 국립연구소 소속 중성자과학센터터와 공동 연구를 위한 파트너십을 체결해 소프트에러 장비 기술을 강화 중이다.

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