반도체는 자율주행, 드론 등 모든 첨단 기기에 탑재되는 핵심 부품으로 우주에서 지상으로 유입된 ‘대기·우주 방사선’으로 인해 오작동하는 경우가 있다. 국내 정부출연연구기관이 이런 반도체 오류를 사전에 잡아낼 수 있는 국제표준 연구시설로 인정받아 화제다. 

한국원자력연구원(원장 박원석)은 ‘양성자가속기’와 연구용원자로 ‘하나로’가 국내 최초로 ‘JESD89B’에 등재됐다고 4월 20일 밝혔다.

‘JESD89B’는 지난해 9월 국제반도체표준협의기구(JEDEC)에서 15년 만에 개정한 반도체 방사선 검사 표준으로 반도체 오류 측정을 위한 요구사항 및 절차 등의 내용으로 구성돼있다. 그 가운데 ‘중성자·양성자 실험시설’ 항목에는 에너지, 조사선량, 균일도 등 JESD89B에서 권고하는 실험 조건을 수행할 수 있는 시설들이 명시돼 있다. 우리나라 연구시설이 선정된 것은 이번이 처음이다. 

이에 앞서 2001년 처음 제정된 JESD89와 2006년 개정된 JESD89A에는 미국, 일본, 캐나다, 프랑스와 같은 선진국 시설뿐이었다.

원자력연구원이 보유한 양성자가속기와 하나로를 활용하면 반도체에 각각 100MeV(메가전자볼트)급의 양성자와 25meV(밀리전자볼트)급 열중성자를 조사할 수 있다. 기존 대기·우주 방사선이 유발하던 ‘소프트 에러(soft error)’ 상황을 단시간 내 모의 구현해내는 것이다.

‘소프트 에러’는 반도체 내 방사선이 들어가 일시적으로 나타나는 오류를 뜻하는 것으로 주로 대기나 우주에 포함된 양성자, 중성자, 알파 입자 등 에너지 입자의 충돌로 인해 발생한다. 

연구시설을 이용해 모의실험을 진행할 경우 반도체 내 방사선 취약 위치나 소프트 에러 발생율(SER, Soft Error Rate) 등을 규명할 수 있다. 사전 대비뿐만 아니라 추후 마련한 소프트 에러 대응 방안의 효과를 측정하는 데에도 적합하다. 

박원석 원자력연구원장은 “우리나라는 세계 반도체 주요 생산국으로 꼽히지만 소프트 에러 평가에 있어서는 전량 해외에 의존하는 상황”이라며 “이번 등재로 원자력연구원이 국내 반도체 제품의 신뢰도를 높이는 데 적극 활용되길 바란다”고 밝혔다. 

한편 양성자가속기, 하나로 등 주요 연구시설 서비스는 원자력연구원 홈페이지(www.kaeri.re.kr)에서 예약할 수 있다.