방사선 효과는 종종 마이크로 전자소자의 신뢰성 고장의 주류를 이룹니다. 이것은 우주의 열악한 방사선 환경에서 특히 그렇습니다. 동기 부여로 우리는 최근 SpaceX가 발사한 별자리 저궤도 위성(위성의 80%가 손실되었습니다!)에 대한 우주 방사선의 영향을 고려하여 이 발표를 시작합니다. 우리는 방사선의 두 가지 원인(은하 우주선 및 태양 복사 및 이벤트)과 이 방사선의 변조를 고려하여 열악한 우주 환경에 대한 빠른 검토와 입자들의 선량 및 단일 이벤트 효과[SEE]의 주요 측면에 대한 높은 수준의 지자기 효과와 궤도 및 임무 매개변수에 의한 방사선 영향 검토를 소개합니다. 마지막으로 우주에서 발견되는 입자를 모사하는 빔을 제공하는 양성자 및 중이온 가속기 시설을 사용하여 SEE에 대한 가속 평가 측면에 발표의 중점을 둡니다. 시료 준비 요구 사항, 이온 선택 고려 사항 및 실험적으로 결정된 소자의 단면과 특정 궤도의 환경 모델을 결합하여 궤도상의 SEE 오류율을 계산하는 방법에 대한 기본 예를 나누면서 발표를 마무리하고 안정성 영향을 주는 요소를 정확하게 이해하고 참조할 수 있도록 도와드립니다.

이력서 :

로버트 바우만 박사는 Bowdoin College, Brunswick Maine, USA에서 물리학 석사 (최우수)와 미국 텍사스 주 휴스턴에 있는 라이스 대학교에서 전기 공학 및 컴퓨터 공학 학사 학위를 받았습니다.
로버트는 특정 IC 레이어에서 저 에너지 우주 중성자와 10B의 반응이 지배적인 신뢰성 위험임을 발견하고 TI 및 업계 전체의 제품 고장률을 10배로 직접 줄이는 완화 방법을 개발했습니다. 그는 또한 업계에서 몇 가지 방사선 영향 혁신을 주도했습니다 (최초의 웹 기반 SEU 신뢰성 계산기, 생산 ULA 패키징 흐름의 개념 및 구현 등). 로버트는 여러 방사선 테스트 표준(JESD89, JESD89A 및 JESD221) 개발을 직접 담당했으며 미국 정부와 협상하여 ITAR 수출 통제법을 변경하여 궁극적으로 미국 반도체 회사에 대한 부주의한 제한의 위험을 제거했습니다. Robert는 TI에서 29년 동안 근무하는 동안 미국과 일본에서 다양한 역할을 맡은 개인 기술 기여자이자 기술 리더였습니다(2018년에 HiRel 제품 그룹의 수석 기술자 및 TI 펠로우로 은퇴).
로버트는 현재 다양한 우주 및 지상 고객과의 컨설팅과 대학 연구 사이에서 시간을 나누고 있습니다. 2018년부터 2022년까지 그는 SMU의 겸임 R&D 교수로서 방사선 효과 기능을 만들고 전력 GaN 장치에 대한 신뢰성 연구를 이끌었습니다. 그는 현재 UTD (University of Texas at Dallas)의 CHESS (Centre for Harsh Environment Semiconductors and Systems)에서 방사선 효과 특성화 및 모델링 기능을 구축하고 있습니다. 그는 100개 이상의 논문/프레젠테이션, TI의 매우 인기 있는 "Radiation Handbook for Electronics", 2권의 책을 저술하거나 공동 집필했으며 17개의 특허를 보유하고 있습니다.

NASA에서는 인간을 달에, 나중에는 화성에 가서 돌아오기 위한 계획이 진행되고 있는 중입니다. 전 세계의 많은 국가에서도 여러 종류의 심우주 로봇 임무를 구상하고 있습니다. 모든 우주 임무는 전자기 복사(예: 태양 UV/EUV 및 x-선 광자), 저에너지 및 고에너지 입자 복사(예: 태양풍, 태양 에너지 입자, 은하 우주선, 행성 자기장에 갇힌 입자), 중성 입자(예: 원자 산소 및 알베도 중성자), 미세 유성체 및 궤도 파편(MMOD) 또는 이들의 조합 등이 동작하는 우주 환경에서 열악한 방사선 환경에 노출됩니다. 열 환경과 우주 진공의 극단적인 변화조차도 우주선 재료에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. 우주 환경을 이해하고 임무 별 우주 환경 영향으로부터 인간 승무원과 우주선 시스템을 보호하는 것은 임무 성공을 보장하는데 필수입니다. 전자는 과학적 노력이고 후자는 엔지니어링과 기술 임무에 속합니다.

특히 이번 강연에서는 현재와 미래 임무를 위한 우주 방사선과 관련하여 현재 이해되고 있는 과제를 제시하고 논의할 것입니다. 우주 방사선 환경에 대한 최신 지식에 대한 견해를 요약하고, 우주방사선 환경에 대한 우리의 이해의 격차에 대한 관점, 그리고 마지막으로 우주방사선에 대한 향후 가능한 연구에 대한 논의를 위한 자극제를 제공하려합니다.

이력서 :

전인수 박사는 1991년 UCLA에서 핵공학 박사(응용 플라즈마 물리학 및 융합 기술 분야)를 취득했습니다. 학계와 산업계에서 9년을 보낸 후 2000년에 JPL의 Mission Environments Group에 수석 기술 직원으로 합류했습니다. 그는 2004년부터 2011년까지 그리고 2014년부터 2020년까지 Natural Space Environments 그룹으로 이름을 바꾼 같은 그룹의 그룹 감독관이었습니다. NASA 기관 전체의 우주 환경 기술 분야 팀(TDT). 그의 주요 전문 지식은 우주 방사선 환경과 우주 시스템 및 행성에 미치는 영향입니다.

그는 현재 핵 행성 과학 및 우주 물리학에 대한 연구를 수행하여 우주 방사선과 관련된 많은 NASA 자금 지원 프로젝트를 이끌고 있습니다. 또한 그는 MSL, Europa, Psyche 임무 및 Artemis Gateway HERMES의 과학 팀원으로 활동하고 있습니다.

2023년으로 8회가 되는 초소형위성 (NanoCube) 워크샵에 오래동안 참여해온 김 해동 교수는 그동안 한국을 비롯한 전세계 초소형 위성의 현황과 추세에 대한 제세한 내용을 전해드립니다.

자세한 내용은 곧 업데이트될 예정입니다.

이력서 :

김해동 교수는 공학박사로 현재 경상국립대학교에서 공과대학 항공우주 및 소프트웨어 공학부에서 우주공학을 전공으로 하고계시며 KAIST의 우주항공학과 출신으로 지난해 8월에 정교수로 임용되었다. 김 박사는 2000년부터 한국항공우주연구원에서 재직 중 KAIST의 우주항공학과의 방효충 교수님의 지도 아래 2009년 박사학위를 취득하였다. 김 박사는 1996년 현대우주항공㈜에서부터 우리나라 최초 실용위성인 아리랑위성 1호부터 5호까지 관제시스템 개발에 참여하였고, 한국항공우주연구원에서 우주쓰레기 위험 및 제거기술 연구, 궤도상서비싱 기술 연구, 그리고 초소형 위성 개발을 수행하였다. 김 박사는 경상국립대에서 다양한 우주시스템을 연구하면서 지난 28년간의 우주분야 연구개발 노하우와 경험을 바탕으로 전문 우주인력 양성에 기여하게 되었다.

자세한 이력은 곧 업데이트될 예정입니다.

위성에 반도체를 사용하려면 극한의 우주 환경을 고려해야 한다. 여기에는 반도체가 반복적인 저온 및 고온의 열 사이클과 고에너지 입자의 방사선에 노출되는 환경이 포함됩니다. 예를 들어, 이는 높은 에너지를 가진 강한 방사선뿐만 아니라 저온과 고온의 반복적인 주기에 노출될 것입니다. 또한 부품을 교체하거나 수리할 수 없기 때문에 높은 신뢰성과 수명이 보장되어야 합니다.
최신 기술을 우주용 반도체에 도입하기 위해서는 극한의 환경 및 방사선 특성에 대한 검증을 완료한 후 인증 프로세스를 거쳐야 합니다. 이러한 이유로 우주용 반도체에 대한 최신 기술의 도입은 상업용 반도체에 비해 개발 속도가 느리게 됩니다. 이번 강의에서는 우주용 반도체 신기술 개발의 최신 동향에 대해 논의할 것입니다.
다음으로 우주급 반도체에 대한 단일 이벤트 효과 테스트 방법을 소개하려 합니다. 우주급 반도체의 구조에 따라 단일 이벤트 효과의 방사선 평가 중에 발생하는 어려움에 대해서도 함께 나누려합니다.

이력서 :

이우준은 2009년 서강대학교에서 전자공학과 학사 학위를 그리고 2011년 동대학 전자공학과에서 석사 학위를 각각 받았습니다. 2011년부터 2014년까지 SK하이닉스에서 DRAM 소자 연구에 참여하였고 2015년부터는 한국항공우주연구원에서 위성용 EEE소자를 (Electrical, Electronic and Electromechanical) 담당하고 있습니다. 현재는 반도체 신뢰성 및 방사 특성에 대한 연구를 수행하고 있습니다.

자율주행 자동차 및 항공기 제어와 같은 중요한 연산 응용 프로그램은 마이크로 전자소자에 대한 기능 안전 요구 사항에 대한 기준을 크게 높였습니다. 동기 부여로 단일 이벤트 효과(SEE)가 실패의 직접적인 원인이 되는 두 가지 예를 소개합니다. 먼저 SEE가 플래그십 서버의 캐시를 예상보다 훨씬 빠른 속도로 값이 바뀌어 안정성에 영향을 주는 예를 소개합니다. 둘째로 항공기 비행 컴퓨터의 SEE가 승무원과 승객에게 부상을 입히는 급격한 운항 고도 변화를 유발하는 오류를 어떻게 일어나게 되었는지 보여주려 합니다. 우리는 고에너지 중성자, 열 중성자 및 알파 입자와 같이 지상과 지상 환경에서 비행하는 세 가지 방사선원을 소개하려 합니다. 그런 다음 실패율을 과소 평가하게 되는 요소들을 배제하기 위한 특정 평가 방법에 대한 몇 가지 권장 사항과 함께 다양한 방사선 영향을 관리하기 위한 실패 모드 유형과 평가 요구 사항을 소개해 드립니다.

이력서 :

로버트 바우만 박사는 Bowdoin College, Brunswick Maine, USA에서 물리학 석사 (최우수)와 미국 텍사스 주 휴스턴에 있는 라이스 대학교에서 전기 공학 및 컴퓨터 공학 학사 학위를 받았습니다.
로버트는 특정 IC 레이어에서 저 에너지 우주 중성자와 10B의 반응이 지배적인 신뢰성 위험임을 발견하고 TI 및 업계 전체의 제품 고장률을 10배로 직접 줄이는 완화 방법을 개발했습니다. 그는 또한 업계에서 몇 가지 방사선 영향 혁신을 주도했습니다 (최초의 웹 기반 SEU 신뢰성 계산기, 생산 ULA 패키징 흐름의 개념 및 구현 등). 로버트는 여러 방사선 테스트 표준(JESD89, JESD89A 및 JESD221) 개발을 직접 담당했으며 미국 정부와 협상하여 ITAR 수출 통제법을 변경하여 궁극적으로 미국 반도체 회사에 대한 부주의한 제한의 위험을 제거했습니다. Robert는 TI에서 29년 동안 근무하는 동안 미국과 일본에서 다양한 역할을 맡은 개인 기술 기여자이자 기술 리더였습니다(2018년에 HiRel 제품 그룹의 수석 기술자 및 TI 펠로우로 은퇴).
로버트는 현재 다양한 우주 및 지상 고객과의 컨설팅과 대학 연구 사이에서 시간을 나누고 있습니다. 2018년부터 2022년까지 그는 SMU의 겸임 R&D 교수로서 방사선 효과 기능을 만들고 전력 GaN 장치에 대한 신뢰성 연구를 이끌었습니다. 그는 현재 UTD (University of Texas at Dallas)의 CHESS (Centre for Harsh Environment Semiconductors and Systems)에서 방사선 효과 특성화 및 모델링 기능을 구축하고 있습니다. 그는 100개 이상의 논문/프레젠테이션, TI의 매우 인기 있는 "Radiation Handbook for Electronics", 2권의 책을 저술하거나 공동 집필했으며 17개의 특허를 보유하고 있습니다.

ISIS의 RADNEXT 시설은 Microelectronics 가속 방사선 평가를 위한 다음과 같은 시설을 갖추고 있습니다.
• ChipIR – 중성자: 최대 800 MeV의 대기와 유사한 스펙트럼을 가진 소자 평가용으로 설계된 시설,
• EMMA – 열 중성자: ~ 25 meV의 평균 에너지를 갖고 STFC 감지기 그룹과 공유하는 시설,
• C.RAL-RIKEN - 뮤온: 운동량 최대 60 MeV/c의 입자

자세한 발표자료 초록은 곧 업데이트될 예정입니다.

나의 최근 연구 간행물 :

• Measurements of ultra-high energy lead ions using silicon and diamond detectors, C.Cazzaniga, M. Kastriotou et al., Nucl.Instrum.Meth.A 985 (2021), DOI: 10.1016/j.nima.2020.164831
• SEE testing in ultra-high energy heavy ion beams, M. Kastriotou et al., IEEE Trans.Nucl.Sci. 67 (2019) 1, 63-70, DOI: 10.1109/TNS.2019.2961801
• SEE Tests With Ultra Energetic Xe Ion Beam in the CHARM Facility at CERN, P.Fernandez Martinez, M. Kastriotou et al., IEEE Trans.Nucl.Sci. 66 (2019) 7, 1523-1531, DOI: 10.1109/TNS.2019.2907112
• An Optical Fibre BLM System at the Australian Synchrotron Light Source, M. Kastriotou et al., Proceedings, International Beam Instrumentation Conference 2016 (IBIC2016), Barcelona, Spain, DOI: 10.18429/JACoW-IBIC2016-WEPG20

자세한 이력은 곧 업데이트될 예정입니다.

우주방사선은 반도체를 포함한 전자제품과 심각한 손상을 유발하지만, 다행히 지구를 둘러싼 대기층이 이러한 우주 방사선을 효과적으로 차폐해주고 있습니다. 그러나 중성자는 오히려 양성자가 대기의 충돌로 증가하여 중성자에 의한 전자제품의 오동작이 이슈화 되고 있습니다 전기자동차의 급속한 보급으로 자동차에서 반도체 사용이 증가하고 있습니다.
특히 자율주행의 확대로 자동차에서 반도체의 신뢰성은 생명과 직결되어 ISO26262에서 자동차에 사용되는 반도체에 대한 방사선에 의한 오류 평가를 의무화하고 있습니다. 방사선에 의한 반도체의 오류 평가는 가속시설에서 수행해야 하지만, 가속시설이 전세계에 산재해 있고, 시설마다 방사선의 특성이 달라서 이러한 차이점을 보상할 수 있는 표준화된 평가방법 또는 시스템이 필요합니다.
이번 발표에서는 방사선에 의한 반도체의 오류 평가의 도전 과제를 살표보고, 이러한 도전 과제를 해결하기 위한 다양한 기술들에 대하여 논의하고자 합니다.

이력서 :

김기석 박사는 1996년 연세대학교에서 물리학 박사 학위를 받았습니다. 그후 하이닉스에서 22년 동안 다양한 Flash Memory 제품 개발을 하였습니다. Flash Memory 제품 개발하는 동안 단위 소자 개발뿐만 아니라 대표적인 첨단 제품들의 개발하는 총괄 매니저로서 소자, 설계, 공정, 그리고 테스트 등 전체 개발 인프라를 효율적으로 활용하여 미션을 완성하는 업무를 수행하였습니다.
2018년 부터 지금까지 큐알티에서 연구개발을 총괄하였습니다. 큐알티는 반도체 및 전장제품의 신뢰성 관련된 평가 와 종합분석 뿐 아니라 장비 개발을 전문으로 하는 회사입니다. 김 박사는 특히 소프트 에러 평가 장비 및 RF 제품 수명평가 장비 등, 반도체의 새로운 신뢰성 평가요구에 부응하는 시스템을 개발하고 있습니다.

반도체 소자의 방사선 평가는 지상 공간, 원자로 및 입자 가속기와 같은 자연 및 인공 방사선 환경에서 민감성과 내성을 검증하는데 필수적입니다. 펄스 레이저 평가는 이온화 방사선의 영향을 시뮬레이션 할 수 있는 기능을 가지고 있어 반도체 소자의 방사선 반응을 특성화 하는데 널리 사용되는 기술입니다. 빠른 소자의 SEU 스크리닝 및 SEU 내성 검증을 용이하게 하는 매우 특화된 장비입니다. 최신 반도체 소자는 매우 복잡하고 새로운 고장 현상을 보이는 경향이 많습니다. 펨토초 레이저를 사용하면 이러한 빠르게 오류를 재현할 수 있을 뿐만 아니라 다이에서 정확하게 발생 위치와 에너지를 파악할 수 있습니다.
이 강연에서는 펄스 레이저 기술을 사용한 방사선 평가 범위와 현대 반도체 소자의 방사선 내성 평가에 응용하는 기술을 소개할 것입니다. 이 강연에서는 펄스 레이저 평가와 관련된 문제도 강조하려 합니다. 펨토초를 사용하는 다양한 유형의 소자인 메모리, 전력 및 아날로그 장치에 대한 수많은 응용 사례가 이 강연의 특징입니다.

이력서 :

사킵 칸 박사는 2006년 파키스탄 COMSATS 대학에서 컴퓨터 공학 학사학위를 받았고, 2008년 스웨덴 Mid Sweden 대학에서 전기 공학 석사 학위를 받았습니다. 2017년에는 한양 대학교에서 전자 통신 공학 박사 학위를 받았습니다. 그의 박사학위 연구는 알파 입자 유도 단일 이벤트 효과(SEE) 평가 방법에 중점을 두었습니다.
학계에서 수년간 근무한 후 2019년 선임 방사선 효과 엔지니어로 큐알티 주식회사에 합류했습니다.
그의 주요 전문 분야는 방사선 효과 특성화, 방사선 환경 모델링 및 Monte Carlo 시뮬레이션입니다. 그는 다양한 반도체 소자(예로 SRAM, DRAM, SSD, 지상 및 우주 응용 분야용 전력 및 아날로그 장치)에 대한 SEE 및 총 이온화 선량(TID) 평가 및 특성화를 수행한 방대한 경험을 가지고 있습니다.
그의 현재 연구 분야는 첨단 반도체 장치를 위한 펨토초 펄스 레이저 기반 SEE 평가 및 특성화 방법을 개발하고 있습니다.