SPA vs TPA
SPA와 TPA 레이저 모두 중이온 조사로 인해 발생하는 에러현상을 아주 잘 재현 가능하며 대부분의 업셋 현상을 정성적인 분석의 입장에서 재현이 가능합니다. 이는 반응 위치, 깊이 그리고 에너지 등을 독립적으로 제어할 수 있어 단일 이벤트 업셋의 진단과 업셋에 의해서 소진이 일어난 원인과 고장 메커니즘 분석에 적합합니다.
SPA와 TPA의 원리
SPA (Single Photon Absorption)
조사된 레이저에 의해 반도체에서 하나의 광자를 흡수하여 전자-전공 쌍을 만드는 선형 흡수입니다. 광자가 물질에 도달하고 광자의 에너지가 물질의 밴드갭보다 크거나 같으면 물질에 있던 전자가 밸런스 밴드에서 전도 밴드로 ‘점프’하고 이로 인해 전자-전공 쌍이 생성됩니다.
중이온과 Femtosecond pulsed Laser (이하 Pulsed Laser)
TPA (Two Photon Absorption)
에너지 밴드갭보다 적은 에너지의 짧은 펄스(~200 fs)로 레이저를 반도체 소자 내에 조사하여 에너지 밴드갭보다 광자가 확률적으로 흡수되며 전자-전공 쌍을 만드는 비선형 흡수가 일어나게 됩니다. TPA 레이저는 전자-전공 쌍(electron-hole pair) 생성으로 반도체 내에서 발생하는 방사선 입자가 만드는 대부분의 단일 이벤트 업셋를 재현하고 평가가 가능합니다. 고장 메커니즘, 임계 에너지 그리고 Sensitive Volume의 위치를 알아낼 수 있습니다.
| Single Photon Absorption (SPA) | Two Photon Absorption (TPA) | |
|---|---|---|
| 파장 조건 | 정확히 전이 에너지에 해당하는 파장의 광자 1개 | 전이 에너지의 절반에 해당하는 파장의 광자 2개 필요 |
| 요구 광세기 | 낮음 (자연광, 일반 LED/레이저 가능) | 매우 높음 (펨토초 레이저 등 고출력 필요) |
| 선형/비선형 | 선형 광학 현상 | 비선형 광학 현상 |
| 파장* | 1064nm | 1260nm |
*: QRT Femto second Laser 및 Si(실리콘)기준
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