CREME96 모델 내장 차폐 감쇠 포함
소자 적합성 판정
Weibull 곡선 분석
파라미터 DB 링크
모델 / 기준
임무 환경 설정
Weibull 파라미터
L₀ — LET 임계값 (MeV·cm²/mg)5.0
σ_sat — 포화 단면적 (log₁₀ cm²)−6
W — 폭 파라미터 (MeV·cm²/mg)15.0
s — 형상 파라미터2.0
차폐 설계
알루미늄 차폐 두께 (mm Al)2.0 mm
저에너지 입자 감쇠—
고에너지 중이온 감쇠—
※ 고에너지 중이온(LET > 30)은 차폐 효과 제한적
소자 적합성 판정
✓
사용 권장
계산 결과를 확인합니다.
권장 조치
CREME96 모델 기반 LET 스펙트럼 (차폐 포함)
예상 SEE 발생률
—
회 / 소자 / 일
1년 임무 누적
—
회 / 소자
차폐 후 발생률 감소
—
차폐 전 대비
LET 임계 등급
—
—
모델 정보: CREME96 기반 GCR 파워-법칙 LET 스펙트럼 (Adams 1986 파라미터화; Tylka et al. 1997 수정). 차폐 감쇠는 Geant4 검증 단순화 모델 (지수 감쇠 + LET 의존 평균자유경로) 적용. 정밀 임무 해석에는 CREME-MC 또는 SPENVIS 사용을 권장합니다.
Petersen-Weibull 함수
σ(L) = σ_sat · { 1 − exp[ −((L − L₀) / W)s ] }
단, L ≤ L₀ 이면 σ = 0
이 함수는 헤비이온 빔 시험 데이터를 피팅하는 경험적 모델입니다. 4개 파라미터는 소자의 물리적 구조를 압축하여 표현하며, 각각 독립적인 물리적 의미를 가집니다.
L₀ LET 임계값 (Threshold LET) —
이온이 소자에 SEE를 유발하기 시작하는 최소 LET입니다. 물리적으로는 소자 내 민감 노드의 임계 전하(Qcrit)와 민감 부피 두께로 결정됩니다.

작을수록 → 더 많은 이온이 SEE 유발 → 고감도 소자
클수록 → 헤비이온만 SEE 유발 → 내방사선 소자
L₀ ≈ Qcrit / (ρ · d · 0.0226)
Qcrit: 임계 전하 (fC), ρ: 소재 밀도, d: 민감 부피 두께
현재값 vs 일반 범위
0.130 MeV·cm²/mg
—
σ_sat 포화 단면적 (Saturation Cross-Section) —
LET가 충분히 높을 때 SEE가 발생하는 최대 유효 단면적입니다. 기하학적으로는 소자 내 민감 부피(Sensitive Volume)의 수평 투영 면적과 직접 대응됩니다.

클수록 → 넓은 민감 영역 → 비트 밀도↑, 셀 크기↑
작을수록 → 좁은 민감 영역 → 고집적 소자 또는 RHBD
σ_sat ≈ ASV × Ncells
ASV: 민감 부피 수평 면적, Ncells: 민감 노드 수
통상 10⁻⁸ ~ 10⁻⁴ cm²/device
현재값 vs 일반 범위 (log₁₀ 스케일)
10⁻¹⁰10⁻⁴ cm²
—
W 폭 파라미터 (Width Parameter) —
σ(L)가 L₀에서 σ_sat까지 증가하는 전이 구간의 폭입니다. 물리적으로는 소자 내 민감 부피의 불균일성(공정 편차, 도핑 구배)을 반영합니다.

작을수록 → L₀ 부근에서 급격히 포화 → 균일한 공정
클수록 → 넓은 LET 범위에서 점진적 증가 → 불균일한 구조
W ∝ σ(Qcrit) / 소자 내 전하 수집 경로 분포
통상 1 ~ 50 MeV·cm²/mg
현재값 vs 일반 범위
150 MeV·cm²/mg
—
s 형상 파라미터 (Shape Exponent) —
전이 구간의 곡률(기울기 형태)을 결정합니다. s=1이면 지수형, s>1이면 S자형 곡선입니다. 물리적으로는 이온 입사 각도 분포와 전하 수집 메커니즘의 비선형성을 반영합니다.

s < 1 → 초기에 급격히 증가, 이후 완만
s ≈ 2 → 전형적 CMOS (S자형 곡선)
s > 3 → 매우 급격한 임계 거동 (강한 임계 특성)
s ↔ Weibull 형상 계수 (shape factor)
s = 1: 지수 분포 / s = 2: 레일리 분포
통상 0.5 ~ 5
현재값 vs 일반 범위
0.55.0
—
물리 기반 파라미터 자동 추정기 소자 구조 입력 → Weibull 파라미터 추정
민감 부피 두께 dSV (μm) 2.0 μm
임계 전하 Qcrit (fC) 50 fC
민감 노드 수 Ncells (log₁₀) 10⁶
SEE 단면적 곡선 σ(L) — 현재값 + 불확실도 구간
현재 파라미터 ±30% 파라미터 불확실도 구간 물리 추정값
파라미터 민감도 분석 — 각 변수가 발생률에 미치는 영향
각 파라미터를 ±30% 변화시킬 때 SEE 발생률 변동폭. 막대가 길수록 해당 파라미터의 불확실성이 최종 판정에 미치는 영향이 큼.
도출 파라미터 요약
파라미터 신뢰성 안내
현재 파라미터는 문헌/DB 기반 참조값입니다. 실제 소자의 헤비이온 빔 시험(JESD57 기준) 없이는 L₀·σ_sat 모두 ±1~2 오더의 불확실도가 존재합니다. 판정 결과는 예비 스크리닝 용도로만 활용하고, 비행 승인 전 반드시 실측 데이터로 검증하십시오.
SEE 파라미터 취득 경로 — 시뮬레이션 / 데이터베이스 / 표준
NASA · VANDERBILT
CREME96 / CREME-MC
궤도별 정밀 LET 스펙트럼 계산. Weibull 파라미터 입력 → 정확한 SEE 발생률 도출. 가장 널리 사용되는 표준 도구.
creme.isde.vanderbilt.edu
ESA · BIRA-IASB
SPENVIS
우주환경 종합 모델링 플랫폼. 궤도 → 입자 플럭스, 차폐 투과, TID/NIEL, SEE 통합 계산. ECSS 기반 임무 설계 표준 도구.
spenvis.oma.be
NASA · GSFC
NSRDB (방사선 부품 DB)
실측 Weibull 파라미터 (L₀, σ_sat, W, s) 검색. 수백 개 반도체 소자의 헤비이온 SEE 시험 결과 수록. 파라미터 취득의 1차 출처.
radhome.gsfc.nasa.gov
ESA · ESTEC
ESCC / ESDB
유럽 우주부품 인증 DB. 방사선 내성 인증(QML) 이력, 시험 결과 열람. ECSS-Q-ST-60 규격 부품 확인에 활용.
escc.esa.int
JAXA
SEES / SEPEM
일본 우주환경 정보시스템. 태양 입자 이벤트(SPE) 통계, GCR 환경 데이터. 저궤도 SAA 통과 시나리오 해석에 유용.
sees.jaxa.jp
JEDEC · IEEE
JESD57 / IEEE TNS
JEDEC JESD57: SEE 측정 표준 규격 (헤비이온 빔, 프로톤). IEEE TNS: 최신 소자별 실측 Weibull 파라미터 논문 출처.
jedec.org / JESD57
OPEN SOURCE
OpenSEE / pySPACE
Python 기반 오픈소스 SEE 분석 라이브러리. CREME96 파일 파싱, Weibull 피팅, 발생률 적분 자동화. 연구/검증용.
github.com / SEE topics
NUCLEAR DATA
NIST ASTAR / PSTAR
물질별 정지능(stopping power) 데이터. 알파 입자 및 양성자의 LET 값 정밀 계산. 차폐 물질 선정 및 NIEL 계산 보조.
physics.nist.gov / STAR
GEANT4 / FLUKA
몬테카를로 시뮬레이션
Geant4 또는 FLUKA를 이용한 입자-물질 상호작용 풀 시뮬레이션. 복잡한 차폐 구조 또는 소자 내부 에너지 증착 해석.
geant4.web.cern.ch
판정 기준 (SEE 발생률 임계값)
판정발생률 (회/소자/일)의미
사용 권장< 1×10⁻⁵1년 365일 미션에서 기대 SEE 횟수 < 0.004회
추가 검토10⁻⁵ ~ 10⁻³EDAC/TMR 또는 차폐 보강 후 재평가 필요
대체 탐색> 1×10⁻³1년 기준 SEE 발생 기대값 > 0.365회 — 운용 위험
기준 출처: MIL-STD-883 방사선 내성 요건 및 ECSS-E-HB-10-12A 섹션 7.4 권고치를 준용. 임무 요구사항에 따라 기준이 달라질 수 있습니다.
CREME96 LET 스펙트럼 모델
dΦ/dL = K · L^(−α) · exp(−L / L_cut)
K: 궤도·태양활동 의존 상수
α ≈ 1.5 (GCR 파워-법칙 지수)
L_cut ≈ 120 MeV·cm²/mg
Adams (1986) 파라미터화를 기반으로 하며, GEO 환경에서 태양 극소기 플럭스가 최대 ~4배 높습니다. 이 도구에서는 단순화된 해석적 적분을 사용하며, 정밀 계산에는 CREME-MC 권장.
차폐 감쇠 모델
Φ_sh(L) = Φ₀(L) · exp(−t / λ(L))
λ(L) = λ₀ · (L / L_ref)^β
λ₀ = 3 mm·Al (L_ref=10), β = 0.6
LET가 낮은 저에너지 입자는 알루미늄 차폐에 의해 효과적으로 감쇠됩니다. 고에너지 중이온(LET > 30 MeV·cm²/mg)은 평균자유경로가 길어 두꺼운 차폐에서도 부분적으로만 감쇠됩니다. GCR 중이온에는 차폐의 실효성이 제한적이므로 RHBD 설계를 병행합니다.
프리셋 파라미터 출처
소자L₀σ_sat출처
65nm SRAM0.510⁻⁸Dodd & Massengill 2003 TNS 50(3); Heidel 2008
130nm SRAM2.010⁻⁷Narasimham 2007 TNS 54(6):2506
GaN HEMT8.010⁻⁷Lauenstein 2018; Witulski TNS 65(1)
SiC MOSFET14.010⁻⁶Martinella 2020 TNS 67(7):1381
RHBD SOI20.010⁻⁷Massengill TNS / Schwank 2008 review
NAND Flash1.510⁻⁷Gerardin 2013 TNS 60(3):1953
⚠ 위 값들은 문헌 참조의 대표값입니다. 동일 공정 노드 내에서도 제조사·디자인·공급전압에 따라 ±1~2 오더 변동. 비행 승인 전 헤비이온 시험(JESD57) 필수.