개발된 SiC Power MOSFET 칩과 완성 소자
KERI, 국내 최초 1200V급 SiC 전력(電力)반도체 상용화 성공미국 일본에 이어 세계 3번째, 2016년까지 280억 신규 매출 기대2014.01.23 11:45:11
|
한국전기연구원(원장 김호용)은 한국 에너지기술 평가원의 전력(電力0산업융합원천기술개발사업으로 진행된 국책과제를 통해 국내 전력(電力)반도체 전문기업인 메이플세미컨덕터(주)와 1200V급 실리콘 카바이드 전력소자 MOSFET(SiC Power MOSFET) 2종을 국내 최초로 개발했다고 23일 밝혔다. 한국전기연구원(이하 ‘KERI’)은 지난해 6월 메이플세미컨덕터(대표 정은식)와 차세대 SiC 전력반도체 기술이전 계약을 맺고 SiC 전력(電力)반도체 개발에 힘써 왔다. 이번 상용화 기술개발은 KERI가 보유하고 있는 SiC 전력(電力)반도체 핵심기술인 고온·고에너지 이온주입 공정기술, 낮은 접촉저항형성 공정기술, 고품질 질화처리 게이트산화막 형성 및 낮은 누설전류를 위한 패시베이션(passivation) 공정기술 등이 적용됐고, 메이플세미컨덕터(주)의 전력(電力)반도체 양산 경험과 공정기술이 접목돼 성공하게 됐다. KERI는 1999년부터 SiC 전력(電力)반도체를 개발하기 시작한 이래 현재 국내외 특허 40여건을 보유한 국내 SiC 전력반도체 기술의 선두주자로, 이번 개발의 핵심 공정을 위한 고온/고에너지 이온주입 장비를 도입하여 모든 핵심공정을 국산화하는 등 기술개발에 박차를 가해왔다. 개발 책임자인 김상철 KERI 전력(電力)반도체 센터 책임연구원은 “이번 개발은 선진국이 기술이전을 꺼리는 전략 분야에서 순수 국내기술로 미국, 일본에 이은 세계 3번째 상용화 기술개발이며, SiC 전력반도체 분야에서 세계적인 기술수준에 도달하였음을 보여 준다“고 말했다. SiC 전력반도체는 기존의 실리콘 전력(電力)반도체보다 효율이 높고 고온에서도 안정적으로 동작해 그린카(xEV)와 신재생에너지용 인버터에 적용 가능한 차세대 전력(電力)반도체다. 일부 선진 메이저업체들도 최근에야 기술개발에 성공해 상품화했을 정도로 설계 및 공정이 매우 어려운 것으로 알려졌다. 전세계 전력(電力)반도체 시장은 현재 170억달러 규모로, 이중 SiC 전력(電力)반도체 시장은 현재 8000만달러 수준이지만, 2018년에는 양산업체 증가와 그린카(xEV) 등의 수요에 힘입어 20억달러까지 성장할 것으로 전망된다. 한편, 메이플세미컨덕터(주)는 개발 성공된 1200V 10A, 40A SiC Power MOSFET과 관련, 2014년에 공정 최적화 및 신뢰성검증을 거쳐 2015년에 본격적으로 양산을 개시할 계획이다. 내수시장은 물론 해외시장까지 판로를 개척하여 2015년 80억원, 2016년 200억원의 신규매출을 기대하고 있다. <용어풀이> * SiC: 실리콘 카바이드(Silicon Carbide. 탄화 규소). SiC는 기존 실리콘 전력반도체보다 고전압, 고온에서 작동할 수 있고 전력(電力)손실도 줄일 수 있어 우주항공, 자동차 전자장비, 발광소자 등에 쓸 수 있으며 차세대 반도체 공정에서는 빼놓을 수 없는 핵심소재다. 현재 SiC를 활용한 제품은 반도체 공정의 수율향상과 공정효율 개선을 위해 사용량이 증가되고 있다. * MOSFET: Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터. * 고온/고에너지 이온주입장비 : SiC 전력반도체의 pn 접합구조를 형성시키기 위해 높은 에너지로 가속된 이온을 SiC 웨이퍼 표면에 주입시키는 장비로 국내에는 한국전기연구원이 유일하게 보유하고 있음. |
開発された SiC Power MOSFET チップと 完成 素子
KERI, 国内最初 1200V級 SiC 全力(電力)半導体商用化成功アメリカ日本に引き続き世界 3番目, 2016年まで 280億新規売上げ期待
|
韓国電気研究員(院長金豪勇)は韓国エネルギー技術評価院の全力(電力0サンアップユングハブワンチォンギスルゲバルサアップに進行された国策課題を通じて国内全力(電力)半導体専門企業であるメープルセミコンダクター(株)と 1200V級シリコーンカーバイド電力素子 MOSFET(SiC Power MOSFET) 2種を国内最初に開発したと 23日明らかにした. 韓国電気研究員(以下 ‘KERI’)は去年 6月メープルセミコンダクター(代表丁銀式)と次世代 SiC 全力半導体技術移転契約を結んで SiC 全力(電力)半導体開発に力をつくして来た. 今度商用化技術開発は KERIが保有している SiC 全力(電力)半導体核心技術である高温・故エネルギーイオン注入公定技術, 低い接触抵抗形成公定技術, ハイクオリティー窒化処理ゲイトサンファマック形成及び低い漏洩電流のためのペシベイション(passivation) 公定技術などが適用されたし, メープルセミコンダクター(株)の全力(電力)半導体梁山経験と公定技術が接木されて成功するようになった. KERIは 1999年から SiC 全力(電力)半導体を開発し始めた以来現在国内外特許 40余件を保有した国内 SiC 全力半導体技術の先頭走者で, 今度開発の核心公正のための高温/故エネルギーイオン注入装備を取り入れてすべての核心公正を国産化するなど技術開発に拍車をかけて来た. 開発責任者である金尚哲 KERI 全力(電力)半導体センター責任研究員は “今度開発は先進国が技術移転を憚る戦略分野から純粋国内技術でアメリカ, 日本に引き継いだ世界 3番目商用化技術開発であり, SiC 全力半導体分野で世界的な技術水準に到逹したことを見せてくれる“その言った. SiC 全力半導体は既存のシリコーン全力(電力)半導体より效率が高くて高温でも安定的に動作してグリンカ(xEV)と新材生エネルギー用インバーターに適用可能な次世代全力(電力)半導体だ. 一部先進メージャー業社たちも最近には技術開発に成功して商品化した位に設計及び公正がとても難しいことと知られた. 全世界全力(電力)半導体市場は現在 170億ドル規模で, この中 SiC 全力(電力)半導体市場は現在 8000万ドル水準だが, 2018年には梁山業社増加とグリンカ(xEV) などの需要に負って 20億ドルまで成長することと見込まれる. 一方, メープルセミコンダクター(株)は開発成功された 1200V 10A, 40A SiC Power MOSFETと関連, 2014年に公正最適化及び信頼性検証を経って 2015年に本格的に量産を開始する計画だ. 内需市場はもちろん海外市場まで売り口を開拓して 2015年 80億ウォン, 2016年 200億ウォンの新規売上げを期待している. <用語解釈> * SiC: シリコーンカーバイド(Silicon Carbide. 炭化誦素). SiCは既存シリコーン全力半導体より高電圧, 高温で作動することができるし全力(電力)損失も減らすことができて宇宙航空, 自動車電子装備, 発光素子などに使うことができるし次世代半導体公正では除くことができない核心素材だ. 現在 SiCを活用した製品は半導体公正の収率向上と公正效率改善のために使用量が増加されている. * MOSFET: Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. 金属サンファマック半導体電界效果トランジスター. * 高温/故エネルギーイオン注入装備 : SiC 全力半導体の pn 接合構造を形成させるために高いエネルギーに加速されたイオンを SiC Wafer表面に注入させる装備で国内には韓国電気研究員が唯一に保有している. |