미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical)이 파워반도체용 질화갈륨(GaN) 양산을 준비하고 있다.
미츠비시케미칼은 기존제품보다 대형이면서 결함이 매우 적은 GaN 단결정기판을 개발했으며 전기자동차(EV), 5G 보급을 통해 전기를 효율적으로 추출할 수 있고 기기‧장치의 소형화에 크게 기여하는 파워반도체용 수요를 확보하는데 주력할 방침이다.
이를 위해 2020년 독자적인 액상성장법을 활용하는 대형 양산설비를 건설하고 사업화를 위한 실증에도 나설 계획이다.
4인치까지 개발을 이미 마쳤고 6인치 개발에도 착수함으로써 2024년을 목표로 하고 있는 시장 투입시점을 더욱 앞당길 수 있을 것으로 기대하고 있다.
미츠비시케미칼은 오카야마(Okayama) 사업장의 쓰쿠바(Tsukuba) 공장에 GaN 기판 생산설비를 갖추고 있으며 장기간 축적해온 하이드라이드 기상성장법(HVPE) 프로세스 기술과 화합물 반도체 가공기술을 활용해 프로젝터 광원이나 자동차의 고휘도 헤드라이트에 사용하는 청색 레이저 다이오드 용도 등에 2인치 그레이드를 공급하고 있다.
최근에는 산업기기, 자동차, 가전 등 다양한 분야에서 불필요한 전기 사용을 줄이고 기기 및 장치를 소형화할 수 있는 파워반도체 수요가 증가하고 있다.
현재 실리콘(Silicone)계 기판이 주류를 이루고 있으나 앞으로는 EV와 5G가 보급되면서 대전류 동작이 가능한 고내압 파워반도체에 대한 니즈가 늘어날 것으로 예상돼 GaN에도 많은 관심이 집중되고 있다.
미츠비시케미칼은 고품질‧고생산성을 실현하기 위해 독자적인 액상성장법인 SCAAT(Super Critical Acidic Ammonia Technology)를 개발했으며 4인치 GaN 기판을 개발하는데 성공했다.
4인치로 대형임에도 불구하고 결정결함이 매우 적은 것이 특징으로, 일반제품에 비해 결정결함을 100분의 1에서 1000분의 1 정도로 줄였고 원료 이용 효율이 높기 때문에 코스트 저감에도 기여하고 있다.
일본 기기 생산기업이 평가를 진행하고 있는 것으로 알려졌다.
SCAAT로 생산하는 대형 GaN 기판을 양산하기 위해서는 수요기업으로부터 신뢰성 평가를 받아야 해 시간이 필요하다는 점에서 2020년 대형 양산설비를 건설하고 사업화를 위한 실증에 나설 방침이다.
오카야마에 파일럿 설비를 설치한 가운데 다른 지역에 양산설비를 건설하는 방안도 검토하고 있나 2020년 사업화할 예정인 고성능 레이저용 2인치 GaN 기판은 파일럿 설비에서 생산할 방침이다.
이밖에 2022년까지 고주파 용도 기기용 4인치를 출시할 예정이며 6인치 개발을 가속화해 파워반도체용 시장에도 투입할 계획이다. (K)