Tokuyama, 도전성 부여로 전자 응용 … 전자 디바이스 채용
화학뉴스 2015.07.09
Tokyo Noukou 대학과 Tokuyama가 도전성을 지닌 질화알루미늄(AIN) 단결정 기판을 개발했다.원료를 가스로 공급하는 AIN 결정 성장 공법에 사염화케이소를 첨가하는 독자기술을 융합해 AIN 결정 기판에 전도성을 부여하고 기판을 사용한 종형전자 디바이스의 SBD(Schottky Barrier Diode)를 제조해 높은 정유비율과 내압 550볼트를 세계 최초로 구현했다. 내압을 1만볼트 이상으로 높이는 등의 업그레이드를 통해 2017년 실용화를 목표로 하고 있으며, SiC(탄화케이소) 등 차세대 기판 소재를 뛰어넘는 특성을 통해 대전압이 필요한 산업용 모터 및 스마트그리드 등에 활용하는 전자디바이스 용도로 채용할 예정이다. AIN은 절연성이 있기 때문에 파워일렉트로닉 응용이 과제였다. Tokyo Noukou 대학은 그동안 알루미늄과 염화수소를 화학 반응시켜 질소원으로 암모니아가스를 활용한 HVPE(기상성장법) 공법을 통해 초고순도 AIN 결정을 만드는 기술을 개발했으며, 신규 공법에 산화케이소 및 사염화케이소를 첨가하는 도핑기술을 도입해 도전성 AIN 기판을 제조하는데 성공했다. 도전성 AIN 기판 제조방법은 고온에서 AIN 분말을 승화시켜 만든 고순도 AIN 결정기판을 바탕으로 HPVE 공법을 통해 도전성 AIN 단결정의 후막을 형성한다. 1시간 동안 두께가 25마이크로미터 성장하고, 케이소의 공급량과 결정 안의 농도는 비례하며 도전성 AIN층에 n형 전도성이 있는 것을 확인했다. Tokuyama는 승화공법으로 만든 기판부분을 제거하고 양면을 연마한 두께 150마이크로미터의 도전성 AIN 기판을 통해 종형 SBD를 제조했다. 양쪽 면에는 Schottky 전극을 붙여 놓았다. 동작평가는 일본 반도체 제조기업이 담당하며 정류비율이 높고 내압이 500볼트 이상인 것을 확인했다. Tokuyama는 SBD의 실용화를 위해 결정 속 결함을 억제하고 케이소의 첨가농도를 늘려 도전성 AIN 기판의 저항성을 낮출 계획이며, 제조공정의 확립 뿐만 아니라 2017년까지 기술과제를 해결해 실용화를 추진하고 Tokuyama의 Tsukuba연구소에 기술이관을 실시해 마케팅 활동을 펼칠 방침이다. 중간부터 높은 수준까지의 내전압이 요구되는 전자디바이스 기판 시장이 앞으로 1000억엔으로 성장할 것이라는 예측이 있다. Tokyo Noukou 대학과 Tokuyama는 개발 성과를 통해 AIN 차세대 파워일렉트로닉 응용을 추진할 방침이다. <화학저널 2015/07/09> |
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