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SiC 전자기술과 SiC 센서에 대한 전망

전문가 제언: ○ SiC는 검은색을 가지며 밀도는 3.1g/cm3으로 내마모성 내열성이 우수하여 기계적인 부품으로 많이 쓰이는 재료이다. 전자적, 기계적으로 우수한 성질은 여러 가지 전자 디바이스와 센서를 만드는 재료로 폭 넓게 이용될 가능성이 매우 크다. 특히 고온과 진동 등 열악한 환경조건에서 사용하는 기기에 적합한 재료이다. 이의 이용은 항공기에서 전력분배 기타 동력 제어를 포함하여 연소제어와 각종 기계부품의 실링용으로 사용되고 있다.

○ SiC를 전자재료로 사용함에 있어서 원천적인 장점은 공정 중에 CO2를 배출하고 적정한 SiO2 피막을 형성시킬 수 있는 데 있다. 그러나 산화 막의 성질 및 SiC와 SiOx의 경계면에서의 특성은 Si와는 다르다. 산화율은 결정(結晶) 환경에 따라서 다르게 나타나며 C면에서 보다 Si면에서 느리고 일반적으로 C면에서 피막의 특성은 Si면에서보다 좋게 나타난다. 산화 온도는 ~1,100℃이며 Si과는 다르게 수소 환경에서 아닐(anneal)효과는 적다.

○ SiC의 재료는 900℃ 이상의 고온에서 사용이 가능하며 전류 용량은 물론 20kV 이상의 고전압에 사용할 수 있어 고전압 대 전류에 적정히 사용할 수 있는 것이 큰 이점이다. 따라서 피뢰기 또는 과전류 보호에 이용될 수 있다. 그러나 이 문헌에서는 반도체로서 센서분야의 사용에 대한 것을 언급하였다. 우리는 SiC의 기계적 특성을 활용하여 MEMS 분야로 그 사용범위를 확대해 나아가야 할 것이다.

○ 국내에서 이의 제조는 반도체로서가 아니라 각종기계부품인 실(seal)재료로서 개발하여 판매하고 있다. 대량의 소요는 세라믹을 대신하는 재료로서 사용하는데 머물고 있는 것이 아쉽다. 좀더 정밀 고온재료로서 새로운 용도가 개척되어 부가가치를 올릴 수 있는 재료로서 발전하길 기대한다.

저자: Nick G. Wright, Alton B. Horsfall, Konstantin Vassilevski
자료유형: 학술정보