저손실 파워디바이스용 SiC벌크 결정성장의 현황

전문가 제언

○ 풍력발전 태양전지시스템, 전기자동차 등 전기를 이용하는 모든 기계나 기기는 전기를 유효하게 이용하는 목적에 따라 형태를 변환하는 제어기술 즉 파워일렉트로닉스 기술이 필요하다. 종래 사용하고 있는 Si 소자는 재료 특성상 한계가 있으나 SiC가 Si보다 절연 파괴전계가 약 10배 크기 때문에 전기 통전 시에 저항이 저감하여 전기 손실이 더욱 작아진다.

○ SiC는 포정반응형의 상태도를 나타내어 2,830℃에서 흑연과 탄소를 약 19% 함유한 Si 융액으로 분해한다. 융액과 고체의 화학 양론비가 일치한 액상 성장은 원리적으로 적용될 수 없기 때문에 옛부터 SiC단결정 성장은 승화법에 의한 기상성장법을 사용하여왔다.

○ SiC 단결정 성장법은 승화재결정법, 용융성장법, 고온 CVD(HTCVD)방법이 있고 승화재결정법은 원료를 SiC분말, 용융성장은 Si과 흑연도가니, CVD는 SiH4와 C2H4를 사용하는데 이들 중에서 승화재결정법이 성장속도도 빠르고 100㎜ 이상의 대구경으로 제조할 수 있는 특징이 있다.

○ SiC는 고분자형 3C형SiC, 4H형SiC, 6H형SiC 등의 여러 고분자형으로 되어 있는데 이중에 4H형SiC가 6HSiC보다 밴드갭이 크고 전자이동도도 월등히 큰 특징이 있다. 4H-SiC 웨이퍼가 상품으로 제조되려면 웨이퍼 내에 마이크로파이프 전위가 작아야 하고 전위 결함보다도 에피택셜층의 결함이 내압열화를 일으키므로 결함이 없도록 4H-SiC 제조 시에 고온대의 온도분포 등의 제어기술이 중요하다고 생각된다.

○ 우리나라는 (주)세미머터리얼즈 영천 공장에서 소량의 SiC를 생산하고있고 중국 쑤저우 공장에서 SiC단결정 잉곳과 웨이퍼를 생산하고 있다. 4H-SiC를 품질 좋은 단결정을 생산하는 것이 중요하지만 SiC는 굳고 취성이 강하기 때문에 가공기술도 대단히 중요하다고 생각된다.

저자

Tatsuo FUJIMOTO

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

46(8)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

626~631

분석자

황*길

분석물

• 저손실 파워디바이스용 SiC벌크 결정성장의 현황.pdf [243,426 byte]

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