SiC 파워 반도체와 관련 기술 개발

전문가 제언

○ 제1 세대 기술로 1㎸ 급의 SiC-SBD(Schottky Barrier Diode)는 이미 개발되어 하이앤드의 서버 전원이나 가전제품에 탑재되기에 이르렀다. SiC 트랜지스터에서는 1㎸/1mΩ㎠ 급의 내압/특성 옴저항을 목표로 하는 기술개발이 진행하여, Planer형 MOSFET에서 660V/1.8mΩ㎠, Trench형 MOSFET에서 790V/1.7mΩ㎠, 더욱 JFET에서 1,000V/1.5mΩ㎠이라고 하는 Si 파워-트랜지스터를 훨씬 능가한다.

 

○ 제2세대의 SiC 디바이스 개발에 관하여서는 유럽으로부터 3㎸/45mΩ㎠, 4.2㎸/23mΩ㎠ 등의 MOSFET이 보고되었고, 제3세대에 있어서 기기기술에서는 SiC Pin 다이오드를 이용한 고속 5㎸ 단상 3레벨 전환기나 철도차량의 3.3㎸/1,500A 정격의 대용량 풀 SiC 파워 모듈의 실증과, 고성능인 고내압 디바이스의 개발이 진행 중이다.

 

○ SiC 전력 반도체는 탄소와 규소로 이루어진 화합물 반도체인 실리콘 카바이드(탄화규소)를 재료로 만들어졌다. 그 선진성과 우수한 성능을 바탕으로 오랜 기간에 걸쳐 “꿈의 소자”로 기대를 모아온 SiC 전력 반도체는 산업기기, 자동차, 철도, 컨슈머 기기 등 다양한 애플리케이션에 채용되어 기기의 에너지 절감에 기여하고 있다

 

○ 국내에서는 1999년부터 전기연구원이 중심이 되어 탄화규소 기반 전력반도체 연구가 시작되었으며, 현재 전기자동차 및 태양광 발전소용 인버터의 소형화 및 고출력화를 위한 전력변환소자의 개발이 진행 중이다. 기존의 실리콘을 기반으로 한 전력반도체를 SiC 기반 전력반도체로 대체하게 되면 전력변환장치의 고효율화, 고집적화가 가능하여 부피와 무게도 1/3 이하로 줄일 수 있게 될 것이다.

 

○ 또 전원장치를 정류 소자만 SiC로 대체하여도 5배 이상의 출력 밀도를 낼 수 있음을 보여주고 있다. 앞으로 2세대, 3세대 기술개발에 지속적으로 투자되어 특수 분야에서도 반도체 강국으로 선도되길 기대한다.

 

저자

Okumura Hazime

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

63(5)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

18~23

분석자

강*호

분석물

• SiC 파워 반도체와 관련 기술 개발.pdf [516,905 byte]

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