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Silicon Carbide (SiC) 단결정의 특성, PVT 성장법 및 응용분야 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.16 no.4, 2013년, pp.17 - 25  

이원재 (동의대학교)

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문제 정의

  • 하지만, 상기의 결정들은 성장시 필요한 압력 및 온도, 온도구배 등의 공정변수 제어가 쉽지 않아 재현성을 구현하는데 문제가 있으며, 결정의 주요한 결함으로 알려져 있는 Micropipe, Planar Defect, Dislocation, Carbon Inclusion 등의 생성이 탄화규소 (SiC) 단결정을 상용화하는데 가장 큰 문제로 인식되고 있다. 여기서는 다양한 SiC 단결정 성장 방법들에 대한 개략적인 소개, Physical vapor transport (PVT) 공정의 주요한 변수고찰, SiC 소재의 응용 분야 및 향후 전망 등에 대하여 간단히 소개하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SOI 기술의 한계는 무엇인가? 이러한 상황에서 현재 많은 반도체 분야를 차지하고 있는 실리콘의 경우 SOI (Silicon on Insulator) 기술이 이를 뒷받침하고 있지만 실리콘 반도체의 열적 특성의 한계와 SOI의 방열특성 및 고밀도 절연특성의 한계 등으로 시스템 IC의 초고집적화 및 초고속화 등에 따른 고밀도 발열 문제를 궁극적으로 해결할 수 없다. 또한, Sub-system들 간의 isolation 문제는 근본적인 초고집적화의 장애로 대두되고 있다.
SOI의 한계를 해결하기 위한 차세대 반도체 소자 재료로는 어떤 것이 연구되고 있는가? 이러한 물리적인 한계의 문제를 해결하기 위해 광역 에너지 금지대역을 갖는 새로운 반도체 재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이런 차세대 반도체 소자 재료로 SiC, GaN, AlN, ZnO 등의 광대역 반도체 재료가 많이 연구되고 있으나 전력반도체 소자에의 적용 용이성, 신뢰성 및 큰 사이즈 잉곳성장의 어려움 등으로 인하여 잉곳 성장 기술이 확보되어 기판으로 생산성이 뛰어난 것은 탄화규소 (Silicon Carbide) 밖에 없으며, 고내열, 고열전도, 고내전압 특성을 고루 갖춘 SiC 반도체가 21세기를 이끌 대안으로 주목받고 있는 실정이다.1-6)
SiC, GaN, AlN, ZnO 등의 광대역 반도체 재료 중 가장 생산성이 뛰어난 것은 무엇인가? 이러한 물리적인 한계의 문제를 해결하기 위해 광역 에너지 금지대역을 갖는 새로운 반도체 재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이런 차세대 반도체 소자 재료로 SiC, GaN, AlN, ZnO 등의 광대역 반도체 재료가 많이 연구되고 있으나 전력반도체 소자에의 적용 용이성, 신뢰성 및 큰 사이즈 잉곳성장의 어려움 등으로 인하여 잉곳 성장 기술이 확보되어 기판으로 생산성이 뛰어난 것은 탄화규소 (Silicon Carbide) 밖에 없으며, 고내열, 고열전도, 고내전압 특성을 고루 갖춘 SiC 반도체가 21세기를 이끌 대안으로 주목받고 있는 실정이다.1-6)
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