초록 ▼

90년대 이후 전자 및 반도체 기술의 눈부신 발달과 더불어, 전력기술 및 전기공업제품의 첨단화·고효율화·복합화·시스템화가 급격히 진행되고 있으며, 이러한 신기술?신제품 개발을 통한 국가적 전략기술개발 및 산업의 고부가가치화가 21세기에는 국가경쟁력의 핵심적인 요소로 등장하였다. 오늘날 모든 산업에서 필수적 구성요소인 전력 반도체 기술은 특히, 전자·컴퓨터, 자동차, 기계, 철강 등 국가기간산업과 통신, 전철, 항만시설 등 SOC 분야에서 중요기술로 활용되고 있어, 관련산업의 경쟁력 확보와 국민복지 향상을 위한 산업 및 국가차원에서의

90년대 이후 전자 및 반도체 기술의 눈부신 발달과 더불어, 전력기술 및 전기공업제품의 첨단화·고효율화·복합화·시스템화가 급격히 진행되고 있으며, 이러한 신기술?신제품 개발을 통한 국가적 전략기술개발 및 산업의 고부가가치화가 21세기에는 국가경쟁력의 핵심적인 요소로 등장하였다. 오늘날 모든 산업에서 필수적 구성요소인 전력 반도체 기술은 특히, 전자·컴퓨터, 자동차, 기계, 철강 등 국가기간산업과 통신, 전철, 항만시설 등 SOC 분야에서 중요기술로 활용되고 있어, 관련산업의 경쟁력 확보와 국민복지 향상을 위한 산업 및 국가차원에서의 R&D 니즈가 확대되고 있는 실정이다. 또한 산업설비의 자동화 및 고효율화 추세에 따라 이를 효과적으로 제어하기 위한 기술이 요구되고 있으며, 이에따라 전력전자 분야의 비약적인 발전과 더불어 전력용 반도체 소자는 가전 및 OA, HA분야, 산업, 수송, 우주, 군사용의 전력변환장치, 전원공급장치 등의 핵심부품으로 급격히 신장되고 있다. 특히, 세계적으로 에너지 및 자원의 효율적인 이용이 강조되고 있으며 기능적으로는 고도의 제어기술을 지향하고, 깨끗한 환경 및 쾌적한 생활에 대한 요구가 높아지고 있다.
이와 같이 전력반도체 소자는 개발 유망종목임에도 불구하고, 국내의 반도체 산업은 메모리소자에 집중 투자되고 있어서 전력 반도체 분야의 연구는 극히 미미한 실정에 있다. 또한 대용량 파워 반도체 소자는 메모리 소자와는 설계 및 제조기술이 상이하고 국내 전문인력의 부족 및 선진국의 기술이전 기피 등으로 국내 기술의 자립도가 떨어져 대부분의 소자를 미국, 일본 및 유럽으로부터 수입하고 있다. 현재 일부대학에서 개별 전력반도체 소자의 개발과 재료 기술의 개발에 대한 연구를 하고 있으며, 일부 연구기관에서 산업용 및 수송, 전력계통에 적용이 가능한 대용량 개별 소자를 목표로 산?학?연 및 국제 공동연구를 추진 중에 있으나 상품화에 이르기까지는 아직 시일이 걸리는 것으로 판단된다. 그리고 일부 대기업에서 MOSFET, IGBT, 바이폴라 등 단위소자 중심으로 개발 중에 있으나 스마트 파워 모듈인 인텔리전트 소자 즉 IPM을 비롯한 다기능 파워 모듈 분야에서의 개발은 거의 없는 상태이다. 특히, 중?대용량 사이리스터, GTO, IGBT, 스마트 파워 모듈 등의 경우 정보·통신, 전력전자 및 국가 기간산업의 핵심부품임에도 불구하고 원천기술, 전문인력 및 연구예산의 부족, 다품종 소량 생산에 따른 시장확보의 어려움 등이 기업의 연구개발 속도를 저하시키는 요인이 되고 있다.
그와 반면에 세계적인 파워 반도체 제조회사인 미국의 제너럴 일렉트릭, 모토롤라, 실리코닉스, 일본의 도시바, 미쓰비시, 후지, 산요, 히타치, 유럽의 ABB, EUPEC(Siemens+AEG), 톰슨, GEC 웨스트 코드 등에서는 IGBT, High Power GTO, MCT, Smart Power 모듈 및 SiC FET등 신소재를 이용한 소자의 개발에 심혈을 기울이면서, 2000년대의 시장 선점을 위해서 관련 전문인력의 양성 및 연구개발에 많은 투자를 하고 있다.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...1
• 제 1 절 과제의 개요...1
• 제 2 절 연구목표 및 수행내용...7
• 제 2 장 연구수행내용...16
• 제 1 절 트렌치 전극형 LIGBT 소자의 설계 및 제작에 관한 연구...16
• 제 2 절 트렌치 전극형 Dual Gate Emitter Switched Thyristor...74
• 제 3 절 트렌치 전극형 Base Resistance Thyristor...87
• 제 3 장 결 론...103
• 참 고 문 헌...108
• 부록 (연구실적)...110