초록 ▼

핵심기술
실리콘 기판 위에 성장시킨 III-N 반도체를 이용한 고효율 쇼트키 정류소자의 제작을 통한 고항복전압 정류 다이오드 개발
최종목표
- 실리콘 기판 III-N 정류소자 모델링 및 설계툴 구축.
- 실리콘 기판 III-N 정류소자의 고항복전압 및 낮은 온저항 구현을 위한 최적 설계방안 마련.
- 실리콘 기판 III-N 고전력 고주파 정류소자의 공정기술 확립.
- 600 V 급 고효율 실리콘 기판 III-N 정류소자 기술 확립
(>600 V 급 소자의 온저항 ≤10 mΩ㎠)
개발내용 및

핵심기술
실리콘 기판 위에 성장시킨 III-N 반도체를 이용한 고효율 쇼트키 정류소자의 제작을 통한 고항복전압 정류 다이오드 개발
최종목표
- 실리콘 기판 III-N 정류소자 모델링 및 설계툴 구축.
- 실리콘 기판 III-N 정류소자의 고항복전압 및 낮은 온저항 구현을 위한 최적 설계방안 마련.
- 실리콘 기판 III-N 고전력 고주파 정류소자의 공정기술 확립.
- 600 V 급 고효율 실리콘 기판 III-N 정류소자 기술 확립
(>600 V 급 소자의 온저항 ≤10 mΩ㎠)
개발내용 및 결과
이차원 소자 시뮬레이션을 통해 III-N 전력소자의 모델링/설계 기술을 개발하였으며, 전력소자 제작을 위한 공정기술, 즉, 식각, 오믹, 쇼트키, 표면 박막등 에 대한 공정 기술을 최적화 하였다. 그 결과 최종 목표치인 600 V, 10 mΩ-㎠ 보다 훨씬 뛰어난 성능을 보이는 다이오드를 개발하였다. 1600 V, 1.22 mΩ-㎠의 수평형 전력 다이오드를 개발함으로써 세계최고 수준을 달성하였다.
기술개발배경
지금까지는 실리콘 기반의 전력소자 기술이 대부분의 전력반도체 시장을 주도하고 있지만 전력기기 로드맵에 의하면 전력밀도가 해가 거듭되면서 지속적으로 증가하기 때문에 현재 실리콘 기반 전력시스템이 가지고 있는 내열, 내압, 전력손실, 전력밀도 등에서 나타나는 많은 기술적인 한계로 인하여 효율이 눈에 띄게 감속하게 될 것이 자명하므로 차세대 전력 반도체를 이용한 고전력 고주파 정류소자를 필요로 한다.
핵심개발기술의 의의
전력소자는 최근 고속스위칭, 전력손실 최소화, 작은 칩 크기, 발열처리 등에 관한 연구개발을 통하여 친환경화 및 에너지 절감화에 크게 기여하고 있으며, IT 기기의 성능을 향상시키는 동시에 절전기능을 강화하여 기업의 비용절감에 이바지하고 있다. 에너지 위기와 환경규제 강화 및 친환경, 녹색성장 등의 이슈가 대두되어 에너지 절감과 환경보호 분야에 IT 기술을 접목ㆍ활용하는 새로운 패러다임이 부각되는 상황에서 친환경 IT 기술과 전력 IT 기술이 융합되면서 고효율/친환경의 경쟁력 있는 친환경전력반도체 기술개발은 선택이 아닌 필수로서 인류의 미래생존을 좌우할 핵심기술 분야이다.
적용분야
고전력 스위칭 디바이스 (수십 kW범위까지 활용 가능)
전력변환시스템/기기에서 SMPS, DC-DC 변환기, AC-DC 인버터 등의 핵심요소로 적용