초박막 GaN 트랜지스터 에피/소자 기술은 공유결합 형태의 2D 분리막 위에 MOCVD를 이용하여 초박막 GaN 에피구조를 형성한 이후
분리/전사 및 전력반도체 공정을 통하여 트랜지스터 소자를 제작하는 기술에 해당된다.
o GaN 전력반도체 시장규모는 IT용 급속충전기의 상용화가 시작된 2021년 126M$ 규모에서 데이터센터 및 전기차(OBC)가 적용되는 2024년 825M$, 전기차 인버터에 본격적으로 적용되는 2026년에 1,487M$ 규모로 예상됨.
o 본 기술이전의 목적은 초박막 GaN 트랜지스터 에피/소자 기술을 이용하여 기존 상용화 기술과 차별화된 고전압·고효율 GaN 전력반도체 기술을 개발 하여 신제품을 개발하는 것임.
- 고방열 소자구조 : 초박막 GaN 트랜지스터 구조는 이종기판과 GaN 버퍼층 이 없는 구조이며, 방열기판에 직접 접합함으로써 열방출에 유리한 구조임
- 고신뢰성 소자구조 : 이종기판의 분리를 이용하여 초박막 GaN 에피소재의 stress 발생원인을 제거하고, 결정결함(defect)이 존재하는 GaN 버퍼층 또는 반절연층을 분리함으로써 결함에 의한 소자 신뢰성 저하를 줄일 수 있음
o 이를 통해 현재 상용화 단계에 진입중인 1kV급 이상의 고전압 전력반도체 시장에서 기존과 차별화된 초박막 트랜지스터 기술을 기반으로 신시장 개척 및 시장 점유를 목표로 함.
- 초박막 GaN 에피소재 성장기술 : 공유결합을 갖는 2D 분리막을 이용하여 동종/이종기판 위에 초박막 에피소재를 성장하는 기술
- 초박막 GaN 에피소재 분리/전사기술 : 2D 분리막을 이용하여 초박막 GaN 에피소재를 동종/이종기판으로부터 분리할 수 있으며,
유연소자 및 초박막 구조를 제작할 수 있는 기술
- 고전압 GaN 전력반도체 소자기술 : 초박막 GaN 에피소재가 손상받지 않으며, 분리/전사기술을 이용하여 방열기판에 직접 접합을 통하여
고전압 및 고효율 전력반도체를 구현할 수 있는 기술
1. 초박막 GaN 에피소재 성장기술
- 2D 물질과 반데르발스 에피기술을 이용한 초박막 GaN 에피소재 성장기술
- 2-DEG 에피구조를 포함한 GaN 전력반도체 에피구조 설계 및 성장기술
2. 초박막 GaN 트랜지스터 소자기술
- 2D 분리막 손상을 최소화하는 전력반도체 공정기술
- 고전압 전력반도체용 초박막 GaN 트랜지스터 소자기술
1. 초박막 GaN 에피소재 성장기술
- 2차원 분리막 기반 GaN 에피소재 성장기술
- 외부응력을 이용한 GaN 에피소재 분리 공정기술
- 초박막 GaN 트랜지스터 설계 및 2-DEG 형성 공정기술
2. 초박막 GaN 트랜지스터 소자기술
- 초박막 GaN 트랜지스터 공정기술
- 고전압 전력반도체 제작을 위한 초박막 GaN 트랜지스터 소자기술
o 적용분야 : 고전압·고효율 전력반도체 응용분야, IT용 초급속 전기차/가전/IT용 전력변환 모듈, Wafer-level 초박막 GaN 에피소재 등
o 기대효과 : 기존과 차별화된 신기술 개발 및 신시장 창출