알파-산화갈륨(α-Ga2O3) 전력반도체용 에피소재 검증과 전력반도체 소자 제작 및 측정 평가 기술
- 차세대 고효율, 초소형 전력변환 모듈(인버터, 컨버터등)에 필요한 저가형 산화갈륨(α-Ga2O3) 전력반도체용 에피소재 평가 및 전력반도체 소자를 국내 최초로 사업화하기위함임.
- 사파이어 기판위에 성장 되는 저가형 산화갈륨(α-Ga2O3) 에피 품질 및 특성, 전력반도체 소자의 전기적 특성 및 고전력반도체 소자의 세부 제작기술 및 평가 기술이 부족하여 이에 대한 기술이전이 필요함
- 뿐만 아니라, 전기차 시장 본격 개화를 기점으로 고효율 전력반도체는 미래 핵심 유망 산업으로써 미래자동차, 신재생에너지 등 거대 신시장 활용 및 점유가 필요한 분야임
- 기존 질화갈륨(GaN), 탄화규소(SiC) 전력반도체 대비 갈륨옥사이드(Ga2O3) 반도체 기판이 저가이며, 전력변환 효율과 내전압 성능은 더 우수하여 컨버터나 인버터에 적용할 경우, Si 대비 최소 10 % 이상 효율 향상이 기대됨.
- 기존 Si 전력반도체 대비 갈륨옥사이드(Ga2O3,) 전력반도체는 밴드갭 특성이 우수하여 온-저항이 낮고 항복전압이 높아 인버터나 컨버터 모듈의 부피를 30% 이상 감소시킬 수 있음.
가. 기술이전의 내용
o 갈륨옥사이드(산화갈륨, α-Ga2O3) 에피 웨이퍼 전력반도체 공정 기술
- 저저항 옴익 접촉 형성 기술 : < 1.9e-3 Ω·cm2
- 깊은 메사 식각 기술 : > 0.5 ㎛ @ BCl3-based ICP RIE system
- 패시베이션 기술 : > 5000Å @ PECVD SiNx
o 갈륨옥사이드(산화갈륨, α-Ga2O3) 전력반도체 소자 및 측정 기술
- Drain 전류밀도 : > 3 mA/mm @ VGS=15 V, VDS=40 V, T=25 oC
- 최소 온-저항 : < 4 Ω·cm2 @ VGS=15 V, T=25 oC
- 항복전압 : > 200 V @ Vgs=-10 V, burn-out, T=25 oC
나. 기술이전의 범위
o 갈륨옥사이드(산화갈륨, α-Ga2O3) 전력반도체 소자 공정 및 평가기술
- 갈륨옥사이드 전력반도체 소자 시험절차 및 결과서
- 갈륨옥사이드 전력반도체 소자 및 제조공정 관련 기술문서
- 갈륨옥사이드 전력반도체 소자 및 제조공정 관련 특허
- 전기/자율/수소자동차, 태양광 인프라 구축, 스마트 팩토리 용접로봇산업, 전력수송 및 분배 인프라 및 모든 전자기기 어댑터 등 기존 시장 대체 및 신규시장 창출이 기대되며, 현재 전 세계적으로 형성되고 있는 고효율, 초소형, 초경량 전력변환모듈 및 인버터, 컨버터 시스템의 거대 신시장에서 제품과 기술 선도
- 현재까지 확보된 갈륨옥사이드 전력반도체 소자 기술을 중소기업에 기술이전함으로써 초기부터 전력반도체 소자가 시장에 진입하는 계기를 마련하고, 중소기업의 가치 성장 및 일자리 창출은 물론이고 선제적 시장선점을 통해 해당 기술 경쟁력 확보 및 거대 미래시장과 소자기술의 해외 의존성을 탈피할 것으로 기대됨.