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상세정보

Crack-free GaN 에피 성장 및 고방열 패키징 기술

전수책임자
이형석
참여자
김성복, 남은수, 문재경, 배성범, 이형석, 조규준
기술이전수
1
이전연도
2022
협약과제
13VB7300, 의료 및 정밀 가공기기용 자외선(Deep UV) 반도체 레이저 개발, 남은수
14PB7300, 의료 및 정밀 가공기기용 자외선(Deep UV) 반도체 레이저 개발, 김성복
16PB2400, 의료 및 정밀 가공기기용 자외선(Deep UV) 반도체 레이저 개발, 김성복
19PB5900, GaN 전력소자의 고방열 Diamond 패키지 기술 개발, 이형석
20PB6400, GaN 전력소자의 고방열 Diamond 패키지 기술 개발, 이형석
대면적 GaN 에피성장 기술과 고방열 GaN 전력반도체의 소자 및 패키징 과 관련된 핵심 기술들을 개발하였다
o GaN 전력반도체 시장 규모는 2019년 현재 약$80M (1000억원)으로 향후 전기 자동차 (EV/HEV)등의 GaN 기반 전력 소자의 수요 증가로 인해 2023년경에 약 $450M(5000억원) 규모로 확대가 예상됨.
o 본 기술이전의 목적은 GaN 에피소재의 대면적화에 필요한 Crack-free 에피성장 기술을 이용하여 대면적 GaN 에피소재의 개발을 진행하고 고전류 GaN 전력반도체의 고방열 패키징 적용을 통해 소자의 성능을 향상시키는 목적을 가짐.
o 이를 통해 현재 선진국을 중심으로 집중적으로 연구되고 있는 GaN 전력 소자용 기판 분야에 국산화에 대한 기반을 구축하여, 향후 신시장 개척 및 매출 확대를 목표로 함.
1) GaN 에피성장시 발생되는 crack을 제어하여 대면적 에피성장기판개발이 가능
2) 고전류 GaN 다이오드 전력소자의 개발
3) 소자내에서 발생되는 열을 열전도도가 높은 다이아몬드기판을 이용하여 패키징함으로써 방열 기능을 향상시킬 수 있음
A. 본 이전 기술은 질화물 반도체(GaN)에서의 크랙방지 에피성장 기술 및 고방열 패키징 기술이 포함됨.

1. 질화물 반도체(crack-free) 에피성장 기술
1) MOCVD를 이용한 저결함 GaN & AlxGa1-xN 에피기술
2) Crack-free AlxGa1-xN 에피층을 위한 선택성장 에피기술
3) Crack-free AlxGa1-xN 에피층을 위한 전이차단 패턴구조 및 성장기술

2. GaN 전력반도체 소자 기술 및 고방열 패키징 기술 내용
1) 고전류 GaN 전력 다이오드 설계 및 공정 기술
2) GaN Flip-chip 패키징 설계 및 공정 기술
3) PCD 기판을 이용한 고방열 기술
A. 본 이전 기술은 질화물 반도체(GaN)에서의 크랙방지 에피성장 기술 및 고방열 패키징 기술이 포함됨.

1. 질화물 반도체(crack-free) 에피성장 기술
1) MOCVD를 이용한 저결함 GaN & AlxGa1-xN 에피성장 기술문서
2) Crack-free AlxGa1-xN 에피층을 위한 선택성장 에피기술문서
3) Crack-free AlxGa1-xN 에피층을 위한 전이차단 패턴구조 및 성장 기술문서
4) 반도체 기판의 제조방법관련 국내특허 1건

2. GaN 전력반도체 소자 기술 및 고방열 패키징 기술 내용
1) 고전류 GaN 전력 다이오드 설계 및 공정 기술문서
2) GaN Flip-chip 패키징 설계/공정 기술문서
3) PCD 기판을 이용한 고방열 관련 기술문서
4) 고전압 GaN 반도체의 고방열 패키징 기술 관련 국제특허 1건
o 적용분야: 전력반도체 분야, 전기자동차, 가전, IT 기기 등 전력 모듈 분야, 전력반도체 에피소재 분야
o 기대효과: 국산화 및 해외 시장 개척