한국전기연구원 방욱(왼쪽 두 번째) 전력반도체연구단장과 세미랩 코리아㈜ 박수용(왼쪽 세 번째) 대표 기념촬영 모습(한국전기연구원 제공)

한국전기연구원은 전력반도체연구단 차세대반도체연구센터에서 개발한 '탄화규소(SiC, silicon carbide) 전력반도체 이온 주입 평가기술'을 헝가리 부다페스트 소재 반도체 측정장비 전문업체 ‘세미랩㈜에 이전했다고 11일 밝혔다.

헝가리 부다페스트 소재 반도체 측정장비 전문업체 ‘세미랩㈜
'전력반도체'는 전기·전자기기의 핵심 부품으로, 전류 방향을 조절하고 전력 변환을 제어하는 역할을 한다.
전력반도체 소재 중 SiC는 높은 내구성과 전력 효율 특성으로 인해 가장 주목받고 있다.
SiC 전력반도체가 전기차에 탑재될 경우 배터리 전력 소모를 덜고, 차체 무게와 부피를 줄여 최대 10%의 에너지효율 개선이 기대되고 있다.
SiC 전력반도체는 제조공정이 매우 까다로운 것으로 알려지고 있다.
기존에는 전도성이 강한 웨이퍼(기판) 위에 에피층(단일 결정의 반도체 박막을 형성한 층)을 형성하고, 그 영역에 전류를 흘려보내 소자를 형성하는 방법을 활용했다.
이 과정에 에피층 표면이 거칠어지고 전자 이동 속도가 낮아지는 문제가 발생했다. 

에피 웨이퍼 자체 가격도 비싸 양산화의 큰 걸림돌이 됐다.
한국전기연구원은 에피층이 없는 반절연 SiC 웨이퍼에 이온을 주입하는 방식을 활용해 문제 를 해결했다.

SiC 소재는 딱딱해 아주 높은 에너지로 이온을 주입한 뒤 고온에서 열처리해 활성화해야 하는 등 실제 이온 주입 구현이 어려운 기술이었다.
한국전기연구원은 10여 년에 걸쳐 쌓은 SiC 전용 이온 주입 장치의 운용 경험을 통해 관련 기술들을 확보했다.
전기연구원측은 "이온 주입 기술은 반도체 소자의 전류 흐름을 높이고, 고가의 에피 웨이퍼를 대체하여 공정 비용도 크게 줄일 수 있다"면서 "고성능 SiC 전력반도체의 가격 경쟁력을 높이고, 양산화에 기여하는 큰 기술이다"고 강조했다.
한편 이번에 협약을 뱆은 세미랩은 헝가리와 미국에 제조 공장을 가지고 있으며 중견 정밀계측 장비 및 소재특성 평가 장비 특허를 소유한 기업이다. 

반도체 특성 평가장비 분야에서는 세계 최고의 기술력을 보유하고 있다.
한국전기연구원은 이번 기술이전을 통해 고품질의 SiC를 규격화할 수 있을 것으로 보고 있다.
세미랩은 한국전기연구원 기술을 활용해 SiC 전력반도체의 이온 주입 공정을 평가할 수 있는 전문 장비를 개발한다는 계획이다.

 

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