1. 3세대 반도체
1세대 반도체 기술은 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)과 같은 반도체 재료를 기반으로 개발되었습니다. 이는 트랜지스터와 집적 회로 기술 발전의 기반이 되었습니다. 1세대 반도체 재료는 20세기 전자 산업의 기반을 마련했으며, 집적 회로 기술의 기본 소재입니다.
2세대 반도체 소재는 주로 갈륨비소, 인듐인화물, 인화갈륨, 인듐비소, 알루미늄비소, 그리고 이들의 3원 화합물을 포함합니다. 2세대 반도체 소재는 광전자 정보 산업의 기반이 됩니다. 이를 기반으로 조명, 디스플레이, 레이저, 태양광 발전 등 관련 산업이 발전했습니다. 2세대 반도체 소재는 현대 정보 기술 및 광전자 디스플레이 산업에서 널리 사용되고 있습니다.
3세대 반도체 소재의 대표적인 재료로는 질화갈륨과 탄화규소가 있습니다. 넓은 밴드갭, 높은 전자 포화 드리프트 속도, 높은 열전도도, 높은 항복 전계 강도를 지닌 이 소재들은 고전력 밀도, 고주파수, 저손실 전자 소자 제작에 이상적인 소재입니다. 그중 탄화규소 전력 소자는 높은 에너지 밀도, 낮은 에너지 소비, 작은 크기라는 장점을 가지고 있으며, 신에너지 자동차, 태양광 발전, 철도 운송, 빅데이터 등 다양한 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다. 질화갈륨 RF 소자는 고주파수, 고전력, 넓은 대역폭, 낮은 전력 소비, 작은 크기라는 장점을 가지고 있으며, 5G 통신, 사물 인터넷, 군사용 레이더 등 다양한 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다. 또한, 질화갈륨 기반 전력 소자는 저전압 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. 또한, 최근 새롭게 등장하는 산화갈륨 소재는 기존 SiC 및 GaN 기술과 기술적 보완성을 형성하여 저주파수 및 고전압 분야에서 잠재적인 응용 가능성을 가질 것으로 예상됩니다.
2세대 반도체 재료와 비교했을 때, 3세대 반도체 재료는 더 넓은 밴드갭 폭(1세대 반도체 재료의 대표적인 재료인 Si의 밴드갭 폭은 약 1.1eV, 2세대 반도체 재료의 대표적인 재료인 GaAs의 밴드갭 폭은 약 1.42eV, 3세대 반도체 재료의 대표적인 재료인 GaN의 밴드갭 폭은 2.3eV 이상), 더 강한 방사선 저항성, 더 강한 전기장 파괴 저항성, 더 높은 온도 저항성을 가지고 있습니다. 더 넓은 밴드갭 폭을 가진 3세대 반도체 재료는 특히 방사선 저항성, 고주파, 고전력 및 고집적 밀도 전자 소자의 생산에 적합합니다. 마이크로파 무선 주파수 소자, LED, 레이저, 전력 소자 및 기타 분야에서의 응용은 많은 주목을 받았으며 모바일 통신, 스마트 그리드, 철도 교통, 신에너지 자동차, 가전 제품, 자외선 및 청록색 광 소자에서 광범위한 개발 전망을 보여주었습니다[1].
게시 시간: 2024년 6월 25일