새로운 유형의 반도체 소재인 SiC는 뛰어난 물리화학적 특성과 전기적 특성으로 인해 단파장 광전자 소자, 고온 소자, 내방사선 소자, 그리고 고전력/고전력 전자 소자 제조에 가장 중요한 반도체 소재로 자리 잡았습니다. 특히 극한의 가혹한 조건에서 응용될 경우, SiC 소자의 특성은 Si 소자와 GaAs 소자의 특성을 크게 능가합니다. 따라서 SiC 소자와 다양한 센서는 점차 핵심 소자 중 하나로 자리 잡고 점점 더 중요한 역할을 수행하고 있습니다.
SiC 소자와 회로는 1980년대 이후, 특히 최초의 SiC 기판 웨이퍼가 시장에 출시된 1989년 이후 급속도로 발전해 왔습니다. 발광 다이오드, 고주파 고전력 및 고전압 소자와 같은 일부 분야에서 SiC 소자는 상업적으로 널리 사용되고 있습니다. 개발 속도는 매우 빠릅니다. 거의 10년의 개발 끝에 SiC 소자 공정은 상용 소자를 생산할 수 있게 되었습니다. Cree를 비롯한 여러 회사가 SiC 소자의 상용 제품을 제공하기 시작했습니다. 국내 연구 기관과 대학 또한 SiC 소재 개발 및 소자 제조 기술 분야에서 눈부신 성과를 거두었습니다. SiC 소재는 매우 우수한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있으며 SiC 소자 기술 또한 성숙되었지만, SiC 소자와 회로의 성능은 아직 완벽하지 않습니다. SiC 소재와 소자 공정 또한 끊임없이 개선되어야 합니다. S5C 소자 구조를 최적화하거나 새로운 소자 구조를 제안하여 SiC 소재의 장점을 최대한 활용하는 방법에 더 많은 노력을 기울여야 합니다.
현재 SiC 소자 연구는 주로 이산 소자에 집중되어 있습니다. 각 소자 구조 유형에 대해, 초기 연구는 소자 구조를 최적화하지 않고 해당 Si 또는 GaAs 소자 구조를 SiC에 단순히 이식하는 것입니다. SiC의 고유 산화층은 Si와 동일하며, SiO2이기 때문에 대부분의 Si 소자, 특히 m-pa 소자를 SiC에서 제조할 수 있습니다. 비록 단순한 이식에 불과하지만, 일부 소자는 만족스러운 결과를 얻었고, 일부는 이미 공장 시장에 출시되었습니다.
SiC 광전자 소자, 특히 청색 발광 다이오드(BLU-ray LED)는 1990년대 초 시장에 출시되었으며, 최초로 양산된 SiC 소자입니다. 고전압 SiC 쇼트키 다이오드, SiC RF 전력 트랜지스터, SiC MOSFET, 그리고 MESFET도 시판되고 있습니다. 물론 이러한 모든 SiC 제품의 성능은 SiC 소재의 뛰어난 특성을 충분히 발휘하지 못하며, SiC 소자의 더욱 강력한 기능과 성능은 여전히 연구 개발이 필요합니다. 이러한 단순한 이식만으로는 SiC 소재의 장점을 충분히 활용할 수 없는 경우가 많습니다. 심지어 SiC 소자의 일부 장점을 활용하는 분야에서도 마찬가지입니다. 초기 제조된 일부 SiC 소자는 해당 Si 또는 CaAs 소자의 성능을 따라잡지 못합니다.
SiC 재료 특성의 장점을 SiC 소자의 장점으로 더욱 잘 전환하기 위해, 현재 우리는 소자 제조 공정 및 소자 구조를 최적화하거나 새로운 구조와 새로운 공정을 개발하여 SiC 소자의 기능과 성능을 향상시키는 방법을 연구하고 있습니다.
게시 시간: 2022년 8월 23일