보유핵심기술
GaN 전력반도체
보유핵심기술
GaN 에피택시 웨이퍼 공정 어려움 : 고가성비의 대구경 동종 GaN 성장기판 웨이퍼 상용화 어려움
| (레거시)성장기판 웨이퍼 | GaN | Sapphire | Si | SiC |
|---|---|---|---|---|
| 동종물질 성장기판 | 이종물질 성장기판 | |||
| GaN 에피택시 (광반도체,전력반도체) 성막 구조 |
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| GaN 소재와 격자상수 차이 (Δα) | 0% | 13 | 17 | -3.5 |
| GaN 소재와 열팽창계수 차이 (Δα) | 0% | -34 | 55 | 25 |
| AIN 소재와 격자상수 차이 (Δα) | 2.5% | 13 | 19 | 1 |
| 결정 결함 밀도 | 10³~10⁵/㎠ | middle 10⁷ | low 10¹⁰ | middle 10⁸ |
| 열전도율 | 보통 | 나쁨 | 좋음 | 매우 좋음 |
| 동작품질 (신뢰성) | 매우 좋음 | 보통 | 매우나쁨 | 나쁨 |
| 기판 가격 | 매우 높음 | 보통 | 낮음 | 높음 |
| 최대 기판 직경 | 4 인치 | 8 인치 | 12 인치 | 8 인치 |
열-기계적 스트레스 기인성 결정 결함
성능, 품질, 신뢰성 저하
초고속·초저지연·초연결성의 무선통신 품질을 만족시키는 5G & 5G+ 통신 모듈의 핵심 부품인 고출력 파워증폭 소자(HEMT)의 핵심 소재로 사용하는
GaN 에피택시 웨이퍼는 통상적으로 높은 열전율 물성을 갖춘 전기절연성 탄화규소(SI-SiC) 성장기판 위에 성막하여 제조하는데,
이는 파워증폭소자가 동작시에 다량의 열이 발생하는데 이로인해 소자 신뢰성 및 수명, 그리고 모듈 품질에 막대한 영향을 미치고 있어
추가적으로 고방열능을 갖춘 솔루션이 필요한 상황
최근 글로벌적으로 제안되어 주목받고 있는 솔루션으로 GaN 에피택시 품질은 저하없이 유지하되 두께를 최소화하는 방향으로
진행 중인데,
웨이브로드㈜ 또한 0.35㎛ 두께를 갖는 GaN 에피택시 웨이퍼가 개발되어 있음.
기존 레거시 두께는 2㎛ 수준
| 특장점 | 용도 | |
|---|---|---|
| SiC WES™ | 고성능, 고방열 수평형 트랜지스터 대응 | 고주파(RF) 소자 특화 |
| Si WES™ | 고가성비, 수평형 트랜지스터 대응 | 고주파(RF)및 스위칭(<1,200V)소자 |
| AIN WES™ | 고가성비, 수직형 트랜지스터 대응 | 스위칭 소자(≥2,000V)특화 |
| (레거시)성장기판 웨이퍼 | GaN | Sapphire | Si | SiC | WES™ |
|---|---|---|---|---|---|
| 동종물질 성장기판 | 이종물질 성장기판 | ||||
| GaN 에피택시 (광반도체,전력반도체) 성막 구조 |
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| GaN 소재와 격자상수 차이 (Δα) | 0% | 13 | 17 | -3.5 | 0 |
| GaN 소재와 열팽창계수 차이 (Δα) | 0% | -34 | 55 | 25 | 0 또는 완화 |
| AIN 소재와 격자상수 차이 (Δα) | 2.5% | 13 | 19 | 1 | 0 또는 완화 |
| 결정 결함 밀도 | 10³~10⁵/㎠ | middle 10⁷ | low 10¹⁰ | middle 10⁸ | 10⁶~10⁷ |
| 열전도율 | 보통 | 나쁨 | 좋음 | 매우 좋음 | 좋음 |
| 동작품질 (신뢰성) | 매우 좋음 | 보통 | 매우나쁨 | 나쁨 | 매우 좋음 |
| 기판 가격 | 매우 높음 | 보통 | 낮음 | 높음 | 보통 |
| 최대 기판 직경 | 4 인치 | 8 인치 | 12 인치 | 8 인치 | 8 인치 |
