- 분야
- 전자／전기
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고저항 에피탁시 기판을 이용한 반도체 수광 소자 및 이를 제조하는 방법
보유기관 및 연구자 : 한국에너지기술연구원 오준호 박사
- 개발상태
- 4/9
기술완성도
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/
표준화- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/
성능평가- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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TRL03
연구실 규모의
성능 검증- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
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TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/
실험- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
- 특허정보
기술개요
○ 태양광 및 광 다이오드, 메모리/비메모리/전력반도체 등 반도체 산업에 사용되는 다양한 스펙의 실리콘기판의 가스반응을 통한 Direct Gas-to-Wafer 저비용 제조 기술에 관한 것임
기술개발 배경
○ 기존 실리콘 웨이퍼 제작 공정
- 고온 쵸크랄스키법으로 성장한 실리콘 잉곳을 절단 가공하여 생산
- 고온공정비용 및 원재료 절단손실 등의 원가상승 요인 제거의 어려움 존재
기술의 특장점
○ 결정형 실리콘 기판상 에피택시층을 포함한 적층구조 박막을 플라즈마 증착 형성하여 제조
- 쵸크랄스키법 및 APCVD 대비 현저히 낮은 공정온도(최저 100℃ 가능)의 Direct Gas-to-Wafer 공정 가능
(공정비용 저감으로 인한 상용화 가능성 증대 효과)
- 100㎛ 내외 두께의 적층구조 박막 구현과 고품질 실리콘 기판 제조 가능
○ 모체기판 위에 Dual-Functional 분리층을 PECVD 통해 성장
- 모체기판 소모 없이 다공성 분리층 형성 가능 → 모체기판 반영구적 사용 가능
비즈니스 아이디어
○ 저저항/고저항/고품질 및 고순도 기판의 Direct Gas-to-Wafer 제조 (반도체산업)
- 저저항 Solar Wafer 제조 : 실리콘 태양전지용 P/N형 웨이퍼
- 고저항 실리콘 Wafer 제조 : 실리콘 광다이오드/방사선센서/Photonics
- 고품질/고순도 실리콘 Wafer 제조 : SOI웨이퍼, 메모리/비메모리반도체/전력반도체 제작
- Heteroepitaxy 기판제조 : GaN on Si, SiC on Si, Si(Ge) on GaN 등 이종소자 integration 구현
시장동향
○ 세계 반도체 시장은 2021년 4,522억 달러에서 연평균 6.8% 성장률로 2027년에는 약 6,700억 달러에 이를 것으로 전망
○ 세계 반도체 웨이퍼 시장은 2021년 170억 달러에서 연평균 4.8% 성장률로 2027년에는 약 225억 달러에 이를 것으로 전망
○ 최근 코로나19 이후 비대면 흐름이 강해지면서 가전, 자동차, PC 등에 쓰이는 반도체 수요가 증가하였고, 빅데이터, 인공지능(AI), 5G, 모바일, 자율주행, 데이터 센터 반도체 수요도 증가하고 있음
○ 디지털 혁신 가속화에 따라 전 세계 모든 시장에서 반도체 재료 시장이 뛰어난 성장세를 유지할 것으로 예측됨
