<시지트로닉스의 6인치 GaN 반도체 에피 웨이퍼>

국내 중소기업이 차세대 전력반도체로 평가받고 있는 질화갈륨(GaN) 전력용 반도체 6인치 웨이퍼 설계와 제조 등 일괄 기술체계를 구축했다. 수입에 의존해온 GaN 반도체 에피성장부터 소자공정까지 순수 국내 기술로 완성할 수 있는 가능성을 제시했다.

반도체 소자 제조기업 시지트로닉스(공동대표 심규환·조덕호)는 ‘GaN 전력소자’ 연구과제를 공동수행 중인 한국나노기술원에서 3세대 와이드밴드갭(WBG) 반도체 가운데 고주파 동작 성능이 탁월한 GaN 6인치 에피 기판에 인핸스먼트 모드(E-mode) 전력반도체 소자를 구현하는 데 성공했다고 7일 밝혔다.

WBG 반도체는 밴드갭이 1.1eV 정도인 기존 실리콘 반도체에 비해 밴드갭이 3.4eV 이상으로 높은 GaN, 실리콘 카바이드(SiC), 산화갈륨(Ga2O3)를 통칭한다. 그중 GaN 전력반도체는 세계적으로 기술 개발 경쟁이 심화되고 있다. 제어회로를 집적화할 수 있는 물질적 특성을 지닌 GaN이 미래 모빌리티 시스템 크기와 무게를 줄이고 전력효율을 높이는 데 매우 유리하기 때문이다.

GaN 전력반도체는 동작속도가 빨라 고주파(RF) 소자로 이동통신과 레이다 전력증폭기에 이용할 수 있으며, 정보통신기술(ICT) 뿐만 아니라 K-국방·K-우주용 등 고부가가치 반도체 산업구조로 전환하는 데 중요한 전략 부품으로 사용할 수 있다.

전북대 실험실 창업기업으로 창업한 시지트로닉스는 한국전자통신연구원(ETRI)에서 기술이전을 받아 국내 최초로 GaN을 이용한 전력반도체 개발에 성공했으며, 한국나노기술원과 GaN 반도체 에피 웨이퍼 소재 국산화 플랫폼을 구축해왔다.

그동안 외국에서 모든 에피 기판을 수입해 GaN 반도체 소자를 연구해 왔으나 자체적으로 GaN 전력용 반도체 6인치 웨이퍼 설계와 제조 기술 개발에 성공했다. 고도 기술력이 필요한 에피성장을 비롯해 소자공정까지 국산화할 수 있는 기술력을 확보했다.

이 회사는 이번 연구성과를 토대로 추가로 양산화 기술을 개발해 오는 2025년까지 에피성장을 포함한 모든 제조공정을 내재화해 새로운 GaN 전력 반도체를 출시할 계획이다.

심규환 대표는 “‘에피에서 소자까지’를 표방해 정전기, 광센서, 파워 분야 다양한 신소자 사업화를 추진하고 있다”며 “에피성장기술로 고유한 소자구조를 빠르게 구현해 성능과 가격 경쟁력을 동시에 확보하고 제품화하는 방식을 기술경영의 원칙으로 삼고 있다”고 말했다.