일본 연구진이 SiC웨이퍼의 결함은 줄이고, 가공시간을 단축하는 기술을 개발했다. 향후 SiC 디바이스의 실용화 보탬은 물론 자동차와 전자기기의 에너지 절약화에도 도움이 될 전망이다.

NEDO는 동양탄소(주)와 간사이 가쿠인대학과 함께 ‘Si증기압 부식기술’을 이용해 ‘SiC 웨이퍼 수평표면 처리기술’을 완성했다고 14일 밝혔다.

또한 기존 공법보다 결함이 1/20으로 절감됐으며 간편한 웨이퍼 박판화 가공과 고품질 박판화 SiC 에피웨이퍼 제조가 가능해졌다고 전했다.

더불어 동양탄소(주)는 기술을 통합해 양산제조 장치를 도입, 제품화하고 있으며 특정고객에게 고품질 박판화 SiC 에피 웨이퍼의 샘플 공급을 개시했다고 언급했다.

반도체 SiC로 만든 파워디바이스는 반도체 Si보다 뛰어난 전기적 특성으로 낮은 전력변환 손실로 자동차 탑재시에는 연비의 약 10% 개선이 기대되고 있다.

반면에 SiC는 표면 연마가 어려운 것이 단점으로 작용해 고품질의 웨이퍼를 안정공급하기엔 어려움이 있었다.

이에 NEDO는 동양탄소(주)와 간사이 가투인대학(카네코 타다이키 이공학부 교수) 연구팀과 ‘Si 증기압 에칭법’으로 독자적인 SiC 웨이퍼의 수평처리 기술개발에 성공했다.

동양탄소의 ‘Si 증기압 부식기술’은 TaC/Ta도가니의 내벽에 Si를 넣고 그 도가니 속에 SiC웨이퍼를 배치하고 고온 진공로에서 가열한다. 도가니 내부에서는 Si증기와 SiC웨이퍼 사이에 열화학 반응이 일면서 SiC웨이퍼 표면이 부식되고 평탄화한다.

해당 기술을 이용했을 때 기존 CMP처리한 SiC에피 웨이퍼에 내재하는 가공변형도/잠상 제작이 가능했으며 그 결과 Si 증기압 에칭법으로 처리한 SiC에피 웨이퍼의 결함이 기존보다 1/20으로 절감되는 것이 확인 됐다.

또한 해당 기술이 열화학 에칭법이기 때문에 기계 연마로 발생하는 깨짐도 적어져 웨이퍼 박판화 가공이 쉬워지고 고품질 박판화 SiC 에피 웨이퍼 제조도 쉬워졌다.

NEDO 관계자는 “향후 해당 기술을 통해 디바이스의 공정 및 비용 절감에 도움이 기대된다”고 밝혔다.