한국결정성장학회포럼 Special Session으로 구성
질화물반도체 기업 간 개발 동향토론

지난달 15일 제 2회 질화물반도체 소재부품 포럼이 한양대학교 백남학술정보관에서 개최됐다. 질화물반도체(GaN Wafer)는 한국과 일본을 중심으로 제품 개발과 원가 절감을 위한 노력이 꾸준히 진행되고 있다. 이번 포럼에서는 ‘GaN 기판 및 이를 응용한 소자 개발 동향’이란 주제로 질화물반도체 양산 경쟁에 따른 기업 간 개발 동향과 일본대지진에 따른 향후 전망에 대한 토론에 관심이 모아졌다. 지난해 12월 단독으로 열린 1회 포럼과는 달리 이번 포럼에서는 한국결정성장학회 Special Session으로 구성되어 한국결정성장학회와 한양대학교 세라믹연구소 주최로 진행됐다.

개회사에서 심광보 교수(한국결정성장학회 회장)는 ‘질화물 반도체 기판 및 소자 개발에 관련된 전문가들이 한 자리에 모여 공동의 관심사에 대한 정보 공유와 토론을 통해 보다 나은 개발 방향과 친목을 도모하길 바란다’며 ‘앞으로 질화물반도체 소재부품 포럼을 결정성장학회 춘·추계 학술대회 Special Session으로 구성할 예정’이라고 말했다.

.주제발표 내용 요약
□ 고출력 LED 시장 전망 및 제품 동향 (디스플레이서치, 캐빈 곽 상무)
현재의 LED시장은 공급 과잉에 의한 구매자의 시장이며,  특히 Mobile application에서 LED의 효율은 I-Pad 등에 탑재되는 Battery의 수명과 깊게 연관되기에 고출력, 고효율 LED개발을 위해 Vf감소를 위한 Epi layer개발 및 전극 디자인 변경 등이 주로 이루어지고 있다고 발표했다.
또한 국내의 S사의 개발 로드맵을 발표하면서 Free-standing GaN의 채용이 2012년부터 계획되어 있음을 언급하여 Free-standing GaN를 이용한 고출력 고효율 LED의 제품화가 멀지 않았음을 시사했다.

□ 질화물 기판 개발 동향(판크리스탈, 이현재 이사)
Hitach Cable사의 초고속성장(시간당 1.8mm) 및 Oxford사의 Multi-wafer 성장 설비의 개발(12장/Batch) 등을 소개하면서 현재 2000$인 GaN 기판 가격이 2015년에는 500$까지 하락할 것을 예상하였으며, 성장공법은 HVPE법이 주를 이룰 것으로 발표했다.

□ GaN기판 개발 동향(루미지엔테크, 이혜용 대표)
HVPE법에 의한 GaN wafer 제조 원가 절감을 위해서는 MOCVD장비 개발과 유사하게 batch 당 20매 이상의 Multi-wafer 설비의 개발이 필요하며, 제조원가에서 비중이 높은 Ga Metal의 결정화 율을 현재의 5% 대에서 20%수준까지 향상시키는 Reactor설계가 핵심이라고 발표.
발표가 끝나고 포럼참석자들과 일본의 스미토모, 히타치, 미쯔비스 등 일본 기업의 개발 동향과 한국 내 업체 별 개발 동향, GaN 기판의 제조 원가 절감을 위한 토론 등이 진행됐다.

□ 고출력 LED 개발 동향 (KOPTI, 백종협 박사)
고출력 LED 제조를 위해서 as-grown 상태의 에피를 이용한 top emi- ssion 방식, 수직형칩, TFFC(thin film flip chip) 등의 방법이 사용되고 있으며 현재 1A 까지는 대부분 큰 droop손실 없이 출력증가를 보여주고 있는 실정이다.
한편, 성능의 한계를 돌파하기 위해 GaN기판을 이용한 고출력 LED의 개발 가능성이 대두되고 있는데, 본 발표에서는 GaN 기판과 사파이어 기반 고출력 LED 의구조적인 차이점 및 공정상의 장단점을 살펴 본 후 LED 적용 가능성을 논의했다.

□ GaN계 전자소자 개발 현황 및 전망 (ETRI, 김해천박사)
The first commercial enhancement-mode GaN transistor has been introduced designed as power MOSFET replacements in 2009. For their power switching applications, GaN on Silicon is preferred with their high productivity and low cost.
In this presentation, the markets and technology trends of GaN transistors have been reviewed and recent results of ETRI research on GaN electronics are introduced.
 김동진 기자 rizzz@naver.com