SiC – 탄화규소

탄화규소(SiC)는 1893년 연삭 휠과 자동차 브레이크용 산업용 연마재로 발견되었습니다. 20세기 중반경부터 SiC 웨이퍼는 LED 기술에까지 활용 범위가 확대되었습니다. 이후 우수한 물리적 특성 덕분에 수많은 반도체 응용 분야로 사용이 확장되었습니다. 이러한 특성은 반도체 산업 안팎에서 SiC의 광범위한 용도에서 분명하게 드러납니다. 무어의 법칙이 한계에 다다르고 있는 상황에서, 많은 반도체 업계 기업들은 미래의 반도체 소재로 탄화규소에 주목하고 있습니다. SiC는 여러 가지 다형체로 생산될 수 있지만, 반도체 산업에서는 대부분 4H-SiC 기판이 사용되며, SiC 시장이 성장함에 따라 6H-SiC는 점차 사용량이 줄어들고 있습니다. 4H-SiC와 6H-SiC를 언급할 때, H는 결정 격자 구조를 나타내고, 숫자는 결정 구조 내 원자의 적층 순서를 나타냅니다. 이는 아래 SVM 기능 차트에 설명되어 있습니다. 탄화규소의 장점 탄화규소는 기존의 실리콘 기판에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 그중 가장 큰 장점은 높은 경도입니다. 이러한 경도는 고속, 고온 및/또는 고전압 응용 분야에서 탄화규소에 유리한 환경을 제공합니다. 탄화규소 웨이퍼는 열전도율이 높아 열을 효과적으로 전달할 수 있습니다. 이는 전기 전도성을 향상시키고 궁극적으로 소형화를 가능하게 하는데, 이는 탄화규소 웨이퍼로 전환하는 주요 목표 중 하나입니다. 탄화규소 기판은 열팽창 계수 또한 낮습니다. 열팽창은 물질이 가열되거나 냉각될 때 팽창 또는 수축하는 정도와 방향을 나타냅니다. 가장 흔한 예는 얼음이지만, 얼음은 대부분의 금속과는 반대로 냉각될 때 팽창하고 가열될 때 수축합니다. 탄화규소의 낮은 열팽창 계수는 가열되거나 냉각될 때 크기나 모양이 크게 변하지 않음을 의미하며, 이는 소형 ​​장치에 적합하고 단일 칩에 더 많은 트랜지스터를 집적하는 데 이상적입니다. 이러한 기판의 또 다른 주요 장점은 열충격에 대한 높은 저항성입니다. 이는 실리콘 카바이드가 파손이나 균열 없이 급격한 온도 변화에도 견딜 수 있다는 것을 의미합니다. 이러한 특성은 기존의 벌크 실리콘에 비해 수명과 성능을 향상시키는 또 다른 중요한 장점으로, 소자 제작 시 확실한 이점을 제공합니다. 열적 특성 외에도, 실리콘 카바이드는 매우 내구성이 뛰어난 기판이며 최대 800°C의 온도에서도 산, 알칼리 또는 용융염과 반응하지 않습니다. 이러한 특성 덕분에 다양한 응용 분야에서 활용도가 높으며, 많은 응용 분야에서 벌크 실리콘보다 우수한 성능을 발휘합니다. 또한, 1600°C 이상의 고온에서도 안전하게 사용할 수 있는 높은 강도를 지니고 있어 사실상 모든 고온 응용 분야에 적합한 기판입니다.