NPOL > Members > [Seminar] 2013, MSE Special Seminar, Prof. Ho-Young Cha

[Seminar] 2013, MSE Special Seminar, Prof. Ho-Young Cha
[Seminar] 2013, MSE Special Seminar, Prof. Ho-Young Cha
글쓴이 : 최고관리자   날짜 : 13-07-10 21:48  
조회 : 1,644
MSE special seminar - Prof. Ho-Young Cha (Hongik University)

Title: High Efficiency GaN Power Semiconductors for Next-Generation Power Electronics



Abstract
21세기의 고도 정보사회를 지탱하는 전기에너지는 세계적으로 다양한 사용목적에 의한 수용증대에 따라 원활한 전력의 변환, 제어기술 및 전력변환시의 손실문제 해결, 에너지 이용의 고효율화의 요구로 인해 그 중요성이 크게 부각되고 있다. 이와 같은 현실을 고려할 때 미래사회를 지탱할 수 있는 주요기술의 하나로 전력 전자기술의 핵심인 전력변환용 소자에 거는 기대는 한층 강해지고 있다. 더욱이 최근 에너지난의 심화와 세계적인 환경문제에 대한 경각심 등으로 인하여 전기에너지를 절약할 수 있는 고효율, 친환경 전력소자에 대한 관심이 크게 증대되고 있다.
지금까지는 실리콘 (Si) 기반의 전력소자 기술이 대부분의 전력반도체 시장을 주도하고 있지만 전력기기 로드맵에 의하면 전력밀도가 해가 거듭되면서 지속적으로 증가하기 때문에 현재의 Si 기반 전력소자가 가지고 있는 내열, 내압, 전력손실, 전력밀도 등에서 나타나는 많은 기술적인 한계로 인하여 전력시스템/전기기기의 효율이 눈에 띄게 감소하게 될 것으로 예상된다. 따라서 새로운 신소재를 이용한 전력변환 시스템의 전력변환효율과 신뢰성 향상에 대한 필요성이 크게 대두되고 있는 시점이다. 이러한 시대적 요구에 부응하는 고효율 전력반도체로 wide bandgap 반도체인 SiC와 GaN에 대한 관심이 높다. SiC와GaN는 넓은 에너지 밴드갭으로 인하여 Si 보다 동일 구조 대비 10배 가까이 높은 항복전압을 구현할 수 있으며 누설전류가 극히 작아 에너지 절약 성능이 우수하다. 그리고 AlGaN/GaN 이종접합 구조의 경우 높은 전자이동도로 인하여 SiC에 비하여 낮은 온저항과 빠른 스위칭 속도의 부가적 장점을 지니고 있고 상대적으로 우월한 웨이퍼 가격경쟁력을 가지고 있다. 또한 이미 형성되어 있는 GaN 기반의 LED와 RF 소자 시장이 견인차 역할을 하고 있으며, 특히 Si 기판에 성장되는 GaN-on-Si에 대한 기대가 매우 높다. 최근에는 이러한 연구노력의 결과로 600 V 급 고효율 GaN 전력소자가 상용화 단계에 이르렀다.
본 세미나에서는 wide bandgap 반도체, 특히 GaN 기반의 전력반도체에 중점을 두고 연구배경, 소자기술 소개, 현재의 기술 수준 및 향후 개선해 나아가야 할 문제점들에 대하여 논의하고 이와 더불어 홍익대학교의 GaN 전력소자 보유기술에 대하여 소개한다.