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문재경,배성범,장우진,임종원,남은수,Mun, J.K.,Bae, S.B.,Chang, W.J.,Lim, J.W.,Nam, E.S. 한국전자통신연구원 2012 전자통신동향분석 Vol.27 No.1
차세대 화합물 반도체 플랫폼으로 각광을 받고 있는 GaN 전자소자 글로벌 연구개발 동향에 관하여 기술하고자 한다. GaN 전자소자는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$) 등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. GaN 전자소자 기술동향에서는 먼저 미국, 유럽, 일본을 중심으로 한 대형 국책 연구프로젝트 분석을 통한 RF 전력증폭기 연구개발 방향을 살펴보고, 후반부에서는 이동통신 기지국, 선박 및 군용 레이더 트랜시버용 고출력 RF 전력증폭기의 응용 분야에 관하여 알아본다. 이러한 총체적인 동향분석을 통하여 차세대 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 GaN 전자소자의 연구개발 방향과 조기상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.
차세대 고효율/고출력 반도체: GaN 전력소자 연구개발 현황
문재경,민병규,김동영,장우진,김성일,강동민,남은수,Mun, J.K.,Min, B.G.,Kim, D.Y.,Chang, W.J.,Kim, S.I.,Kang, D.M.,Nam, E.S. 한국전자통신연구원 2012 전자통신동향분석 Vol.27 No.4
차세대 에너지 절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN(Gallium Nitride) 전자소자의 연구개발 동향, 특히 전력증폭기용 GaN 기술동향에 관하여 기술하였다. GaN 전자소자는 와이드 밴드갭($E_g=3.4eV$)과 고온($700^{\circ}C$) 안정성 등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF(Radio Frequency) 전력증폭기와 고전력 스위칭 소자로서 큰 장점을 갖는다. 본고에서는 차세대 GaN 전력소자의 주요 특성을 소개하고 미국, 유럽, 일본을 중심으로 한 대형 국책 연구 프로젝트 분석을 통한 GaN 전력소자 연구개발 방향 및 GaN 전력소자 시장과 주요 특허 현황을 살펴보았다. 또한 국내의 주요 연구개발 현황과 현재 수행 중이거나 완료된 연구개발 과제를 간략하게 언급하였다. 이러한 연구개발 현황분석을 통하여 GaN 기술의 중요성과 함께 국산화의 시급성을 강조하고자 한다.
GaN 전력반도체 글로벌 연구개발 현황 및 미래 발전방향
문재경,배성범,이형석,정동윤,Mun, J.K.,Bae, S.B.,Lee, H.S.,Jung, D.Y. 한국전자통신연구원 2016 전자통신동향분석 Vol.31 No.6
GaN 전력반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 높은 이동도 및 낮은 온-저항 특성으로 인하여 차세대 고속/저손실 고효율 전력반도체 소자로서 각광을 받고 있다. 그럼에도 불구하고 글로벌 GaN 전력반도체 기술개발과 상용화는 초기단계로 선진업체 캐치업과 추월이 가능한 분야이다. GaN 반도체의 재료적 장점과 현재 상용화된 200V 이하급과 650V급 GaN 전력반도체 소자의 글로벌 시장동향으로 볼 때 고속 스위칭과 전력모듈 소형화 및 시스템의 고효율화를 요구하는 제품응용에 특화해야할 것으로 판단된다. 특히 기존 Si 전력반도체 대비 고성능 GaN 제품의 저가격화뿐만 아니라 선진기업과의 경쟁력 확보를 위하여 6인치 기반 Au-free CMOS 호환 공정 개발을 통한 GaN 전력반도체 기술의 국산화와 신시장 선점을 위한 조기 상용화의 중요성을 강조하고자 한다.
장우진,문재경,이형석,임종원,백용순,Chang, W.,Mun, J.K.,Lee, H.S.,Lim, J.W.,Baek, Y.S. 한국전자통신연구원 2018 전자통신동향분석 Vol.33 No.6
In this paper, we review the technical trends of diamond and gallium oxide ($Ga_2O_3$) semiconductor technologies among ultra-wide bandgap semiconductor technologies for harsh environments. Diamond exhibits some of the most extreme physical properties such as a wide bandgap, high breakdown field, high electron mobility, and high thermal conductivity, yet its practical use in harsh environments has been limited owing to its scarcity, expense, and small-sized substrate. In addition, the difficulty of n-type doping through ion implantation into diamond is an obstacle to the normally-off operation of transistors. $Ga_2O_3$ also has material properties such as a wide bandgap, high breakdown field, and high working temperature superior to that of silicon, gallium arsenide, gallium nitride, silicon carbide, and so on. In addition, $Ga_2O_3$ bulk crystal growth has developed dramatically. Although the bulk growth is still relatively immature, a 2-inch substrate can already be purchased, whereas 4- and 6-inch substrates are currently under development. Owing to the rapid development of $Ga_2O_3$ bulk and epitaxy growth, device results have quickly followed. We look briefly into diamond and $Ga_2O_3$ semiconductor devices and epitaxy results that can be applied to harsh environments.