美 어플라이드, SiC 반도체 ‘6인치→8인치’ 전환 이끈다

김도현 기자 2021.09.15 10:38:26

- 웨이퍼당 다이 생산량 2배 확대 기대

[디지털데일리 김도현 기자] 미국 어플라이드머티어리얼즈(이하 어플라이드)가 탄화규소(SiC) 반도체 시장 확대에 나선다.

15일 어플라이드는 신기술 및 신제품을 통해 SiC 반도체 제조사가 기존 6인치(150mm)에서 8인치(200mm) 웨이퍼 생산 체계로 전환하는 것을 지원한다고 밝혔다. 이를 통해 웨이퍼당 다이 생산량이 2배 늘어나 프리미업금 전기차 파워트레인 수요 대응이 가능할 것으로 기대된다.

SiC는 실리콘(Si)과 탄소(C)를 높은 온도로 가열해 제조한 인공 화합물이다. Si 대비 전력 변환 손실이 10분의 1 수준으로 전기차와 5세대(5G) 이동통신 등에 사용되는 전력반도체 웨이퍼로 주목받고 있다.

다만 Si보다 자연적 결함에 더 민감하다는 부분은 해결 과제다. 이는 전기적 성능과 전력 효율 신뢰성 수율 등을 저하할 수 있다. 웨이퍼를 양산에 최적화하고 결정격자에 손상을 최소화하며 회로를 구현하는 첨단 재료공학이 요구된다.

순다르 라마무르티 어플라이드 ICAPS 그룹 부사장 겸 총괄매니저는 “전 세계적으로 반도체 수요가 급증함에 따라 반도체 제조사는 웨이퍼 크기를 지속적으로 대형화해 생산량을 크게 늘려야 한다. 우리는 현재 또 다른 혁신의 초기 단계며 어플라이드의 재료공학으로 산업 전반이 혜택을 받게 될 것”이라고 말했다.

그렉 로우 크리 최고경영자(CEO)는 “운송 산업 전동화는 상승 추세며 우리는 울프스피드(Wolfspped) 기술로 Si에서 SiC로 변곡점을 가속화하고 있다. 크리는 대형화된 200mm 웨이퍼에 최고 성능 SiC 전력 소자를 생산해 최종 고객의 가치를 높이고 증가하는 수요에 대응한다”고 강조했다.

웨이퍼 표면 결함은 후속 레이어를 통해 전달되기 때문에 SiC 웨이퍼의 표면 품질은 SiC 소자 제작에 중요하다. 이를 위해 어플라이드는 ▲연마 ▲소재 제거 측정 ▲세정 ▲건조 등을 하나의 시스템에 통합한 ‘미라 듀럼(Mirra Durum)’ 화학기계연마(CMP) 시스템을 개발했다.

이 시스템은 기계로 연마된 SiC 웨이퍼와 비교했을 때 완성된 웨이퍼 표면조도(거친 정도)를 50분의 1로 감소시켰다. 배치 CMP 공정 시스템에 비해 표면조도를 3분의 1로 줄이기도 했다.