다이아몬드 기판 상 질화 갈륨(GaN-on-diamond) 반도체 특허

이번에 소개해드리는 등록특허는 당소에서 출원 및 등록을 담당한 주식회사 RFHIC의 반도체 발명에 관한 것입니다. 5G 시대를 맞이하여 RFHIC는 더욱 더 고출력, 고효율, 고신뢰성의 RF 칩 등 5G 관련 부품을 생산하고 있습니다. 본 등록특허는 5G뿐만 아니라 레이더 등의 방위산업에도 활용될 수 있는 GaN-on-diamond 구조에 관한 것입니다.

본 특허가 해결하는 문제 – GaN-on-diamond의 버퍼층 제거 또는 최소화

최신 RF 칩에는 GaN(질화갈륨) HEMT(고전자이동도 트랜지스터)가 이용되며, GaN/AlGaN 등으로 구성한 이들 반도체의 활성 층에서 많은 열이 발생하므로 그 활성 층 아래에 다이아몬드 기판을 둠으로써 방열 특성을 높여 왔습니다. 그런데 다이아몬드와 GaN은 물성이 서로 달라 서로 잘 붙지 않습니다. 따라서 종래에는 이들을 서로 결합하여 묶어두기 위한 버퍼 층이 활용되었습니다. 그런데 그러한 버퍼 층에 포함될 수 있는 물질, 예컨대,질화규소와 같은 물질은 열 장벽으로 작용하여 방열 특성을 떨어뜨리는 문제가 있었습니다.

다이아몬드 기판
본 발명의 일 실시 예에서 나타나는 모아레 초격자

본 특허의 기술적 특징

본 발명은 버퍼 층을 없애고 이를 아주 얇은 그래핀 층이나 육방정계 질화붕소 층으로 대체하여 문제를 해결하는 기술적 내용을 담고 있습니다. 서로 다른 재료 간의 접합 시 생기는 격자 상수 불일치와 같은 문제도 해결하면서 동시에 방열 특성이 더욱 향상된다고 보시면 될 것입니다. 모쪼록 이 방법으로 해마다 크게 성장하고 있는 GaN-on-diamond 시장에서 RFHIC가 가진 경쟁력이 더욱 배가되길 바랍니다.

이타 특허법률사무소 – 재료, 반도체 소자에 관한 전문성

저희 이타 특허법률사무소는 코스닥 상장 회사, 국내외 중소기업, 외국 정부기관, 국내외 대학, 연구소, 의료기관 등을 대리하고 있으며, 국내 지식재산권 문제뿐만 아니라 국제 지식재산권 문제에 대해서 고객님들께 자문을 드리고 있습니다. 본 등록특허에서와 같이 저희 다양한 전문 분야 중 전기, 전자, 재료, 반도체 소자 등에 관한 저희 전문성이 많은 분께 도움이 될 수 있기를 바랍니다.