에를랑겐에 위치한 프라운호퍼 IISB(통합 시스템 및 장치 기술 연구소)와 베텐베르크에 위치한 마이크로파 및 무선 주파수 플라즈마 시스템 제조업체인 PVA TePla AG는 알루미늄 질화물(AlN) 결정 생산을 위한 공동 연구소에서 전문 기술을 결합하고 있습니다.
유럽 최초로, 이번 파트너십을 통해 연구 개발 목적으로 직경 2인치 단결정 AlN 기판의 소량 생산이 산업적으로 지원될 수 있게 되었습니다. 이는 유럽 내 AlN 기판 공급을 크게 개선하여 AlN 기반 소자 및 시스템 개발과 산업 응용 분야로의 전환을 가속화할 것입니다.
질화알루미늄(AlN)은 차세대 고성능 전자 장치에 가장 유망한 소재 중 하나입니다. 초광대역 밴드갭(UWBG) 반도체인 AlN은 광전자, 전력 전자, 고주파 전자 및 극한 환경에서 작동하는 전자 장치에 새로운 가능성을 열어줍니다. 그러나 현재까지 고품질, 대면적, 비용 효율적인 AlN 기판의 부족이 AlN 기반 전자 시스템 개발을 저해하는 요인으로 작용해 왔습니다.
프라운호퍼 IISB의 질화물 소재 그룹 리더이자 AlN 소재 개발 책임자인 스벤 베젠되르퍼 박사는 “공동 연구소를 통해 유럽에서 안정적인 AlN 기판 공급을 확보하기 위한 기반을 마련하고 있으며, 이를 통해 차세대 고성능 AlN 소자 개발에 새로운 가능성을 열어가고 있습니다.”라고 말했습니다. “PVA TePla와 함께 산업용 결정 성장 분야의 전문성을 활용하여 구체적인 응용 분야로의 전환을 위한 필수 조건을 조성하고 있습니다.”
검증된 장비 기술과 독자적인 공정 노하우의 만남
공동 연구소에서 프라운호퍼 IISB는 자체 개발한 PVT(물리적 증기 수송) 공정 기술을 사용하여 2인치 크기의 AlN 벌크 결정을 생산하고 있습니다. 이 공정에서 AlN 분말은 도가니 안에서 2000°C가 훨씬 넘는 고온에서 기화되어 종자 결정 위에 증착됩니다. PVA TePla는 이러한 목적에 맞는 PVT 시스템을 제공하며, 이 시스템은 이미 전 세계적으로 8인치 직경의 탄화규소(SiC) 결정 생산에 사용되고 있으며, 이번에 2인치 AlN 결정 성장에 맞게 특별히 개조되었습니다.
프라운호퍼 IISB의 공정 전문 지식 덕분에 PVA TePla 팀은 자체 시설에서 유사한 품질의 AlN 결정을 신속하게 생산할 수 있었습니다. 공동 연구소는 2인치 AlN 결정의 안정적인 소량 생산에 집중하고 있습니다. 현재 공정 안정성, 재현성, 수율 및 비용 구조를 체계적으로 최적화하기 위해 생산량을 점진적으로 늘리고 있습니다.
“알루미늄 질화물을 통해 우리는 SiC에 이어 차세대 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다.”라고 PVA TePla의 R&D 부사장인 얀 파이퍼 박사는 말합니다. “공동 연구소를 통해 우리는 장비 전문 지식과 프라운호퍼 IISB의 공정 노하우를 직접 결합하여 전 세계 고객에게 시장 지향적인 솔루션을 조기에 제공할 수 있습니다.”라고 그는 덧붙입니다. “우리의 공동 목표는 적합한 기판을 통해 AlN 분야의 시장 발전을 촉진하고, 이 분야에 진출하고자 하는 기업들에게 적절한 장비와 관련 공정 전문 지식을 제공하는 기술 파트너로서 지원하는 것입니다.”
산업 규모 확대를 통한 유럽의 기술 주권 강화
공동 연구소에서 생산된 AlN 결정은 프라운호퍼 IISB에서 에피레이팅 준비가 완료된 AlN 기판으로 추가 가공된 후, 에를랑겐에 위치한 연구 개발 기업 LZE GmbH를 통해 산업 개발 및 스케일업 공정으로 전환됩니다. LZE의 대표이사 크리스티안 포스터 박사는 “유럽의 반도체 주권을 위해서는 새로운 핵심 소재를 개발하는 것뿐만 아니라 신속하게 산업 응용 분야로 전환하여 확장 가능한 가치를 창출하는 것이 매우 중요합니다.”라고 말합니다. “LZE GmbH는 최첨단 기술 시장을 통해 기업과 연구 기관에 전 세계적으로 유일무이하고 개방적인 AlN 기판 접근성을 제공합니다. 이를 통해 대량 생산 산업 시장을 위한 유망한 응용 분야가 더욱 빠르게 시장에 출시될 수 있도록 지원합니다.”
게시 시간: 2026년 7월 20일