RFHIC(대표이사 조덕수)가 고출력 GaN(질화갈륨) RF 반도체 및 전력반도체의 소재로 적용 가능한 ‘4인치 다이아몬드 웨이퍼’ 개발을 국내 최초로 성공했다고 18일 밝혔다.

다이아몬드는 순수 천연 광물 중 가장 강하고 단단할 뿐만 아니라 열전도율이 뛰어나 반도체 및 광통신 소자에서 열 방출을 돕는 열방산체(thermal spreader)로 쓰이고 있다.

현재까지 개발된 다이아몬드 방열소재는 다이아몬드 파우더를 소결[1]한 직경 2인치 이하의 크기로, 칩 생산효율성에 한계가 있었다. 이에 RFHIC는 독보적인 기술력 및 자체적으로 보유하고 있는 마이크로웨이브 CVD(화학기상증착) 장비를 활용해 직경 4인치 다이아몬드 웨이퍼 개발에 성공했다.

RFHIC 관계자는 “반도체 회로의 집적화 및 미세화로 인해 칩에 치명적인 손상을 가할 수 있는 열 제어가 업계에서 중요하게 여겨지고 있는 상황”이라며, “반도체 외에도 전기차 배터리 등 다양한 산업에서 방열소재 개발에 주력하고 있어 당사가 국내 최초로 4인치 다이아몬드 웨이퍼를 개발한 것을 상당히 고무적으로 생각한다”고 밝혔다.

특히 GaN 소자에 RFHIC가 개발한 다이아몬드 웨이퍼를 접합 시킬 경우, 기존 구리(Cu)를 접합 시켰을 때와 비교하면 GaN RF 반도체 및 전력 반도체 소자 구동 시 4배 이상 열을 효과적으로 분산 및 배출시킬 수 있다. 이에 따라 열전도도가 높아짐으로써 기존의 구리(Cu) 방열소재 적용소자 대비 RF 출력을 최소 50%에서 최대 200%까지 증가시킬 수 있다고 회사측은 설명했다.

RFHIC 관계자는 “세계 유수의 기업과 연구기관에서 상용화가 가능한 대면적 다이아몬드 웨이퍼 제작 기술을 개발하고 있는 만큼 당사가 이번에 개발한 4인치 다이아몬드 웨이퍼 소자를 글로벌 시장 대상으로 선보일 수 있을 것이라 기대하고 있다”고 전했다.

이어 “초기에 5G, 6G, 위성통신, 방산용 전력증폭기에 사용할 수 있도록 테스트 및 양산을 추진할 계획이며, 향후에는 양자 컴퓨터 등에 적용될 수 있는 다이아몬드 웨이퍼도 개발할 예정”이라고 덧붙였다.