|
기술번호
|
KST2015014917
|
|
자료제공기관
|
미래기술마당
|
|
기술공급기관
|
서울시립대학교
|
|
기술명
|
전기전도성을 갖는 탄화규소 세라믹스 소재
|
|
기술개요
|
본 발명은 탄화규소 세라믹스용 조성물, 탄화규소 세라믹스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄화규소와, 이트륨나이트레이트(yttrium nitrate) 및 그 화합물 중에서 선택되는 적어도 하나를 구성물질로 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 세라믹스 제조용 조성물과, 이를 이용하여 제조되어 소결밀도, 도핑된 질소량이 높고 체적비저항이 낮은 탄화규소 세라믹스, 그리고 그 제조방법을 제공한다.본 발명의 일 실시예에서는 특히 주원료로서 β상의 탄화규소를 사용하였으며, 상기 이트륨나이트레트(yttrium nitrate) 및 이트륨나이트레이트 화합물 중에서 선택되는 적어도 하나는 소결조제 및 질소원으로서 동시에 작용을 하고, 이로부터 고밀도, 저 저항의 탄화규소 세라믹스를 제조할 수 있다. 본 발명에 의한 고밀도 및 저 저항 탄화규소 세라믹스는 소결밀도가 3.20 ～ 3.60g/cm3, 도핑된 질소량이 300 ～ 2000ppm으로 매우 높은값을 나타내고, 상온에서 체적 비저항이 1×10-4 ～ 9×10-3Ωcm로 낮아 전기전도성이 매우 우수하며, 4K(-269℃) ～ 100K(-173℃) 온도 구간에서 온도가 낮아짐에 따라 체적비저항이 오히려 낮아지는 거동을 나타내는 특징을 갖는다. 본 발명의 탄화규소 세라믹스는 높은 온도안정성을 가지므로 복잡형상 고온구조재료, 반도체 공정장비용 부품, 진공장비용 부품, 내플라즈마용 부품, 반도체 공정용 더미 웨이퍼, 반도체 공정용 히터 소재, 반도체 공정용 히터 플레이트 소재, 플라즈마 식각 챔버 내에서 응용될 수 있으며, 전기전도성을 요구하는 부품인 플라즈마 스크린 (plasma screen), 초점링(focus ring), 엣지링(edge ring), 고온 전극소재, 극저온 전극소재 등으로도 응용 가능하고, 전기 비저항(resistivity)이 매우 낮은 결과 복잡형상으로의 고속 방전 가공이 용이하다.
|
|
개발상태
|
특허만 신청.등록
|
|
기술의 우수성
|
본 평가대상기술에 의해 개발된 탄화규소 세라믹스는 130K 이하의 온도에서는 온도가 낮아짐에 따라 비저항이 낮아지는 전기적 도체와 같은 특성이 관찰되며, 이러한 특성을 지닌 탄화규소 소재는 규소를 소재로 하여 제작되는 기존의 반도체 소자, 집적회로 등에서는 극복될 수 없는 저온 영역에서의 회로 동작 한계온도(~ -50℃)를 극저온(> -260℃)까지 이르게 할 수 있는 차세대 반도체 소자 개발을 위한 소재로 이용이 가능하다.
본 평가대상기술에 의해 제조된 탄화규소 세라믹스는 그림 I-1에 의하면, 실온에서 체적비저항이 1×10-4 ~ 9×10-3 Ω㎝의 범위로 매우 낮으므로, 타 공정에 의해 제조되는 탄화규소 세라믹스보다 전기전도도가 높으며, 고속 방전 가공(electrodischarge machining, EDM)이 가능하다.
|
|
응용분야
|
본 평가대상기술로 개발된 탄화규소 세라믹스는 전기전도성을 요구하는 부품인 플라즈마 스크린(plasma screen), 초점링(focus ring), 엣지링(edge ring), 반도체 공정장비, 고온 전극소재, 극저온 전극소재, 핵융합로 내벽재료 등으로도 응용이 가능하다.
|
|
시장규모 및 동향
|
초고순도 탄화규소의 경우 주로 전자/반도체 산업에서 쓰이고 있으며 그 시장은 현재까지는 좀 더 특화되어 있고 소량의 고가에 판매되고 있는 상황이다. 탄화규소의 세계 시장규모는 지속적으로 상승하는 추세를 보이고 있는데, 표 I-3과 그림 I-4를 참조하면, 2008년 8,514억원에서 연평균성장률(CAGR) 8% 증가, 2019년에는 2조원에 육박할 것으로 전망하였으나, 최근 신규 시장 확대를 예상하여 연평균성장률 15% 이상을 전망하고 있으며, 이 경우, 2019년 전체 4조원 이상의 탄화규소 시장이 예상된다.
|
|
희망거래유형
|
|
|
사업화적용실적
|
|
|
도입시고려사항
|
|
