GaN 디바이스의 게이트 내압 과제를 해결하였고, 기지국 및 데이터 센터용 전원의 저소비전력화와 소형화에 기여

로옴(ROHM) 주식회사(본사 : 교토 / www.rohm.co.kr)는 산업 기기 및 통신 기기를 비롯한 각종 전원 회로용으로 150V 내압의 GaN HEMT(이하, GaN 디바이스 : 질화 갈륨인 GaN은 차세대 파워 디바이스에 사용되는 화합물 반도체 재료로, 일반적인 반도체 재료인 실리콘에 비해 물성이 우수하여, 고주파 특성을 활용한 채용이 시작됨)의 업계 최고 8V 게이트 내압(게이트 - 소스 정격전압 : 소스 사이에 인가할 수 있는 최대 전압으로, 동작에 필요한 전압을 구동 전압이라고 하며, 특정 임계치 이상의 전압을 인가하면, GaN HEMT는 동작된 상태가 됨) 기술을 개발했다.
최근 IoT 기기의 증가에 따라 수요가 확대되고 있는 서버 시스템 등에 있어서 전력 변환 효율 향상 및 장치의 소형화가 중요한 사회적 과제로 대두되고 있으며, 이에 따라 파워 디바이스의 진화가 한층 더 요구된다. 이는 제품 개발의 배경이 된다.
GaN 디바이스는 실리콘 디바이스 대비 저 On 저항치와 고속 스위칭 성능이 우수하여 기지국이나 데이터센터 등 각종 스위칭 전원의 저소비전력화 및 소형화에 기여하는 디바이스로서 활용이 기대되고 있다. 그러나 게이트 - 소스 정격전압이 낮아, 스위칭 시에 정격을 넘는 오버슈트 전압이 발생하는 경우가 있으므로 디바이스의 신뢰성에 큰 과제가 있었다. 로옴은 독자적인 구조를 통해 게이트 - 소스 정격전압을 일반적인 6V에서 8V로 높이는데 성공했다. 이에 따라 고효율이 요구되는 GaN 디바이스 채용 전원 회로의 설계 마진 향상 및 고신뢰성화가 가능하다.
또한 낮은 기생 인덕턴스로 디바이스의 성능을 최대화시킴과 동시에 기판 실장이 용이하고, 방열성도 우수한 전용 패키지를 개발함으로써 기존의 실리콘 디바이스를 대체하여 사용할 때나 실장 공정에서의 핸들링이 용이하다. 앞으로도 로옴은 본 기술을 사용한 GaN 디바이스의 개발을 가속화하여 2021년 9월 제품 샘플을 출하할 예정이다.

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