수리과학, 물리학, 화학, 생명과학 분야와 이들을 기반으로 한 융&복합 분야
미래 산업 경쟁력 강화의 근간이 되는 소재 및 ICT 분야
과제 & 연구자
큰 꿈을 향한 무한탐구의 연구열정,
삼성미래기술육성사업이 응원하며 함께 하겠습니다.
다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질을 이용한
고성능 전력반도체용 임베디드 열관리의 핵심요소 기술 개발
□ 연구목적 및 목표
- 본 연구는 고성능·고발열 전력반도체에서의 에너지 관리 및 제어를 위한 열관리 기술 개발 연구로, 기존 열관리 소재의 한계를 극복하는 열적 메타 소재의 원천기술을 확보함으로써 고성능·고발열 전력반도체에서의 과열현상이나 전력효율문제에 관한 기술적인 현안들을 해결하고자 함.
그림 1 다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질 기술 개발
□ 연구의 필요성
- 전통적인 열관리 기술은 고전자이동도 트랜지스터(HEMT) 등 새로운 소자기술에 기반한 전력반도체의 스위칭 및 전도 손실에 따른 온도상승과 이로 인한 신뢰성 및 내구성 저하 문제를 해결하기 어려움. 따라서 효과적인 열관리 기술이 고성능 전력반도체를 위한 핵심 요소 기술로 여겨지고 있으나 관련 국내 연구는 매우 제한적인 실정임.
□ 기존과 차별성 및 임팩트
- 기존 전력반도체에서의 열관리는 히트싱크를 이용한 공랭식 및 수랭식 방식이 있으나 고성능 반도체에서의 높은 발열량을 방열하기에는 턱없이 낮은 열전달 성능을 가짐.
- 최근 베이스플레이트에 직접 냉각을 위한 유로를 제작하는 임베디드 쿨링 방법으로 발열문제를 개선 중이나 낮은 수평 열전도도 및 온도 불균일성으로 신뢰성문제가 야기되고 있음.
- 본 연구에서 제안하는 새로운 소재와 구조를 이용한 열관리는 원천기술 확보가 가능하다면 기존대비 적은 에너지를 사용하면서 훨씬 높은 방열성능을 기록할 수 있을 것으로 기대됨.
다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질을 이용한 고성능 전력반도체용 임베디드 열관리의 핵심요소 기술 개발 □ 연구목적 및 목표 - 본 연구는 고성능·고발열 전력반도체에서의 에너지 관리 및 제어를 위한 열관리 기술 개발 연구로, 기존 열관리 소재의 한계를 극복하는 열적 메타 소재의 원천기술을 확보함으로써 고성능·고발열 전력반도체에서의 과열현상이나 전력효율문제에 관한 기술적인 현안들을 해결하고자 함. 그림 1 다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질 기술 개발 □ 연구의 필요성 - 전통적인 열관리 기술은 고전자이동도 트랜지스터(HEMT) 등 새로운 소자기술에 기반한 전력반도체의 스위칭 및 전도 손실에 따른 온도상승과 이로 인한 신뢰성 및 내구성 저하 문제를 해결하기 어려움. 따라서 효과적인 열관