반도체에 사용되는 세라믹스

제 1 장 세라믹 소재의 이용: 전자세라믹스 와 기계 구조 세라믹스 1
1.1 개요 1
1.2 전자세라믹스 1
1.2.1 개요 1
1.2.2 제품종류에 따른 전자세라믹스 분류 3
1) 절연 세라믹스 3
2) 유전 세라믹스 3
3) 압전 세라믹스 4
4) 자성 세라믹스 4
5) 반도성 세라믹스 4
1.2.3 제품 공급망에 따른 전자세라믹스 분류 4
1.2.4 산업 및 시장 분석 5
1) 전자세라믹스 시장의 니즈 분석 5
2) 산업특징 및 구조 6
3) 시장현황/전망분석 7
4) 공급망(분류)에 따른 시장분석 8
(1) 세계 업체 및 제품 현황 8
(2) 국내 업체 및 제품 현황 10
1.3 기계·구조 세라믹스 13
1.3.1 개요 13
1.3.2 기계·구조 세라믹스 분류 14
1) 반도체 산업용 기계·구조 세라믹 15
2) 기계·구조 세라믹 원료별 분류 16
1.3.3 산업환경 17
1) 산업의 특징 17
2) 산업의 구조 18
1.3.4 기술환경 20
1) 기술개발 동향 20
(1) 반도체 디스플레이 산업용 기계·구조 세라믹 20
2) 국내 기술 인프라 현황 22
1.3.5 시장 현황 23
1) 업체 현황 23
2) 전후방산업 환경 26
3) 세계시장 26
4) 국내시장 29
5) 무역현황 30

제 2 장 세라믹 부품이 사용되는 반도체 제조 공정 31
2.1 개요 31
2.2 산업동향 32
1) 차세대 반도체 세라믹소재 산업의 시장성장 추이/전망 32
2) 차세대 반도체 세라믹 소재부품 산업 현주소 33
3) 차세대 반도체 세라믹 소재산업의 경쟁 동향 33
4) 차세대 반도체 세라믹 소재 관련 동향 34
5) 차세대 세라믹 전력반도체 소자 관련 동향 34
6) 세라믹산업 유망 제품/부품 도출 36
2.3 세라믹재료에 따른 적용 공정 38
1) SiC (탄화규소, Silicon Carbide) 38
(1) SiC의 장점 38
(2) 사용배경 40
① 반도체 공정용 부품 분야 40
② 전력반도체 소자 분야 40
(3) SIC 전력반도체소자 기술개발현황 41
(4) SIC 전력반도체소자 시장전망 46
2) Al2O3(알루미나), Y2O3(이트리아) 48
3) AlN(질화 알루미늄) 49
4) SiO2(quartz, 실리카) 50
2.4 세라믹 부품이 사용되는 반도체 공정 (공정순서에 따른 정리) 50
1) 전체공정: 반도체 제조용 세라믹 기판 (substrate) 50
2) 전체공정: 세라믹 가스필터 (에칭, 증착, 베이킹 공정에 주로 사용) 51
3) 베이킹공정 부품 51
(1) 세라믹 Heater 51
4) 에칭공정 부품 52
(1) 정전척(ESC, ElecrtoStatic Chuck) 52
(2) 챔버 내 Heater 52
(3) 반도체 / MEMS 공정용 샤워헤드 52
(4) 반도체 shadow ring 52
5) CVD공정 부품 52
(1) Heater와 ESC 52
6) 테스트 공정 53
(1) 반도체 테스트 공정용 세라믹기판 53

제 3 장 CVD SiC 54
3.1 개요 54
3.2 CVD SiC의 장점 54
3.3 CVD SiC 활용공정 55
1) 고온 공정 : 확산/산화 공정, CVD 공정, ion implantation 공정 55
2) 고밀도 플라즈마 식각 공정 :에칭(etching) 공정 56
3) 저온 공정 : handling 공정 56
3.4 제조 방법에 따른 CVD SiC 종류 56
1) 반응소결 SiC 56
2) 재결정화 SiC 57
3) 벌크 CVD SiC 57
3.5 소결 SiC와 CVD SiC 비교 59
3.6. CVD SiC 응용제품 59
1) 반도체 공정용 CVD SiC ring 59
(1) CVD SiC ring 국내시장 규모 및 전망 60
(2) CVD SiC ring 해외시장 규모 및 전망 61
2) SiC 피복흑연 susceptor 61
3.7 CVD SiC 시장 현황 및 전망 63

제 4 장 반도체용 세라믹 정전척 및 히터의 산업 64
4.1 반도체 ESC 시장규모 및 기술동향 64
4.2 CVD Heater 67

제 5 장 반도체 관련 세라믹 업체 동향 70
5.1 세라믹 전력반도체소자 70
5.2 세라믹 웨이퍼 71
1) SiC 웨이퍼 71
(1) 신일철주금 Materials 71
(2) 쇼화덴코 72
(3) Cicox(사이콕스) 72
(4) C-Six사(벌크 웨이퍼에 주력/8인치화) 73
(5) 단케불사(중국) 74
2) GaAs/GaN 웨이퍼 74
(1) 스미토모전기공업 74
(2) 스미토모 화학 75
(3) 일본 가이시(NGK): GaN 웨이퍼 신규업체 76
(4) Nanowin: 중국 GaN 웨이퍼 업체 77

부록1. 반도체용 세라믹 부품 국내제조업체 79

참고문헌 90

세라믹스는 비금속 무기원료에 열을 가하여 제조하는 제품을 통칭하는 용어로 물질, 제품, 제조공정 등을 모두 나타내는 포괄적 의미로 정의된다. 또한 세라믹스를 구성하는 세라믹소재는 금속에 산소, 질소, 탄소가 결합된 산화물, 질화물, 탄화물 형태의 무기질 소재로, 전기적 (전기저장, 압전, 배터리, 센서기능, 투명전도), 자기적 (강자성 페라이트, 나노자성, 초상자성), 광학적 (투명성, 광통신), 기계적 (내마모, 고강도)인 기능을 부여하는 소재이다.

세계 및 국내 모두 전자세라믹스 시장의 확대에 따라 전자세라믹스 관련 소재의 수요가 지속적으로 확대될 것으로 전망하고 있다. 구체적으로 살펴보면 현재 전자부품용 세라믹 소재 세계시장의 70% 이상을 미국과 일본이 차지하고 있는 상황이며 2002년 이후로 일본시장은 2010년 이후에도 계속 커질 것으로 예측되지만 반면 미국시장은 감소, 아시아/태평양시장은 크게 변화하지 않을 것으로 예측된다. 그러나 국내 전자 세라믹스 산업의 수요를 미국시장을 기준으로 추정해 보면, 2000년에 2조 1천억에서 2015면에는 2조 3천억 원으로, 2020년에는 2조 8천억 원으로 증가할 것으로 예상된다.

국내 반도체/디스플레이 산업의 성장에 따른 수요증가 효과와 제조기술발전에 따른 새로운 소재의 요구 등에 의해 지속성장할 것으로 전망된다. 최근에는 오염입자의 저감을 위한 세라믹코팅, 플레시 메모리 소재의 다층화에 따른 증착, 식각장비의 증대, OLED의 고정밀화에 따른 관련 부품사용증가 등이 예상된다. 종합적으로는 2025년까지 년 평균9.1%의 성장률로 높은 성장률을 가지고 있는 것으로 파악된다. 반도체/디스플레이 산업용 구조 세라믹스의 주요소재로는 Al2O3, Y2O3, AlN, Si, SiO2 등으로 이루어진 소결체, 코팅 등의 제품으로 응용되고 있다. 국내 시장의 경우 2013년 기준 약 9,300억원 정도의 규모로 추산된다.