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 기술명 펄스파워용 1400V급 MCT (MOS Controlled Thyristor) 기술
 기술개요 펄스파워용 1400V급 MCT (MOS Controlled Thyristor) 소자/공정 설계 및 제작 기술
- 세부기술(1) : -5V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술
- 세부기술(2) : 0V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술
 기술이전목적
및 필요성
- 대상기술은 1400V급 실리콘 고전압스위치인 MCT (MOS Controlled Thyristor)로써 펄스파워 응용분야에서 큰 피크전류와 높은 di/dt 특성을 가지는 전력반도체 소자임. 

- MCT는 MOS Gate로 On/Off가 가능한 Thyristor 계열 전력반도체로써, Power MOSFET이나 IGBT 등의 전력반도체보다 높은 전류밀도에서 전압손실이 적고, 특히 턴-온시 큰 피크전류와 높은 di/dt 특성을 가져 군수·민수용 펄스파워 응용분야에 큰 장점을 가짐.

- 1400V급 MCT는 미사일 신관 기폭부 등 군수분야 핵심부품으로 미국 Silicon Power Corp.이 독점공급하고 있어 (EL품목) 공급에 제한을 받고 있으며 이에 대한 부품 국산화가 반드시 필요함.

- MCT의 민수분야 응용은 현재 제한적이지만 기술 상용화 후 적용분야 발굴 및 시장을 개척할 경우 대전력분야에서 다양한 전력부품의 효율을 향상시킬 수 있어 부품 성능 향상 및 에너지를 절감할 수 있음   

- 본 기술이전을 통하여 펄스파워용 1400V급 MCT 기술을 국내업체에 기술이전함으로써, 방산 분야 뿐만 아니라 입자가속기, 대전력 펄스전류 전송 등 기간산업용 전력부품 뿐만 아니라, 각종 가전기기, 신재생/대체 에너지, 전기자동차 등에 사용되는 전력반도체 소자 및 부품 개발을 앞당길 수 있어 수입대체 및 수출효과를 가져올 수 있으며, 관련 제품의 국가 경쟁력을 향상시킴.
 기술의 특징 및 장점 큰 피크 펄스전류, 높은 di/dt 및 높은 전류밀도와 낮은 전압손실 특성을 갖는 1400V급 MCT (MOS Controlled Thyristor)에 대한 소자설계, 공정설계 및 제작 기술
 기술성숙도(TRL) 단 계 : 5     기술성숙도(TRL)
 활용방안 및
기대성과
- 전력반도체 소자 중 MCT는 IGBT, power BJT, power MOSFET 등의 다른 전력소자에 비하여 높은 전류 구동 영역에서 우수한 전압손실 특성을 가지고, 특히 펄스파워 응용분야에서 큰 피크전류와 높은 di/dt 특성을 나타냄.
- 1400V급 MCT 소자는 pulse power 응용분야 중 군수용 미사일 기폭장치의 핵심부품으로 사용되고 있음. 
- MCT를 이용한 기폭 장치는 기존의 gas switch나 vacuum switch와 비교하여 동작 전압이 낮고, 안정성이 우수한 등 많은 장점을 가지고 있으며, nMCT를 이용한 기폭 스위치는 pulse-life, timing accuracy, stability 등에서 큰 장점을 가지고 있어 3세대 미사일 기폭 스위치로 각광을 받고 있음. 

- 펄스파워용 반도체 고전압스위치는 미사일 전자식안전장전장치(ESAD), 레일건 등의 전자기력 추진장치, 고에너지 기폭장치 등 큰 펄스전류와 높은 전류상승기울기 특성이 요구되는 국방분야 전력시스템용 부품으로 활용 가능함.
- 민수분야의 경우 고전압직류(HVDC) 전송, 전동차/전기항공기, UPS, 유도가열장치 등 산업기기용 대용량 전원시스템 및 입자 가속기, 플라즈마 생성 장치, 나노분말 제조, 친환경 수처리/가스처리 등의 다양한 펄스파워 응용분야에 활용 가능함.
- 고전압 MCT 소자기술의 확보는 1000V~3000V급 IGBT, Power MOSFET 등 다양한 전압/전류 레벨의 전력반도체 개발의 기반이 될 수 있으며, 각종 가전기기, 신재생/대체 에너지, 전기자동차 등에 사용되는 전력반도체 소자 및 부품 개발을 앞당길 수 있음.
 기술이전 내용 및 범위 ㅇ 세부기술(1) : -5V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술
  . 순방향 항복전압 (@VG=-5V) ≥ 1600V
  . 누설전류 (@VA=1400V, VG=-5V)  ≤ 0.1㎂
  . MCT 턴-온 게이트 전압 (@VA ≥ 10V)  ≤ 5V
  . MCT 턴-오프 게이트 전압 (@IA = 5V)  ≥ -5V  (예를 들어 -2V) 
  . 순방향 전압(@VG=5V, IA=5A) ≤ 1.5V
  . 피크펄스전류(@VA=1200V, VG=-5V to 5V) ≥ 1kA
  . 펄스전류상승기울기(@VA=1200V, VG=-5V to 5V) ≥ 10kA/㎲

ㅇ 세부기술(2) : 0V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술
  . 순방향 항복전압 (@VG=0V) ≥ 1600V
  . 누설전류 (@VA=1400V, VG=0V)  ≤ 0.1㎂
  . MCT 턴-온 게이트 전압 (@VA ≥ 10V)  ≤ 5V
  . MCT 턴-오프 게이트 전압 (@IA = 5V)  ≥ 0V
  . 순방향 전압(@VG=5V, IA=5A) ≤ 1.5V
  . 피크펄스전류(@VA=1200V, VG=0V to 5V) ≥ 1kA
  . 펄스전류상승기울기(@VA=1200V, VG=0V to 5V) ≥ 10kA/㎲
ㅇ 세부기술(1) : -5V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술
  . -5V/5V 게이트전압으로 동작하는 1400V급 MCT 소자/공정 설계 기술
  . -5V/5V 게이트전압으로 동작하는 1400V급 MCT 제작 기술
  . 이전기술에 대한 요구사항정의서, 시험절차 결과서, 상세설계서, 연구결과 문서 (Technical Memo).

ㅇ 세부기술(2) : 0V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술
  . 0V/5V 게이트전압으로 동작하는 1400V급 MCT 소자/공정 설계 기술
  . 0V/5V 게이트전압으로 동작하는 1400V급 MCT 제작 기술
  . 이전기술에 대한 요구사항정의서, 시험절차 결과서, 상세설계서, 연구결과 문서 (Technical Memo).
관련지적재산권
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특허 4
1) 모스 구동 사이리스터 소자
   (출원번호 : 2021-0074890) 
2) MCT 소자 및 그 제조방법
   (출원번호 : PCT/KR2021/007261) 
3) 균일한 턴-오프 특성을 갖는 MCT 소자 및 그 제조 방법
   (출원번호 : 2021-0078878) 
4) 반도체 소자 및 그 제조 방법
   (출원번호 : 17/355977) 
 첨부파일 2. 기술이전심의회발표자료_MCT14_게시용.pdf





실시권 허용범위 비독점적 통상실시권
계약기간 계약체결일로부터 5 년간
기술료조건
(부가세별도)
※ 경상기술료
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구분 중소기업 중견기업 대기업
착수기본료(천원) 150,000 300,000 300,000
매출정률사용료(%) 1.25 3.75 5
※중소기업 또는 중견기업 기술료조건을 적용받고자 하는 경우에는 중소기업확인증 또는 중견기업확인증 제출 필요
기술전수교육 2  개월  /  1,000 천원정(부가세별도)
기타특기사항 세부기술(1) 기술명 : -5V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술
세부기술(2) 기술명 : 0V/5V 게이트전압으로 동작하는 펄스파워용 1400V급 MCT 기술



기술관련
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기술개발
발표당시
국방전력/센서모듈연구실 박건식 ( 042-860-6371 , kunsik@etri.re.kr )
현재 국방전력/센서모듈연구실 박건식 ( 042-860-6371 , kunsik@etri.re.kr )
계약관련
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기술개발
발표당시
기술이전실 김혜주 ( 042-860-0874 , hjkim0512@etri.re.kr )
현재 기술이전실 김혜주 ( 042-860-0874 , hjkim0512@etri.re.kr )
 
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