SiC 웨이퍼를 구매할 때 직경, 두께, 도핑 농도와 같은 사양에만 집중하는 경우가 많지만, 표면 연마 방식(Surface Finish) 역시 공정 성능과 최종 소자 품질을 결정하는 중요한 요소입니다.

가장 많이 사용되는 연마 방식은 SSP(Single Side Polished) 와 DSP(Double Side Polished) 입니다.

두 제품 모두 동일한 SiC 소재로 제작되지만, 연마되는 면의 수와 평탄도, 적용 공정, 가격 등이 서로 다르기 때문에 사용 목적에 따라 적절한 선택이 필요합니다.

이번 글에서는 SSP와 DSP의 차이점, 각각의 장단점, 그리고 어떤 공정에 적합한지 자세히 살펴보겠습니다.

SSP와 DSP란 무엇인가?

SSP (Single Side Polished)

SSP는 한쪽 면만 정밀 연마한 SiC 웨이퍼입니다.

앞면(Device Surface)은 거울과 같은 표면을 가지며, 뒷면은 일반적으로 래핑(Lapped) 또는 에칭 처리 상태로 유지됩니다.

SSP는 가장 널리 사용되는 SiC 웨이퍼 형태입니다.

DSP (Double Side Polished)

DSP는 앞면과 뒷면 모두를 정밀 연마한 웨이퍼입니다.

양면 모두 매우 낮은 표면 거칠기와 높은 평탄도를 유지하며, 양면 공정이나 광학 검사 등에 적합합니다.

SSP와 DSP의 제조 공정 차이

두 웨이퍼 모두 기본적인 제조 과정은 동일합니다.

SiC 단결정 성장
Ingot 절단
Wafer Slicing
Edge Grinding
Lapping
CMP(Chemical Mechanical Polishing)

차이는 마지막 단계입니다.

SSP는 한쪽 면만 CMP를 수행하지만,

DSP는 양쪽 면 모두 CMP를 진행합니다.

이 때문에 DSP는 제조 시간이 길고 비용도 더 높습니다.

SSP와 DSP 비교

항목	SSP	DSP
연마 면	한쪽	양쪽
표면 거칠기	매우 우수	양면 모두 우수
평탄도	우수	더욱 우수
양면 검사	제한적	가능
양면 증착	부적합	적합
제조 비용	낮음	높음
공급 기간	짧음	상대적으로 김

SSP의 장점

1. 경제성

한 면만 연마하기 때문에 생산 비용이 낮습니다.

2. 생산 리드타임 단축

CMP 공정이 적어 납기가 비교적 짧습니다.

3. 대부분의 전력 반도체 공정에 적합

MOSFET, SBD, PiN Diode 등은 일반적으로 한쪽 면만 소자 제작에 사용하므로 SSP만으로도 충분합니다.

4. 높은 공급 안정성

대부분의 SiC 제조업체는 SSP를 표준 제품으로 생산합니다.

DSP의 장점

1. 양면 공정 가능

양쪽 면 모두 증착, 식각 또는 패터닝이 필요한 공정에 적합합니다.

2. 우수한 평탄도

양면을 균일하게 연마하기 때문에 Bow와 Warp 관리에 유리합니다.

3. 광학 검사 용이

양면 모두 거울면이므로 투과 검사나 정밀 광학 측정에 적합합니다.

4. MEMS 및 센서 응용

양면 미세 가공이 필요한 MEMS, 센서 및 특수 연구용 기판에서 많이 사용됩니다.

SSP는 어떤 경우에 선택해야 할까?

다음과 같은 경우 SSP가 적합합니다.

SiC MOSFET
Schottky Barrier Diode
PiN Diode
Power Module
EV Power Device
일반 에피택셜 성장
산업용 전력 반도체

대부분의 상용 전력 소자는 SSP를 사용합니다.

DSP는 어떤 경우에 선택해야 할까?

DSP는 다음과 같은 응용 분야에서 권장됩니다.

MEMS
광학 연구
양면 증착
양면 포토리소그래피
특수 센서
반도체 연구개발
정밀 계측

SSP와 DSP 선택 시 확인해야 할 사항

연마 방식뿐 아니라 다음 항목도 함께 확인해야 합니다.

Polytype (4H / 6H)
Conductive 또는 Semi-Insulating
Diameter
Thickness
Orientation
Off-Angle
TTV
Bow
Warp
Surface Roughness (Ra)
Scratch/Dig Specification
Edge Profile
Epitaxy Ready 여부

DSP가 항상 더 좋은 선택일까?

반드시 그렇지는 않습니다.

DSP는 양면 품질이 우수하지만 제조 비용이 높고, 대부분의 전력 반도체 공정에서는 양면 연마가 필요하지 않습니다.

반면 양면 가공이나 정밀 계측이 필요한 연구에서는 DSP가 더 적합합니다.

따라서 공정 요구사항을 먼저 확인한 후 적절한 연마 방식을 선택하는 것이 중요합니다.

구매 시 공급업체에 확인해야 할 질문

SiC 웨이퍼를 주문할 때는 다음 사항을 확인하는 것이 좋습니다.

SSP 또는 DSP 제공 여부
표면 거칠기(Ra) 사양
TTV, Bow, Warp 기준
Scratch/Dig 검사 기준
CMP 완료 여부
Epitaxy Ready Surface 제공 여부
양면 검사 성적서 제공 가능 여부
포장 방식 및 청정도

결론

SSP와 DSP는 단순히 연마 면의 수가 다른 제품이 아니라, 적용 공정과 비용, 검사 방식까지 영향을 미치는 중요한 선택 요소입니다.

대부분의 전력 반도체 제조에는 SSP(Single Side Polished) 가 가장 경제적이고 효율적인 선택입니다.

반면 DSP(Double Side Polished) 는 양면 공정, MEMS, 광학 응용 및 연구개발과 같이 높은 평탄도와 양면 품질이 요구되는 분야에서 뛰어난 장점을 제공합니다.

웨이퍼를 선택할 때는 연마 방식뿐 아니라 Polytype, 도전성, 표면 거칠기, TTV, Bow/Warp 등 전체 사양을 함께 검토해야 최적의 성능과 비용 효율을 얻을 수 있습니다.

FAQ

Q1. 대부분의 SiC MOSFET 제조에는 SSP와 DSP 중 어느 것이 사용되나요?

일반적으로 SiC MOSFET, Schottky Barrier Diode 및 대부분의 전력 반도체는 한쪽 면만 소자를 제작하므로 SSP(Single Side Polished) 웨이퍼가 가장 많이 사용됩니다.

Q2. DSP 웨이퍼가 SSP보다 항상 품질이 더 좋은가요?

DSP는 양면 모두 연마되어 평탄도와 양면 품질이 우수하지만, 이것이 모든 공정에서 더 좋은 선택이라는 의미는 아닙니다. 실제 적용 목적에 맞는 연마 방식을 선택하는 것이 가장 중요합니다.

Q3. 연구용 SiC 웨이퍼에는 DSP가 더 적합한가요?

양면 증착, MEMS 제작, 광학 측정 또는 양면 포토리소그래피가 필요한 연구라면 DSP가 적합합니다. 그러나 일반적인 에피택시 연구나 소자 개발에는 SSP만으로도 충분한 경우가 많습니다.

SiC 웨이퍼 표면 연마(SSP/DSP) 선택 가이드: 어떤 사양이 내 공정에 적합할까?