한국세라믹기술원(원장 유광수)은 배시영·하민탄 연구팀이 미스트(물방울 안개)를 이용해 산화갈륨 반도체 박막 성장을 관찰하는데 성공했다고 12일 밝혔다. 미스트 제어로 산화갈륨 소재 성장 속도와 균일도를 향상시킬 수 있다는 실마리를 제공, 초광대역 전력반도체 조기 상용화에 기여할 전망이다.
기존 전력반도체 소재의 성능을 뛰어넘는 초광대역 전력반도체 소재 가운데 미스트를 이용한 산화갈륨은 실리콘 대비 6% 이상의 고효율 전력변환 특성을 지닌다. 무진공을 적용한 간단한 공정설비를 이용할 수 있어 주목받고 있다. 하지만, 미스트 움직임을 예측하기 어려워 반도체 박막 균일도는 떨어지고, 소재 성장률도 낮다.
연구팀은 초고속카메라를 부착한 반도체 성장 모니터링시스템을 구축하고 성장 변화에 따른 미스트 움직임을 분석했다. 그 결과 기판 기울기가 클수록 튀는 물방울의 이동거리와 지속시간도 2배 이상 늘어나 반도체 박막 성장률이 향상된다는 것을 확인했다.
배시영 연구원은 “다년간 축적한 미스트 제어 성장 기술 노하우를 이용했다. 전력반도체 뿐만 아니라 자외선 검출을 통한 의료 및 안전센서 등에도 활용 가능하다”고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야 기초 연구사업과 산업통상자원부 세라믹전략기술사업 지원으로 수행됐고, 연구 성과는 어드밴스드 머티리얼즈 인터페이스 3월 23일 표지 논문으로 실렸다.
진주=임동식기자 dslim@etnews.com
