한국나노기술원(원장 서광석)은 차세대 전력 반도체용으로 주목받고 있는 질화갈륨(GaN) 화합물반도체 에피웨이퍼 소재 국산화 플랫폼을 구축했다고 21일 밝혔다.
GaN 화합물반도체는 기존 실리콘 반도체보다 2~3배 이상 큰 전압을 견딜 수 있고, 고온에서도 정상 작동하는 장점이 있다.
기술원은 3세대 와이드밴드갭(WBG) 반도체 가운데 전력 반도체 특성이 탁월한 고효율 GaN 에피웨이퍼 소재를 6인치 실리콘 웨이퍼에 금속유기화학기상증착법(MOCVD)으로 제작해 전량 수입에 의존하던 국내 산·학·연에 제공할 GaN on 실리콘(Si) 에피 소재 플랫폼을 구축했다.
이 플랫폼은 국내에서 성장한 GaN on Si 에피 소재를 활용해 국내 산업체에서 전력용 FET(Field Effect Transistor) 소자를 6인치 기판으로 제작한 첫 결과로써 인핸스먼트 모드(Enhance-mode) 동작을 확인한 데 큰 의미가 있다.
또 기술원은 'GaN 전력소자' 연구과제를 공동으로 수행 중인 반도체 소자 제조기업 시지트로닉스(공동대표 심규환·조덕호)에 전력 반도체 제조용 6인치 GaN on Si 에피소재 기판을 제공해 고효율 전력변환 시스템 설계를 간소화하는 인핸스먼트 모드(E-mode) 전력 반도체 소자를 최초로 구현하는 성과를 거뒀다.
이와 함께 기술원은 지난 7월 과기정통부 화합물반도체 분야 공공 나노 인프라 혁신사업의 일환인 '화합물반도체 에피센터 구축' 사업을 수주했다.
기존 인프라에 고가의 대구경 금속유기화학기상증착기(MOCVD) 등 주요 장비를 보완·구축해 통신, 전력, 양자, 디스플레이, 에너지하베스팅 등 차세대반도체의 핵심인 화합물반도체 에피소재를 국내에 제공하는 역할을 수행한다. 8인치 에피소재 성장이 가능한 대구경 장비를 구축함으로써, 화합물반도체 연계 소재 또는 소자 기업에 가격 경쟁력 있는 첨단 연구개발(R&D) 및 시생산 지원이 가능해질 것으로 기술원은 기대하고 있다.
기술원은 에피소재 관련 장비를 산·학·연 이용자가 직접 사용하는 오픈팹(Open Fab) 모델을 도입해 장비 활용도를 극대화한다. 이를 위해 기술원은 화합물반도체 에피센터 태스크포스(TF) 조직을 신설, 구축된 플랫폼의 에피웨이퍼 공급, 오픈팹 유저를 위한 장비 교육 및 장비 관리를 수행한다.
기술원은 신설된 에피센터를 통해 앞으로 5년 이내 에피소재를 제공해 대구경(GaN-8인치, GaAs/InP-6인치) 화합물반도체 소자의 국내 생태계를 조성하는 등 화합물반도체 대표 인프라 기관으로 발돋움해 나간다는 계획이다.
서광석 원장은 “이번에 개발된 전력반도체용 GaN 에피웨이퍼 소재 국산화 플랫폼 기술을 통해 국내 관련 기업의 지원을 활성화할 수 있도록 화합물 반도체 전문기관으로서 역할에 최선을 다하겠다”고 말했다.
수원=김동성 기자 estar@etnews.com
