ETRI, 차세대 반도체 개발
2300V 견뎌…자동차 등 사용
[충청투데이 최윤서 기자] 국내 연구진이 신소재를 이용해 세계 최고의 전압에 견디는 전력반도체를 개발하는데 성공했다. 향후 신개념 반도체가 고전압이 요구되는 전자제품이나 전력모듈에 내장돼 효율성을 더욱 높일 것으로 전망된다.
15일 한국전자통신연구원(이하 ETRI)에 따르면 신소재 산화갈륨(Ga2O3)을 이용해 2300V 고전압에도 잘 견디는 전력 반도체 트랜지스터를 최초로 개발했다. 일명 모스펫(MOSFET)이다. 이번 기술은 고전압이 요구되는 전자제품, 전기자동차, 풍력발전, 기관차 등에서 전력을 바꿔주는 모듈에 사용돼 고전압·고전력에서도 잘 견디는 ‘힘센 반도체’로써 역할이 가능할 것으로 보인다.
실제 일상생활에서 노트북을 쓸 때 어댑터를 사용한다. 220V의 전기가 들어오지만 노트북 내 부품들은 전압을 견디기 어려워 어댑터로 전압을 낮춰 사용한다. 특히 에어컨, 냉장고, 진공청소기처럼 전력 소모가 많은 경우 더욱 높은 전압이 필요하다.
이때 산화갈륨과 같은 전력변환 효율이 좋은 소재를 쓴다면 기기 동작 시 뜨겁게 달아오르지도 않고 전력에너지 낭비가 덜 돼 에너지가 절감된다는 것이다. 산화갈륨은 기존 반도체 소재들보다 에너지 밴드 갭이 넓어 고온·고전압에서도 반도체 성질을 유지, 칩 소형화와 고효율화가 가능하다.
ETRI RF·전력부품연구그룹 문재경 박사는 “향후 세계 최초로 산화갈륨 전력반도체의 상용화를 목표로 고전압·대전류용 대면적 소자 기술개발 연구를 추가적으로 진행할 예정”이라고 말했다.
한편 연구진은 이번에 개발한 트랜지스터의 구조, 소자설계, 제조공정기술 등에 대해 전력반도체칩 생산회사와 전력변환모듈 생산업체 등에 기술이전 할 계획이다. 최윤서 기자 cys@cctoday.co.kr