고전압·고전력 견디는 힘센 반도체 '모스펫' 개발

  • 경제/과학
  • 대덕특구

고전압·고전력 견디는 힘센 반도체 '모스펫' 개발

ETRI, 전력 반도체 트랜지스터 처음으로 만들어

  • 승인 2019-05-15 15:31
  • 김성현 기자김성현 기자
noname01
산화갈륨 모스펫(MOSFET) 구조.[사진=ETRI 제공]
국내 연구진이 고전압·고전력을 견디는 힘센 반도체를 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 산화갈륨(Ga2O3)을 이용해 2300볼트(V) 고전압에도 잘 견디는 전력 반도체 트랜지스터 일명 모스펫(MOSFET)을 개발했다고 15일 밝혔다.

일상생활에서 에어컨, 냉장고, 진공청소기처럼 전력 소모가 많은 경우, 높은 전압이 필요하다. 이때 산화갈륨과 같은 전력변환 효율이 좋은 소재를 쓴다면 기기 동작 시 뜨겁게 달아오르지도 않고 전력에너지 낭비가 덜되어 에너지가 절감된다.

하지만 산화갈륨 처럼 밴드 갭이 넓은 물질은 전기 전도도가 떨어진다는 단점이 있다. 높은 전압에도 반도체 성질을 잃지 않고 동작 되도록 만들어 전류가 잘 흐르는 전력반도체칩 제작이 어려웠다.

ETRI 연구진은 문제 해결을 위해 전자가 지나가는 최적의 길인 ▲채널 및 전극 디자인 ▲반절연체 기판의 사용 ▲공정 및 소자구조 설계기술 채택 등을 통해 처음으로 2000V의 벽을 넘는데 성공, 기존 최고 전압 수준 대비 최소 25% 높은 2320V 산화갈륨 전력반도체 소자기술을 개발했다.

기존 미국 버팔로대학 1850V급 전력소자 대비, 동작되는 저항을 50%로 낮췄고, 항복전압도 25% 높이는 산화갈륨 트랜지스터를 구현했다.

현재 연구진이 개발에 성공한 산화갈륨 전력반도체 소자의 크기는 0.2㎜ x 0.4㎜ 수준이다. 향후 칩을 대형화하기 위해 패키징을 할 경우 현재, 표준 크기가 1.5㎝ x 1.5㎝ 내외인데 전용 패키지를 만들어 더 작게 만들 계획이다.

칩 크기는 현재 상용제품 대비 30~50% 작게 만들 수 있어 동일한 웨이퍼 대비, 칩 생산을 2~3배 더 할 수 있다.

향후 이 기술을 적용하면 초고압직류송전(HVDC) 변환설비나 태양광, 풍력발전을 비롯한 신재생 에너지 산업에 많은 활용이 가능하고 전기차·수소차·자율주행차와 같은 차세대 자동차는 물론, 냉장고, 세탁기, 에어컨 등 가전제품과 같이 다양한 산업에서도 활용이 가능해 시장전망이 매우 밝다고 연구진은 설명했다.

ETRI RF/전력부품연구그룹 문재경 박사는 "향후 세계 최초로 산화갈륨 전력반도체의 상용화를 목표로 고전압·대전류용 대면적 소자 기술개발 연구를 추가적으로 진행할 예정"이라고 말했다.
김성현 기자 larczard@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전시 국방 과학수도 날개단다
  2. GS25 천안봉명으뜸점, 천안시 봉명동 '봉명천사의 집' 등록
  3. [편집국에서]대한민국 축구와 민선9기 대전시
  4. "논쟁 휘둘려 기회 놓치면 안돼"…연내 특별법 제정 역량결집 시급
  5. [현장취재]크리스천리더스클럽, 제주헤리티지로 비전트립 다녀오다
  1. [월요논단] '온통대전'을 넘어, 시민이 설계하는 고향사랑기부제
  2. [옅어진 대전 문인의 흔적] 단재도 서포도 백호도…대전만 낯선 지역의 인문자산
  3. 천안문화재단, 28일부터 '인디피크닉 in 천안' 운영
  4. [우리동네 정비사업] 대전 대표 노후지 대덕구, 사업성 악화로 상당수 정비사업 '제동'
  5. 천안교육지원청, 학생참여예산학교 운영

헤드라인 뉴스


홈 첫 승 또 무산된 대전, 끓어오르는 팬심에 ‘황선홍 퇴진’ 요구 빗발(영상포함)

홈 첫 승 또 무산된 대전, 끓어오르는 팬심에 ‘황선홍 퇴진’ 요구 빗발(영상포함)

대전하나시티즌이 지독한 '홈 무승'의 늪에서 좀처럼 빠져나오지 못하고 있다. 18일 대전월드컵경기장에서 열린 하나은행 K리그1 2026 18라운드, 울산 HD와의 홈경기에서 대전은 승리를 목전에 두고도 2-2 무승부를 거두며 다시 한번 고개를 숙였다.이날 대전은 전반 하창래와 서진수의 연속골로 2-0 리드를 잡으며 홈 첫 승의 기대감을 한껏 높였다. 전반전 대전의 경기력은 올 시즌 홈 경기 중 단연 최고였다. 강도 높은 전방 압박과 유려한 패스 전개는 강력한 우승 후보인 울산을 상대로도 전혀 밀리지 않는 모습이었다. 상대가 하프라인..

피해구제 사각지대 놓인 홈플러스 입점업체들
피해구제 사각지대 놓인 홈플러스 입점업체들

"지난해 3월 홈플러스가 회생절차에 들어간 이후 마트를 찾는 고객들의 발길이 뚝 끊겼습니다. 마트 이용객이 줄다 보니 저희 같은 입점업체에도 손님이 찾아오지 않습니다. 이제는 차라리 청산절차가 조속히 진행돼 손실을 조금이라도 줄였으면 하는 마음이 더 큽니다." 지난 15일 홈플러스 유성점에서 기자와 만난 한 입점업체 대표의 하소연이다. 이 업체의 매출은 입점 초기와 비교해 80~90%가량 감소했다. 이전부터 영업 상황이 좋지 않았지만, 지난해 3월 홈플러스가 기업회생절차에 들어간 이후 매출 감소세가 더욱 가팔라졌다. 마트에서 판매하..

기준금리 인상에 대출 수요자 한탄... 높은 금리·낮은 한도에 `한숨`
기준금리 인상에 대출 수요자 한탄... 높은 금리·낮은 한도에 '한숨'

기준금리가 3년 6개월 만에 인상되면서 가계대출을 받으려는 수요자들의 한탄이 곳곳에서 터져 나오고 있다. 주요 시중은행 주택담보대출 금리 상단이 7%를 넘어선 상황에서 기준금리 인상에 따라 8%대 진입 가능성까지 제기되면서 차주들은 이자 부담에 막막함을 토로한다. 여기에 은행권이 대출 조이기에 들어가며 한도가 남은 영업점을 찾아 나서는 등 돈 빌리기가 어려워졌기 때문이다. 19일 금융권에 따르면 16일 기준 KB국민·신한·우리·하나·농협은행 등 5대 시중은행 주택담보대출 혼합형(고정) 금리(은행채 5년물 기준)는 연 4.77~7.4..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 장마 주춤한 사이 활짝 핀 개망초 장마 주춤한 사이 활짝 핀 개망초

  • 무더위 피해 서점에서 북캉스 무더위 피해 서점에서 북캉스

  • 실종된 태극기 실종된 태극기

  • ‘제헌절에 대해 공부해요’ ‘제헌절에 대해 공부해요’