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. 與野 대전시장 선거 대충돌 "무능한 후보" vs "망국적 선동"
  2. [결혼]우애자 전 대전시의원 자혼
  3. [현장취재]개교 127주년 호수돈여고총동문회 정기총회
  4. [현장취재]대전크리스찬리더스클럽 월례예배
  5. ‘바쁘다 바빠’…선거운동 앞두고 유세차량 제작 분주
  1. '대전원명학교 배구부' 전국장애학생체육대회 8연패 … 모든 세트 승리
  2. 한남대, 모두의 창업 지원접수 전국 대학 1위
  3. 부모의 자살시도에 가까스로 살아남은 아이…검찰, 친권박탈 신청 예고
  4. 대전 신탄진 정비소 차량 돌진 사고… 2명 부상 병원이송
  5. 충청향우회중앙회 신임 총재에 서효석 편강한의원 대표원장

헤드라인 뉴스


세종 `낙화축제` 도시 특화 브랜드 우뚝… 10만 인파 몰렸다

세종 '낙화축제' 도시 특화 브랜드 우뚝… 10만 인파 몰렸다

"세종 공원에 꽃비가 내렸어요." 세종 '낙화축제'가 도시 특화 브랜드의 한 축으로 확실히 자리매김하고 있다. 2023년 첫 선을 보일 당시부터 일단 '방문객 유입' 효과는 확실했다. 순식간에 5만 명 안팎의 인파가 몰렸다. 그렇다보니 진행과 운영상의 문제점을 노출했다. 교통 대란과 연출력의 한계, 불교계와 갈등도 가져왔다. 첫 해 호된 신고식을 치른 뒤, 낙화축제는 2024년과 2025년 연출 장소 변경 등의 과정을 거쳐 한층 안정된 행사로 나아갔다. 2026년 5월 낙화축제는 세종시의 대표 축제임을 확실히 보여줬다. 세종특별자치..

4월 충청권 집값 혼조세… 전월세 상승세는 꾸준
4월 충청권 집값 혼조세… 전월세 상승세는 꾸준

충청권 집값이 혼조세를 이어가고 있다. 대전과 세종은 하락과 상승을 반복하고 있고, 충남과 충북은 각각 하락과 상승을 보이고 있어서다. 17일 한국부동산원이 발표한 전국주택가격동향조사에 따르면 전국 4월 주택종합 매매가격지수 변동률은 0.16% 상승해 전월(0.15%)보다 0.01%포인트 올랐다. 전년 동월(-0.16%)보다 0.32%포인트 오른 수치다. 충청권을 보면, 대전 지난달 매매가격지수 변동률은 0.02% 올라 전월(-0.01%) 대비 0.03%포인트 상승했다. 대전은 올해 1월 -0.04%, 2월 0.00%, 3월 -0...

“말랑한 촉감에 빠졌다”… MZ세대 사로잡은 ‘말랑이·왁뿌볼’ 열풍
“말랑한 촉감에 빠졌다”… MZ세대 사로잡은 ‘말랑이·왁뿌볼’ 열풍

#.대전 중구 은행동 거리. 평일 오후임에도 한 소품샵 안은 사람들로 북적였다. 이곳에서 만난 대학생 이수현(25·여)씨는 진열대 앞에서 한참을 고민하다가 인기 제품인 '두쫀쿠 왁뿌볼'과 '감자빵 말랑이'를 손에 들었다. 이씨는 "유튜브 쇼츠에서 처음 말랑이 ASMR 영상을 봤는데, 소리가 중독성 있어 계속 보게 됐다"며 "현재까지 말랑이를 5개 정도 산 것 같다"고 말했다. 이어 "아무 생각 없이 손으로 주무르고 있으면 기분이 좋아지고 스트레스가 풀리는 느낌"이라며 미소를 지었다. 최근 SNS를 중심으로 '말랑이'와 '왁뿌볼' 같..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘바쁘다 바빠’…선거운동 앞두고 유세차량 제작 분주 ‘바쁘다 바빠’…선거운동 앞두고 유세차량 제작 분주

  • 전국동시 지방선거 대비 대테러 합동훈련 전국동시 지방선거 대비 대테러 합동훈련

  • 오늘은 내가 대전시의원…‘의정활동 체험 재미있어요’ 오늘은 내가 대전시의원…‘의정활동 체험 재미있어요’

  • ‘딸과 함께 후보자 등록’ ‘딸과 함께 후보자 등록’