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. 서산 인지면 당율저수지서 물고기 1천여 마리 집단 폐사
  2. 세종 행정수도 완성, '특별법 제정+α'가 필요하다
  3. 충남대 ‘NEXUS’ 승부수… KAIST·기업 역량 모아 '서울대 10개' 도전
  4. 2375명 중수청 특례임용 지원… 대전청 비수도권 ‘선호지’ 될까
  5. 공공기관 이전 발표 임박에 충청권 지자체 '후끈'
  1. “딸기와 가요의 달콤한 만남”… ‘제1회 논산딸기 전국가요제’ 개최
  2. 전직 소방간부 자녀 근평 7위→2위… 전 둔산소방서장 벌금형
  3. 기업은 대학 안으로, 성과는 중부권으로… 충남대 IoC 구상
  4. KAIST, 물방을 맺히는 신기술로 열전달 5.5배 향상 개발
  5. [앵커 ON] 강의실·연구실·기업 한 팀… 한남대의 '새 실험' 지역 성장으로

헤드라인 뉴스


더 좋은 온통대전2.0 등 대전시 `10대 공약` 확정

더 좋은 온통대전2.0 등 대전시 '10대 공약' 확정

민선 9기 대전시의 10대 핵심 공약이 확정됐다. 24일 대전시에 따르면 10대 공약에는 ▲더 좋은 온통대전2.0 ▲AI 반도체·첨단센서산업 거점 조성 ▲첨단 벤처기업 2000개 육성 ▲청년 일자리 통합플랫폼 구축 ▲주민참여제도 연계를 통한 시민참여 플랫폼 구축 ▲대전 빵축제를 대한민국 대표 축제로 육성 ▲한화생명볼파크 관람석 3000석 증설 ▲대전형 응급의료체계 개편 ▲365일 24시간 아이돌봄시스템 구축 ▲대전의료원 정상 설립 추진 등이 포함됐다. 시는 출범 후 대전시장직 인수위원회와 소통 및 시 내부 검토를 통해 이 같은 공약..

투자보단 관망하거나 예·적금으로... 충청권 목돈 저축성·요구불 예금 쏠린다
투자보단 관망하거나 예·적금으로... 충청권 목돈 저축성·요구불 예금 쏠린다

등락 폭이 큰 주식 시장을 경험한 충청 지역민들의 목돈이 대기성 자금인 요구불예금과 안전자산으로 분류되는 정기예금으로 몰리는 모습이다. 기준금리 인상이 맞물리면서 각 은행이 높은 적금 상품을 내놓으며 안전자산 쏠림 현상이 지속될 전망이다. 24일 한국은행에 따르면 6월 말 기준 대전 시중은행 저축성예금 잔액은 48조 8101억 원으로, 1년 전보다 2.6% 증가한 것으로 집계됐다. 1월부터 6월까지 총 증가액은 5조 7861억 원이다. 6월 한 달 저축성예금은 846억 소폭 감소하는 모습을 나타냈으나, 요구불예금은 2000억 원 이..

세종에 `국립여성사박물관` 건립… 행정수도 기관 이전 `촉매제` 되나
세종에 '국립여성사박물관' 건립… 행정수도 기관 이전 '촉매제' 되나

<속보>=성평등가족부 산하기관인 '국립여성사박물관'이 세종시 어진동에 건립된다. <중도일보 2026년 4월 10일자 1면 보도> 부지는 어진동 메리어트호텔 뒤편에 자리한 문화시설 용지 1-2 구역으로, 이르면 2029년 첫 삽을 떠 2030년 말 완공을 목표로 하고 있다. 이와 함께 또 다른 산하기관인 '한국양성평등교육진흥원'의 세종시 이전 움직임도 물밑에서 감지되면서, 법안 계류로 지지부진한 성평등가족부 이전의 촉매제로 작용할 수 있다는 기대감도 커지고 있다. 24일 중도일보가 세종시와 행복청, 성평등가족부를 취재한 결과, 성평등..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 2027학년도 대학수학능력시험 원서 접수 시작 2027학년도 대학수학능력시험 원서 접수 시작

  • 호흡기 질환자 급증…‘건강 유의하세요’ 호흡기 질환자 급증…‘건강 유의하세요’

  • 처서 무색한 폭염…음악분수 보며 휴일 만끽 처서 무색한 폭염…음악분수 보며 휴일 만끽

  • 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기