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. 아산시 온양6동 온주마을, 국토부 '우리동네 살리기 프로젝트' 선정
  2. 지역 안전문화 확립 업무협약 체결
  3. 아산신협, 장학금 400만원 쾌척
  4. 아산시, 교육 지원체계 전면 개편
  5. 순천향대천안병원 이한유 센터장, 엘살바도르 산모·신생아 응급의료 역량 강화 지원
  1. 천안시복지재단, 천안ESG거버넌스협의체와 환경정화 캠페인 나서
  2. 천안시, 일본뇌염 '예방접종·예방수칙' 준수 당부
  3. 천안시, 일본 도쿄 기계요소기술전 참관…관내 중소기업 탐방단 파견
  4. 충남교육청평생교육원, 독서전문가과정 수강생 '전원 자격증 취득' 쾌거
  5. 천안시, 1인 자영업자 고용보험료 지원 신청 당부

헤드라인 뉴스


[르포] "지하 파고, 흙더미 쌓인 트램 공사장"… 폭우 앞둔 대전 도심

[르포] "지하 파고, 흙더미 쌓인 트램 공사장"… 폭우 앞둔 대전 도심

7월 3일 금요일 오후 5시 50분, 퇴근 시간이 한창인 대전 중구 오류동 인근. 왕복 도로는 트램 12공구(유천동 버드내아파트~문창동 보문교) 공사로 차로 폭이 줄어든 상태였다. 여기에 퇴근 차량까지 몰리면서 긴 정체가 이어졌다. 신호가 바뀌어도 차량들은 좀처럼 앞으로 나아가지 못했고 도로 위에는 경적소리가 끊이지 않았다. 인도에는 '버스정류장 이용 불가. 100m 앞 임시정류장을 이용해 달라'는 안내판이 세워졌다. 공사장 외곽은 건설사 이름이 적힌 대형 가림막으로 둘러싸였고 가림막 사이로 들여다본 공사장 내부에는 깊게 파인 굴착..

대전지역 주유소 판매가격 `로켓과 깃털 효과` 확인
대전지역 주유소 판매가격 '로켓과 깃털 효과' 확인

대전지역 주유소들이 판매가격이 오를 때에는 빠르게 반영하고, 내릴 땐 더딘 이른바 '로켓과 깃털 효과'가 확인돼 소비자들의 불만 이 커지고 있다. 중동전쟁 발발 직후 휘발유와 경유 가격이 1주일 사이 리터당 각각 241원, 354원 급등한 반면, 정부가 석유제품 최고가격을 인하 조정한 이후 하락 폭은 100원 수준에 그쳤기 때문이다. 다만, 전국 평균보다는 빠르게 인하된 것으로 나타났다. 5일 한국석유공사 유가정보시스템 오피넷에 따르면, 대전지역 휘발유 평균 판매가격은 중동전쟁이 발생한 2월 28일 리터당 1677.81원에서 1주일..

충청권 목돈 저축성예금에 쏠렸다... 투자보단 안전자산에 집중
충청권 목돈 저축성예금에 쏠렸다... 투자보단 안전자산에 집중

주식 시장의 널뛰기가 계속되고 은행 예금 매력도가 높아지자 충청권 금융시장 자금 흐름이 저축성예금으로 모이고 있다. 언제든 통장에 넣고 뺄 수 있는 요구불예금은 감소하고, 예·적금 등 비교적 안전한 금융상품에 가입한 지역민들이 많아진 것인데, 불안한 시장 상황에 안전한 이자수익을 노리는 이들이 많아졌기 때문으로 해석된다. 5일 한국은행 대전세종충남본부의 '2026년 4월 중 대전·세종·충남 금융기관 여수신 동향'에 따르면 대전·세종·충남 시중은행 요구불 예금은 1847억원 줄고, 저축성예금은 6978억원 증가한 것으로 집계됐다. 지..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 장맛비 내리는 대전 장맛비 내리는 대전

  • 가족사랑 금요장터서 농산물 구입 가족사랑 금요장터서 농산물 구입

  • 이재명 대통령, 충청권 첨단산업 발전비전 국민보고회 참석 이재명 대통령, 충청권 첨단산업 발전비전 국민보고회 참석

  • ‘개문냉방 안돼요’ ‘개문냉방 안돼요’