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. 고유가 피해지원금 신청 시작… 지원금 사칭 피싱 주의보
  2. [6·3지선 후보 대진표] 충청 4개 시·도 광역의원, 비례의원
  3. 카스테라, 피자빵으로 한끼…일부학교 급식 차질 현실화
  4. 출연연 노동이사제 도입 이재명 정부 땐 실현될까… 과기연구노조 "더 미룰 수 없어"
  5. 대전교육감 선거 후보 등록 마감…5명 본선행 확정
  1. 교수·연구자·시민 첫 충청권 345㎸ 송전선로 토론회
  2. 국민의힘 충남도당, 당진YMCA 불법행위 조사 및 감사 청구 추진
  3. [월요논단] 총성과 함성 사이, 북중미 월드컵이 던지는 평화의 패러독스
  4. [인터뷰]"폭염중대경보 시 중단·이동·확인, 3대 수칙 실천을"
  5. 대전 교육장배 학교스포츠클럽 축구대회 성료… 입상팀 9월 교육감배 출전

헤드라인 뉴스


차량 멈췄더니 뒤차가 빵빵… 우회전 일시정지 실효성 의문

차량 멈췄더니 뒤차가 빵빵… 우회전 일시정지 실효성 의문

우회전 일시정지 위반에 대한 집중단속이 진행 중이지만 현장에서는 단속 실효성을 두고 의문이 나오고 있다. 정부와 경찰은 교차로 우회전 사고 예방을 위해 집중단속을 예고했지만, 실제 현장에서는 위반 여부를 판단하기 쉽지 않은 데다 규정을 지키는 운전자들이 오히려 불편을 겪는 사례도 이어지고 있다. 대전경찰청은 4월 20일부터 5월 3일까지 계도기간을 거쳐 6월 19일까지 우회전 일시정지 위반에 대한 집중단속을 진행 중이다. 전방 차량 신호가 적색일 경우 차량은 정지선이나 횡단보도, 교차로 직전에서 일시정지한 뒤 우회전해야 한다. 우회..

“당보다 캐릭터”…표심 잡기 위한 이색 선거전 `눈길`
“당보다 캐릭터”…표심 잡기 위한 이색 선거전 '눈길'

"당이 뭐가 필요해 일 잘하는 사람이 최고지." 6·3 지방선거 공식 선거운동 돌입은 21일부터지만 각 후보들은 벌써 구슬 땀을 흘린 지 오래다. 지난 15일 후보 등록 이후엔 이같은 움직임이 더욱 분주해 졌는데 저마다의 방식으로 얼굴 알리기에 여념이 없는 것이다. 정당보다 후보 개인의 인지도가 중요한 지방선거 특성상 시민들에게 이름 석 자를 각인시키기 위한 이색 선거운동도 눈길을 끌고 있다. 더불어민주당 김제선 중구청장 후보는 후보를 직접 시민들에게 '배달'하는 콘셉트의 '중구직통'을 운영 중이다. 선거 기간 후보가 일방적으로 말..

올해 대전 교제폭력, 스토킹 피해 고충 상담 1000건 넘어
올해 대전 교제폭력, 스토킹 피해 고충 상담 1000건 넘어

전국적으로 관계성 범죄가 끊이질 않는 가운데, 올해 들어 여성긴급전화 1366 대전센터에 접수된 '교제폭력'과 '스토킹' 고충 상담 건수만 따져도 1000건이 넘는 것으로 조사 됐다. 지난해 대전과 울산 지역에서 잇따른 교제살인으로 교제폭력 처벌법 부재가 도마 위에 올랐으나, 최근 정부와 경찰이 공동대응 체계를 갖춘 것 외 근본적인 피해자 보호와 재발 방지를 위한 법제화는 지지부진한 상태다. 18일 중도일보 취재 결과, 올해 1월부터 4월까지 여성긴급전화 1366 대전센터가 접수한 교제폭력(167건)과 스토킹(933건) 고충 상담..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 2차 고유가 피해지원금 접수 시작 2차 고유가 피해지원금 접수 시작

  • 새로운 시작…‘이제 어엿한 어른입니다’ 새로운 시작…‘이제 어엿한 어른입니다’

  • 2차 고유가 피해지원금 접수 준비 ‘분주’ 2차 고유가 피해지원금 접수 준비 ‘분주’

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