삼성이 실리콘 기반의 발광다이오드(LED)를 개발 중인 것으로 확인됐다. 실리콘은 반도체를 만드는데 쓰이는 재료지만 이를 LED에 적용할 시 사파이어를 이용한 기존 LED의 제조 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 기술로 평가된다.
17일 관련 업계에 따르면 삼성종합기술원은 실리콘에 기반한 LED 제조 기술을 개발하고 있는 것으로 알려졌다.
삼성은 200㎜ 실리콘 웨이퍼 위에 질화갈륨(GaN)으로 발광층을 형성시키는 방식으로 지금까지 65%의 내부양자효율을 구현한 것으로 알려졌다.
이 같은 내용은 최근 영국에서 열린 국제 반도체 학술회의(ICNS:International Conference on Nitride Semiconductors)에서 처음 외부에 공개됐다.
현재의 LED는 고가의 사파이어를 주 재료로 쓰고 있다. 사파이어 웨이퍼 위에 질화갈륨으로 발광층을 만든 것이 LED칩이며, 이 칩이 TV와 조명 등에서 빛을 내는 역할을 한다.
하지만 사파이어는 대구경을 만들수록, 즉 기판을 크게 할수록 고가의 제조 비용이 소요되는 한계가 있다.
6인치 사파이어 웨이퍼의 경우 장당 가격이 500달러(60만원)에 육박할 정도다. 500달러면 저가 TV 한 대 값으로, 이 때문에 사파이어 웨이퍼는 2인치나 4인치 비중이 높다.
향후 시장 확대를 위해선 이 같은 고비용 생산 구조를 개선해야 하는데, 대안으로 실리콘 기반의 LED 제조 기술이 부상하고 있는 것이다.
업계에 따르면 실리콘 방식 도입 시 제조 비용을 75%까지 개선할 수 있는 것으로 알려져 있다. 다만 아직까지 사파이어 기판에 비해 광효율이 낮다다는 것이 단점으로 꼽힌다.
삼성 관계자는 “차세대 LED 제조 기술 확보를 위해 실리콘 방식을 연구하고 있으며 적용 시기는 미정”이라고 전했다.
미국 LED 기술 업체인 브릿지룩스는 지난 4월 와트당 135루멘의 성능을 지원하는 실리콘 기반 LED 기술을 개발했다고 밝혀 업계 주목을 받기도 했다.
윤건일기자 benyun@etnews.com
