나노소자특화팹센터(KANC·원장 고철기)가 미국 스탠퍼드대학과 화합물반도체 분야에서 국제 공동연구를 진행한다. 실리콘 기판위에 화합물반도체 소자를 형성하는 신기술 개발이 목표다.
이 기술이 개발되면 저렴한 비용으로 고성능 태양전지를 구현할 수 있게 된다. 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(모스펫·MOSFET) 등 고성능 소자 시장 활성화에도 기여할 것으로 기대된다.
나노소자특화팹센터는 최근 고철기 원장이 미국 스탠퍼드대학을 방문, 화합물반도체 공동개발 협약을 체결했다고 28일 밝혔다.
이번 협약으로 두 기관은 화합물반도체 소자기술과 게르마늄 박막성장 기술 및 실리콘반도체 기술 등을 통합해 실리콘 기판 위에 화합물반도체 소자를 형성하는 신기술을 공동 개발하게 된다.
센터와 스탠퍼드대는 단기적으로는 고효율 태양전지를 저가격화하는 기술을 개발하고, 이를 기반으로 실리콘 기판 위에 형성하는 화합물반도체 MOSFET 등 고성능 소자 개발에도 나서기로 했다. 향후에는 기타 신기술 분야로 협력을 확대해 나갈 계획이다.
양 기관은 우선 센터의 효율 30%대 화합물반도체 태양전지 기술과 스탠퍼드대학 사라스왓 교수의 고품위 게르마늄 측면성장 기술을 결합하는 연구를 진행키로 했다. 이 방법을 비메모리반도체에 적용하는 방안도 검토 중이다.
개발에 성공하면 기존 4인치 게르마늄 웨이퍼 대신 8인치 이상 크기의 실리콘 기판을 이용해 저렴한 가격으로 고성능 태양전지를 만들 수 있게 된다. 결과물은 기존 실리콘반도체의 한계를 뛰어넘는 고속 동작이 가능한 화합물반도체 MOSFET 등 미래소자에도 응용할 수 있다.
화합물반도체 소자 기술은 나노소자특화팹센터를 비롯한 국내 각 연구기관에서 LED 기반 기술로 개발해 왔다. 게르마늄 박막 성장기술은 우리나라를 비롯해 미국·일본·유럽 등 반도체 선진국에서 차세대 반도체로 연구 중이다.
이번 국제공동기술개발사업은 지식경제부 에너지기술개발사업의 일환으로 2011년 말부터 시작한 국제협력과제다. 국내에서는 나노소자특화팹센터가 주관하고 성균관대와 경희대 등이 참여한다.
고철기 나노소자특화팹센터 원장은 “이번 공동개발에 성공하면 실리콘반도체에 집중하고 있는 국내에서도 화합물반도체 소자 연구개발이 활성화되는 계기가 되는 것은 물론이고 차세대 태양전지 시장에서 기술경쟁력과 시장점유율을 높이는 효과가 기대된다”며 “스탠퍼드대와는 앞으로도 다양한 기술 분야에서 협력을 확대해 공정연구 능력을 지속적으로 제고해 나갈 계획”이라고 말했다.
김순기기자 soonkkim@etnews.com
