400도 고열에서도 작동하는 전력반도체가 일본에서 개발됐다. 인공 다이아몬드를 사용한 이 반도체는 실리콘반도체에 비해 두 배 이상 높은 온도에서도 견딜 수 있다.
3일 닛케이산업신문은 와세다대학 가와라다 히로시 교수와 히라이 아츠 교수 연구팀이 고온에서도 사용할 수 있는 전력반도체를 개발했다고 보도했다.
새로운 전력반도체는 인공 다이아몬드 기판 위에 전극과 산화알루미늄을 쌓은 구조다. 성능평가 결과 380도에서도 트랜지스터 특성을 나타냈으며 최고 500도 이상 환경에서도 작동할 것으로 추산됐다.
상용 전기자동차에 사용되는 실리콘 전력반도체는 200도 이상 고온에서는 제대로 작동하지 않는다. 이 때문에 온도 상승을 막는 방열시스템을 장착하고 이에 따라 기기 전체가 커지는 불편함을 감수해야 한다.
이번에 개발된 전력반도체를 적용하면 방열구조를 제외할 수 있어 전기자동차 엔진 등을 작게 만들 수 있는 장점이 있다. 또 다이아몬드 기판은 실리콘보다 열전도율이 열 배 이상 높아 냉각구조를 단순화할 수 있다.
와세다대 연구팀은 “전력반도체는 실리콘뿐만 아니라 실리콘카바이드(SiC)를 사용한 제품들이 보급되기 시작했으나 인공 다이아몬드를 이용하면 훨씬 높은 전압에서 사용할 수 있는 전력반도체를 제작할 수 있다”고 설명했다.
서동규기자 dkseo@etnews.com
