[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 전력 손실은 최소화하면서도 고전압에도 견디는 수직형 질화갈륨 전력반도체를 국내 최초로 개발했다. 이 전력반도체는 전기자동차 배터리, 태양광 인버터, 전력 송배전망 등의 전력 변환효율을 개선에 이용할 수 있다. 연구진은 전력반도체 핵심 소재인 질화갈륨 에피를 성장시키는 기술 개발로 해외의존도 및 원천기술 격차를 낮출 것으로 전망했다.

연구진은 질화갈륨 단결정 기판 위에 동종(同種)의 질화갈륨 에피층을 수직으로 쌓아 올려 최적화함으로써 결함을 극복해냈다. 다년 간의 질화갈륨 반도체 노하우를 바탕으로 에피층의 두께를 늘리는 공정을 통해 전압을 높이면서도 저항을 억제할 수 있었다.

그 결과 기존의 수평형에 비해 높은 항복 전압 특성을 구현해내는 데 성공, 800V급 수직형 질화갈륨 다이오드 전력반도체를 개발했다. 

한편, 질화갈륨은 소재 특성상 열에 강하고, 스위칭 속도가 수십 MHz에 이를 정도로 빨라서 별도의 에너지 저장 공간이 요구되지 않아 실리콘 대비 3분의 1 수준의 시스템 소형화가 가능하다. 에너지 차이(밴드 갭) 또한 실리콘 대비 3배 이상 뛰어난 3.4Eg(eV) 수준으로 고전압에 유리해 차세대 전력 반도체 소재로 주목받고 있다. 

출처 : https://www.fnnews.com/news/202010061044541631