소프트에피, 질화갈륨 기반 적색 LED 개발..."기존 MOCVD 공정 그대로 사용"

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사파이어 웨이퍼 기판 위에 질화갈륨(GaN)을 성장시켜 적색 발광다이오드(LED)를 만드는 기술이 국내 개발됐다. 적색 LED의 신뢰성과 내구성을 개선하는 발판이 마련될지 주목된다.

소프트에피는 질화갈륨으로 적색 LED를 만드는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 회사는 청색 및 녹색 LED와 같이 사파이어 기판 위에 질화갈륨을 성장시키는 방법으로 적색 LED도 개발했다고 설명했다.

질화갈륨이 성장된 사파이어 기판에서 붉은 빛이 나오고 있는 모습.<사진=소프트에피>
<질화갈륨이 성장된 사파이어 기판에서 붉은 빛이 나오고 있는 모습.<사진=소프트에피>>

소프트에피에 따르면 지금까지 적색 LED는 알루미늄갈륨인듐포스파이드(AlGaInP)나 형광체를 사용하는 것이 대부분이다. 하지만 AlGaInP계 적색 LED는 고가다. 또 크기가 작아질 경우 효율이 떨어지는 게 단점으로 꼽혔다.

질화갈륨계 칩은 저가이면서 기계적 강도와 신뢰성이 우수한 것이 장점이다. 그러나 질화갈륨계의 적색 LED는 없었다. '나노로드(nano-rod)'와 같은 특수한 방법으로 일부 개발된 사례가 있었지만 이는 연구실 수준으로 대량 생산은 힘들었다.

소프트에피 관계자는 “활성층에 고농도 인듐(In)을 주입하는 문제, 전류밀도가 증가할 때 짧은 파장으로 변하는 등 기술적 구현이 어려웠기 때문”이라고 설명했다.

소프트에피는 새롭게 개발한 성장 기법으로 기존 한계를 극복했다고 강조했다.

황성민 소프트에피 대표는 “고농도 인듐 주입 기술과 응력 조절 기법을 통해 새로운 성장 기술을 마련한 것이 핵심”이라면서 “청색과 녹색 LED에 썼던 MOCVD(유기금속화학기상증착법) 생산라인을 그대로 사용할 수 있는 것도 특징”이라고 말했다.

질화갈륨계 LED는 저가이면서 기계적 강도와 신뢰성이 우수해 이번에 개발된 소프트에피 기술이 마이크로 LED 분야에도 활용될지 주목된다. 마이크로 LED는 크기가 100마이크로미터(㎛) 미만인 초소형 LED다. 기존 적색 LED는 크기를 작게 만들면 성능이 떨어진다. 소프트에피는 차세대 디스플레이에 활용될 수 있는 적색 LED를 만들겠다는 목표다. 회사는 국내외 기업 및 기관과 협력해 질화갈륨 기반 적색 LED를 상용화할 계획이다.

윤건일기자 benyun@etnews.com