한국세라믹기술원(원장 유광수)은 과학기술정보통신부 '나노 및 소재기술 개발사업'의 일환으로 전력반도체용 고품질 산화갈륨(Ga₂O₃) 단결정 기판 제조기술 개발에 나선다고 21일 밝혔다.
이를 위해 20일 경남 진주 본원에서 이영국 한국연구재단 소재·부품단장을 비롯한 관계자 10명이 참석한 가운데 현판식을 가졌다.
산화갈륨(Ga₂O₃) 전력반도체는 친환경차에 적용하면 고전압 인버터를 고효율화, 소형화할 수 있다. 2025년에는 세계 전력반도체 시장의 10%를 차지할 것으로 예상되지만 일본이 시장을 독점하고 있는 상태다.
산화갈륨은 기존 실리콘이나 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN)보다 우수한 성능이 기대되는 차세대 전력반도체 소재다. 기판용과 에피용 소재로 구분하며 기판 소재는 이미 일본에서 5년 전 상용화했다.
한국세라믹기술원은 기판용 소재와 제조기술을 국산화하기 위해 공동연구팀을 구성하고, 향후 5년 동안 133억원을 투입해 4인치급 산화갈륨 단결정 잉곳과 장비·가공기판·에피 등을 개발한다.
공동연구팀에서 한국세라믹기술원은 고품질 단결정 잉곳 성장기술, 동의대는 도핑기술, 악셀은 성장 장비기술, 한국생산기술연구원은 기판 가공기술, 루미지엔테크는 고속 박막 성장기술 개발을 각각 담당한다.
중소벤처기업부 원료분말 소재개발, 산업통상자원부 전력반도체 소자개발 사업과 연계한 다부처협업 프로젝트로 추진한다.
연구팀은 산화갈륨 대구경화가 가능한 EFG 성장기법을 채택해 프로젝트 종료 후 즉시 사업화할 수 있도록 한다는 방침이다. 산화갈륨 EFG 국산 장비를 개발하면 전력반도체 생산 비용을 절감하고 기술경쟁력은 높일 수 있다. 기판 가공과 에피박막 검증을 통해 전력반도체 소자에 즉시 적용도 가능하다.
배시영 한국세라믹기술원 연구원은 “국내에서 처음으로 착수하는 단결정 기판 소재 연구 프로젝트인만큼 고품질 산화갈륨 기판 개발과 국산화에 성공해 단가 경쟁력 향상은 물론, 산화갈륨 전력반도체 밸류체인 완성에 기여하겠다”고 말했다.
진주=임동식기자 dslim@etnews.com
