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[IT뉴스]“전투기·자율주행차 핵심소재”…화합물반도체 국산화 성공

온카뱅크관리자

2024-05-30 08:46:58

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 표준硏, 단파장 적외선 센서 필수 고품질 화합물 반도체소재 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="8dpm8jva7L">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="6JUs6ATNzn" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이상준 박사가 자체 개발한 메타모픽 구조의 성장 과정을 관찰하고 있다.[KRISS 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/30/ned/20240530084700163xwxm.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="fpoTJs5r7g" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/30/ned/20240530084700163xwxm.jpg" width="658"></p>
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            이상준 박사가 자체 개발한 메타모픽 구조의 성장 과정을 관찰하고 있다.[KRISS 제공]
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          <p dmcf-pid="PFw8YBdzFi" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 전투기 레이더, 자율주행 차량 카메라, 스마트 IoT 센서 등 첨단산업 분야의 ‘눈(眼’)으로 활용되는 화합물 반도체 소재 국산화에 성공했다.</p>
          <p dmcf-pid="Q3r6GbJq7J" dmcf-ptype="general">한국표준과학연구원(KRISS)은 전략기술연구소 이상준 박사 연구팀이 초고감도 단파장 적외선(SWIR) 센서에 쓰이는 고품질 화합물 반도체 소재를 개발했다고 29일 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="xzhet4aV3d" dmcf-ptype="general">SWIR 센서는 대역의 특성상 어두운 환경에서도 선명한 시각 정보를 제공한다. 또한 물체로부터 반사되는 적외선과 물체가 직접 방출하는 적외선 모두를 탐지할 수 있다. 야시경을 비롯한 군사 장비에 주로 활용되어왔으나 최근에는 자율주행 차량부터 반도체 공정 모니터링, 식물 성장을 관찰하는 스마트팜 카메라까지 쓰임이 다양해지고 있다.</p>
          <p dmcf-pid="yE4Goh3IFe" dmcf-ptype="general">적외선 센서에서 빛(광신호)을 감지하고 전기 신호로 변환하는 역할은 반도체 소재가 수행한다. 첨단분야에 활용되는 SWIR 센서에는 두 종류 이상의 원소를 결합한 화합물 반도체가 사용된다. 단일 원소 기반인 실리콘 반도체에 비해 전자 이동성이 월등히 높아 미량의 빛도 민감하게 감지할 수 있고, 전력 효율도 뛰어나기 때문이다.</p>
          <p dmcf-pid="WD8Hgl0C0R" dmcf-ptype="general">현재 SWIR에 가장 흔히 쓰이는 화합물 반도체 소재는 인듐-포스파이드(InP) 기판 위에 인듐-갈륨-아세나이드(InGaAs)를 광 흡수층으로 성장(증착)시킨 InGaAs 소재다. 하지만 InGaAs 소재는 제작 공정에서 발생하는 격자 불일치와 자체 물성의 한계로 인해 일정 성능 이상의 SWIR 센서를 제작하기엔 어려움이 있었다.</p>
          <div dmcf-pid="YKTnpQc6pM" dmcf-ptype="general">
           <p>연구팀은 InP 기판 위에 인듐-아세닉-포스파이드(InAsP)를 광 흡수층으로 성장시킨 InAsP 소재를 새롭게 개발하는 데 성공했다. 기존 InGaAs 소재보다 상온에서 신호 대비 잡음이 낮아 신뢰도가 높고, 성능 저하 없이 광검출 가능한 대역도 넓어졌다.</p>
          </div>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="G9yLUxkPUx" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KRISS가 개발한 SWIR 센서용 InAsP 소재 모식도.[KRISS 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/30/ned/20240530084703268nlry.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="4dr6GbJqzo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/30/ned/20240530084703268nlry.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KRISS가 개발한 SWIR 센서용 InAsP 소재 모식도.[KRISS 제공]
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          <p dmcf-pid="H2WouMEQzQ" dmcf-ptype="general">기술의 핵심은 격자 불일치를 완화하는 메타모픽(격자이완층)을 제작해 도입한 것이다. 연구진은 두 박막(기판과 광 흡수층) 사이에 As와 P의 비율을 단계적으로 조성한 메타모픽 구조를 삽입하였다. 이는 물성과 격자 크기가 다른 두 박막이 직접 충돌하지 않도록 완충 역할을 한다. 그 결과, 격자 변형을 크게 완화해 높은 품질은 유지하면서 밴드갭을 유연하게 조절할 수 있는 신소재를 개발했다.</p>
          <p dmcf-pid="X4HNqdrRuP" dmcf-ptype="general">이상준 박사는 “화합물 반도체 소재는 국가 전략물자로 해외 수입이 쉽지 않아 독자적인 기술 확보가 필요하다”며 “이번 개발한 소재는 즉시 상용화 가능한 수준으로 전투기용 레이더, 의약품 결함 검사, 폐플라스틱 재활용 공정 등 미래산업 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="Z8XjBJmeU6" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 2월 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="56ZAbisd78" dmcf-ptype="general">nbgkoo@heraldcorp.com</p>
         </section> 
        </div> 
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