8인치 고품질 NTD 반도체 국내연구진 양산체제 구축

하이브리드 자동차나 고속전철, 풍력 및 태양광 발전소 등에 사용되는 대용량 고품질 실리콘 반도체를 8인치까지 생산할 수 있는 양산체제가 국내 연구진에 의해 구축됐다.

한국원자력연구원(원장 양명승) 하나로운영부 박상준 책임연구원은 `중성자 핵변환 도핑(NTD)기술'을 이용해 연구용 원자로 하나로에서 지름 8인치의 실리콘 단결정에 중성자를 조사, 고품질 실리콘 반도체를 생산할 수 있는 기술 및 장치 개발을 완료하고 양산체제를 본격 가동한다고 18일 밝혔다.

NTD는 부도체인 고순도의 실리콘 단결정에 중성자를 쪼여 실리콘 원자핵 중 극미량을 인(P)으로 핵변환 시켜 n-형 반도체로 변환시키는 기술이다.

NTD 반도체는 인의 분포가 고를수록 더 높은 전압과 전류에 사용할 수 있어 중성자 밀도가 매우 높은 연구용 원자로에서 중성자를 효과적으로 제어해 실리콘과 중성자가 균일하게 반응하도록 하는 고도의 기술이 필요하다.

이를 위해 원자력연은 원자로 내 위치에 따라 차이가 있는 중성자 밀도를 균일하게 유지하는 기술과 지름 8인치의 실리콘을 한번에 60cm 길이까지 조사시킬 수 있는 장치를 개발, 외국 제품에 비해 품질이 뛰어나고 효율도 높은 양산체제를 구축하게 됐다.

원자력연은 지난 2002년 하나로를 이용해 5인치 NTD 반도체를 생산하는 기술을 자체 개발, 상용화한데 이어 2005년부터는 6인치 반도체를 생산하고 있다. 특히 하나로에서 생산하는 NTD 반도체는 일본 및 유럽의 반도체 웨이퍼 회사들로부터 세계 최고의 품질을 인정받고 있으며 지난해 NTD 기술에 관한 품질경영 국제표준(ISO 9001)인증을 획득했다.

임인철 하나로운영부장은 "8인치 NTD 반도체 생산기술의 확보는 국내 자력으로 건설, 운영중인 하나로의 활용도와 국가경제 기여도를 높이고 우리나라가 세계적 수준의 연구로 관련 기술을 확보하고 있음을 보여주는 성과라고 할 수 있다"고 말했다.

한편 NTD 반도체의 세계시장 규모는 연간 150톤, 200억원 가량으로 원자력연은 하나로를 이용해 전 세계 NTD 반도체 수요의 10%를 담당하고 있다.

대전=이준기기자 bongchu@