하이브리드차, 태양광 발전 등에 필수 반도체…독일, 호주 이은 세계 세번째
연구용 원자로 하나로를 이용해서 8인치 NTD 반도체를 생산하기 위해 작업을 준비하고 있는 모습.
연구용 원자로를 이용해 하이브리드자동차, 고속전철, 풍력발전소 등에 쓰이는 실리콘반도체를 세계에서 가장 크게 만들 수 있는 생산체제가 국내에 갖춰졌다.
18일 한국원자력연구원에 따르면 이 연구원 하나로운영부 박상준 박사팀은 연구용 원자로인 ‘하나로’에서 지름 8인치의 실리콘 단결정(잉곳)에 중성자를 쪼여 고품질 실리콘 반도체를 만들 수 있는 기술과 장치개발을 마치고 양산에 들어갔다.
실리콘반도체는 인(P)이 고르게 분포될수록 더 높은 전압과 전류에서 쓸 수 있게 된다. 실리콘 단결정에 중성자를 쪼이면 실리콘내 원자핵 중 극미량이 인으로 핵변환(핵변환 도핑) 된다.
이 중성자 핵변환 도핑반도체(NTD반도체)는 실리콘에 인을 직접 넣는 일반적인 공정보다 인이 고르게 퍼져 고속전철, 하이브리드자동차의 인버터(inverter) 등 고가의 대전력용 반도체 소자를 만들 때 쓰인다.
이번에 양산되는 8인치급 NTD반도체는 독일, 호주에 이은 세 번째로 세계에서 가장 큰 크기다.
연구용 원자로 하나로에서 생산한 8인치 NTD 반도체를 살펴보고 있는 모습 <br />
임인철 원자력연구원 하나로운영부장은 “8인치 NTD반도체의 양산체계를 갖춰 NTD반도체의 한해 생산량을 두 배 이상 늘릴 수 있을 것으로 본다”면서 “하이브리드자동차 등 그린에너지분야에서 널리 쓰일 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 원자력연구원은 2002년 ‘하나로’를 이용해 지름 5인치의 NTD반도체를 만들기 시작한 데 이어 2005년부터는 6인치 NTD반도체를 생산, 수출해 전세계 NTD반도체 시장의 10%쯤을 차지하고 있다.
NTD반도체는 프랑스, 네덜란드, 호주, 미국 등 15개 나라 연구용원자로에서 만들어져 공급되고 있으며 한해 시장규모는 200억여원(150t)에 이른다.
노형일 기자 gogonhi@asiae.co.kr
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