단국대학교는 전자전기공학부 구용서 교수팀이 반도체의 정전기 방전을 최소화할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 27일 밝혔다.

이번 기술은 차세대 반도체 소재로 꼽히는 실리콘카바이드(이하 SiC)를 활용하고 있으며, 4차 산업으로 평가되는 전기자동차, 신재생 에너지 등의 산업에 핵심 기술로 떠오르고 있다.

SiC 반도체는 실리콘 반도체에 비해 에너지 밴드 갭이 3배 넓고, 고온과 고전압 등의 극한 환경에서도 안정적 구동이 가능하다.

또, 열전도도와 발열 제어가 우수해 칩의 크기를 10분의 1 수준으로 줄일 수 있어 작은 크기로 고전력 고전압을 효과적으로 제어해야 하는 전력 반도체에 적합하다는 평가를 받고 있다.

다만 SiC는 물리적 특성상 정전기에 취약한 단점이 존재해 설계 과정에서 정전기 방전 보호 기술이 과제로 남았다.

이에 구용서 교수팀은 SiC 반도체에 들어가는 MOSFET(산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터)와 SCR(실리콘 제어 정류소자)의 구조를 개선, 새로운 반도체 설계 기법을 적용해 정전기 방전을 효과적으로 제어할 수 있는 보호 소자를 개발해 문제를 해소했다.

이번 연구는 전자전기 분야의 권위 있는 학술지인 미국전기전자학회(IEEE)의 IEEE Transactions on Power Electronics(IEEE TPE)와 IEEE Electron Device Letters(IEEE EDL)에 게재되었으며, IEEE EDL의 Editors Pick’s 및 11월 호의 표지논문으로 선정되었다.

구용서 교수는 “이번 연구를 통해 SiC 기반 반도체 산업 발전의 난제였던 정전기 방전 보호 기술을 크게 개선했다”며 “4차 산업혁명의 핵심 분야인 반도체 분야의 산업 발전에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

[ 경기신문/용인 = 신경철 기자 ]