삼성전자는 10일 세계 최초로 비정질 유리기판 위에 단결정 수준의 GaN(질화갈륨, Gallium Nitride)을 성장시키고 이를 이용, 유리기판 상에 GaN LED를 구현하는데 성공했다고 밝혔다.
새 공법을 활용하면 기존 2인치 기준 사파이어 기판을 사용할 때에 비해 최대 400배, 기술 개발중인 실리콘 기판보다는 100배 크기의 GaN LED 생산이 가능해진다.
회사측은 이번 구현을 통해 향후 GaN LED가 멀티 광원을 활용한 대형 사이즈의 조명과 디스플레이용 컬러표시소자 등 옵토 일렉트로닉스(opto electronics) 분야에 확대 적용 되는데 기반이 될으로 내다봤다.
유리기판은 대면적으로 만들기 쉽고 가격도 저렴하게 할 수 있다는 점에서 이상적인 기판 재료임에는 분명하지만 비정질로 돼 있어 이제까지는 단결정 수준의 GaN LED가 구현된 적이 없다.
이제까지 단결정 GaN LED는 사파이어와 같은 단결정 기판 위에 결정체의 층을 성장시키는 에피택셜(Epitaxial)성장법으로만 구현 가능하다는 것이 과학계와 업계의 상식이었다.
삼성전자는 이러한 업계 상식을 넘어 GaN와 결정 특성·구조가 유사한 티타늄 박막을 유리기판 위에 도입함으로써 비정질 유리기판에 결정성을 부여했다.
상용화 까지는 10년 가까이 소요될 전망이다. 연구를 주도한 최준희 삼성전자 종합기술원 전문연구원은 “이제 첫 발을 내민 것이지만 10년 후에는 유리창이 곧 조명이나 디스플레이로 활용돼 건물이 자신만의 표정을 갖게 될 것”이라며 “대면적화로 하나의 기판에서 많은 LED칩을 만들 수 있을 뿐 아니라 유리에 바로 빛을 쏠 수 있어 여러 부문에 기술을 적용할 수 있다”고 설명했다.
이번 연구 결과는 세계적 권위 국제 학술지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 인터넷판에 게재됐다.
