ETRI, 광통신용 양자점 레이저 대량 생산 기술 개발

반도체 레이저 생산 단가 1/6

6인치 대면적 기판 활용

시간 단축, 대량 생산 가능

[대전=뉴시스] ETRI 연구진이 제작된 양자점 레이저 다이오드를 측정하고 있다.(사진=ETRI 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 반도체 레이저의 생산단가를 기존 대비 6분의 1로 대폭 줄이고 양자점 레이저를 대량으로 생산할 수 있는 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 광통신부품연구실이 연구용으로만 사용하던 양자점 레이저를 '유기화학 기상 증착장비(MOCVD)' 시스템을 이용해 국내 최초로 대량생산할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

이번에 ETRI 연구팀은 충북대와 함께 생산성이 우수한 유기화학기상증착장비를 이용, 갈륨비소(GaAs) 기판 위에서 광통신용 1.3㎛ 파장대역에서 활용가능한 인듐비소/갈륨비소(InAs/GaAs) 양자점 레이저 다이오드 개발하는데 성공했다.

기존 양자점 레이저 다이오드는 분자선증착장비(MBE)를 이용해 제작됐다. 하지만 이 장비는 증착 속도가 느려 생산효율이 낮다.

연구진이 생산효율이 높은 MOCVD를 활용해 양자점 레이저 생산성을 높였다. 양자점 레이저는 온도특성이 좋고 기판 결함에서 비교적 자유로와 기판 대면적화가 가능, 소비전력을 크게 줄이고 생산단가도 낮출 수 있다.

특히 개발된 양자점 제조기술은 양자점의 밀도가 높고 매우 균일한 장점을 갖고 있으며 특히 이번 양자점 반도체 레이저는 유기화학기상증착법의 결과로는 세계 최고 수준인 최대 75도까지 연속 동작을 가능하다.

또한 이 기술은 인듐인 기판보다 가격은 1/3 이하이며 최대 6 인치 갈륨비소(GaAs) 기판을 사용해 통신용 반도체 레이저 제조 비용을 1/6 이하로 낮출 수 있고 공정시간 단축 및 소재 비용절감도 가능하다.

기존 통신용 소자는 고가의 2인치 크기의 인듐인(InP) 기판을 사용해 제조 단가가 매우 높다.

연구에 참여한 충북대학교 금대명 교수는 "양자점 대량 생산기술은 향후 고가의 광통신 소자의 생산 단가를 낮출 수 있어 국가 광통신 부품산업의 경쟁력을 강화뿐만 아니라 기초과학 연구에도 크게 기여할 수 있다"고 강조했다.
 
ETRI 광통신부품연구실 김호성 박사는 "이번 연구 결과는 상업성과 원천성을 동시에 확보한 사례로 향후 광통신용 반도체 레이저 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 결과"라면서 "최근 국제 SCI 저널을 통해 연구성과를 발표했다"고 말했다.


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