광통신용 양자점 레이저 대량생산 기술 개발

ETRI, 생산단가 6분의 1로 대폭 줄여
6인치 기판으로 시간 단축·대량 생산

ETRI 연구진이 개발한 기술은 6인치의 갈륨비소 기판(왼쪽)을 사용해 생산단가를 6분의 1로 대폭 줄일 수 있게 됐다. ETRI 제공

[파이낸셜뉴스] 한국전자통신연구원(ETRI) 광통신부품연구실에서 국내 최초로 데이터센터나 양자통신 등에 널리 쓰이는 양자점 레이저를 대량으로 생산할 수 있는 기술개발에 성공했다. 특히 기존에 사용했던 고가의 인듐보다 3분의 1 저렴한 갈륨비소를 기판으로 사용한다. 또한 2인치 인듐인 기판 대신 최대 6인치의 갈륨비소 기판을 사용해 생산단가를 6분의 1로 대폭 줄일 수 있게 됐다.

현대사회에서 광통신은 우리 산업의 대동맥과 같은 역할이다.

연구진의 이번 성과는 향후 아파트단지에서 대도시, 해저 광케이블까지 연결하는 광통신용 광원개발에 획기적인 전기가 될 전망이다.

8일 ETRI에 따르면, 생산성이 우수한 유기화학기상증착장비를 이용해 갈륨비소 기판 위에서 광통신용 1.3㎛ 파장대역에서 활용 가능한 인듐비소·갈륨비소 양자점 레이저 다이오드를 개발했다.

이번에 개발한 양자점 제조 기술은 양자점의 밀도가 높고 매우 균일한 장점을 가지고 있다. 연구진은 "개발한 양자점 반도체 레이저는 최대 75도까지 연속 동작했으며, 이는 유기화학기상증착법의 결과로는 세계 최고 수준"이라고 설명했다.

또한 이 기술은 결함 밀도가 높은 대면적 기판을 활용할 수 있어 공정 시간 단축 및 소재 비용 절감이 쉽게 이뤄질 수 있다.

ETRI 연구진이 제작된 양자점 레이저 다이오드를 측정하고 있다. ETRI 제공

ETRI 김호성 박사는 "이번에 개발한 기술은 상업성과 원천성을 동시에 확보한 사례로 향후 광통신용 반도체 레이저 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 결과"라고 말했다.

연구진은 이 기술을 더욱 향상시켜 국내 광통신 기업에 기술이전할 계획이다. 또한 기술을 이전받은 기업에게 ETRI 통신용 반도체 파운드리의 핵심 기술과 인프라를 지원해 제품 상용화 시기를 단축할 예정이다.

이번 기술개발에 참여한 충북대 금대명 교수는 "양자점 대량 생산 기술은 향후 고가의 광통신 소자의 생산 단가를 낮출 수 있어 국가 광통신 부품 산업의 경쟁력 강화 뿐만아니라 기초과학 연구 분야에도 크게 기여할 수 있다"고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자