해피레포트 - [지방시대-성장엔진의 주역들](26)차세대 반도체-광주·전북

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[지방시대-성장엔진의 주역들](26)차세대 반도체-광주·전북

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광주전북지역의 차세대반도체 연구와 관련해서는 나노집적센터프로젝트와 함께 광산업을 중심으로 한 연구인력을 꼽을 수 있다. 광주에서는 광산업 집적화사업의 일환으로 발광다이오드(LED) 및 레이저다이오드(LD) 등 광반도체 생산 기술 기반사업이 활발히 진행되고 있다. 전북에서는 전북대를 중심으로 반도체 물성 분야에 대한 연구가 집중적으로 이뤄지고 있다. 특히 최근 광주-전북 통합컨소시엄이 산자부의 나노기술집적센터(장비 및 공정) 사업을 유치함으로써 반도체 산업의 활성화가 기대된다. 관련 기관 및 업계에서는 광주의 광반도체 생산기반 기술과 전북의 반도체 물성연구력이 상호 협력할 경우 반도체 및 디스플레이에 응용할 수 있는 장비의 효율적인 활용을 기대하고 있다. 이와 함께 인력교류 등 양 지역간 연구 협력모델을 구축할 수 있을 것으로 전망하고 있다. ◇광주, 광주과기원과 전남대 등지에 전문 연구인력 포진=광주과기원 신소재공학과 박성주 교수(45)는 광반도체 및 백색·청색·녹색 질화갈륨(GaN) LED 개발 분야에 대한 연구 업적을 대외적으로 높이 평가받고 있다. 국가지정연구실(NRL) 나노광반도체연구실을 이끌고 있는 그는 기존 LED·LD를 대체할 수 있는 차세대 반도체인 p형 아연산화물(ZnO) 아연산화물 광전소재를 세계 최초로 개발했으며 실리콘 양자점을 이용한 실리콘 LED 및 비휘발성 메모리 기술도 세계 최초로 개발해 국제적으로 인정받고 있다. 지난해 미국 해군성으로부터 LED 연구를 위한 자금 9만달러를 지원받기도 한 박교수는 지금까지 150 여편의 SCI 국제논문을 발표했으며 40 여건의 국내·외 특허도 보유하고 있다. 또 광전자 분야에서 뛰어난 연구를 인정받아 미국재료학회 등 국제학회의 초청으로 강연을 했으며 국제반도체학술회의를 10여차례 조직 및 운영하기도 했다. 또 송종인 정보통신공학과 교수(47)는 화합물반도체 초고주파 소자 및 광소자 연구에 주력하고 있다. 그는 화합물반도체인 갈륨비소(GaAs) 및 인듐인(InP)계열의 초고속소자인 이종접합 쌍극자 트랜지스터(HBT·Heterojunction Bipolar Transistor)와 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT·High Electron Mobility Transistor)와 관련된 연구를 중점 수행하고 있다. 특히 송교수는 300㎓의 동작 대역폭을 갖는 초고주파 화합물반도체 트렌지스터를 개발했다. 이와 함께 장거리 광통신용 화합물반도체 소자인 LD 및 광검출기(PD) 분야에서는 높은 단일 파장 모드 수율을 갖는 LD 개발, 40㎓의 주파수 대역폭을 갖는 광검출기의 개발, 다양자우물형 고효율 원적외선 검출기 등도 개발했다. 현재 정보통신우수연구센터(ITRC)인 차세대 광-무선가입자망센터장을 맡고 있는 그는 화합물반도체와 관련돼 60편의 SCI 논문 게재, 50여 편의 국제학술대회 발표, 15건의 국내외 특허를 보유하고 있다. 전남대에서는 이병택 신소재공학부교수(48)·김영민 정보통신공학부 교수(51)의 활동이 두드러지고 있다. 이교수는 GaAs·InP·갈륨질화물(GaN)·실리콘카바이드(SiC) 등 다양한 화합물반도체의 이종구조 단결정 박막성장 및 특성평가와 건식식각, 금속화 공정 등 광소자 제작공정에 대한 연구를 수행하고 있다. 지금까지 국제전문학술지 논문 77편을 발표한 이교수는 특히 AT&T 벨l 연구소에 재직하며 인듐인(InP) 및 인듐갈륨비소인(InGaAsP) LD를 건식식각을 사용, 제작하는 데 성공했으며 최근에는 차세대 광 반도체인 ZnO의 단결정 박막 성장 및 광소자 제작공정에 대한 연구에 주력하고 있다. 현재 국가균형발전위원회 전문위원과 광주광산업육성위원회 심사평가소위원장, 광주 광산업의 코디네이터로 활발하게 활동하고 있다. 한국전자통신연구소 실장과 반도체설계교육센터(IDEC) 광주지역센터장 등을 지낸 김영민 교수는 LED 반도체 회로 설계, 광 영상 압축장치, 정보통신 반도체회로 설계 연구를 하고 있다. ◇전북대, 학과와 대학원을 연계한 체계적인 인력 산실=지난 1990년 설립된 전북대 반도체물성연구소(SPRC)는 광반도체·전기소자·물질특성평가·신물질 및 신소자 그룹으로 나눠 순수 및 응용분야에서 반도체 물성을 연구하고 있다. 여기에 지난 2002년부터는 반도체과학기술학과가 신설돼 학부와 대학원을 연계한 반도체 전문인력 양성의 산실임을 자임하고 있다. 임기영교수 SPRC 연구센터장 임기영 교수(51)는 이러한 연구소(대학원) 및 학과를 진두지휘하고 있다. 반도체 물리학을 전공한 임교수의 주된 연구분야는 유기금속화학기상증착법 (MOCVD)을 이용한 화합물반도체 결정성장 및 광소자·전기소자 제조공정 등이다. 청색 LED를 개발한 임교수는 최근에는 Si기판위에 GaN를 성장해 고출력·고휘도 UV LED 및 전기소자(HEMT)를 개발중이다. 같은 연구소 윤창주 교수(53)는 반도체소자설계와 전자사이클로트론공명(ECR)-화학기상증착장치(CVD)로 증착한 질화박막의 증착 및 광학·전기적 특성연구, 산소 플라즈마에서 단결정 실리콘과 변형된 실리콘의 산화 연구, Si(001) 기판 위에 핫월진공증착장치(HWE·Hot Wall Epitaxy) 방법으로 성장한 GaN 박막 성장등의 연구에 주력하고 있다. 역시 같은 연구소 소속 양계모 교수(42)는수직공진표면발광레이저 (VCSEL)를 중점 연구하고 있다. 그는 레이저 구동전류가 매우 낮은 산화막 전류주입구를 갖는 GaAs VCSEL를 개발했다. 이와 함께 GaN를 이용한 410㎚ VCSEL개발과 GaN를 이용한 고출력 UV LED와 RC 정보처리용 LED(Resonant Cavitiy LED)에 대한 연구를 하고 있다. 지금까지 SCI 논문 76편을 게재하고 17건의 국내·외 특허를 등록한 그는 지난 2000년 5월 벤처기업 옵토웰을 설립해 GaAs VCSEL과 광검출기(GaAs PD)의 에피·웨이퍼·칩·패키지 등을 생산하고 있다. 홍창희 교수(49)도 연구소에 재직하며 고출력 청색과 백색 LED 구현을 위한 에피기술을 개발하고 있다. 지난 94년부터 4년간 LG 종합기술원 책임연구원으로 재직한 홍교수는 고휘도 청색 LED를 국내 최초로 구현하기도 했다. 서은경 전북대 반도체과학기술과 교수(48)는 △질화물 반도체의 물성과 응용연구 △질화물 반도체의 결함특성연구 △양자구조 및 단파장 발광다이오드의 발광특성 연구 △나노구조 반도체의 광학적 특성 및 응용연구에 심혈을 기울이고 있다. 같은 학과 이상권 교수(40)의 주된 연구분야는 나노소자이다. 특히 지난해 버클리대학과 공동으로 나노와이어 관련 연구결과를 수록하기도 했으며 최근에는 광주 컨소시엄과 공동으로 나노기술집적센터 사업 추진위원으로 참여해 활동중이다. 한윤봉 전북대 화학공학부교수(50)는 △반도체 박막재료 및 소자응용 연구 △화합물 반도체 박막재료 성장 및 발광소자 제조 △반도체 나노구조 제조 및 응용 연구 △반도체 나노박막·나노점·나노선 제조 및 특성 등을 주된 연구분야로 삼고 있다. 한교수는 원자힘현미경 장치를 이용한 나노채널을 갖는 초전도자속흐름 트랜지스터를 제작해 특허 등록했으며 액상·기상 혼합정제법을 이용한 단중벽 탄소나노튜브의 고수율 정제, 플라즈마 처리에 의한 양자우물 구조 질화갈륨계 발광소자의 발광 특성 향상 및 제조 방법도 개발하는 데 성공했다. 또 원자층증착법(ALD)을 이용한 ZnO계 나노구조 제조기술도 개발했다. 그는 미국금속재료학회와 한국화학공학회의 최우수 학술상 및 논문상을 수상하고 영국 국제인명센터와 미국인명원 등으로부터 반도체 분야의 우수 연구원으로 선정되기도 했다. 박막 재료 및 공정, 화합물 반도체 재료를 전공한 이인환 전북대 신소재공학부 교수(37)는 세계에서는 두 번째로 450㎚ 청색 LD를 개발했다. 그는 또 국내에서는 처음으로 GaN 계열 청색 LED를 비롯해 차세대 조명용 백색 LED를 위한 380㎚ UV 광원,1310㎚ 대역 광통신용 LD 에피 성장 기술을 발표했다. 이와 함께 질소 플라즈마를 이용한 질화갈륨의 건식식각에 의한 결함구조의 회복 및 제거 방법에 대한 특허도 등록했다. 광주=김한식기자@전자신문, hskim@etnews.co.kr

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