ETRI, 고성능 실리콘 감지센서 개발

- 고정밀 센서 핵심칩 기술로서 군사, 과학, 의료 등에 활용되어
1조원 규모의 세계시장 공략 -

고정밀 천체 관측 장비, 엑스레이, 단층촬영기 등의 의료기기, 야간투시경 등 첨단 군사장비 등에 널리 사용되는 고정밀 감지센서 칩이 국내 연구진에 의해 개발되어 국내․외 실리콘 센서 시장을 공략할 것으로 보인다.한국전자통신연구원(ETRI, http://www.etri.re.kr) 반도체·원천기술연구소 반도체공정운영팀(팀장 구진근)은 이화여대 물리학과 박일흥 교수팀과 공동으로 1년간의 연구 끝에 광통신 신호, 자외선, X-선, 감마선, 입자선 등을 정밀 감지, 측정하는 실리콘 PIN(핀) 다이오드 칩(방사선(Radiation) 감지(Sensor) 및 통신용으로 사용되는 소자)을 개발하였다.

● 군사, 과학, 의료, 산업용의 각종 첨단 감지장치의 핵심

실리콘 핀 다이오드 칩은 빛을 전기신호로 바꾸는 센서역할을 하며, 다른 방식에 비해 감지 영역이 넓고 미세한 신호까지 놓치지 않고 잡아낼 수 있어 초정밀 광센서가 필요한 모든 분야에서 활용되는 기술이다.우주의 미세한 신호를 감지하는 천체 관측장비, 중공업이나 제철소에서 달구어진 금속이 방출하는 빛으로 온도를 측정하는 특수 온도 검출기 등에 활용된다.

● 시장 및 기술동향

산업, 우주, 국방 등의 분야에서 각종 첨단기기의 핵심을 이루는 고성능 실리콘 센서분야는 현재 일본의 한 기업이 우리나라를 포함한 세계 시장을 거의 독점하고 있는 상황이다.실리콘 PIN 다이오드의 상용화에 요구되는 성능과 크기를 충족시키는 제품을 만들기 위해서는 특수한 청정환경은 물론 고신뢰성, 안정성, 고수율 등의 까다로운 조건들을 만족하는 공정기술이 필요하며 이러한 기술은 극소수 선진기업들이 독점하고 있다.

● 세계 최고 성능에 경제성도 뛰어난 ETRI의 실리콘 감지센서 칩

ETRI가 이화여대와 공동으로 순수 국내기술로 개발한 본 센서는 최상의 외산제품과 주요 특성을 비교하여 볼 때, 미미한 광신호를 잡아내는 민감도에서는 5배 이상 뛰어난 수치를 보이고 있으며 광신호 측정의 정밀도에 있어서는 2배 이상 향상된 세계 최상급의 성능을 보여주고 있다.그리고 제품 제작단가도 5인치 웨이퍼(30㎠) 1장당 $300 이하여서 생산원가를 타제품의 절반 이하로 크게 낮출 수 있는 것이 특징이다.

● 연 200억 원의 수입대체 효과, 연 1조 원의 세계시장 공략

ETRI는 상기 개발된 공정기술을 포함한 센서관련 제반기술에 대한 기술이전 등 상용화를 추진하고 있다.올해 6월, ETRI의 기술을 이전 받은 업체인 “(주)SENS기술”이 미국 NASA의 우주실험 프로젝트에 5인치 웨이퍼 500장에 해당하는 우주환경용의 고성능 핵자(양성자 및 중성자) 검출 센서의 공급계약을 체결함으로써 본 기술의 세계적인 우수성이 이미 입증되었다.연구책임자인 ETRI 반도체공정운영팀장 구진근 박사는, “이번 개발로 현재 전량 수입되는 고성능 실리콘 센서 부품의 국산화로 연200억 원 이상을 절감할 수 있으며, 나아가 연 1조 원 규모의 세계시장을 놓고 일본과 일전을 겨룰 수 있을 것”이라고 말했다.

<고성능 실리콘 PIN Diode 소자>