부산대학교는 물리학과 박성균 교수 연구팀이 차세대 전력반도체 소재로 주목받는 산화갈륨(β-Ga2O3) 분야에서 고품질 단결정 성장과 소자 적용 원천기술을 확보해 국내 특허 4건을 출원했다고 27일 밝혔다.

이 가운데 1건은 기술적 완성도와 글로벌 경쟁력을 인정받아 동일한 내용으로 미국·유럽·일본·중국에도 추가로 특허를 확대 출원했다.

산화갈륨은 실리콘(Si), 실리콘카바이드(SiC), 갈륨나이트라이드(GaN)을 잇는 차세대 초광대역갭(UWBG) 전력반도체 소재로, 고전압·고온·고전계 환경에서 안정적으로 작동할 수 있다.

기존 주력 소재인 Si는 물리적 성능 한계에 다다랐고, SiC와 GaN은 성장 비용과 기판 확보 문제로 산업 규모를 확장하는 데 제약을 받는다.

부산대 연구팀은 이러한 산업적 요구에 대응해 고품질 산화갈륨 단결정 성장법 개발, 기판 표면 구조 제어를 통한 초고속 박막 성장 기술 확보, 산화갈륨 기반 이종접합 수직 구조 제작 기술, 극저온에서 전도 메커니즘 제어 및 자기장 반응 스위칭 소자 개발 등 전 주기 기술 체계를 구축했다.

연구팀은 고전압·고온·방사선·극저온 등 극한 환경에서도 동작할 수 있는 전력반도체 구현을 목표로 하고 있다.

박성균 교수는 "산화갈륨은 고성능과 환경 전력시스템에서 핵심적인 역할을 수행할 소재"라며 "극한 환경에서도 안정적으로 작동하는 차세대 전력반도체 플랫폼을 구축하는 동시에 향후 산업 적용을 위한 소재 표준화까지 고려한 연구개발을 추진해 국내 소재 기술 주권을 확보하는 것이 목표"라고 말했다.