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한국광기술원, 질화물계 적색 마이크로 LED 소자 제작기술 개발 착수

192 2022.12.01

한국광기술원(원장 신용진)은 한 개의 웨이퍼에 적녹청(RGB) 풀 컬러 구현을 가능케 하는 마이크로 발광다이오드(LED) 기술개발에 착수했다고 30일 밝혔다.
 
적색 질화물 광반도체 기술 개발에 성공하게 되면 한 개의 웨이퍼에서 RGB 풀컬러를 구현할 수 있게 되고 전사 및 본딩의 횟수를 줄여 비용을 크게 절감할 수 있어 고해상도 마이크로 LED 디스플레이의 양산에 한발 더 다가설 수 있을 것으로 기대되고 있다.
 
한국광기술원 나노광소자연구센터(센터장 김자연)는 과학기술정보통신부 '나노 및 소재 기술개발사업'에 선정돼 67억원을 지원받는다. 증강현실(AR)·확장현실(XR), 미래자동차, 고해상도 자발광 TV 등 다방면으로 활용 가능한 질화물계(InGaN) 적색 마이크로 LED 소자 제작기술 기술을 개발한다.
 
<측면 전류 누설 억제를 위한 표면 패시베이션 기술 및 표면플라즈몬 커플링 기술을 적용한 질화갈륨계 초소형 고효율 적색 마이크로 LED 소자 제작기술 개발 개념도.>
 
<한국광기술원이 보유하고 있는 RGB 풀컬러 마이크로 LED 소자 제작 기술.>
 
그동안 청색(B)과 녹색(G) LED는 질화물 소재로 제작돼 왔으나 적색(R) LED는 물성 자체의 한계로 인화물계(AlGaInP) 소재로 제작돼 왔다. 이 때문에 RGB 디스플레이 자발광 모듈은 질화물계와 인화물계 소재를 따로 집적시켜 제작해야 하는 번거로움이 있었다. 뿐만아니라, 인화물계 적색 마이크로 LED는 칩 크기가 작아질수록 효율이 감소하여 상용화가 어렵다는 단점이 있다.
 
질화물계 마이크로 LED개발을 통해 사파이어 기판에 RGB 삼색광 마이크로 LED 구현이 가능하여 공정비용 절감과 품질을 동시에 높일 수 있다. 하지만 에피 결정성장이 어렵고 격자부정합 결정구조 내 원자들의 거리가 맞지 않는 결정구조 성장에 의해 원치 않는 불량 발생 원인으로 작용에 의한 효율손실 등 기술적 문제들이 존재한다.
 
이를 해결하기 위해 오화섭 한국광기술원 나노광소자연구센터 박사팀은 이인한 고려대 교수, 홍영준 세종대 교수), 라용호 전북대 교수, 소프트에피(대표 황성민)와 함께 '외부양자효율 30% 돌파형 5마이크로미터(㎛)급 InGaN 적색 마이크로 LED 원천기술개발' 사업을 진행할 예정이다.
 
오화섭 박사는 “이번 연구를 통해 확보되는 원천기술 및 지적 재산권 확보로 국내 관련 기업 기술이전 및 수요기업과의 협업을 통해 마이크로 LED 디스플레이 시장에 유리한 고지 선점과 국제 시장의 선도적 위치를 유지할 것”이라고 말했다.
 
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
<출처 : 전자신문>