차세대 방사선영상장치 반도체 결정 만들어

한국원자력연구원 하장호 박사팀은 카드뮴, 아연, 텔레튬 3가지 원소가 합성된 화합물 반도체 소재인 CZT(CdZnTe) 화합물의 대구경 단결정 성장에 성공했다고 11일 발표했다.

CZT 화합물을 지름 1인치 이상의 큰 단결정으로 성장시킨 것은 프랑스, 미국, 영국, 캐나다, 이스라엘에 이어 세계 6번째 성과다.

CZT화합물 반도체는 우주망원경의 감마선 감지센서, 핵의료 영상장치용 3차원 영상 방사선 센서, 차세대 태양전지 소재 등 활용성이 뛰어난 차세대 소재로, 상온에서 별도의 냉각장치 없이도 센서로 동작이 가능해 게르마늄(Ge) 반도체를 대체할 차세대 원천소재로 주목받고 있다.

특히 태양전지 소재로 널리 쓰이는 실리콘 반도체보다 반응효율이 두 배 높아 좁은 면적에서 많은 전력을 생산할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

연간 11억 달러 규모의 방사선 센서 세계 시장 중 CZT 센서 시장은 2006년 기준으로 3천만 달러 규모로 빠른 성장세를 보이고 있다.

세계 시장의 70%를 독점하는 미국 eV 프로덕트사 등 소수 회사가 CZT 단결정을 공급하는 가운데, 관련기업들이 부가가치가 높은 방사선센서를 완제품 형태로만 공급하고 있어 단결정 기술이 없는 국가들은 소재 확보에 어려움을 겪고 있다.

이같은 상황에서 국내 연구진이 자체적으로 대구경 단결정 성장기술을 개발해 차세대 반도체 센서용 시장에 주도적인 참여가 가능할 것으로 기대되고 있다.

하장호 박사는 "단결정의 품질 향상과 대량생산을 위한 공정기술을 개발, 세계 시장에 단결정을 공급할 계획"이라며 "단결정을 활용해 차세대 방사선 계측기와 방사선 영상센서 개발을 추진할 것"이라고 밝혔다.

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