[더테크=전수연 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)이 데이터센터, 양자통신 등에 쓰이는 양자점 레이저를 대량 생산할 수 있는 기술 개발에 성공했다.

ETRI는 그동안 연구용으로만 쓸 수 있었던 양자점 레이저를 유기화학 기상 증착장비(MOCVD) 시스템을 이용해 국내 최초로 대량 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

ETRI 광통신부품연구실은 생산성이 우수한 유기화학기상증착장비를 이용해 갈륨비소(GaAs) 기판 위, 광통신용 1.3㎛ 파장대역에서 활용 가능한 인듐비소/갈륨비소(InAs/GaAs) 양자점 레이저 다이오드 개발에 성공했다.

기존 양자점 레이저 다이오드는 분자선증착장비(MBE)를 이용해 만들었다. 하지만 본 장비의 경우 증착 속도가 느려 생산 효율이 낮고 양산하기 쉽지 않았다.

이에 연구진은 생산 효율이 높은 MOCVD를 활용해 양자점 레이저로 생산성을 높였다. 양자점 레이저는 온도 특성이 좋고 결함에 대해 비교적 자유롭다. 따라서 기판 대면적화가 가능한 셈이다.

저전력 광원 개발이 가능해 소비 전력을 대폭 줄이고 생산 단가도 줄일 수 있다. 연구진이 개발한 양자점 제조 기술은 양자점의 밀도가 높도 매우 균일한 장점을 가지고 있다. 개발된 양자점 반도체 레이저는 최대 75도까지 연속 동작했다.

기존 통신용 소자는 고가의 2인치 크기 인듐인(InP) 기판을 사용해 제조 단가가 매우 높았다. 본 기술은 인듐인 기판보다 가격은 낮고 최대 6인치 칼륨비소 기판을 사용해 통신용 반도체 레이저 제조 비용을 1/6 이하로 낮출 수 있을 것으로 예상된다.

또한 이 기술은 결함 밀도가 높은 대면적 기판을 활용할 수 있어 공정 시간 단축과 소재 비용 절감도 기대할 수 있다. 연구진은 본 성과를 더욱 고도화해 검증하고 신뢰성을 높여 국내 광통신 기업에 기술 이전할 계획이다.

기업은 ETRI 통신용 반도체 파운드리로 핵심 기술, 인프라를 지원받아 채용 상용화 시기를 단축할 예정이다. 향후 개발 기간과 생산 비용을 크게 줄여 제품 가격 경쟁력을 향상 하고 해외시장 점유율을 증가시킬 것으로 보고 있다.

ETRI는 현대사회에서 광통신이 우리 산업의 대동맥과 같은 역할이라고 분석했다. 특히 이번 성과는 향후 아파트단지에서 대도시, 해저 광케이블까지 연결하는 광통신용 광원 개발에 획기적인 전기가 될 전망이다.