KAIST, 광반도체 소자 집적도 100배 높이는 기술 개발

"성능·가격·에너지 효율 등 결정짓는 핵심 기술"

자율주행차의 눈으로 일컬어지는 핵심 센서인 라이다(LiDAR)와 양자 센서·컴퓨터 같은 복잡한 광학 시스템을 하나의 작은 칩으로 만들어 줄 차세대 반도체 기술이 집적 광학 반도체(이하 광반도체) 기술이다.

광반도체 소자에서 집적도를 높이는 것은 성능·가격·에너지 효율 등을 결정짓는 핵심적인 기술인데, 국내 연구진이 광반도체 소자 집적도를 100배 이상 높일 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 김상식 교수 연구팀은 광반도체 소자 집적도를 100배 이상 높일 수 있는 새로운 광 결합 구조를 발견했다고 19일 밝혔다.

하나의 칩당 구성할 수 있는 소자 수 정도를 집적도라고 하는데, 집적도가 높을수록 많은 연산을 할 수 있고 공정 단가 또한 낮춰준다.

다만 '빛을 칩 안에 가둔 반도체'인 광반도체 소자의 집적도를 높이기는 매우 어려운데, 이는 빛의 파동성으로 근접한 소자 사이에 광자 간 혼선이 발생하기 때문이라고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이번 연구에서 새로운 광 결합(coupling) 구조를 발견했다.

김 교수는 "기존에 빛의 혼선을 크게 할 것이라고 여겨졌던 누설파를 통해 역설적으로 혼선을 없앴다"며 "이번 연구에서 밝혀진 누설파를 이용한 광 결합 방법을 응용한다면 더욱 작고 노이즈가 적은 다양한 광반도체 소자를 개발할 수 있을 것"이라고 말했다.

누설파는 옆으로 잘 퍼지는 특성을 갖는 빛을 뜻한다.

/연합뉴스