[한경닷컴]그린에너지 전문 부품소재 기업인 와이즈파워(대표 박기호)는 계열사인 그랜드텍을 통해 고휘도,고효율 LED의 핵심 소자인 질화갈륨(GaN) 웨이퍼의 생산공정 기술에 대한 미국 특허를 획득했다고 15일 밝혔다.

회사에 따르면 그랜드텍은 자체 개발한 수소기상증착 장비인 HVPE(Hydride VAPOR Phase Epitaxy) 시스템을 이용한 GaN 박막형성 기술에 대한 특허를 획득했다.이는 에피웨이퍼 제조 공정 중에서도 LED칩의 성능을 좌우하는 박막형성 기술에 관한 것이다.

LED칩 공정은 기판에 화합물 박막층을 형성시키는 에피 공정,LED칩을 만드는 팹 공정,완성된 LED를 최종 제품으로 만드는 패키징 공정으로 나눌 수 있다.에피 공정은 사파이어 기판에 금속화합물 박막으로 된 반도체층을 형성해 에피웨이퍼를 만드는 과정을 말한다.

에피웨이퍼를 만드는 과정에서 사파이어와 GaN 원자 간의 간격(격자상수) 차이로 인해 물리적 결함이 발생하게 된다.이에 따라 사파이어 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 할수 있는 버퍼층(Buffer Layer)을 만들어서 결함을 해결해야 한다.그랜드텍의 이번 특허기술은 사파이어 기판과 GaN층 사이에 완충지대인 ‘나노로드’형태의 버퍼층을 형성함으로써 이 같은 물리적 결함을 해결한 것.

회사측은 나노로드 버퍼층을 이용하면 기판의 균열이나 휘어짐 없이 GaN 박막을 10㎛~450㎛ 수준까지 성장시킬 수 있고 전위밀도(Dislocation Density)가 크게 향상된 GaN 기판 형성이 가능하다고 설명했다.이처럼 결함이 낮은 GaN 기판을 쓰면 LED칩 및 레이저 다이오드 칩의 수명 연장이 가능하고 고출력 LED칩을 생산할 수 있다.

GaN 에피웨이퍼는 LED및 레이저 다이오드의 핵심 기초소자로서 대부분 수입에 의존해왔으며 특히 GaN 웨이퍼는 미국 LED 업체인 크리,TDI 등 일부 회사만이 제조하고 있다.

박기호 대표는 “그랜드텍은 자체 개발한 장비와 특허 기술을 상용화해 조명용 LEED 시장에 필요한 고휘도,고효율 LED칩 시장에 진출할 계획”이라며 “이번 특허 획득을 계기로 수소기상증착 장비와 GaN기판의 출시를 앞당길 예정”이라고 말했다.

그랜드텍은 반도체 및 LCD 생산,테스트장비 및 특수가수 배관분야 전문기업으로 와이즈파워가 87%의 지분을 갖고 있다.

김후진 기자 jin@hankyung.com