▲ 자율주행자동차용 실리콘 기반 라이다 센서(사진=한국연구재단)

한국연구재단은 연세대학교 안종현 교수 연구팀과 대구경북과학기술원 이재동 교수 연구팀이 자율주행자동차의 핵심기술 중 하나인 장애물 감지용 라이다 센서 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

우리 눈에 해를 끼치지 않는 단파 적외선을 이용해 자동차 주변의 장애물을 감지할 수 있는 라이다 센서는 자율주행자동차 개발의 중요한 이슈이다.

가시광선 영역의 단파장 빛은 사람의 눈에 피해를 줄 수 있어 현재 자율주행차에 적용이 어렵다. 이런 문제 때문에 단파 적외선을 감지할 수 있는 인듐갈륨비소(InGaAs) 화합물 반도체를 사용해 라이다 센서를 개발하고 있다.

하지만 인듐갈륨비소 화합물 반도체는 제작비용이 높아 메모리 반도체 등에 널리 사용되는 저비용, 대량생산이 가능한 실리콘 반도체에 대한 연구가 활발하다. 그러나 실리콘 반도체는 단파 적외선을 감지할 수 없어 그동안 라이다 센서에 적용되지 못했다.

이에 연구팀은 10nm 이하로 초박막 실리콘을 제작하고 변형 제어 기술을 통해 실리콘의 전자구조를 변화시켜 단파 적외선을 감지할 수 있는 광센서를 개발했다.

실리콘 반도체의 전자구조를 변형시키기 위해서는 높은 변형을 가해야 가능하다. 하지만 실리콘은 단단하여 부서지기 쉬워 변형을 가할 수 없다. 이러한 문제를 극복하기 위해 기존 실리콘 웨이퍼를 식각공정을 통해 10nm 이하의 초박막 상태로 만들어 높은 변형 하에서도 부서지지 않도록 유지시켜 단파 적외선을 감지할 수 있는 실리콘 광센서를 제작하였다.

제작된 실리콘 광센서는 자율주행자동차와 다양한 보안장치에 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구지원 사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 7월 30일 게재되었다.