실리콘 기반 라이다(Lidar) 센서 개발

자율주행자동차를 위한 단파적외선 감지

□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 안종현 교수(연세대학교) 연구팀과 이재동 교수(대구경북과학기술원) 연구팀이 자율주행자동차의 핵심기술 중 하나인 장애물 감지용 라이다 센서 기술을 개발했다고 밝혔다.

○ 우리 눈에 해를 끼치지 않는 단파 적외선을 이용하여 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. 이러한 문제 때문에 단파 적외선을 감지할 수 있는 InGaAs 화합물 반도체를 사용하여 라이다 센서를 개발하고 있다.

○ 하지만 InGaAs 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 가해야만 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.