반도체·태양광 원료 고순도 실리카 분말 제조기술 개발

포항산업과학硏 김종호 박사

RIST(포항산업과학연구원)가 반도체와 태양광 산업에 사용되는 핵심원료인 고순도 실리카 분말 제조기술 개발에 성공했다.

28일 RIST에 따르면 이 기술은 태양광용 실리콘을 제조하는 도가니의 원료와 반도체 공정에 쓰이는 석영유리의 원료로 사용되는 실리카 분말을 만드는 것으로, 규석 광석을 분쇄'정제하는 과정을 통해 탄생했다. 실리콘 제조용 도가니와 반도체용 석영유리는 공통적으로 제품의 불순물 오염을 막기 위해 순도 99.99%, 금속불순물 50ppm 이하의 고순도 실리카 분말로 만들어진다. RIST 금속소재연구그룹 김종호 박사는 그간 전량 수입에 의존하고 있던 고순도 실리카 분말 개발을 위해 2012년부터 3년간 관련 연구를 수행하며 열처리 파분쇄기술'산처리기술'열화학처리기술 등을 접목하는 방법을 알아냈다. 실리카 분말 원료인 규석 광석을 고온으로 가열했다가 급속히 냉각시켜 광석 내부에 균열을 생성시키는 과정을 통해 파쇄 문제를 해결했고 염소 및 염산가스를 이용해 불순물 제거에 성공했다. 또 혼합산을 사용해 여러 단계에 걸쳐 염산과 불산으로 불순물을 씻어 내는 산처리 과정을 한 단계로 단축시켰다. 이 기술로 현재 ㎏당 5달러 수준의 제품 단가가 3달러 수준으로 30% 이상 절감될 전망이다.

김 박사는 "지난 2010년부터 포스코 신사업 원천기술 개발에 꾸준히 노력한 것이 이번 기술 개발 성공으로 이어졌다"며 "실리카 분말 개발이 국내 태양광 및 반도체 소재 사업의 경쟁력 확보에 도움됐다는 점에서 보람을 느낀다"고 말했다.