3차원 반도체 SGT 개발회사 설립, 10배속의 MPU개발
日本유니선티스일렉트로닉스(주)(대표이사 사장, 福田欣一)가 설립되어 프랙쉬 메모리의 발명자인 舞岡富士雄 東北대학교수가 최고기술책임자(CTO)로 취임했다. 곧바로 이 회사는 3차원 반도체 SGT(Surrounding Gate Transistor) 개발에 들어간다.
1947년에 미국에서 바이폴러 트랜지스터가 발명된 것이 반도체 산업이 큰 산업으로 성장하게 되었던 기원이다. 결과적으로 이것이 반도체 산업발전의 첫 번째 견인차가 되었다. 이어서 미국의 인텔사가 개발한 DRAM/CPU가 1970년대에 제 2의 견인차로서 일본의 舞岡이 발명한 프랙쉬 메모리가 1980년대에 제3의 견인차로서 반도체 산업 발전에 공헌했다. 이번에 개발할 SGT는 프랙쉬 메모리에 이은 차후 20년간의 반도체 산업 발전을 짊어질 제 4세대 견인차를 목표로 하고 있다.
SGT는 실리콘 기둥에 N형 확산층, 산화막, 금속을 순서로 감은 원주형 구조의 트랜지스터로 소스, 게이트, 드레인 전극이 수직으로 배치되어 있는 특징적인 구조를 갖는다. 종래의 MOS트랜지스터는 금속 게이트(반도체), 산화막(절연체), 실리콘(반도체)으로 구성되어 게이트 전극에 전압을 가해서 절연막 아래의 드레인 소스 사이에 흐르는 전류를 제어하는데, 평면적인 형상이기 때문에 동일 사이즈로 집적화를 하려면 미세가공이 필수였다. 그러나 종래 구조에서 이 이상의 미세화에는 발열과 오작동이라는 문제가 있기 때문에 더 이상의 고집적화는 상당히 곤란해진다.
舞岡이 발명한 SGT에서는 트랜지스터를 입체형으로 함으로써 종래의 평면형과 비교해서 실리콘 표면을 점유하는 면적을 몇 분의 1로 할 수 있어(만약 10분의 1이 되면 평면형과 같은 면적에서의 집적도는 10배가 된다), 획기적인 고집적화를 실현할 수 있다. 이로써 저소비전력화, 고속화, 저가화가 가능하게 된다.
종래의 평면 MOS트랜지스터에서는 최고속인 크록 주파수가 2㎓정도인데, 日本유니선티스일렉트로닉스사에서는 한 자릿수 위의 크록 주파수, 최종적으로는 크록 주파수 50GHz를 실현, 차세대의 세계최고성능의 MPU(초소형 연산처리장치)의 개발을 목표로 한다. (CJ)

녹이 잘 슬지 않는 무기도료 발매
무기도료제조·판매의 딕재팬(大阪府 堺市, 사장 坂口忠弘)은 광석인 실리카를 주원료로 한 무기도료 ‘무키크린’을 발매했다. 다리 등 대형건축물에서 주택건재까지 용도를 개척한다.
실리카 이외에 공업용 알코올을 포함하는 무기 안료를 사용했다. 실리카와 알코올은 분자가 미세하기 때문에 강판이나 목재의 미세한 구멍에 침투하기 쉽다. 구멍에 침투하면 알코올은 공기 중의 수분과 중화하여 증발하고 실리카는 단단해져서 도막을 만들어 구멍을 막는다. 녹이 잘 슬지 않고 자외선에 별로 변색하지 않는다는 특징이 있다.
전 日商岩井에서 목재를 취급했던 坂口씨가 퇴직 후에 독자적으로 개발하여 특허를 출원했다. 약 280종류의 색이 있으며 표준가격은 1킬로당 4천~8천 엔이다. (일경산업)

액체와 자기 사용 금속 표면 연마장치 개발
FDK는 福島大學(福島市)과 공동으로 철 등을 포함한 특수한 액체와 자기를 사용하여 금속 등의 표면을 연마하는 장치를 개발했다. 일반적인 연마장치의 한계라고 알려져 있는 10나노 이하 정도로 연마할 수 있다는 것이 특징이다. 평면뿐 아니라 요철 등 복잡한 형상을 연마하기 쉽다는 메리트도 있다. 광학부품이나 금형 메이커 등에 판매한다.
이 대학의 島田邦雄 공생시스템 理工學類 조교수가 개발한 자기 클러스터라고 하는 액체로 연마한다. 자기 클러스터는 기름 등의 안에 직경 1마이크로의 철 구체(球體)와 직경 10나노의 산화철이 결합된 물질을 포함한다. 열구자석으로 자기를 가하면 미세한 막대 상의 덩어리가 브러시 같은 형태를 이루고, 연마대상물에 맞대고 문지르면 부드럽게 깎을 수 있다.
FDK에 따르면 유리 등에 이용하는 일반 연마장치는 다이아몬드나 산화철을 대상물에 눌러서 갈기 때문에 압력이 작용하여 10나노 이하의 정도는 거의 나오지 못했다. 또 요철 등을 연마할 경우, 형상에 맞춘 지석(砥石)을 복수 제조하여 지석을 교환하면서 갈기도 한다. 개발한 장치로는 막대상의 덩어리가 홈이 패인 부분 등에 들어가서 한꺼번에 연마할 수 있어 그러한 수고를 덜 수 있으리라 보고 있다. FDK는 직경 3센티 이하의 연마대상물을 취급하는 소형기의 제조·판매를 시작했다. 가격은 170만~200만 엔이다. 10여 센티 이하의 대상물을 연마할 수 있는 대형기도 수백만 엔에 투입했다. (일경산업)

나노사이즈 물 입자 발생시키는 드라이어 개발
松下電器産業은 수 나노미터 사이즈의 물 입자를 발생시키는 드라이어 ‘이오니티 나노케어 위드프레스’를 발매했다. 물 입자가 손상된 머리카락에 윤기를 주어, 광택, 신선함, 생기를 되찾아 준다. 실제 가격은 1만 8천 엔 전후이며, 월 생산 9000대를 계획하고 있다.
물 입자는 전하를 띤 약산성의 상태에서 발생시킨다. 알칼리성이 되어 있는 손상된 머리카락을 물 입자에 의해 약산성으로 만들어서 머리카락의 큐티클을 조여 준다. 물 입자는 송풍구 바깥쪽에서 나오는 냉풍을 타고 방출되므로 중앙부에서 나오는 온풍의 영향을 잘 받지 않는다.
이 회사의 실험에 따르면 신제품을 사용하며 종래품보다도 머리카락의 강도가 20% 향상, 윤기가 2배 오래 간다. (NK)

5나노의 다이아몬드 수용액 개발
초미립 금속분말을 사용한 윤활제 등을 개발하고 있는 나노테크·시스템즈(東京·千代田, 사장 小山功)는 직경 5나노미터의 인공단결정 다이아몬드를 초순수에 혼합한 수용액(슬러리)을 개발했다. 실리콘웨이퍼 등 초정밀 가공용 연마제나 발수제용 원료로서의 수용을 전망하고, 첫해 약 1억 엔의 매상을 목표로 한다.
지금까지의 다이아몬드 슬러리는 마이크로미터 사이즈이다. 독자의 노하우로 초음파로 액 속에 미세한 기포를 발생시켜서 기포가 파열하는 에너지를 사용해서 다이아몬드를 초순수에 혼합했다. 슬러리화했기 때문에 미분체 상태에 비해서 고객이 용도에 맞게 가공하기 쉽다. 다이아몬드는 러시아 기업으로부터 조달했다.
최고의 경도를 가진 다이아몬드 미립자는 극히 높은 정밀도를 요구하는 반도체의 실리콘웨이퍼나 렌즈 원기(原器)의 연마, 특수금속의 경면가공 등에 사용되고 있다. 정밀기기의 방수가공, 윤활유에 혼합한 미소 베어링으로도 활용할 수 있다.
단결정 다이아몬드를 비결정(아몰퍼스)카본으로 피막, 클러스터(방, 房)화한 직경 15나노미터의 다이아몬드를 혼합한 슬러리도 동시에 개발했다. 모두 가격은 500밀리미터 당 3만6천750엔(세금 포함)에 발매한다. (일경산업)

복잡입체형상에 대응하는
고밀도 프라즈마 표면처리 기술 개발
名古屋大學의 上坂裕之 조교 등은 복잡하고 입체적인 형상에 대응하는 고밀도 프라즈마 표면처리기술을 개발했다. 마이너스 전압을 가하면서 대상물의 형상에 따라 마이크로파를 전반시키는 방식으로, 종래의 직류방전보다 100~1000배 고밀도의 프라즈마를 얻을 수 있다. 1시간이 걸렸던 표면처리라면 2~3분 정도로 단축할 가능성이 있어, 공구나 금형 이외에 기어, 실린더 등 자동차 금속부품의 표면처리 등에 효과가 있을 듯하다.
실험에서는 직경 3센티미터의 스테인리스 공을 구리 막대로 좌우에서 받치고, 이들을 휘감듯이 마이크로파를 아르곤 가스 속에서 전반시켰다. 종래의 직류방전과 비교하면 프라즈마가 고밀도한 만큼 강하게 빛나고, 철 원자와 구리 원자의 영향까지 받아서 붉은 기마저 보였다.
아르곤가스 속에서 프라즈마를 만들면 아르곤이온과 전자쌍이 튀어 다닌다. 직류방전에서는 1입방 센티미터 당 109 페어의 밀도밖에 되지 않지만 이번 기술에서는 1011~1012 페어로 보다 고밀도가 된다.
이것은 아르곤 원자가 마이크로파에 의해 흔들려서 아르곤이온과 전자로 나뉘는 수가 늘어나기 때문으로, 이 수가 많을수록 고밀도한 프라즈마가 되어 효율적인 표면처리로 이어진다.
아르곤가스 속에서는 대상물의 표면에 붙은 오염물을 제거하는 표면처리가 가능한데, 별종의 가스를 이용하면 고속성막도 가능할 듯하다. 질소가스를 사용하면 표면을 질화할 수 있고, 메탄이나 아세틸렌, 벤젠과 같은 탄화수소계 가스를 이용하면 다이아몬드 라이크 카본(DLC)을 코팅할 수 있을 가능성이 있다. (NK)

납땜하지 않고 이종금속 접합기술 개발
초음파 복합진동으로 실현
神奈川大學發 벤처인 아사히 이 엠 에스(東京都 臺童區, 사장 杉本榮一)는 납땜을 사용치 않고 ‘구리와 알루미늄’, ‘알루미늄과 철’등, 지금까지 불가능했던 이종금속의 접합을 가능하게 하는 ‘초음파 복합진동접합기술’을 개발했다. 접합시키는 한쪽을 고정시키고, 다른 쪽을 그 위에서 진동시켜서 표면의 산화물을 제거하여 활성면을 드러냄으로서 표면에 원자간 흡인력이 발생하여 이종금속도 접합된다. 실용화를 위해 앞으로 공동개발, 기술제휴처의 개척에 나선다.
이 기술은 神奈川大 교수가 개발한 것으로, 고속의 타원운동을 하면서 진동시키는 복합진동을 이용했다. 이로써 접합력이 높아져, 같은 종류의 접합은 물론, ‘구리와 알루미늄’, ‘알루미늄과 철’등 종래의 상식으로는 생각할 수 없는 이종접합이 가능하게 되었다.
게다가 공기 중, 상온에서 실행할 수 있고, 납땜이나 접착제 등을 사용할 필요가 없다. 접합에 필요한 시간은 재료의 성질이나 크기에 따라 다르지만, 몇 초 정도면 된다. 현재, 이 회사의 개발센터(橫浜市 港北區)에 있는 매초 2만 회전과 4만 회전의 실험장치를 사용하여 이 기술을 여러 각도에서 검증하고 있다.
이 회사는 전자부품이나 자동차 분야 등에서의 용도를 전망하고 있는데, ‘어떤 시장이 있을지 모르겠다’(人見宏 이사 영업부장)고 하며, 앞으로 파트너와 손잡고 유망한 용도를 찾아 실용화를 위한 장치개발을 할 계획이다. 접합력을 외부평가할 기업도 찾고 싶다고 한다. (NK)