유리 속에 단결정 실리콘 만드는데 성공 京都대학 공학연구과의 平尾一之 교수와 三浦淸貴 연구원은 유리(산화실리콘) 속에 단결정 실리콘을 만드는데 성공했다. 유리에 펨트초(1000조 분의 1초) 레이저(용어참조) 펄스를 쏘여 실리콘과 산소를 분리하여 실현했다. 동시에 칼륨, 인, 금을 섞은 유리를 사용하여 p형과 n형의 반도체를 작성, 금배선으로 회로를 그린다는 것도 확인했다. 이로써 간단하며 값싸게 반도체 소자를 만들 수 있게 되기 때문에, 새로운 반도체 제조기술로서 폭넓은 응용을 기대할 수 있을 것 같다. 平尾교수 등은 1킬로헬츠와 200킬로헬츠의 펨트초 레이저 펄스를 동시에 조사하여 유리 내부에 단결정 실리콘을 만들었다. 1킬로헬츠 레이저로 실리콘과 산소를 분리하고, 200킬로헬츠 레이저로 결정의 크기를 제어했다. 실리콘과 산소를 분리한 단계에서는 결정의 직경은 약 1나노미터. 여기에 또 한 줄의 레이저를 쏘면 결정이 성장하여 1밀리미터 정도까지 성장했다. 유리 속에 불순물로서 갈륨과 인을 섞어 두면, p형과 n형 반도체를 유리 속의 임의의 장소에 3차원적으로 만들 수 있다. 또 유리 속에 금을 섞어 두면 펨트초 레이저 펄스로 폭 100나노미터의 배선을 입체적으로 그릴 수 있다. 갈륨, 인, 금 등은 펨트초 레이저 펄스에 의해 변화하는 조건이 각각 다르다. 따라서 레이저의 펄스에너지나 펄스폭, 반복 횟수, 파장 등을 컨트롤함으로써 p형과 n형, 배선 등을 만들어 냈다. 단결정 실리콘은 용해한 실리콘에 종결정을 붙여 끌어올려 만든다. 반도체는 단결정 실리콘에 불순물을 넣어서 트랜지스터나 회로 등을 만들어 넣기 위해 큰 장치가 필요하며 값도 비싸다. 펨트초 레이저를 이용하는 방법은 레이저 장치만이면 되기 때문에 간단하게 값싸게 반도체를 만들어낼 수 있다. 平尾교수는 「이 기술을 이용하면 필터나 거울이 되는 포토닉 결정이나 실리콘 광회로를 유리 내부에 작성할 수 있다」고 하며 기업의 신청이 있으면 제품화를 위한 공동연구에 임할 방침. [용어] 펨트초 레이저 = 1000조분의 1초라는 극히 짧은 시간 발광하는 레이저. 에너지의 양이 작기 때문에 유리 등의 물질에 조사하면 분자의 결함을 끊을 수 있다. 에너지 양이 많으면 분자의 결합을 끊을 뿐 아니라 녹여 버리기 때문에 특수한 기능을 만들어낼 수 없다. 平尾교수 연구팀은 펨트초 레이저를 이용하여 고용량의 메모리나 광도파로, 회절격자, 광스위치 등의 작성에 성공했다. (NK)