<용어교실> 플라즈마

플라즈마(plasma)란 일반적으로 초고온에서 양전하를 띤 이온과 음전하를 가진 전자가 혼재해 있으면서 음(-)과 양(+)의 전하의 수가 같아 중성을 띠고있는 기체를 말한다.

기체를 수만 내지 수십만켈빈(K)이상으로 가열하면 열전이에 의해 중성분자 가 거의 없는 완전 전리플라즈마가 얻어지는데 초고온상태에서는 대부분의물질이 기화할 뿐만 아니라 해이, 또는 전리되어 전리기체 또는 플라즈마라 고 불리는 상태가 된다.

플라즈마란 이름은 본래 그리스어에서 비롯된 것으로 1930년 미국의 랭뮤어 가 전기를 방전할 때 생긴 이온화된 기체에 붙인 것이 최초이다.

고체, 액체, 기체가 갖는 물질의 세가지 상태에 이어 플라즈마를 제4의 물질 상태라고 부르기도 하는데 방전관의 아크(arc)기둥이 가장 전형적인 것으로발광을 수반하지 않는 플라즈마를 암플라즈마라고 하며, 반도체에 전류가 흐르는 상태에서의 전자와 정공(hole:반도체중의 빈 구멍)의 현상, 나아가 금속이나 반금속중의 자유전자에 의한 현상도 넓은 의미로 플라즈마라고 하는데 이를 고체플라즈마라 한다.

플라즈마는 넓은 분야에서 활용되고 있는데 글로방전(glow discharge)의 양 광주내의 플라즈마는 플라즈마CVD법에 의한 반도체 등의 박막형성에, 반도체 제조공정상에서 배선패턴형성에 용제를 사용하는 액체에칭대신 사용하는 드라이에칭에 이용되고 있으며, 시프트레지스터동작을 활용한 이미지센서용 반 도체디바이스인 플라즈마커플드디바이스 등에 활용된다.