반도체와 오존층

반도체와 오존층

우리 주변에는 전자 제품이 참 많다. 텔레비전, 라디오, 비디오, 세탁기, 냉장고, 컴퓨터, 팩시밀리, 

전자 계산기에 이르기까지 우리는 전자 제품의 홍수 속에서 살고 있다.

이 전자 제품은 전자 공업의 발달과 더불어 인류 역사에 등장 하게 되었다. 

전자 공업은 전자 운동의 특성을 응용하여 생활에 필요한 각종 기기를 만들어 내는 공업으로

에디슨이 열전자 방출 (금속이나 반도체를 가열했을 때 표면에서 전자가 방출되는 현 상)을 발견한 

이래 진공관 · 트랜지스터 · 다이오드 · 집적 회로 의 발명을 거치며 눈부신 발전을 거듭해 왔다.

반도체는 이와 같은 트랜지스터 · 집적 회로 등을 만드는데 가 장 핵심적인 재료이다. 

그래서 우리는 전자 부품을 생산하는 산업을 통틀어 반도체 산업'이라고 부른다.

반도체란 무엇일까? 구리나 철사처럼 전류가 잘 흐르는 물질을 '도체, 유리나 나무 처럼 전류가 전혀 흐르지 않는 물질을 부도체라 한다. 반도체 란 말 그대로 도체와 부도체의 중간적 성질을 지닌 물질이다. 

도체처럼 전류가 잘 흐르지도 않고 부도체처럼 전혀 안 흐르지도 않는 물질로 규소, 게르마늄 등이 이에 속한다.

반도체는 그냥 두었을 때는 구리만큼 전류가 잘 흐르지 않는다. 

그런데 불순물을 조금만 섞어 주면 놀라운 변화를 일으켜 전선보다 전류를 훨씬 잘 전달한다. 

또 어떤 불순물을 섞느냐 에 따라 전류가 흐르는 방향을 바꾸기도 하고 전류가 강해지기도 한다.

반도체의 이런 성질이 발견되기 전까지 전자 기기에서 전류의 흐름이나 크기 · 이동 방향 등을 바꾸어 작동을 제어하는 기능은 크고 복잡한 진공관 회로를 통해 이루어졌다. 

그러나 반도체가 발견되자 전자 기기에서 진공관 회로가 자취를 감추게 되었다. 반도체에 불순물만 조금 섞어 주면 크고 복잡한 진공관 회로가 하는 역할을 뚝딱 해치울 수 있으니까. 

반도체 부품이 작은 크기 로도 커다란 진공관 회로의 몫을 해내는 것이다.

작아지는 반도체 부품, 작아지는 전자 제품 초기의 반도체 부품은 진공관 회로보다는 작았지만, 오늘날의

반도체 부품에 비하면 크기가 무척 컸다. 이 때문에 과거에는 전자 제품도 크기가 무척 컸다. 특히 복잡한 전산 업무를 처리하는 컴퓨터의 경우에는, 덩치가 어찌나 컸던지 어지간한 사무실에서는 놓을 자리가 없어 설치할 엄두를 못 냈다.

그러나 과학 기술이 발달하면서 반도체 부품의 크기는 점점 작아졌고,

 마침내 반도체 산업의 꽃' 이라고 불리는 집적 회로 (IC)가 등장하기에 이르렀다.

집적 회로란 가로, 세로 5mm 정도의 네모난 얇은 판에 수많은 부품을 모아 놓은 것으로, 초고밀도 집적 회로의 

경우는 하나의 기판에 10만 개 이상의 부품이 모여 있다.

집적 회로의 등장으로 전자 제품의 크기는 더욱 작아지 전에는 커다란 회로판에 

부품을 하나하나 배치해 놓고 일일이 전선으로 다시 이어야 했지만, 

이제는 손톱만한 반도 칩 하나면 모든 문제가 해결되니 전자 제품의 크기가 작아진 것은 당연한 일이다.

반도체와 오존층 

반도체 부품은 정밀한 제품인 만큼 먼지가 조금만 끼여도 제 기능을 발휘하지 못한다. 

때문에 반도체는 깨끗한 곳에서 만들어 야 하고, 만들고 난 뒤에는 깨끗이 세척해야 한다. 

1980년대 이전까지 반도체는 프레온(염화불화탄소)'으로 세 척했다. 프레온은 화학적으로 안정되어 있어 다른 약품이나 금속과 반응하지 않기 때문에, 반도체를 세척하면서도 성능에 변화를 일으킬 염려가 없기 때문이다. 

그러나 이 훌륭한 세척제에는 무서운 비밀이 숨어 있었다. 오존층을 파괴하는 염소 원자' 가 들어 있었던 것이다.

오존층은 지상 16~28km의 대기에서 지구를 둘러싸고 있는 층으로, 태양 광선 중에서 

사람이나 동식물에게 해를 끼치는 자 외선이나 감마선 등을 막아 주는 소중한 방패다. 

그런데 프레온은 반도체 세척뒤에 공중으로 떠올라 오존층에 이르면 염소로 분해되어 오존층을 파괴해 버린다.

오존층이 파괴되어 자외선과 감마선이 지표면에 그대로 닿으면, 지상에 사는 모든 생명체들은 커다란 위험에 직면하게 된다. 

자외선과 감마선은 생명체의 세포를 파괴하여 목숨을 빼앗거나 

유전자에 이상을 일으켜 돌연변이를 발생시키는 무서운 힘을 지 니고 있기 때문이다.

언제부터인가 남극 하늘에는 봄에 해당하는 10월만 되면 성층권의 오존 농도가 절반으로 떨어져 오존층에 구멍 같은 것이 나타 나고 있다. 

남극에서 가까운 오스트레일리아는 세계에서 피부암 발생률이 가장 높고 그 수치가 점점 증가하고 있다. 

사태가 이 지경에 이르자, 국제 사회에서는 오존층 파괴 물질의 사용 규제 방안에 대해 심각하게 논의했다.

마침내 1987년 세계 각국의 지도자들이 캐나다 몬트리올에 모 여 오존층 파괴 물질에 대한 몬트리올 의정서'를 정식으로 체결 했다.

몬트리올 의정서의 영향 아래 세계 각국에서는 1989년 1 월부터 프레온을 비롯한 오존층 파괴 물질의 생산 및 사용을 엄격하게 규제하고 있고, 

우리 나라에서는 1995년부터 반도체 세 천에 프레온 사용을 전면 금지하고 있다. 

뒤늦은 감이 없지는 않지만 세계 모든 나라가 힘을 합쳐 프레온 가스로부터 오존층을 지켜 내기 위해 노력하고 있는 것이다.