KR100286487B1 - 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치 - Google Patents

고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 박막결정의 작성이라면 원자단위(order)로 재료 및 막두께를 제어할 수 있는 CVD법 등의 반도체 제조프로세스적 수법을 이용할 수 있다는 점에 착안하여, 종래의 기술과는 전혀 다른 반도체 제조프로세스적 수법을 이용함으로써, 고체레이저 결정박막을 작성한다.
이를 위해 본 발명은, 고진공중의 용기내에서 기판을 가열하고, 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체(單體) 또는 금속화합물로서 상기 기판표면에 공급하여 상기 기판표면에서 결정성장시키며, 활성이온종재료를 상기 레이저모재를 형성하는 재료의 공급과 동시에 상기 기판표면에 공급하여 활성이온종재료의 가수를 상기 레이저모재의 결정을 구성하는 금속이온의 가수와 동일하게 제어한다.

Description

고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치
제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 고체레이저 결정박막 작성장치를 나타낸 단면구성 설명도,
제2도는 기판표면으로의 가스펄스의 공급타이밍을 나타낸 타이밍차트,
제3도는 Al2O3막 성장의 가스공급사이클수 의존성을 나타낸 그래프,
제4도는 기판의 온도변화와 성장속도와의 관계를 나타낸 그래프,
제5도는 기판의 온도변화와 632.8㎜에서의 굴절률과의 관계를 나타낸 그래프,
제6도는 레이저모재로서 Al2O3를 형성하는 경우에 있어서의 레이저모재의 재료와 활성이온종의 재료 및 기판의 재료와의 가능한 조합의 일예를 나타낸 표,
제7도는 레이저모재로서 Y3Al5O12를 형성하는 경우에 있어서의 레이저모재의 재료와 활성이온종의 재료 및 기판의 재료와의 가능한 조합의 일예를 나타낸 표,
제8도는 레이저모재로서 LiYF4를 형성하는 경우에 있어서의 레이저모재의 재료와 활성이온종의 재료 및 기판의 재료와의 가능한 조합의 일예를 나타낸 표,
제9도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체레이저 결정박막 작성장치를 나타낸 단면구성 설명도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 용기 12, 14, 16 : 연통관
18, 20, 22 : 전자밸브장치 24 : 석영로드
24a, 24b : 단부 26 : 할로겐 램프
30 : 레이저 도입창부 32 : 홀더
34 : 마그네틱 커플링 36 : 모터
100 : 기판
[산업상의 이용분야]
본 발명은 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로캐비티(미소공진기) 등의 개발이나 반도체 레이저상에 직접 고체레이저를 성장시키는 것을 가능하게 하는 고체레이저 결정박막을 작성할 수 있는 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
근래, 고체레이저 결정은 발진파장의 단파장화, 발진파장대역의 확대화, 레이저의 고출력화, 레이저의 고효율화 및 빔품질의 향상화 등의 다양한 요구에 부응하기 위해, 새로운 고체레이저재료의 탐색이나, 종래부터 알려져 있는 고체레이저결정의 고품질화에 관하여 한창 연구되고 있다.
종래, 고체레이저의 결정은 플럭스(Flux)법, 결정인상법 혹은 베르누이(Bernoulli)법 등에 의해 작성되었다. 이하, 이들 방법을 간단히 설명한다.
[플럭스법]
고온에서의 용융체로부터 결정의 석출성장을 실시하는 것으로, 용융무기염 혹은 염화물이 용매로서의 역할을 달설하는 방법이다.
[결정인상법]
용액 또는 포화용액에 종자결정을 담가 융합한 후, 이것을 서서히 인상하여 종자결정의 선단부에 단결정을 성장시키는 방법이다.
[베르누이법]
원료를 잘게 부순 분말로서 산수소염(酸水素炎) 등의 고온염에 불어넣고, 가열용융하여 종자결정에 받아 단결정을 성장시키는 방법이다.
상기한 바와 같이, 종래의 방법은 모두, 먼저 고체레이저결정으로 되는 재료를 고열에서 용융하는 것으로, 그 후에 결정을 석출성장시키기도 하고, 종자 결정에 단결정을 성장시키기도 하는 것이었다.
그렇지만, 상기한 플럭스법, 결정인상법 혹은 베르누이법 등은, 대형 벌크(Bulk)결정을 작성하기 위해서는 대단히 유효한 방법이지만, 레이저광의 발광주(發光主)로 되는 활성이온종(種)을 레이저모재(母材)속에서 공간적으로 제어하여 균일하게 분포시키는 것이나, 레이저광의 흡수주로 되는 이온종의 레이저 모재속으로의 혼재를 방지하는 것이 곤란하다는 것이 알려지고 있다.
즉, 종래의 기술에 있어서는, 고체레이저결정을 봉(棒)모양으로 성장시켜 가기 때문에, 당해 봉모양의 고체레이저결정의 중심부와 주변부에서는 온도가 달라지게 되어 이온의 확산(擴散)상태가 달랐다. 따라서, 발광주로 되는 활성이온종의 도핑을 고체레이저결정의 축방향 및 구경방향으로 균일하게 실시하는 것이 곤란하였다. 이 때문에 , 레이저모재속에 활성이온종을 균일하게 분포시킬 수 없었다.
더욱이, 활성이온종으로서 도핑하는 이온의 가수(價數)를 제어하는 것이 곤란하기 때문에, 도핑된 이온이 레이저광의 발광주로는 되지 않고, 레이저광의 흡수주로 되는 이온종으로 되어 버리는 경우가 있었다. 예컨대, 레이저모재로서 Al2O3를 이용하고, Ti를 활성이온종으로서 도핑하는 경우에는, Ti가 3가이면 발광주로 되지만, Ti가 2가 또는 4가로 되면 흡수주로 되어 버린다. 그렇지만, 종래의 기술에 있어서는 이러한 가수의 제어가 극히 곤란하였다.
또, 상기한 바와 같이 종래의 기술은 대형 벌크결정을 작성하는데는 바람직하지만, 박막의 결정을 제조하는 것은 곤란하고, 따라서 원자레벨로 막두께를 제어하는 것이 어려웠다.
더욱이 또, 상기 종래기술에 있어서는, 반도체 제조프로세스와는 전혀 다른 방법에 의해 고체레이저결정을 작성하므로, 반도체 제조프로세스에서 사용되는 반도체기판을 수용하는 용기내에 있어서, 반도체기판상에 고체레이저결정을 성장시킬 수 없었다. 이 때문에, 고체레이저결정을 반도체나 반도체 레이저와 조합시켜 제조할 수 없었다.
[발명의 목적]
본 발명은 종래의 기술이 갖는 상기한 여러가지의 문제점을 감안해서, 박막결정의 작성이라면 원자단위(order)로 재료 및 막두께를 제어할 수 있는 CVD[Chemical Vapor Deposition(화학적 기상성장법): 재료를 가스로 하고, 그 가스를 기판상에서 열분해시킴으로써, 재료를 기판상에 퇴적시킨다] 법 등의 반도체 제조프로세스적 수법을 이용할 수 있다는 점에 착안하여 이루어진 것으로, 종래의 기술과는 전혀 다른 반도체 제조프로세스적 수법을 이용함으로써, 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 극복한 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은 레이저모재속에 활성이온종을 균일하게 분포시키는 것이 가능한 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 활성이온종의 가수를 제어하는 것이 가능한 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
더욱이, 본 발명은 원자레벨로 막두께를 제어하는 것이 가능한 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
더욱이 또, 본 발명은 반도체나 반도체 레이저와 조합시켜 고체레이저 결정을 제조하는 것이 가능한 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
여기서, 반도체 제조프로세스적 수법이란, 상기한 갈륨비소 등의 성장 등에 이용되는 CVD법, MBE(Molecular Beam Epitaxy)법, ALE(Atomic Layer Epitaxy)법, 레이저, 전자, 이온에 의한 아브레이션 데포지션(Ablation Deposition)법 등이 있고, 재료가스 혹은 분자나 이온을 가스모양 혹은 빔모양으로 공급하여 가열한 기판상에 결정성장시키는 수법을 총칭하는 것으로 한다.
[발명의 구성]
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고체레이저 결정박막 작성방법은, 고진공중의 용기내에서 기판을 가열하고, 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체(單體) 또는 금속화합물로서 상기 기판표면에 공급하여 상기 기판표면에서 결정성장시키며, 활성이온종재료를 상기 레이저모재를 형성하는 재료의 공급과 동시에 상기 기판표면에 공급하여 활성이온종재료의 가수를 상기 레이저모재의 결정을 구성하는 금속이온의 가수와 동일하게 제어하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따른 고체레이저 결절박막 작성장치는, 고체레이저 결정박막을 표면에 결정성장시키는 기판을 수용하는 내부가 고진공으로 된 용기와, 상기 기판을 가열하는 가열장치, 상기 용기내부에 수용된 상기 기판표면에 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체 또는 금속화합물로서 공급하는 레이저모재 공급장치 및, 상기 용기내부에 수용된 상기 기판표면에 활성이온종재료를 상기 레이저모재를 형성하는 재료의 공급과 동시에 공급하는 활성이온종재료 공급장치를 갖춘 것을 특징으로 한다.
[작용]
고진공중의 용기내에서 기판을 가열하고, 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체 또는 금속화합물로서 기판표면에 공급하여 결정성장시키기 때문에, 반도체 제조프로세스적 수법과 마찬가지로 종자결정 이외의 Si 등의 반도체기판상에도 고체레이저결정을 성장시킬 수 있게 된다.
또, 활성이온종재료를 레이저모재를 형성하는 재료와 동시에 기판표면에 공급하기 때문에, 활성이온종재료의 가수를 레이저모재의 결정을 구성하는 금속이온의 가수와 동일하게 제어할 수 있다. 따라서, 흡수주가 존재하지 않거나, 혹은 흡수주가 소량으로 제어된 결함이 적은 고체레이저결정을 작성할 수 있게 된다.
더욱이 또, 원자레벨의 막두께의 제어가 용이하고, 활성이온종재료도 공간적으로 균일하게 주입할 수 있게 된다.
[실시예]
이하, 도면을 참조해서 본 발명에 따른 고체레이저 결정박막 작성방법 및 고체레이저 결정박막 작성장치의 실시예를 상세히 설명한다.
제1도에는 본 발명에 따른 고체레이저 결정박막 작성장치의 1실시예가 도시되어 있다. 이 고체레이저 결정박막 작성장치는, 원통모양의 스테인레스제 용기(10)와, 용기(10)내와, 도통하여 용기(10)내부로 레이저모재를 형성하는 금속재료를 공급하는 연통관(12), 용기(10)내와 도통하여 용기(10)내부로 레이저모재를 형성하는 산화제 혹은 할로겐화제를 공급하는 연통관(14), 용기(10)내와 도통하여 용기(10) 내부로 활성이온종재료를 공급하는 연통관(16), 이들 연통관(12, 14, 16)을 각각 개폐하는 전자(電磁)밸브장치(18, 20, 22), 한쪽의 단부(24a)를 용기(10)의 외부에 위치시키면서 용기(10)내에 입설(立設)된 석영로드(24) 및, 단부(24a)에 적외선을 입사하여 석영로드(24)의 다른쪽의 단부(24b)상에 얹혀 있는 기판(100)을 가열하는 할로겐 램프(26)를 갖추고 있다.
또, 용기(10)내부는 도시하지 않은 터보분자펌프에 의해 10-7Torr대(臺)의 고진공으로 끌리고 있다.
이상의 구성에 있어서, 반도체 제조프로세스적 수법으로서 재료가스 교대공급형 CVD법을 이용하여 가판(100)인 Si(100) 기판상에 고체레이저 결정박막으로서 티탄 사파이어(레이저모재: Al2O3, 활성이온종: Ti)의 박막을 제조하는 경우에 대해 설명한다.
여기서, 기판(100)으로서는 Si(100) 혹은-Al2O3등과 같이 레이저모재와 격자정수가 매칭된 것을 사용할 수 있다. 예컨대,-Al2O3를 기판(100)으로서 사용하는 경우에는 레이저모재와 동일한 재료이기 때문에 아무런 지장을 일으키지 않고, 또 Si(100)은 레이저모재와는 다른 재료이기는 하지만 격자정수가 매칭되므로 기판(100)으로서 사용할 수 있다.
그리고, 레이저모재로서 Al2O3를 형성하고, 활성이온종으로서 Ti를 이용하는 것이기 때문에, 전자밸브장치(18)를 개폐하여 연통관(12)으로부터 레이저모재를 형성하는 금속재료로서 트리메틸알루미늄(TMA)을, 전자밸브장치(20)를 개폐하여 연통관(14)으로부터 레이저모재를 형성하는 산화제로서 N2O를, 더욱이 전자밸브장치(22)를 개폐하여 연통관(16)으로부터 활성이온종재료로서 Ti가스를 용기(10)내에 송출하도록 설정한다.
이 때에, TMA, N2O 및 Ti가스를 가스펄스로서 용기(10)내에 공급하게 되지만, 공급사이클은 제2도에 나타낸 바와 같이 TMA와 N2O의 재료가스를 2초간격으로 교대로, 또한 분출시간 1초로 용기(10)내에 얹혀 있는 기판(100)에 내뿜는다.
즉, 용기(10)내부에 1초간 TMA가스(또는 N2O가스)를 공급하여 TMA가스(또는 N2O가스)의 압력을 높히고, 그 후 2초간은 TMA가스 및 N2O가스의 공급을 정지하여 터보분자펌프에 의해 용기(10)내부를 진공으로 끈다. 다음에 1초간 N2O가스(또는 TMA가스)를 공급하여 N2O가스(또는 TMA가스)의 압력을 높이고, 그 후 2초간은 TMA가스 및 N2O가스의 공급을 정지하여 터보분자펌프에 의해 용기(10)내부를 진공으로 끈다. 이상의 처리를 1사이클로 하여 소정 사이클 반복하게 된다. 따라서, 1사이클은 6초를 필요로 하게 된다. 또, 활성이온종인 Ti가스의 공급은 TMA의 공급과 동기시켜 행한다.
또, 기판(100)을 석영로드(24)의 단부(24b)상에 얹고, 할로겐 램프(26)에 의해 조사되는 적외선에 의해 기판(100)을 이면으로부터 가열한다.
여기서, 베이스(base) 압력은 1×10-7Torr대이고, 가스도입시의 용기(10)내의 압력은 2×10-4Torr로 설정한다.
제3도는 기판(100)으로서의 Si(100)상에서의 Al2O3막 성장의 가스공급사이클수 의존성[그래프의 종축에 두께(막의 두께: nm)를 취하고, 횡축에 사이클(CYCLE)의 수를 취한다]을 나타내고 있다. 상기한 바와 같이, TMA 및 N2O의 용기(10)내의 압력은 모두 2×10-4Torr(압력비는 「TMA/N2O = 1」이다)로 설정하고, 기판온도는 360℃(Tsub= 360℃)로 한다. 제3도로부터는, Al2O3막이 선형으로 약 0.4㎜/cycle로 성장하고 있음을 이해할 수 있다.
즉, Al2O3막의 막두께는 가스공급사이클수에 비례하고, 그 성장속도는 0.4㎜/cycle이었다. 또, 박막의 조성을 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy; X선 광전자분광법)로 조사한 바, 화학양론적으로 2 : 3으로 되고 있음을 알았다.
다음에, TMA 및 N2O의 용기(10)내의 압력을 상기와 마찬가지로 2×10-4Torr로 설정하고, 기판온도(Tsub)를 변화시켜 분광형 엘립소미터(ellipsometer)에 의해 박막의 두께 및 굴절률을 측정하였다.
제4도의 그래프는 종축에 막두께를 사이클수로 나눈 성장속도(Growth Rate: ㎜/cycles)를 취하고, 횡축에 기판의 온도(Tsub; ℃)의 변화를 취해 성장속도와 기판의 온도변화의 관계를 나타내고 있다. 또, 제5도의 그래프는 종축에 632.8nm에서의 굴절률(n)을 취하고, 횡축에 기판온도(Tsub; ℃)의 변화를 취해 굴절률과 기판의 온도변화의 관계를 나타내고 있다.
제4도를 보면, 320℃까지는 0.02㎚/cycle의 낮은 성장속도임을 알 수 있다. 그때의 굴절률은, 1.6∼1.7로 비정질 모양의 Al2O3의 굴절률과 동정도이거나 높은 값이 얻어졌다. 더욱이, 기판온도가 높은 360℃에서는, 성장속도는 0.4㎚/cycle이고 굴절률은 1.77이었다.
또, 활성가스이온종의 도핑의 타이밍은, 제2도에 나타낸 바와 같이 TMA의 공급타이밍과 동기하고 있다. 이와 같이 하면, 3가의 Al에 Ti가 치환되므로, 도핑되는 Ti는 3가만, 혹의 거의 3가로 할 수가 있다.
제6도 내지 제8도에는 레이저모재의 재료와 활성이온종의 재료 및 기판의 재료의 가능한 조합의 일예가 나타내어져 있다. 제6도는 레이저모재로서 Al2O3를 형성하는 경우의 예를 나타내고, 제7도는 레이저모재로서 Y3Al5O12를 형성하는 경우의 예를 나타내며, 제8도는 레이저모재로서 LiYF4를 형성하는 경우의 예를 나타내고 있다.
또, 제9도에는 본 발명에 따른 고체레이저 결정박막 작성장치의 다른 실시예가 도시되어 있지만, 제1도와 동일한 구성부재에 관해서는 동일한 참조부호를 붙여서 나타냄으로써, 상세한 구성 및 작용의 설명은 생략한다. 레이저모재를 형성하는 금속재료인 금속단체 또는 금속화합물 및 활성이온종재료가 상온에서 고체인 경우는, 가열에 의한 증발, 레이저, 전자빔, 이온빔에 의한 증산(蒸散)을 행하기 위해, 제9도에 나타낸 바와 같은 고체레이저 결정박막 작성장치를 이용하면 좋다.
즉, 제9도에 나타낸 고체레이저 결정박막 작성장치는, 용기(10)에 레이저 도입창부(30)가 형성되어 있어서 외부로부터 용기(10)내부로 레이저를 조사할 수 있게 되어 있다. 더욱이, 용기(10)내의 레이저조사위치에, 상온에서 고체의 레이저모재를 형성하는 금속재료인 금속단체 또는 금속화합물 및 활성이온종재료를 지지하는 홀더(32)를 배치하고, 이 홀더(32)를 마그네틱 커플링(34)을 매개해서 모터(36)에 의해 회전구동가능하게 구성되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 제1도에 나타낸 실시예와 마찬가지로 전자밸브장치(18)을 개폐하여 연통관(12)으로부터 레이저모재를 형성하는 금속재료로서 TMA를, 전자밸브장치(20)를 개폐하여 연통관(14)으로부터 레이저모재를 형성하는 산화제로서 N2O를 용기(10)내로 송출하도록 설정함과 더불어, 홀더(32)에 Ti를 첨착(添着)하고, 이 홀더(32)를 마그네틱 커플링(34)을 매개해서 모터(36)에 의해 회전구동시키면서, 레이저 도입창부(30)로부터 도입한 레이저를 Ti에 조사하여 가열한다. 이렇게 하여, 홀더(32)에 첨착된 Ti를 증산시킴으로써, 기판(100)상에 티탄 사파이어(레이저모재: Al2O3, 활성이온종: Ti)의 박막을 형성할 수 있게 된다.
또, 레이저모재를 형성하는 재료로서 고체의 재료를 사용하는 경우에는, 상기한 Ti경우와 동일한 장치를 더 배설하고, 레이저조사를 실시하여 증산시키도록 하면 좋다.
더욱이, 특별히 도시하지는 않았지만, 제9도에 나타낸 실시예에 있어서, 레이저 대신에 전자빔이나 이온빔을 조사하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 용기내에 직접 전자빔원이나 이온빔원을 설치하도록 하면 좋다.
또한, 상기한 각 실시예에 있어서는, 레이저모재를 형성하는 금속재료와 산화제 또는 할로겐화제를 교대로 공급했지만, 이에 한정되지 않고, 레이저 모재를 형성하는 금속재료와 산화제 또는 할로겐화제를 교대로 공급하지 않고 동시에 공급해도 좋다.
더욱이, 기판(100)을 가열할 때에 적외선가열이 아니고, 저항가열이어도 좋다. 즉, 열선을 감아 전기적으로 기판(100)을 가열해도 좋다.
또, 용기(10)내의 경사 윗쪽으로부터 기판(100)으로 레이저를 조사하여 기판(100)을 가열하도록 해도 좋다.
[발명의 효과]
본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되므로, 이하에 기재되는 바와 같은 효과를 발휘한다.
본 발명에 따른 고체레이저 결정박막 작성방법은, 고진공중의 용기내에서 기판을 가열하고, 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체(單體) 또는 금속화합물로서 상기 기판표면에 공급하여 상기 기판표면에서 결정성장시키며, 활성이온종재료를 상기 레이저모재를 형성하는 재료의 공급과 동시에 상기 기판표면에 공급하여 활성이온종재료의 가수를 상기 레이저모재의 결정을 구성하는 금속이온 가수와 동일하게 제어하는 것이고, 또 본 발명에 따른 고체레이저 결정박막 작성장치는, 고체레이저 결정박막을 표면에 결정성장시키는 기판을 수용하는 내부가 고진공으로 된 용기와, 상기 기판을 가열하는 가열장치, 상기 용기내부에 수용된 상기 기판표면에 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체 또는 금속화합물로서 공급하는 레이저모재 공급장치 및, 상기 용기내부에 수용된 상기 기판표면에 활성이온종재료를 상기 레이저모재를 형성하는 재료의 공급과 동시에 공급하는 활성이온종재료 공급장치를 갖추도록 하였기 때문에, 고진공중의 용기내에서 기판을 가열하고, 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체 또는 금속화합물로서 상기 기판표면에 공급하여 결정성장시킬 수 있다. 이 때문에, 반도체 제조프로세스적 수법과 마찬가지로 종자결정 이외의 Si 등의 반도체기판상에도 고체레이저결정을 성장시킬 수 있게 된다.
또, 활성이온종재료를 레이저모재를 형성하는 재료와 동시에 가판표면에 공급하기 때문에, 활성이온종재료의 가수를 레이저모재의 결정을 구성하는 금속이온의 가수와 동일하게 제어할 수 있어, 흡수주가 존재하지 않거나, 혹은 흡수주가 소량으로 제어된 결함이 적은 고체레이저결정을 작성할 수 있게 된다.
더욱이 또, 원자레벨의 막두께의 제어가 용이하고, 활성이온종재료도 공간적으로 균일하게 주입할 수 있게 된다.

Claims (11)

  1. 고진공중의 용기내에서 기판을 가열하고, 레이저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체(單體) 또는 금속화합물로서 상기 기판표면에 공급하여 상기 기판표면에서 결정성장시키며, 활성이온종재료를 상기 레이저모재를 형성하는 재료의 공급과 동시에 상기 기판표면에 공급하여 활성이온종재료의 가수를 상기 레이저모재의 결정을 구성하는 금속이온의 가수와 동일하게 제어하는 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저모재를 형성하는 재료는 금속재료와 산화제 또는 할로겐화제로 이루어지고, 상기 기판표면으로의 상기 금속재료와 상기 산화제 또는 할로겐화제의 공급을 교대로 혹은 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판표면으로의 상기 활성이온종재료의 공급을 상기 금속재료의 공급과 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 레이저모재와 상기기판은 격자정수가 매칭되어 있는 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성방법.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저모재를 형성하는 금속재료인 금속단체 또는 금속화합물 및 상기 활성이온종재료가 상온에서 고체인 경우에, 가열에 의한 증발 혹은 레이저, 전자빔 혹은 이온빔에 의한 증산(蒸散)을 행하여 상기 기판표면으로 공급하는 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성방법.
  6. 고체레이저 결정박막을 표면에 결정성장시키는 기판을 수용하는 내부가 고진공으로 된 용기와, 상기 기판을 가열하는 가열장치, 상기 용기내부에 수용된 강기 기판표면에 레어저모재를 형성하는 재료를 가스, 이온, 금속단체 또는 금속산화물로서 공급하는 레이저모재 공급장치 및, 상기 용기내부에 수용된 상기 기판표면에 활성이온종재료를 상기 레이저모재를 형성하는 재료의 공급과 동시에 공급하는 활성이온종재료 공급장치를 갖춘 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 레이저모재 공급장치가, 상기 레이저모재를 형성하는 금속재료를 공급하는 공급장치와, 산화제 또는 할로겐화제를 공급하는 공급장치를 갖춘 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 활성이온종재료 공급장치가, 상기 레이저모재를 형성하는 금속재료를 공급하는 공급장치에 의한 상기 기판표면으로의 상기 금속재료의 공급과 동시에 상기 기판표면에 상기 활성이온종재료를 공급하는 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성장치.
  9. 제6항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 상온에서 고체의 상기 레이저모재를 형성하는 금속재료인 금속단체 또는 금속산화물 및 상기 활성이온종재료를 증발시키는 가열수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성장치.
  10. 제6항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 상온에서 고체의 상기 레이저모재를 형성하는 금속재료인 금속단체 또는 금속화합물 및 상기 활성이온종재료를 증산시키는 증산(蒸散)수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 증산수단이 레이저, 전자빔 혹은 이온빔에 의한 증산을 행하는 수단인 것을 특징으로 하는 고체레이저 결정박막 작성장치.
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