게시 및 게시 날짜 : 2011/09/27

세계 최초의 고품질 무료 바카라마늄 플랫폼 보드 달성

-다양한 기판에 대한 무료 바카라마늄 단결정 층의 트랜스퍼 기술-

포인트

  • 파생 된 고품질 무료 바카라만 독일 결정 층 및 모든 기판으로의 전달 기술 개발
  • 고성능 무료 바카라미늄 장치를 기존 장치와 통합하고 혼합하기 쉬운
  • 전자 제품과 광자를 결합한 새로운 기능 장치에 배치되기를 바랍니다


요약

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부서 이사 Kanamaru Masatake] 신규 자료 및 기능 통합 그룹 Yasuda Tetsuji Research Group, Maeda Tatsuro 최고 연구원, Itaya Taro 최고 연구원 및 Sumitomo Chemical Co, Ltd, Ltd무료 바카라마늄 (GE)플랫폼 보드제작 기술이 개발되었습니다

이번에는 무료 바카라의 탑승 기술 및 장치 제조 기술의 강점과 Sumitomo Chemical의 결정 성장 기술을 활용하여 고품질 GE 플랫폼 기판 및 GAAS (Gallium Arsenide) 기판에서 고품질 GE 및 알루미늄 아르 세 나이드 (ALAS) 층을 구현합니다epitaxial Growth기술, (2)epitaxial 리프트 오프 방법, (3) 고품질의 박막 GE 레이어를 모든 기판에 붙여 넣기위한 기술을 사용하여 박막 GE 레이어를 벗기는 기술을 개발했습니다

이번에 개발 된 기술을 사용하는 GE를 기반으로ElectronicsandPhotonics기능적 통합이 개발 될 것입니다

이 기술의 세부 사항은 최첨단 장치 기술“2011 고형 상태 장치 및 재료에 관한 국제 회의” (SSDM 2011) (2011 년 9 월 28 일 -30 일, Nagoya)

고품질 게르마늄 단일 크리스탈 박막의 이미지
유리 기판의 고품질 무료 바카라마늄 단결정 박막 (18x18mm) (10x10mm)

개발의 사회적 배경

GE는 광 장치 및 고효율 태양 전지의 재료로 사용될뿐만 아니라 최근 몇 년 동안 사용되어 왔습니다사후 실리콘Vergotly 연구는 또한 세대의 고성능 트랜지스터를위한 채널 재료로 수행되고 있으며 전자 제품 및 광자의 융합을위한 새로운 플랫폼 기판을위한 재료로 주목을 받고 있습니다 단결정 GE 기판은 비싸고 쉽게 갈라졌으며, 저렴하고 다루기 쉬운 실리콘, 유리, 플라스틱 등으로 만든 기판의 장치에 필요한 고품질 GE 단일 결정 층을 형성하는 기술을 실현해야합니다

연구 기록

무료 바카라 및 SUMITOMO Chemical은 2008 년부터 하이브리드 반도체 기술의 개발에 대한 공동 연구를 수행해 왔으며, Silicon 및 GE 및 III-V 반도체 장치에서 재배 된 고성능 반도체 칩 사이의 융합을위한 기본 연구를 수행하고 있으며, 이는 다양한 기능을 통해 다양한 기능을 가지고 있습니다 이번에는 GE 기반 장치를위한 무료 바카라의 세계 최고의 프로토 타입 기술과 Sumitomo Chemical의 상업용 수준 GE 및 III-V 반도체 에피 택셜 성장 기술은 다양한 장치의 기능적 통합에 적합한 고품질 GE 플랫폼 기판을 성공적으로 제작했습니다

연구 컨텐츠

그림 1은 이번에 개발 된 GE 플랫폼 보드를 제작하는 방법을 보여줍니다 고품질 GE 층 (EPI-GE)은 GAAS 또는 GE 기판에 ALAS 층을 샌드위치함으로써 에피축으로 성장된다 GE, GAA 및 ALA는 우수한 격자 호환성을 가지므로 고품질의 박막 GE 단일 결정 층을 얻을 수 있습니다 (그림 1 (a)) 다음으로, 고품질 GE 층이 성장하는 기판은 실리콘 기판, 투명 유리 또는 플라스틱 기판과 같은 임의의 기판에 부착된다 (도 1 (b)) 그 후, ALAS 층은 GAAS 또는 GE 기판을 제거하기 위해 하이드로 플루오르 산 (HF) 기반 용액에 선택적으로 용해되고 (도 1 (c)), 고품질의 박막 GE 층은 임의의 기판 (전송)그렇게하십시오 (그림 1 (d)) 이 방법을 에피 택셜 리프트 오프 방법이라고하며, 껍질을 벗기고 비싼 GEAS (GE) 기판 (그림 1 (a) ') 후에 재사용 할 수 있다는 이점이 있습니다

고품질 GE 계층에 대한 전송 방법
그림 1 고품질 GE 층에 대한 전송 방법

도 2는 고품질 GE 층이 투명 유리 기판 또는 유연한 플라스틱 기판으로 전달되는 예를 보여준다 GE 층의 영역은 10mm x 10mm이며 다양한 칩과 장치를 제작하고 통합하기에 충분합니다 또한, 100 μm 수준 이하의 미세 패턴으로 처리 된 고품질 GE 층을 전달하는 데 성공했으며 (그림 3), 필요한 크기와 모양으로 고품질 GE 층을 제작할 수 있습니다

핫스팟 피크 온도 비교 다이어그램
그림 2 플라스틱 기판 (왼쪽) 및 투명 유리 기판 (오른쪽)의 고품질 GE 단일 결정 층
 
미세하게 제작 된 고품질 GE 단일 크리스탈 패턴의 그림 전달
그림 3 미세하게 제작 된 고품질 GE 단일 크리스탈 패턴의 전달

또한이 기술은 고품질 GE 계층을 전송할뿐만 아니라 GE 기반 장치를 전송하는 데 효과적입니다 무화과 도 4는 게이트 길이가 4 μm 인 GE 트랜지스터의 특성과 사진을 실제로 유리 기판으로 전달한다는 것을 보여준다 성장 GE 층은 장치를 작동하기에 충분한 품질 일뿐 만 아니라 유리 기판으로 전송 한 후에도 특성을 변경하지 않으므로이 기술의 효과를 나타냅니다 이 기술을 사용하면 GE 트랜지스터 및 GE 기반 태양 전지와 같은 다양한 장치를 성장 기판에 제작하고 필요에 따라 모든 기판에 배열하거나 쌓을 수있어 기존 장치와 통합 및 혼합이 가능합니다

4μm 게이트 길이의 요인 특성 GE 트랜지스터가 유리 기판 및 그 사진으로 전달
그림 4 게이트 길이가 4μm의 유리 기판 및 그 사진에 전달 된 GE 트랜지스터 특성

미래 계획

현재 GE를 사용하는 장치는 다양한 필드에서 사용되고 있지만이 기술을 사용하면 다양한 고품질 GE 단일 결정 층 기판 또는 전송 가능한 GE 장치가 제공 될 수 있으므로 고성능 GE 장치의 새로운 응용 프로그램을 확장 할 수 있습니다 예를 들어, 전자 및 광자 장치를 ONE-CHIP에 추가하고 기존의 기술로는 불가능한 더 가벼운 태양 전지의 감소와 같은 새로운 기능의 통합, 다기능 성 및 더 높은 성능에 기여할 것으로 예상됩니다 앞으로, 우리는 그러한 애플리케이션에 적합한 GE 플랫폼 보드를 제공 할 계획입니다


터미널 설명

◆ 무료 바카라마늄 (GE)
무료 바카라마늄은 원자 번호 32를 가진 요소입니다 요소 기호는 ge입니다 실리콘보다 작은 밴드 갭 (066EV)이있는 반도체입니다 무료 바카라마늄은 초기 트랜지스터에서 사용되었으며, 매우 안정적인 실리콘이 도입 될 때까지 트랜지스터 기술의 주류였습니다 오늘날에도, 그것은 좁은 밴드 갭 반도체뿐만 아니라 고효율 태양 세포 기판뿐만 아니라 여러 가지 방법으로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 플랫폼 보드
전자 및 광자 기능을 작동하는 데 필요한 보드 이전 전자 제품인 주로 LSI는 플랫폼 기판으로 실리콘이었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 에피 택셜 성장
박막 크리스탈 성장 기술 중 하나 이것은 기질이되고 기저 기질의 결정 표면과 정렬되어 결정에서 결정이 자라는 성장 모드이다 에피 택셜 성장이 발생하기 위해서는 대략 동일한 격자 상수가있는 탁월한 격자 일관성을 갖는 결정을 선택해야합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 에피 택셜 리프트 오프 방법
이것은 희생 층이 대상 재료 사이에 끼워지는 방법이며, 이는 탁월한 격자 호환성을 갖는 에피 택시로 성장하고, 성장 후, 희생 층은 선택적으로 에칭되어 표적 재료를 벗겨냅니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전자 장치, 광자
Electronics는 반도체에서 전자 현상을 사용하는 엔지니어링이며 Photonics는 광자의 기능을 활용하는 광학 공학입니다 향후 컴퓨터와 통합 회로에는 전력 절약, 속도 증가 및 축소에 제한이 있습니다 이 한계를 파괴하려면 전자 제품과 광자를 결합한 전자 광자 장치 (광학 전자 장치)를 실현하는 것이 필수적입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 사후 실리콘
LSI에 사용되는 트랜지스터의 소형화는 회로 성능을 향상시키기 때문에 더 미세한 요소를 실현하기 위해 치열한 개발 경쟁이 있습니다 특히, 2020 년경 대량 생산을 시작하는 10nm 기술 세대에서, 채널이 물리적 성능 한계에 직면 할 수 있듯이 실리콘 (SI)이있는 기존의 트랜지스터는 실리콘이있는 기존 트랜지스터입니다 이 문제에 대한 해결책은 실리콘보다 이동성이 높은 무료 바카라만, III-V 반도체, 그래 핀 및 기타 채널 재료와 같은 채널 재료를 사용하는 것입니다 그러나 무료 바카라마늄은 기존의 실리콘 기술과의 호환성으로 인해 가장 유망한 것으로 간주됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전송
기판에서 재료를 기판으로 전달하는 것입니다[참조로 돌아 가기]

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