2010年08月23日

工学:GaAa 半導体膜の新しい製造法

ガリウムヒ素のような化合物半導体は、光発電や光エレクトロニクスへの応用でシリコンを相当に上回る性能を示します。

しかし、太陽電池、暗視力カメラ、ワイヤレス通信システムなどのデバイスに化合物半導体を使用するには、高品質大面積層を成長させてそれらをフレキシブル基板や透明基板に転写するという費用のかかる工程が必要であり、その性能はこのような欠点を補って余りあるものではありません。

今回、 J Rogers たちは、こういう欠点を解消する新しい製造方法を実証しています。

この方法では、1 回の蒸着工程で GaAs 膜と AlGaAs 膜を成長させて厚い多層集合体を製作した後、個々の層をはがして別の基板に転写します。

ガラス上の電界効果トランジスターや、プラスチックシート上の光起電モジュールなどの GaAs デバイスが作成されており、実例によってこの方法を大面積に応用する技術的可能性がはっきり示されています。


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nature 465,261-390 20 May 2010 Issue no.7296
Letter p.329 / GaAs photovoltaics and optoelectronics using releasable multilayer epitaxial assemblies / J Yoon et al.(イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校)



ガリウムヒ素(GaAs)のような化合物半導体は直接遷移型であり、電子移動度が高いため、多くの用途でシリコンを上回る利点があります。

その実例は、高効率光起電デバイスから RF 電子機器やほとんどの形態の光エレクトロニクス機器までさまざまであります。

しかし、化合物半導体材料の大面積高品質ウエハーを成長させ、それらをシリコン基板やガラスやプラスチックなどのアモルファス基板上に密着させて集積化するには費用がかかるため、使用範囲は限られています。

本論文では、このような難問の多くに対処可能な材料と製造概念について述べています。

これは、 GaAs 膜や AlGaAs 膜を成長させて厚いエピタキシャル多層集合体にした後、ばらばらに切り離して別の基板に転写することによっています。

この方法によって、大面積フォーマットでのデバイスの集積化を可能にする高品質半導体材料が大量に得られ、ウエハーを再利用してさらに成長させることもできます。

ガラス板上の GaAs 系金属半導体電界効果トランジスターや論理ゲート、シリコンウエハー上の近赤外撮像デバイス、プラスチックシート上の光起電モジュールという 3 つの応用によって、この方法の可能性の一部を実証しました。

これらの効果は、原価構成、フォーマット、面積被覆率、使用モードが従来の成長方法や集積化方法に適合しない応用における、 GaAs などの化合物半導体の実装の例示であります。

posted by 0≠素子 at 23:02| Comment(0) | TrackBack(0) | nature - lssue | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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