代表者 : 都甲 薫
2021.12.23
情報化社会の発展に伴い、安価・軽量・丈夫・柔軟なプラスチックを半導体薄膜の基材としたフレキシブル・デバイスが注目を集めています。プラスチックフィルムに高度な情報処理機能をもたせるには、集積回路に用いられるシリコン（Si）基板と同等のキャリア移動度をもつ半導体薄膜を合成する必要があります。しかし、耐熱温度の限られたプラスチックフィルム上で、そのような半導体薄膜を得ることはこれまで困難とされてきました。
本研究チームは、Siを上回るキャリア移動度と、比較的低い結晶化温度をもつゲルマニウム(Ge)に着眼し、Ge薄膜の結晶化過程を工夫するとともに、耐熱プラスチックフィルムを用いることにより、上記の問題を解決しました。具体的には、プラスチックフィルム表面を、Geトランジスタのゲート絶縁膜としても好適な酸化ゲルマニウム（GeOx）でコーティングした上で、Ge薄膜を500℃に加熱して結晶化を誘起することで、極めて品質の良い多結晶Ge薄膜を実現しました。キャリア移動度は、ガラスやプラスチックなどの非晶質基板上に直接合成されたあらゆる半導体薄膜の中で最高となる690 cm2/Vsに達しました。これは、単結晶Si基板の正孔移動度をも凌駕する値です。本研究成果により、あらゆる電子デバイスの汎用性を飛躍的に向上させるような、革新的なフレキシブル・デバイスの開発が期待されます。
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プレスリリース
研究代表者
筑波大学数理物質系
都甲 薫 准教授