単結晶化メカニズム
結晶には、結晶を構成する粒子の配列の違いによって「単結晶」と「多結晶」があります。
粒子が規則正しく並んでいる物質を「単結晶」といい、その代表格はダイヤモンドです。硬く透明なダイヤモンドはカーボン（炭素）からできています。ところが、軟らかくて黒い鉛筆の芯も同じカーボンからできています。同じ素材でも、結晶の状態によって色や特性が大きく変わるのです。
単結晶化技術のメカニズム
素材の単結晶化によってあらゆる特性が向上することは業界で知られていましたが、技術的、コスト的に難しく、実用化に至っていませんでした。弊社は、独自の単結晶化技術によってこれらの課題を克服し、これまで不可能とされていた素材の単結晶化に成功しました。より多くの製品の製造とともに、お客様の幅広いニーズに応えられるようになりました。
KRYSTAL® Waferのキーテクノロジーは、独自のZrO₂（ジルコニア）バッファ層を基盤とした原子レベルの界面制御技術にあります。
一般的に、シリコンと圧電材料では結晶構造や格子定数が大きく異なるため、高品質な単結晶薄膜を形成することは容易ではありません。
当社は、ZrO₂/Si界面における原子の相互拡散と構造再配列、さらにZrO₂/Pt界面における自己適応的な結晶整合という、二段階の界面制御技術により、この課題を克服しています。
シリコン基板とZrO₂の界面では、原子レベルの界面反応と構造再配列により、さらに、ZrO₂とPt（白金）の界面では、合金結晶構造を含む僅か数nmのナノスケールの反応領域が自己形成され、異なる結晶構造や化学結合の違いを緩和します。
こうした原子レベルでの自己組織化と自己適応型の界面構造を活用・制御した独自の界面制御技術によって、従来の格子整合だけでは困難だった高品質な結晶成長と幅広い材料適用性が両立可能となり、PZTをはじめとする圧電薄膜の単結晶成長を実現する鍵となっています。
KRYSTAL® Waferは、このZrO₂を基盤とする界面制御技術を活用し、様々な機能性薄膜への展開を目指すエピタキシャル成長プラットフォームです。PZTをはじめとする様々な機能性材料の高品質なエピタキシャル成長を可能とし、MEMSセンサー、アクチュエータ、高周波デバイスなどの高性能化に貢献します。
学術論文掲載
当社の研究成果は、応用物理学分野の学術誌「Japanese Journal of Applied Physics」にも掲載されました。
（当社社員の筆頭著者。大阪大学、奈良先端科学技術大学院大学との共著）
