単結晶化メカニズム

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。

 

目次:

 

 

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。

 

Mechanism of KRYSTAL wafer

単結晶化メカニズム

KRYSTAL® Waferの単結晶化技術のキーテクノロジーは、バッファー層のうち、特にジルコニアの持つ形状にあります。プラチナやジルコニアの界面では、微小なピラミッド(ナノピラミッド)構造が形成され、連続的かつ規則的に並んでいます。その理由として、Tetragonal(正方晶系)構造のジルコニアが、P42/nmcの空間群に分類される Ditetragonal-dipyramidal(正方晶系)構造をとりながら結晶成長するためと考えられています。

このナノピラミッド構造は、圧電材料の結晶格子に合わせて、自ら格子を変化させる「可変するピラミッド」として振舞います。弊社では実際に、異なる圧電材料を成膜する際に、構造が変化していることを確認しています。一般的には、格子整合を目的としてバッファー層が使用されますが、弊社技術ではバッファー層そのものが上下の膜に合わせて変化することにより、自然に配向が制御されるのです。

KRYSTAL® Waferは独自開発のジルコニアバッファー層に形成されるナノピラミッド構造のおかげで、より幅広いプロセスへ対応できるようになり、結果、様々な材料の単結晶化が可能になりました。

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単結晶PZT薄膜


単結晶PZTメカニズム

 

特性データ

PZT比較

※現時点の測定数値データのため、今後の改良等により変わる場合があります。

 

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積層単結晶PZT (2層PZT) 薄膜 [技術開発中]


2-layer PZT waferKRYSTAL® Wafer の優れた単結晶成膜技術を応用し、単結晶薄膜PZTを積層成膜。
圧電特性が向上し、高出力・高精度なアクチュエーター駆動を実現可能。
6インチと8インチウエハーにて開発中。詳細についてはお問合せください。お問い合わせ

 

2層PZT

 

1層PZTと2層PZT薄膜の圧電特性データ比較

圧電特性データ

※現時点の測定数値データのため、今後の改良等により変わる場合があります。

 

積層PZTの応用事例(MEMSミラーの場合)

2層PZT薄膜の応用事例
単層PZTと比較して、2層PZTでは光学角度が2倍*に
*入力電圧が同じ場合のシミュレーション例

 

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窒化アルミニウム (AlN) 薄膜 [技術開発中]


AlN薄膜ウエハー独自ZrO2バッファー層技術により、AlNエピタキシャル成長 on Siを実現
6インチと8インチウエハーにて開発中。詳細についてはお問合せください。お問い合わせ

 

AlN結晶

 

窒化アルミニウム (AlN) 薄膜の特性データ

AlN特性

※Uniformity ±0.66%は特殊品となります。現時点の測定数値データのため、今後の改良等により変わる場合があります。

 

窒化アルミニウム (AlN) 薄膜の結晶性

格子定数が揃い、高配向性の良質なAlN結晶薄膜であることを確認。

AlN結晶性

※現時点の測定数値データのため、今後の改良等により変わる場合があります。

 

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