外延 Pt/ZrO₂/Si層中序貫界面結構變化的機制

我們很高興宣布，本公司的研究成果已發表於應用物理學領域的頂尖學術期刊《Japanese Journal of Applied Physics》。
該論文由 I-PEX Piezo Solutions 的一位研究員擔任第一作者，並與大阪大學及奈良科學技術大學（NAIST）合作完成。

智慧型手機、穿戴式裝置、汽車及工業設備等電子裝置，已是現代生活不可或缺的一部分。 MEMS技術推動了這些裝置在性能、微型化及功能性方面的持續提升。在眾多MEMS技術中，壓電材料因能將電訊號轉換為機械運動，反之亦然，其應用範圍涵蓋高靈敏度感測器、致動器及高頻通訊裝置等領域，因而備受矚目。
然而，將高性能壓電材料整合至矽基板上仍是一項重大挑戰。由於壓電材料與矽的晶體結構及原子排列存在根本差異，因此難以實現高品質的晶體生長。為解決此挑戰， I-PEX Piezo Solutions 已開發出一項專有外延平台技術，該技術利用形成於矽基板上的氧化鋯（ZrO₂）與鉑（Pt）薄膜，作為生長功能性材料的基础。

在本研究中，我們對 Pt/ZrO₂/Si 多層結構內的界面進行了原子級分析，並闡明了實現高品質晶體生長的機制。研究結果顯示，在氧化鋯與鉑之間的界面處形成了一層超薄反應層。該層充當「橋樑」，能調和兩種材料間的晶體結構差異，即使對於原本難以進行外延整合的材料組合，也能實現高品質單晶薄膜的生長。這項成果為基於壓電薄膜的高性能 MEMS 裝置的實際實現提供了重要的技術見解。此外， I-PEX Piezo Solutions 能夠在符合產業標準的 6 吋及 8 吋矽晶圓上提供整合此技術的晶圓，展現其不僅適用於研究與開發，更具備未來大規模量產應用的潛力。（KRYSTAL^® Wafer）

展望未來，我們將持續運用此項研究所獲得的知識，加速開發下一代裝置，包括壓電 MEMS 感測器、致動器及射頻濾波器。透過實現更小型化、更高性能且更低功耗的裝置，應用於 Beyond 5G/6G 通訊、物聯網、汽車系統及醫療設備等領域，我們致力於推動技術創新與社會進步。

論文資訊與連結
“Mechanism of the sequential interface structures changes in the epitaxial Pt/ZrO₂/Si”
Azusa N. Hattori, Osamu Nakagawara, Hidekazu Tanaka, Ken Hattori and Kenji Ogata
Japanese Journal of Applied Physics, 65 (2026) 165501.
Mechanism of the sequential interface structures changes in the epitaxial Pt/ZrO₂/Si – IOPscience
https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1347-4065/ae86a3
註：該技術論文僅提供英文版本。