東北大など、グラフェンのナノパターン成長技術を確立

グラフェンのナノパターン成長技術を確立
〜シリコンとグラフェンが融合した多機能集積回路へ道〜



＜概要＞
　東北大学電気通信研究所（宮城県仙台市、以下東北大通研）の吹留博一准教授らは、東北大学大学院工学研究科、及び（公財）高輝度光科学研究センター（兵庫県佐用郡佐用町、以下JASRI）と共同で、次世代材料として有望視されているグラフェンとシリコン（Si）テクノロジーとの融合デバイスの実現に向けた、微細加工Si基板上へのグラフェンの位置選択的な結晶成長技術の確立に初めて成功しました。本研究成果は、立体的なグラフェンによる多機能集積回路の基盤技術になることが期待されます。


＜背景＞
　炭素の二次元物質であるグラフェン注１は、Siの１００倍以上のキャリア移動度注２を有し、かつ、熱的・化学的にも安定な物質です。ゆえに、２０２０年頃に終焉を迎えるSi集積回路に代替となる次世代デバイス材料の一つとして、全世界で開発競争が行われています。
　東北大通研の研究グループでは、既存のシリコンデバイスとの融合を企図した、Si基板上へのグラフェン（Graphene−on−Silicon、以下GOSと略）の作製及びそのデバイス化の研究を行ってきました。GOS技術は、Si基板上に単結晶炭化ケイ素（SiC）薄膜を成長させ、この薄膜表面にグラフェンを形成するという技術です。このGOS技術は成熟したSi技術の利用が可能である為、グラフェンの実用化を可能にする重要な技術です。加えて、Si基板の面方位を適切に選択することにより、グラフェンの物性の作り分けが可能であることが明らかにされています。この技術とSi微細加工技術の融合により、グラフェンの物性をナノスケールで作り分けすることが可能となることが期待されます。
　このように、GOS技術とSi微細加工技術との融合は、グラフェンの集積回路応用にとって重要であるだけでなく、グラフェンの物性及び機能の多機能化をナノスケールで可能にする点で重要です。


※成果の内容などリリース詳細は、添付の関連資料を参照