ペンシルベニア州立大学とKurt J. Lesker社が原子スケール加工の高度化で連携(Penn State, Kurt J. Lesker Company partner to advance atomic-scale processing)

2026-09-10 ペンシルベニア州立大学(Penn State)

ペンシルベニア州立大学とKurt J. Lesker Companyは、半導体、量子技術、フォトニクスなど次世代技術に必要な原子レベルの薄膜形成・加工技術を共同開発する拠点「ASPIRE」を設立した。研究の中心は、原子層堆積(ALD)によって数原子層ずつ薄膜を形成する技術と、原子層エッチング(ALE)によって同等の精度で材料を除去する技術である。膜厚や組成のごくわずかな違いがデバイス性能を左右するため、原子スケールでの精密制御が重要となる。研究者らは、超高純度の原子スケール加工装置3台を用いて、材料、温度、処理時間などを体系化した「プロセスレシピ」を開発・検証し、標準化された加工法のライブラリ構築を目指す。これらは半導体・先端パッケージ、量子デバイス、光デバイス、マイクロ・ナノセンサー、医療用コーティング、フレキシブル電子機器などへの応用が期待される。

<関連情報>

超高純度条件下でのプラズマ強化原子層堆積法による強誘電性アルミニウム-スカンジウム窒化物 Ferroelectric aluminum−scandium nitride by plasma-enhanced atomic layer deposition under ultrahigh purity conditions

Gilbert B. Rayner Jr,Noel O’Toole,Nathaniel Nelson,Bangzhi Liu,Jeffrey Shallenberger,Gregory Muha,Piush Behera,Suraj Cheema,Blaine Johs,Nastazia Moshirfatemi,Daniel Drury,Brendan M. Hanrahan,Glen R. Fox & Nicholas A. Strnad
Communications Materials  Published:26 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s43246-026-01193-y

ペンシルベニア州立大学とKurt J. Lesker社が原子スケール加工の高度化で連携(Penn State, Kurt J. Lesker Company partner to advance atomic-scale processing)

Abstract

Wurtzite aluminum–scandium nitride thin films hold strong potential for future electronic and sensing technologies. However, achieving precise control and uniform coverage across complex three-dimensional architectures remains challenging. Here, we demonstrate aluminum–scandium nitride growth by plasma-enhanced atomic layer deposition, a layer-by-layer technique that provides atomic-scale control over film thickness, composition and structure. Films grown on {111}-oriented platinum exhibit clear ferroelectric switching, with coercive fields as low as ±3.3 MV cm−1. They align exclusively along the c-axis, indicating high structural order even on the sidewalls of three-dimensional features. When deposited on single-crystal gallium nitride, the films adopt a highly ordered arrangement both in and out of the surface plane, consistent with epitaxial growth. Imaging of films deposited over narrow trenches further confirms uniform, conformal coating of three-dimensional structures. Together, these results demonstrate that this growth method yields high-quality aluminum–scandium nitride films suitable for advanced three-dimensional electronic and sensing applications.

0403電子応用
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