独立行政机构国立产业技术综合研究所[会长野间口裕]（以下简称“AIST”）纳米电子研究部[研究部部长 Seigo Kanamaru] 新材料和功能集成组组长安田哲二、首席研究员前田龙夫、首席研究员板谷太郎等人与住友化学株式会社[代表董事兼总裁：德仓正和]（以下简称“住友化学”）共同合作锗 (Ge)平台板我们开发了一种生产技术。
这次，我们的目标是利用产业技术研究所的基板接合技术和器件制造技术以及住友化学的晶体生长技术各自的优势，实现高品质Ge平台基板的商品化。外延生长技术，(2)外延剥离法开发了薄Ge层剥离技术(3) 将高质量薄Ge层粘合到任何基底上的技术。
使用新开发的Ge基技术电子和光子学的新设备的开发和功能集成预计。
有关该技术的详细信息，请参阅最新的设备技术报告《2011年固态器件与材料国际会议” （SSDM 2011）（2011 年 9 月 28-30 日，名古屋）。
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| 玻璃基板（18x18mm）上的高品质锗单晶薄膜（10x10mm） |
Ge不仅用作光子器件和高效太阳能电池的材料，而且近年来也被用作后硅的通道材料，它也正在被积极研究。新一代高性能晶体管，并且作为融合电子和光子学的新平台基板材料而受到关注。单晶Ge衬底价格昂贵且容易破碎，因此需要一种技术来在廉价且易于处理的衬底（例如硅、玻璃和塑料）上形成器件制造所需的高质量Ge单晶层。
AIST和住友化学自2008年起就混合半导体技术的开发进行联合研究，致力于将硅中培育的高性能半导体芯片与具有光子材料各种功能的Ge和III-V半导体器件融合的基础研究。此次，我们利用产业技术研究所世界级的Ge基器件原型技术和住友化学的商用级Ge及III-V族半导体外延生长技术，成功打造出了适合各种器件功能集成的高质量Ge平台衬底。
图1显示了新开发的Ge平台衬底的制造方法。高质量的 Ge 层 (Epi-Ge) 外延生长在 GaAs 或 Ge 衬底上，中间夹有 AlAs 层。由于Ge、GaAs和AlAs具有良好的晶格匹配性，因此可以获得高质量的薄Ge单晶层（图1（a））。接下来，将生长有高质量Ge层的基板粘合到任何基板上，例如硅基板、透明玻璃或塑料基板（图1（b））。然后，通过用氢氟酸（HF）溶液选择性地溶解AlAs层，剥离GaAs或Ge衬底（图1（c）），并将高质量的薄Ge层转移到任何衬底上（转移)（图 1(d)）。这种方法称为外延剥离法，其优点是剥离后能够重复使用昂贵的GeAs（Ge）衬底（图1（a）'）。
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| 图1优质Ge层的转移方法 |
图2显示了将高质量Ge层转移到透明玻璃基板或柔性塑料基板上的示例。 Ge层的面积为10mm x 10mm，足够大来制造和集成各种芯片和器件。我们还成功地将高质量的Ge层加工成100μm或更小的精细图案（图3），从而可以在所需的位置、尺寸和形状上创建高质量的Ge层。
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| 图2 塑料基板（左）和透明玻璃基板（右）上的高质量Ge单晶层 |
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| 图3微加工高质量Ge单晶图案的转移 |
此外，该技术不仅可以有效地转移高质量的Ge层，而且还可以有效地转移基于Ge的器件。图4显示了实际转移到玻璃基板上的栅极长度为4μm的Ge晶体管的特性和照片。该技术的有效性通过以下事实得到证明：生长的 Ge 层不仅具有足够的质量来运行器件，而且在转移到玻璃基板后其性能保持不变。利用该技术，可以在生长基板上制造Ge晶体管和Ge基太阳能电池等各种器件，并且通过根据需要将它们大量排列或堆叠在任何基板上，可以将它们与传统器件集成和混合。
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| 图4 栅极长度为4μm的Ge晶体管转移到玻璃基板上的特性和照片 |
目前，使用Ge的器件已应用于多种领域，但通过使用该技术提供各种高质量的Ge单晶层衬底或可转移Ge器件，可以考虑高性能Ge器件的新应用。例如，预计它将有助于集成传统技术无法实现的新功能、多功能性和更高性能，例如将电子器件和光子器件集成到一个芯片中，并使太阳能电池变得更轻。未来，我们计划提供适合此类应用的Ge平台衬底。