東レリサーチセンターが新たな電流可視化技術を発表～積層デバイスの性能向上を促進

東レリサーチセンターが積層デバイスの電流流れを可視化

東京都に拠点を置く株式会社東レリサーチセンター（TRC）が、国内初となる積層デバイス内部の電流の流れやすさを可視化する分析サービスを発表しました。新サービスは、半導体や有機EL、太陽電池などのデバイス性能を向上させることを目的としています。

積層デバイスの重要性と課題

近年、AIやモビリティ、情報通信技術の進展に伴い、積層デバイスのneedが高まっています。これらのデバイスは、電子や正孔と呼ばれる電荷が各層や界面を移動することで機能します。そのため、電荷がどのように移動するかを把握することが、デバイスの性能に直結します。

しかし、従来の技術では元素組成や化学状態の評価が可能だったものの、電子状態の詳細な評価は難しく、性能のばらつきや劣化の原因を特定することができませんでした。そのため、高性能化や低消費電力化を求める中で新たな課題が生まれていました。

新たな分析サービスの概要

TRCが開発したサービスでは、ガスクラスターイオンビーム（GCIB）を利用して試料の表面をナノメートル単位で削り、同じ位置でX線光電子分光（XPS）と反射電子エネルギー損失分光（REELS）を測定します。このアプローチにより、積層デバイスの各層や界面の電子状態を詳細に解析できるようになりました。

主な特長

- 各層および界面ごとの電子エネルギー状態を定量的に可視化。
- 実デバイスを対象にした微小領域での測定を実現。
- 測定時のダメージを最小限に抑え、有機材料を含む積層構造でも適用可能。
- 同一領域での分析により、電子状態と組成、化学状態の相関解析が可能。

デバイス性能向上への期待

この新しいサービスによって、半導体デバイスの性能のばらつきの解析や、劣化のメカニズムの理解が進むことが期待されています。また、新しい材料や構造に関する設計指針が得られることで、開発効率の向上やデバイス性能の改善が続くでしょう。

特に、先端デバイス分野では高性能化と低消費電力化の要求が高まっており、電子状態の評価が技術開発を加速させるカギとなります。TRCは今後も半導体、ディスプレイ、エネルギーデバイス分野において、分析サービスを通じて課題解決に向けた支援を行っていく予定です。