1994 Fiscal Year Annual Research Report

高機能光集積回路を目指した半導体基板上への鉄ガ-ネット結晶成長に関する研究

Research Project

Project/Area Number	06452228
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	内藤喜之東京工業大学, 工学部, 教授 (70016335)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	横井秀樹東京工業大学, 工学部, 助手 (90251636) 安斎弘樹東京工業大学, 工学部, 助手 (80212661) 水本哲弥東京工業大学, 工学部, 助教授 (00174045)
Keywords	ヘテロエピタキシ / 希土類鉄ガ-ネット / 半導体レーザ / 光アイソレータ / 光集積回路 / ラザフォード後方散乱 / スパッタリング
Research Abstract	光アイソレータと半導体レーザを集積化するために、InP基板上に磁気光学材料・希土類鉄ガ-ネット(YBi)_3Fe_5O_<12>(Bi:YIG)を結晶成長させる技術を開発することが本研究の目的である。二つの結晶の格子定数差を克服することが最大の課題であり、このためにBaF_2を中間層に用い、この上にBi:YIGを成長することを検討する。本年度の研究内容と得られた成果を次に要約する。 1.BaF_2中間層の結晶成長条件の最適化真空蒸着法により、(111)InP基板上に(111)BaF_2層の最適な結晶成長条件の探索を行った。主に成長速度と基板温度を制御し、基板温度140℃でラザフォード後方散乱法によるチャネリング収率6%という、単結晶基板に近い良好な結晶性を有するBaF_2中間層を形成することができることを明らかにした。また、140℃という低温で成長することによって、InP基板に対するダメ-ジがほとんどないことが明らかになった。 2.格子定数1.24nmを有するBi:YIG結晶成長条件の探索対向ターゲット式スパッタリング法によって、希土類鉄ガ-ネットBi:YIG(111)の結晶成長を行った。BaF_2上に成長させるために、Bi:YIGの格子定数を1.24nmに制御する必要がある。予備実験として、スパッタターゲットの組成、基板温度、スパッタリング中のO_2-Arガス分圧などの条件を変化させてGd_3Ga_5O_<12>基板上に結晶成長を行い、最適成長条件を探索した。その結果、化学量論的組成よりFeリッチなスパッタターゲットを用いることによって、基板温度450〜500℃で所望の格子定数を有するBi:YIGを成長させることができた。15EA07:次年度において、InP基板上に成長したBaF_2上でBi:YIGを結晶成長させる条件を探索する。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] M. Totoki, et al.: "Demonstration of direct bonding between InP and Gd_3Ga_5O_<12> substrates" Electronics Letters. 30. 1534-1536 (1994)
[Publications] H. Yokoi, et al.: "Loss increase of (LuNdBi)_3(FeAl)_5O_<12> films caused by sputter etching" Japanese Journal of Applied Physics. 33. 6355-6359 (1994)
[Publications] M. Totoki, et al.: "Direct bonding between InP and Gd_3Ga_5O_<12> for integrating semiconductor and magnetooptic devices" Japanese Journal of Applied Physics. 34. (掲載予定) (1995)
[Publications] M. Totoki, et al.: "MOVPE growth of GaInSb on Gd_3Ga_5O_<12> substrate for integrating semiconductor and magnetooptic devices" 5-th Optoelectronics Conference Techincal Digest. 358-359 (1994)
[Publications] 十時真智子、他: "Gd_3Ga_5O_<12>とIII-V族化合物半導体のダイレクトボンディング" 電子情報通信学会技術研究報告. OPE94-72. 37-42 (1994)
[Publications] 十時真智子、他: "Gd_3Ga_5O_<12>と化合物半導体のダイレクトボンディング" 第55回応用物理学会学術講演会. 21pMG/I-3 (1994)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

高機能光集積回路を目指した半導体基板上への鉄ガ-ネット結晶成長に関する研究

Principal Investigator

内藤 喜之 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016335)

Research Products

[Publications] M. Totoki, et al.: "Demonstration of direct bonding between InP and Gd_3Ga_5O_<12> substrates" Electronics Letters. 30. 1534-1536 (1994)

[Publications] H. Yokoi, et al.: "Loss increase of (LuNdBi)_3(FeAl)_5O_<12> films caused by sputter etching" Japanese Journal of Applied Physics. 33. 6355-6359 (1994)

[Publications] M. Totoki, et al.: "Direct bonding between InP and Gd_3Ga_5O_<12> for integrating semiconductor and magnetooptic devices" Japanese Journal of Applied Physics. 34. (掲載予定) (1995)

[Publications] M. Totoki, et al.: "MOVPE growth of GaInSb on Gd_3Ga_5O_<12> substrate for integrating semiconductor and magnetooptic devices" 5-th Optoelectronics Conference Techincal Digest. 358-359 (1994)

[Publications] 十時真智子、他: "Gd_3Ga_5O_<12>とIII-V族化合物半導体のダイレクトボンディング" 電子情報通信学会技術研究報告. OPE94-72. 37-42 (1994)

[Publications] 十時真智子、他: "Gd_3Ga_5O_<12>と化合物半導体のダイレクトボンディング" 第55回応用物理学会学術講演会. 21pMG/I-3 (1994)

内藤喜之東京工業大学, 工学部, 教授 (70016335)