エピタキシャルリフトオフ法による発光素子搭載光電子集積回路の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455166
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 横山 新 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 教授 (80144880)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MATTAUSCH Ha 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 助教授 (20291487) ; 芝原 健太郎 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 助教授 (50274139)
• Keywords: エピタキシャルリフトオフ(ELO) / 界面活性剤 / 消泡剤 / 圧力 / 信号伝送

Research Abstract

本研究ではエピタキシャルリフトオフ(ELO)法と呼ばれる方法により、Si集積回路上へ高品質な発光素子を搭載する方法を確立することを目的としている。
平成9年度はELO法の更なる高速化を行った。ELO法は非常に薄いAlAs層を弗酸によって選択的にエッチングし、AlAs層上に形成した薄い発光素子をGaAs基板から剥離する手法である。これまでの改善条件である選択エッチング液(10wt.% HF)への界面活性剤及び消泡剤の添加、液温上昇に加えN_2ガスで圧力(5kgf/cm^2)を印加することで従来法と比較して約18倍、圧力印加無し(昨年度報告済み)に比べ約2倍のエッチング速度を得ることができた。これは圧力により反応生成物であるH_2の溶解度が増大し気泡発生を抑制できたためと考えられる。
ELO法によりGaAs基板から剥離した発光素子を3次元積層装置を用いて当センターで作製したSi受光素子上に平坦化行程の後接着した。接着にはGaAsとSiの両者と室温でも反応するPd金属を用いた。接着試料の光伝送特性を測定し、発光・受光素子間で信号伝送が行われていることを確認した。なお設備備品の波長駆動装置、波長駆動用コントローラ、回析格子分光器、ロックインアンプ、空冷Arイオンレーザー及びコントローラーは剥離膜の結晶性を評価するフォトルミネッセンス測定用に、マスフローコントローラーは、受光素子を組み込んだSiLSI製作工程のプロセス装置のガス流量制御の目的で購入した。

Research Products

• [Publications] Y.Sasaki: "High-Speed GaAs Epitaxial Lift-Off and Bonding with High Alignment Accuracy using Sapphire Plate" Abstracts of 192nd Electrochemical Society Meeting. 97-2. 2469 (1997)
• [Publications] 佐々木 靖: "圧力印加によるGaAsエピタキシャルリフトオフ法の高速化" 第58回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 3. 1298 (1997)