2000 Fiscal Year Annual Research Report

ナノクリスタルドープ光導波路及び次世代フォトニックデバイスへの適用

Research Project

Project/Area Number	09305021
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	加藤勇早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宇高勝之早稲田大学, 理工学部, 教授 (20277817)
Keywords	マイクロ波プラズマCVD / シリコンナノクリスタル / 多層膜 / 発光材料 / 光導波路形フィルタ / 分子線エピタキシャル成長 / 半導体ナノクリスタル / 波長変換デバイス
Research Abstract	独自に開発した二重管式同軸線路型マイクロ波プラズマ化学気相堆積(MPCVD)装置を用いてシリコンナノクリスタル(Si-nc)を作製し、作成条件と作成されたSi-ncによるフォトルミネッセンスによる発光特性との関係について評価を行った。その結果、モノシランのアルゴンに対するガス流量比の増加と共にSi-ncの微細化が可能であること、Si-nc生成後の酸化条件(酸化時間,酸化温度)を変える事により発光効率が上昇することなどの知見を得た。他方、コンピュータ制御によりガス流量やガス圧などの精密制御を可能とした上記MPCVD装置の用いて、新たなシリコン系光機能材料を目指してa-Si:HとSi_3N_4からなる多層膜を作製し膜質を評価した。作製した多層膜の光学的エネルギーバンドギャップの理論曲線と実験値はよく一致しており、良質な多層膜が作製でき、これをスラブ導波路に加工した。その結果TMモードを透過し,TEモードをカットするという特性を得た。今後、これらシリコン系材料の新たな機能について検討し、ディバイス化を行っていく予定である。基板上の所望位置に精密配列制御された高品質化合物半導体ナノクリスタルの作成について引き続き検討を行った。電子ビーム露光法によるGaAs基板上へのナノオーダーディップの作成プロセス技術を確立した。さらに、これまでにガスソース分子線エピタキシャル成長法で成長したInAsパターン構造から室温におけるPLを確認するとともに、安全性の優れた固体ソースによる成長条件を把握した。これらの結果から、ナノ加工基板による位置制御半導体ナノクリスタル作成の目途を得た。他方、応用を念頭に、半導体光増幅器を利用した多モード干渉型波長変換デバイスの基本動作を達成し、動作原理についての解析を通して高効率動作の指針を得るとともに、光機能デバイス応用のための技術的な課題を解決した。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] I.Kato et al.: "Effect of Ar^+Ion Bombardment During Hydrogenated Amorphous Silicon Film Growth in Plasma Chemical Vapor Deposition"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 6404-6409 (2000)
[Publications] 加藤勇他: "2重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したa-Si:H/Si3N4多層膜の膜質とその光回路素子への応"電子情報通信学会論文誌C. Vol.J84-C No.4(発表予定). 1-6 (2001)
[Publications] 松本貴之,加藤勇: "Dependence of PL Characteristlcs of a-Si : H Nanoball Films Fabricated By Double Tubed Coaxial Line Type MPCVD System On Substrate Position"第18回プラズマプロセッシング研究会プロシーデイングス. 425-426 (2001)
[Publications] 宇高勝之他: "ナノ加工基板上へのMBE成長のための基礎検討"第61回応用物理学会学術講演会. 5a-ZA-5 (2000)
[Publications] 宇高勝之他: "MMI導波路及びSOAを利用したマルチビーム半導体光源の基礎検討"第48回応用物理学関連連合講演会. 30a-ZS-10 (2001)
[Publications] 宇高勝之他: "アドレス識別を指向した全光型半導体フォトニックデバイス"第48回応用物理学関連連合講演会. 28p-YF-13 (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

ナノクリスタルドープ光導波路及び次世代フォトニックデバイスへの適用

Principal Investigator

加藤 勇 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)

Research Products

[Publications] I.Kato et al.: "Effect of Ar^+Ion Bombardment During Hydrogenated Amorphous Silicon Film Growth in Plasma Chemical Vapor Deposition"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 6404-6409 (2000)

[Publications] 加藤勇 他: "2重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したa-Si:H/Si3N4多層膜の膜質とその光回路素子への応"電子情報通信学会論文誌C. Vol.J84-C No.4(発表予定). 1-6 (2001)

[Publications] 松本貴之,加藤勇: "Dependence of PL Characteristlcs of a-Si : H Nanoball Films Fabricated By Double Tubed Coaxial Line Type MPCVD System On Substrate Position"第18回プラズマプロセッシング研究会 プロシーデイングス. 425-426 (2001)

[Publications] 宇高勝之 他: "ナノ加工基板上へのMBE成長のための基礎検討"第61回応用物理学会学術講演会. 5a-ZA-5 (2000)

[Publications] 宇高勝之 他: "MMI導波路及びSOAを利用したマルチビーム半導体光源の基礎検討"第48回応用物理学関連連合講演会. 30a-ZS-10 (2001)

[Publications] 宇高勝之 他: "アドレス識別を指向した全光型半導体フォトニックデバイス"第48回応用物理学関連連合講演会. 28p-YF-13 (2001)

加藤勇早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)

[Publications] 加藤勇他: "2重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したa-Si:H/Si3N4多層膜の膜質とその光回路素子への応"電子情報通信学会論文誌C. Vol.J84-C No.4(発表予定). 1-6 (2001)

[Publications] 松本貴之,加藤勇: "Dependence of PL Characteristlcs of a-Si : H Nanoball Films Fabricated By Double Tubed Coaxial Line Type MPCVD System On Substrate Position"第18回プラズマプロセッシング研究会プロシーデイングス. 425-426 (2001)

[Publications] 宇高勝之他: "ナノ加工基板上へのMBE成長のための基礎検討"第61回応用物理学会学術講演会. 5a-ZA-5 (2000)

[Publications] 宇高勝之他: "MMI導波路及びSOAを利用したマルチビーム半導体光源の基礎検討"第48回応用物理学関連連合講演会. 30a-ZS-10 (2001)

[Publications] 宇高勝之他: "アドレス識別を指向した全光型半導体フォトニックデバイス"第48回応用物理学関連連合講演会. 28p-YF-13 (2001)