2001 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンゲルマニウム混晶の異常吸収バンドを利用した「表面」光検出器の開発研究
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12555085
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
深津 晋 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (60199164)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷 由加里 (財)ファインセラミックスセンター, 研究員
川本 清 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (40302822)
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| Keywords | 分離基板(SOI) / 表面近傍光電子量子検出器 / 酸化シリコンゲルマニウム / 異常光吸収バンド / MSM検出器 / 直線性 / 動特性 / 吸収変調 |
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| Research Abstract |
デバイス分野では、分離基板(SOI)が高速化と低消費電力の観点から注目されている。SOIの仮想基板層は薄いほどよく、今や数ナノメータに迫っている。一方この事実は、SOIべースの光電子集積回路には、ミクロンオーダにおよぶ深さ領域を活性層とする従来の埋め込み型光電子デバイスを使うことができないことを意味する。本研究では、この問題を解決するため、従来にはなかった「表面近傍」を活性層とする新しい光電子量子検出器を提案し、その実現を目指した。
本年度では、シリコンゲルマニウム混晶の異常光吸収バンドを利用した表面近傍光量子検出器の特性検証を行った。表面方向に電極を設けたMSM検出器では、1064nmのパルス光入射によって数100MHzの動特性が得られた。現状、波長感度はmA/Wオーダ、ナノワットからミリワット領域まで5桁以上の直線性を得ている。また、吸収バンドは面垂直方向の電場印加によってシフトを示し、電場吸収変調度として1%以上の値が得られている。
一方で吸収バンドの発生要因について調べた。酸化シリコンゲルマニウムの吸収バンドの発生が、点欠陥導入と相関があること、波長がゲルマニウム組成に依存しない2つの事実に基づき、イオン注入したシリコン、シリコンカーボン混晶における吸収バンド発生について調べた。その結果、強い吸収バンドの発生を確認し、シリコン中の欠陥が関与する現象であることがわかった。また、熱処理試料による実験から、転位の発生と1.2eVバンドの消失が相関することを見出した。
本年度のもうひとつの課題であるSOI構造への搭載に関しては、SiGeをSi-OIに成長して酸化、SiGeを直接SOI化するふたつの方法を検討した。後者では、転位の発生が顕著なため1.2eVバンドがマスクされてしまうものの、前者ではSi基板の吸収に影響されずに1.2eV吸収バンドのみが得られることがわかった。
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Research Products
(1 results)
