2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14350189
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
角南 英夫 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 教授 (10311804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
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| Keywords | 光モジュレータ / SOI / 透明電極 / 自由電子赤外光吸収 / 光導波路 / 櫛形トランジスタ |
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| Research Abstract |
本研究の目標たる光モジュレータは、シリコン中自由電子による赤外光の吸収を利用するまだ世界にその例を見ない挑戦的な試みである。実現の要は、光と相互作用する自由電子の量をいかに確保するかというもので、このため櫛形MOSトランジスタによる新たな光モジュレータの試作とその評価を実施している。
最初の櫛形トランジスタによる光スイッチ実現の試みは、(1)入射した直径10μmの平行赤外光は高さ1μm、長さ1mmの櫛形Siビーム中にとどまらず、基板のSi中に抜ける。
(2)櫛形Siの隙間に埋め込まれた不純物を10^<21>/cm^3程度含む多結晶Siが入射赤外光を強く吸収する。
などの理由により光のスイッチ動作は確認できなかったが、(3)実効チャネル長2μm、高さ1μm、幅50mmのSiビームMOSトランジスタが正常に動作した。
(4)ビームを31本備える櫛形MOSトラシジスタは同じ平面面積の5倍の駆動能力を有すること。
などを確認した。
その後の実験、解析により
(5)SOI(Silicon-On-Insulator)基板を用い、赤外光をSi膜中に閉じこめることができた。
(6)ゲートにITOなどの透明電極を月いる予定だが、理論解析により導電率の低い方が赤外光吸収が少ないことが判明した。従って、ゲート電極としての導電率には最適値が存在することが予想できた。
(7)Alなどの反射率の高い金属をゲートに用いる可能性が解析により示唆された。
などが判明したので、これらの実験・解析結果に基づき、まずは櫛形ではない平面のAlゲート光スイッチMOSトランジスタを試作する。その結果をふまえてより効率的に光強度を変調できると考えられるITOゲートの櫛形光モジュレータMOSトランジスタの実現に挑戦する。
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[Publications] H.Sunami: "Orientation-Dependent Anisotropic TMAH Etchant Applied to 3-D Silicon Nanostructure Formation"Proc. Pacific Rim Workshop on Transducers and Micro/nano Technologies. 367-372 (2002)
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[Publications] T.Furukawa: "Corrugated-Channel Transistor(CCT) for Area-Conscious Applications"Ext. Abs. of the Int. Conf. on Solid State Devices and Materials. 138-139 (2002)
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[Publications] H.Sunami: "Fundamental Characteristics of Crystallographic Orientation-Dependent TMAH Etching and Its Application To Three-Dimensional Silicon"Sensors and Actuators A : Physical. (印刷中). (2003)
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[Publications] T.Furukawa: "A Corrugated-Channel Transistor(CCT) with Vertically-Formed Channels for Area-Conscious Applications"Jap. J. Appl. Physics. 42,4-B. 1-6 (2003)
