2006 Fiscal Year Annual Research Report
シリサイド半導体の格子歪み制御による1・5μm帯発光の高効率化と波長多重化
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16560277
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
権丈 淳 九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助教授 (20037899)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐道 泰造 九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助教授 (20274491)
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| Keywords | 電子デバイス・機器 / オプトデバイス / 光通信 / 光・電気集積回路 / 結晶成長 / シリサイド半導体 |
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| Research Abstract |
本研究では、Si系電気・光集積回路の実現を目指し、直接遷移型シリサイド半導体(β-FeSi_2)を高品質形成すると共に、格子歪み制御による発光の高効率化と波長多重化を探索した。
β-FeSi_2は、Si-ULSI製造プロセスとの整合性が高い。その為、化合物半導体では困難であった、ULSIとモノリシックに融合しうる発受光デバイスの基盤材料として、期待が高まっている。しかし、β-FeSi_2の格子定数は、Siに比して約2%大きい為、Si基板上への高品質エピタキシャル成長は難しい。その為、結晶成長の高品質化には、基板の格子定数の変調など、新手法が必須である。また、次世代波長多重通信を実現する為には、発光波長の多様化が必要である。理論計算より、β-FeSi_2のバンド構造は格子歪みにより変調可能である事が明らかとなっており、結晶成長時の格子歪み制御により、バンドギャップの変調が可能と期待される。
前年度までに、[a-Si/a-Fe_<0.4>Si_<0.5>Ge_<0.1>]n/c-Si積層構造の固相成長を検討し、歪β-FeSi_2層(歪量:約0.5%)が形成できる事を明らかにした。この結果は、Ge導入によりβ-FeSi_2の格子歪制御が可能である事を示す成果である。本年度は、この手法により形成した歪β-FeSi_2層の結晶性を電子顕微鏡法により詳細に検討した。その結果、歪β-FeSi_2層の形成には、熱処理温度を700℃とする必要がある事、750℃以上の熱処理では、sfとGeが優先的に化合してSiGeを形成し、Fe原子の析出が生じる事を明らかにした。更に、エネルギーギャップ等の光学的諸特性を詳細に検討し、発光デバイス材料としての可能性を検証した。
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