2019 Fiscal Year Annual Research Report
Ge-On-Insulator基板上への局所歪み導入によるGe-光素子の高性能化
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17H03237
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
王 冬 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10419616)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 寛 九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (70172301)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Ge-光素子 / Ge-On-Insulator / 金属／半導体コンタクト / 横方向発光・受光 / チップ内光配線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
R01年度の研究成果は以下の通りである。
(1) n-GOI基板の高品質化：n-Ge基板に対してH+イオンを打ち込みした後、低欠陥n-Ge層をホモエピタキシャル成長させ、その後に剥離する方法でGOI基板を作製した。その結果、熱処理に伴う伝導形の反転や電子移動度の大幅な減少は見られなかった。これは、低欠陥n-Ge層成長によって、H+打ち込みでGe基板に導入された欠陥の影響が排除できたためと考えられる。作製したn-GOI基板は、高欠陥領域を含んだn-GOIおよびバルクGeに比べて高いPL信号強度を示し、n-GOI基板の高品質化を確認した。さらに、このn-GOI基板を用いて光素子を作製し、その積分発光強度はバルクn-Ge光素子の約4倍であることを明らかにした。
(2) Borderトラップのキャリア移動度への影響の解明：GeOxの厚さをパラメータとしてAl2O3/GeOx/Ge構造を作製し、DLTS法によりBorderトラップの密度と空間分布を調査した。Borderトラップは主にAl2O3/GeOx界面に存在することを明らかにし、価電子帯付近のBorderトラップと界面準位が、チャネルホール移動度に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。
(3) 横方向発光・受光構造の形成とチップ内の光通信機能の実証：最適化したドライエッチングプロセスを用いてGOI基板上に横方向発光・受光構造を形成した。発光素子への電流注入により、受光素子の光電流が明確に観測され、光電流強度は発光素子の注入電流強度の増加に伴って増加した。これにより、発光・受光素子間の横方向光通信が実現できていることが確認でき、チップ内の光通信機能を実証した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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