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2019 Fiscal Year Annual Research Report

切削加工と常温接合によるヘテロフォト二クスチップに関する研究

Research Project

Project/Area Number 17H04925
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

多喜川 良  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (80706846)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords常温接合 / LNOI光集積回路
Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、導波路切削加工技術と低温接合技術の開発を進めた.本年度は最終年度のため、これまでの研究結果も併せて考察した.LN薄膜にダイヤモンド工具の高精度繰り返し切り込みによる延性モード切削加工技術を利用し、マイクロメータスケールのLiNbO3 (LN) on Insulatorリング光導波路の作製に成功した.低損失なシングルモードのリッジ型光導波路作製を可能とする加工条件の詳細検討も行った.後者の接合技術については、LNOI/Si集積化に向けて表面活性化プロセスを利用した金の大気中低温接合技術と薄い中間層を介した常温接合技術の開発にも成功している.実用化に向けた強固な接合強度が得られる諸条件(表面活性化条件など)の詳細な検討を行った.引張試験ないしダイシェア試験の結果、接合条件によっては接合界面で剥がれることなく母材破壊を起こすほど極めて強固な接合強度が得られている.これら結果は、熱膨張係数が大きく異なり、従来困難とされてきたSiプラットフォーム上へのLNOI光デバイス集積化に有効であることが実証された.さらに本接合技術が、LN/Si(ないしSi熱酸化膜)の組み合わせに限らず、その他の酸化物や化合物半導体等の組み合わせにも有効であることも分かってきている.これら得られた成果は、将来のSi上へのLNOI光導波路型高速光変調器の実現に向けた大きな第一歩となると考えられる.なお、最終年度であるため得られた成果で学術論文誌への投稿や学会発表を積極的に行った.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Demonstration of GaN/LiNbO3 Hybrid Wafer Using Room-Temperature Surface Activated Bonding2020

    • Author(s)
      Takigawa Ryo、Matsumae Takashi、Yamamoto Michitaka、Higurashi Eiji、Asano Tanemasa、Kanaya Haruichi
    • Journal Title

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      Volume: 9 Pages: 045005~045005

    • DOI

      doi.org/10.1149/2162-8777/ab8369

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct bonding of LiNbO3 and SiC wafers at room temperature2020

    • Author(s)
      Takigawa Ryo、Utsumi Jun
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: 174 Pages: 58~61

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.scriptamat.2019.08.027

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of a bonded LNOI waveguide structure on Si substrate using ultra-precision cutting2020

    • Author(s)
      Takigawa Ryo、Kamimura Keigo、Asami Kenta、Nakamoto Keiichi、Tomimatsu Toru、Asano Tanemasa
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 59 Pages: SBBD03~SBBD03

    • DOI

      doi.org/10.7567/1347-4065/ab514e

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Room-temperature direct bonding of LiTaO3 and SiC wafers for future SAW filter2019

    • Author(s)
      Ryo Takigawa, Jun Utsumi
    • Organizer
      45th International Conference on Micro & Nano Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ニオブ酸リチウムと炭化シリコンの常温ウエハ接合2019

    • Author(s)
      多喜川良、内海淳,
    • Organizer
      第29回 マイクロエレクトロニクスシンポジウム(MES2019)
  • [Presentation] 常温接合による超高速フォトニクス実装2019

    • Author(s)
      多喜川良
    • Organizer
      電子情報通信学会 SDM ICD ITE-IST研究会
    • Invited
  • [Presentation] Lithium niobate-on-insulator waveguide on Si substrate fabricated by room temperature bonding2019

    • Author(s)
      Ryo Takigawa, Keigo Kamimura, Keiichi Nakamoto, Tanemasa Asano
    • Organizer
      6th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration (LTB-3D)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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