2007 Fiscal Year Annual Research Report
Si系LSI内広帯域配線層の為のInP系メンブレン光・電子デバイス
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19002009
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
荒井 滋久 Tokyo Institute of Technology, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 教授 (30151137)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅田 雅洋 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (30167887)
宮本 恭幸 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40209953)
西山 伸彦 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (80447531)
丸山 武男 東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助教 (60345379)
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| Keywords | インターコネクション / グローバル配線 / 半導体レーザ / トランジスタ / テラヘルツ / InP / 光電融合 |
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| Research Abstract |
光デバイスにおいてSi上に貼り合わせで形成したInP系デバイスヘの電流注入とその動作に関して主に研究を行い、まだ完全な薄膜構造ではないが上側クラッドだけをInP半導体とし、下側クラッドを直接貼り合わせ法によるSOI基板としたハイブリット型GaInAsP活性層分離型DFBレーザを作製し、世界初となる、DFBモードレーザ発振を実現した。また、Si微細導波路の低損失化に関して、電子ビーム描画による高露光強度線露光法の導入により4dB/cm以下と、世界最高レベルに近い損失レベルを実現した。
メンブレン電子デバイスにおいて、薄膜化した際にその両面からの精密な加工を行うことを目的に、半導体基板上の薄膜に電子ビーム露光により金属パターンを形成した後で、BCB薄膜で平坦化した後にメンブレン化を行い、裏面から再度電子ビーム露光をおこなった結果、測定された位置合わせ誤差は1OOnm程度であった。HBTにおいては最小幅200nm/最大幅2μmの異なる5つのエミッタ幅をもつベース厚さ15nm/コレクタ厚さ75nmのデバイスについて高周波特性を行い、最高遮断周波数が電流密度1MA/cm^2程度で得られることを確認した。絶縁ゲートホットエレクトロントランジスタにおいては、三次元的な容量を考慮に入れても、遮断周波数2THz以上が得られることが明らかになった。
テラヘルツ発振素子に関しては、共鳴トンネルダイオードと平面微細アンテナを集積した発振素子について、チップ間信号伝送のための水平放射および高周波化・高出力化を達成するために必要な素子構造の研究を行った。基板上に共鳴トンネルダイオードと共振器・スロット伝送路・平面ホーンアンテナを集積した発振回路を考案・作製し、455GHzにおいて6μWの発振出力を得た。平面集積型のテラヘルツ発振素子における水平放射はこの素子が初めてである。
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