2011 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
| Project/Area Number |
19002009
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
荒井 滋久 東京工業大学, 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) |
丸山 武男 金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (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】
低消費電力メンブレン半導体レーザ実現に向けて、昨年度まで問題とされていた横電流注入構造において内部量子効率が低いことに関して、表面におけるリーク電流および非発光再結合に着目し、表面InP層を厚膜化することによって、従来の縦注入型半導体レーザとほぼ同程度の内部量子効率をもつ横注入型半導体レーザを実現した。また、メンブレン半導体レーザの発振しきい値を3.8mAまで低減することに成功し、作製した構造における理論的な値にほぼ近いデバイスを実現した。これより、さらなる薄膜化、短共振器化に取り組むことにより、サブミリアンペア動作可能な低消費電力メンブレン半導体レーザ実現のめどをつけた。
【電子デバイス】
昨年度Si基板上に貼付けたメンブレン型のInGaAs MOSFETの高電流密度駆動を行う為に、InGaAs MOSFETにおいて、短チャネル化とソースへの高濃度エピタキシャル層導入を行い、ドレイン電圧1V時に3A/mmというMOSFETでの世界最高の電流値を得た。また、絶縁ゲート型ホットエレクトロントランジスタでは、今までのショットキードレインを半導体ドレイン層に変えることで、三倍以上電圧利得を向上させた。
【テラヘルツデバイス】
テラヘルツデバイスについては、井戸幅を縮小した共鳴トンネルダイオード(RTD)を用いて電子デバイスで最高周波数の1.3THz室温基本波発振を達成した。また、オフセットアンテナとアレイにより0.62THzにおいてこの周波数帯の半導体発振素子では最高の出力0.6mWを得た。さらに、RTDによる0.56THz無線伝送を行い、伝送速度3Gbpsで訂正可能なエラーレート10_3以下を得た。伝送回路の最適化により数十Gbpsも可能であることを示した。
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[Journal Article] Lateral-Current-Injection Distributed Feedback Laser with Surface Grating Structure2011
Author(s)
T.Shindo, T.Okumura, H.Ito, T.Koguchi, D.Takahashi, Y.Atsumi, J.Kang, R.Osabe, T.Amemiya, N.Nishiyama, S.Arai
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Journal Title
IEEE J.Sel.Top.Quantum Electron
Volume: Vol.17
Pages: 1175-1182
DOI
Peer Reviewed
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