2007 Fiscal Year Annual Research Report
窒化物半導体とシリコンのモノリシック集積による光マイクロシステムの研究
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19106007
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
羽根 一博 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 実 豊田工業大学, 工学部, 教授 (70282100)
金森 義明 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10333858)
胡 芳仁 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50396545)
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| Keywords | MEMS / 窒化物半導体 / マイクロマシニング / 光集積デバイス / シリコンデバイス |
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| Research Abstract |
本研究の目的はシリコンの立体構造およびマイクロアクチュエータとGaN系光源デバイスをモノリシックに集積することで,高機能で集積度の高い光応用のマイクロシステム(MEMS:マイクロ電気機械システム)を実現することである.本年度はシリコン基板へのGaN結晶成長技術を開発するとともに具体的デバイスとして配光可変光源の製作技術を研究した.Si基板へのGaN半導体の成長においては,格子不整合を緩和するため,従来から用いられているAINやGaN低温緩衝層を試みると共に,近年,光導波路や電子回路絶縁膜に用いられているHf02膜に注目した.蒸着法で成膜したHf02膜をプラズマ窒素源により窒化し,HfN構造の生成を試みた.HfNはGaNと格子定数の差が0.35%であるので,HfN層により格子整合に近い条件のGaN結晶成長が得られると期待される.結晶成長の結果,Hf02層がない場合にくらべて,量子井戸が明瞭に形成され,フォトルミネッセンス測定において高い内部量子効率が得られた.発光ダイオードの形成においては,まだ効率が低いが,発光を確認できた.モノリシックな製作のため,GaNを成長したSi基板を加工して,配光デバイスを作製した.静電くし型マイクロアクチュエータを実現し,動作を確認できた.光励起により,アクチュエータを動作しながら,GaN量子井戸からの蛍光発光に成功した.これにより提案したデバイスの基本部分を達成することができた.
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