2020 Fiscal Year Annual Research Report
低温ナノ接合界面における光学機能発現と集積フォトニクス応用
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20H02207
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
多喜川 良 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (80706846)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 祐也 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワークシステム研究所ネットワーク基盤研究室, 研究員 (30754791)
坂本 高秀 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (70392727)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 透明接合界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、Siプラットフォーム上への酸化物電気光学結晶からなる低損失な強い光閉じ込め導波路型デバイス集積化の実現に向け、透明接合界面形成・低温ウエハ接合技術の開発を進めた。具体的には、ニオブ酸リチウム(LN)結晶・タンタル酸リチウム(LT)結晶とSi・Si熱酸化膜の接合を行った。密着性と透明性を有する接合界面形成のための中間層材の選定・形成条件等の検討を通じ、結晶方位に関係なく常温下でもウエハレベル接合に成功した。引張り試験機、ブレード挿入法、ダイシングテストの結果、実用化レベルの強固な接合強度が得られ、光導波路応用として要求される機械研磨による均一な薄膜化まで耐えることができた。結果として、4インチSiウエハ上に大きなクラックや剥がれのない厚さ約3マイクロメートルの高品質な電気光学結晶薄膜が形成された。また、透過型電子顕微鏡（TEM）による接合断面観察及びエネルギー分散型X線分析により、ナノ中間層近傍における原子拡散挙動・結晶構造等の界面状態の把握も務めた。TEM観察の結果、接合界面近傍の電気光学結晶へのダメージも見られなかった。次年度以降のLN(X-cut)/Siハイブリッドウエハ上に電気光学変調器作製に向けて、強い光閉じ込め光導波路・高周波電極構造の設計及び作成プロセスの検討を行った。電気光学結晶の低温微細加工には、機械加工ないしエッチング技術を利用する予定であり、そのための諸条件の検討も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、電気光学結晶・Si半導体等の低温ウエハ接合の実証及び接合界面状態の把握に努めた。また、Si上の電気光学変調器作製に向け、光導波路・高周波電極構造の設計も順調に進んでいる。以上より、おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、本接合技術の確立とともに、異種材料構造からなる電気光学変調器を作製しその性能評価も進めていく。
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