2017 Fiscal Year Annual Research Report
Research on platform technologies for electronic-photonic integrated circuits based on III-V CMOS photonics
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26709022
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹中 充 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20451792)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光電子融合集積回路 / 光デバイス / トランジスタ / CMOSフォトニクス / 化合物半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
貼り合わせIII-V on insulator基板上に形成した光導波路にPN接合を設けた空乏型光変調器の作製プロセスの検討を進めた。光導波路メサ中に自在にPN接合を形成するために、Mgイオン注入の研究を進めた。InGaAsP中にMgイオン注入後、600度程度の加熱によりMgイオンを活性化可能であり、良好なPN接合が形成可能であることを明らかにした。これにより空乏型InGaAsP光変調器が作製可能であることを明らかにした。
またInP基板口径に左右されずに基板を大口径化可能とするために、アモルファスシリコン光導波路との突合せ接続した素子構造を新たに考案した。このために必要なアモルファスシリコン光導波路の形成プロセスの研究を進めた。堆積条件やエッチングプロセスを最適化することで結晶シリコンと遜色のない光導波路が実現可能であることを明らかにした。また良好な突合せ接続を実現するためにInGaAsメサ側壁を傾斜させるエッチング技術の検討を進めた。また実現を目指す受光器構造を数値計算により解析し、極めて低消費電力で動作であることを明らかにした。
また、シリコン上にn型InGaAsP薄膜を貼り合わせたハイブリッドMOSキャパシタ構造を用いた光変調器を新たに提唱した。貼り合わせInGaAsP界面に蓄積する電子による屈折率変化を用いた光変調に初めて成功した。これによりシリコン光変調器と比較して変調効率を10倍以上改善することに成功した。また、同時に変調時の光損失も10分の1に低減することを実証した。変調効率改善と損失低減により、50Gbpsを超える変調時のおいても良好な光出力信号が得られることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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