| 研究課題/領域番号 |
10555119
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
西永 頌 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10023128)
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| 研究分担者 |
太刀川 正美 日本電信電話株式会社, 光エレクトロニクス研究所・光素子研究部, 主任研究員
成塚 重弥 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (80282680)
田中 雅明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30192636)
森 英史 日本電信電話株式会社, 光エレクトロニクス研究所・光素子研究部, グループリーダ
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
1999年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1998年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
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| キーワード | マイクロチャンネルエピタキシ / ヘテロエピタキシ / 砒化ガリウム(GaAs) / シリコン(Si) / 面発光レーザー / 無転位結晶 / 分子線エピタキシ / 液相エピタキシ / マイクロチャネルエピタキシ / GaAs / Si / 面発光レーザ |
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| 研究概要 |
次世代をになう大容量情報処理システムを構築するためには、光・電子集積回路(OEIC)がキーデバイスとなる。OEIC実現のためには、ヘテロエピタキシャル成長材料が大きな鍵を握る。ヘテロエピタキシャル成長では、結晶型、熱膨張係数などの材料パラメーターの違いにより、大量の転位、大きな残留応力、アンチフェーズドメイン等が発生し、良質の結晶を得ることは非常に難しい。
本研究ではこの困難をマイクロチャンネルエピタキシー(MCE)という手法を用いることにより克服し、Si基板上に無転位のGaAs単結晶をヘテロエピタキシャル成長させること、さらには、この無転位GaAs層を基板として、レーザーダイオードを試作することを目的とした。
最初に、MCE成長の最適化を行い、横方向成長幅(W)と成長層の厚さ(T)の比、W/T ratioを最大にする条件を求めた。また、マイクロチャンネル幅(S)も重要なパラメータであるが、これによってはW/T ratioが殆ど変化しないことがわかったので、Sとして機械的強度強く、熱伝導性にも優れた10-30μmを選んだ。面発光レーザーを作製するためのプロセス条件を検討した。特に、低抵抗なp-DBRの作製条件、Rheed振動を用いた精密なキャビティ共振波長の制御方法、レーザーアレイ構造に適するプロセス方法を中心に検討を加えた。
最適化されたMCE条件によれば、Si基板を用いた場合でも片側100μm以上と十分な横幅のある無転位領域が得られた。この領域を用いレーザ構造を成長した場合、フォトルミネッセンス測定によると、GaAs基板上に成長したレーザ構造の光学特性に匹敵することが確かめられた。また、上記プロセスによる面発光レーザでは、電流注入動作時の誘導放出効果も確認された。
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