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顕微ラマン分光解析による窒化ガリウム系高出力青色レーザ端面の信頼性評価

研究課題

研究課題/領域番号 14550292
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東京大学

研究代表者

岸 眞人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00150285)

研究分担者 土屋 昌弘  独立行政法人情報通信研究機構, 基礎先端部門, 主任研究員 (50183869)
神谷 武志  独立行政法人大学評価・学位授与機構, 学位審査研究部, 教授 (70010791)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード顕微ラマン分光 / 青色レーザダイオード / 窒化ガリウム / 発光デバイス / 劣化 / ベータ鉄シリサイド
研究概要

本研究の目的は,短波長高出力発光デバイスの代表格である窒化ガリウム系高出力青色レーザに対し,その出力端面の信頼性評価への顕微ラマン分光法の適用可能性を探ると共に,光通信の波長帯である1.5ミクロン帯で発光する可能性が指摘され,将来の光エレクトロニクス材料として有望視されている材料の一つであるベータ鉄シリサイドの基礎的評価を行う点にある.
本研究において,動作状態の窒化ガリウム系高出力青色レーザの顕微ラマン分光測定を行った.レーザダイオードからのレーザ光はフィルタにより充分遮断することが出来,測定に影響を与えるにとがないことが確認できた.しかし発振閾値よりもはるかに小さい電流値においてもラマン光の波長付近にブロードな非常に強いエレクトロルミネッセンスが発生するため,微弱なラマン散乱光が埋もれてしまうことが明らかとなった.赤色レーザダイオードの端面温度評価に有効である本方法は,窒化ガリウム系レーザに特有のこの問題のために,窒化ガリウム系レーザに適用することは困難であるとの結論を得た.しかしながら理論的検討において,高出力発光デバイス端面の冷却には従来用いられている結晶を介しての熱の除去では対応できないとの知見を得た.パッケージ内に封入する気体として熱伝導度の大きいヘリウムを用いること,デバイスの使用目的によっては液体を用いることにより,効果的に端面から熱を除去できるとの結論を得た.一方,光デバイス用材料として期待されているベータ鉄シリサイドの基礎的評価は,以下の進展があった.パルスレーザ堆積法によるFe-Siドロップレットは350℃以下の熱処理でベータ鉄シリサイドに相変化することが顕微ラマン分光により明らかとなった.また,熱処理前後のFe-Siドロップレットに対し,顕微ラマン分光分析と断面透過電子顕微鏡(TEM)観察を行った結果,TEMの格子像及び回折像から,熱処理前のβ-FeSi_2のラマン信号が観測されないドロップレットはアモルファスであり,熱処理後のβ-FeSi_2のラマン信号が観測されるドロップレットは多結晶であることが明らかとなった.この結果によって,これまで提案してきた「Fe-Si混合液滴の急冷により形成されたFe-Siアモルファスが,低温の熱処理によりβ-FeSi_2相に相変化する.」というモデルが正しいことが確認された.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (19件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] PLD室温成長で形成したFe-Si非晶質ドロップレットの形状への基板表面状態の影響2005

    • 著者名/発表者名
      中村慎吾, 安次富雅勤, 宍戸健展, 佐々木貴久, 菅原宏治, 岸眞人, 土屋昌弘
    • 雑誌名

      第52回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集 No.3

      ページ: 1288-1288

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of initial substrate condition on the shape of PLD-grown Fe-Si amorphous droplet.2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nakamura, M.Ashitomi, T.Shishido, T.Sasaki, H.Sugawara, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      Extended Abstracts (The 52^<nd> Spring Meeting, 2005) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies

      ページ: 1288-1288

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PLD法とアニール処理により形成されたβ-FeSi2ドロップレットの断面TEM観察2004

    • 著者名/発表者名
      大内雅之, 久村唯, 宍戸健展, 菅原宏治, 岸眞人, 土屋昌弘
    • 雑誌名

      第51回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集 No.3

      ページ: 1152-1152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of β-FeSi_2 polycrystalline by pulsed laser deposition and thermal annealing2004

    • 著者名/発表者名
      H.Sugawara, S.Nakamura, M.Oouchi, Y.Kumura, T.Shishido, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      2004 1st International Conference on Groupe IV Photonics Proceedings 0-7803-8475-X

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of β-FeSi_2 polycrystalline microstructure by pulsed laser deposition and thermal annealing2004

    • 著者名/発表者名
      H.Sugawara, S.Nakamura, M.Oouchi, Y.Kumura, T.Shishido, T.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express Vol.1, No.9

      ページ: 253-257

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] TEM observation of β-FeSi_2 droplets formed by pursed laser deposition and post annealing.2004

    • 著者名/発表者名
      M.Oouchi, Y.Kumura, T.Shishido, H.Sugawara, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      Extended Abstracts (The 51^<st> Spring Meeting, 2004) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies

      ページ: 1522-1522

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of β-FeSi_2 polycrystalline by pursed laser deposition and thermal annealing.2004

    • 著者名/発表者名
      H.Sugawara, S.Nakamura, M.Oouchi, Y.Kumura, T.Shishido, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      2004 1st International Conference on Groupe IV Photonics Proceedings 0-7803-8475-X

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of β-FeSi_2 polycrystalline microstructure by pursed laser deposition and thermal annealing.2004

    • 著者名/発表者名
      H.Sugawara, S.Nakamura, M.Oouchi, Y.Kumura, T.Shishido, T.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express Vol.1, No.9

      ページ: 253-257

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of β-FeSi_2 polycrystalline microstructure by pulsed laser deposition and thermal annealing2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroharu Sugawara, Shingo Nakamura, Masayuki Oouchi, Yui Kumura, Takenobu Shishido, Takatoshi Igarashi, Masato Kishi, Masahiro Tsuchiya
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express Vol.1,No.9

      ページ: 253-257

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] PLD法を用いた鉄シリサイド薄膜作製の試み2003

    • 著者名/発表者名
      片寄淳, 大内雅之, 土生津隆, 菅原宏治, 岸眞人, 五十嵐考俊, 土屋昌弘
    • 雑誌名

      JAERI-Conf 「2002年シリサイド系半導体夏の学校」応用物理学会シリサイド系半導体と関連物質研究会 2002-014

      ページ: 14-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PLD法と窒素雰囲気アニール処理によるβ-FeSi_2ドロップレットの低温生成2003

    • 著者名/発表者名
      五十嵐考俊, 岸眞人, 土屋昌弘, 片寄淳, 大内雅之, 菅原宏治
    • 雑誌名

      第50回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集 No.3

      ページ: 1445-1445

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FeターゲットPLD膜の熱処理によるβ-FeSi_2下層膜の形成2003

    • 著者名/発表者名
      片寄淳, 大内雅之, 菅原宏治, 五十嵐考俊, 岸眞人, 土屋昌弘
    • 雑誌名

      第50回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集 No.3

      ページ: 1445-1445

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of beta-FeSi2 droplets based on pulsed laser deposition2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kishi, T.Igarashi, M.Tsuchiya, J.Katayose, M.Ouchi, H.Sugawara
    • 雑誌名

      The 8th IUMRS International Conference on Advanced Materials Abstracts 2 C7-12-O15

      ページ: 133-133

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of beta-FeSi2 layer at PLD Fe film and Si substrate interface2003

    • 著者名/発表者名
      J.Katayose, M.Ouchi, H.Sugawara, T.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      The 8th IUMRS International Conference on Advanced Materials Abstracts 2 C7-11-P16

      ページ: 121-121

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of β-FeSi_2 droplet by pursed laser deposition and N_2 annealing.2003

    • 著者名/発表者名
      T.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya, J.Katayose, M.Ouchi, H.Sugawara
    • 雑誌名

      Extended Abstracts (The 50^<th> Spring Meeting, 2003) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies 1445

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of β-FeSi_2 under layer by pursed laser deposition with Fe target and post-annealing.2003

    • 著者名/発表者名
      J.Katayose, M.Ouchi, H.Sugawara, T.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      Extended Abstracts (The 50^<th> Spring Meeting, 2003) The Japan Society of Applied Physics and Related Societies 1445

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low temperature formation of beta-FeSi_2 droplets based on pursed laser deposition.2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kishi, T.Igarashi, M.Tsuchiya, J.Katayose, M.Ouchi, H.Sugawara
    • 雑誌名

      The 8th IUMRS International Conference on Advanced Materials Abstracts 2, C7-12-O15

      ページ: 133-133

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of beta-FeSi2 layer at PLD Fe film and Si substrate interface.2003

    • 著者名/発表者名
      J.Katayose, M.Ouchi, H.Sugawara, T.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      The 8th IUMRS International Conference on Advanced Materials Abstracts 2, C7-11-P16

      ページ: 121-121

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pulsed laser deposition of iron disilicide thin film on Si (100) substrate.2002

    • 著者名/発表者名
      J.Katayose, M.Ouchi, T.Habutsu, H.Sugawara, M.Kishi, T.Igarashi, M.Tsuchiya
    • 雑誌名

      JAERI-Conf. 14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi: "Low temperature formation of beta-FeSi2 droplets based on pulsed laser deposition"The 8th IUMRS International Conference on Advanced Materials Abstracts 2. C7-12-O15. 133 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 片寄 淳: "PLD法を用いた鉄シリサイド薄膜作製の試み"2002年シリサイド系半導体夏の学校 予稿集 応用物理学会シリサイド系半導体と関連物質研究会. 2002-014. (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 五十嵐 考俊: "PLD法と窒素雰囲気アニール処理によるβ-FeSi_2ドロップレットの低温生成"第50回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. No.3. 1445-1445 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 片寄 淳: "FeターゲットPLD膜の熱処理によるβ-FeSi_2下層膜の形成"第50回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. No.3. 1445-1445 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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