• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

シリコン基板上III-V族半導体光デバイス集積技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J04580
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関上智大学

研究代表者

松本 恵一  上智大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードシリコンフォトニクス / 直接貼付法 / III-V族半導体 / MOVPE / InP/Si基板 / シリコンフォト二クス
研究実績の概要

採用第1年度においては,InP/Si基板上において発光層に量子ドット構造を用いたLEDの集積を行い,InP/石英基板上に量子井戸構造を発光層としたLEDを集積した.また,本手法によるInP/Si基板上へのレーザ構造の集積も試みており,年度末には低温環境下ではあるが発振動作を確認した.しかし,光配線技術に本研究が貢献できる可能性を示すには,集積されたレーザが室温環境下において発振動作することを示す必要があった.そのため,今年度はInP基板上に集積されたレーザを室温環境下において安定的に発振させることと,InP/Si基板を電気的にも機械的にもInP基板と等価に扱えるようにすることで,上述目標の達成を試みてきた.具体的には,レーザ構造の結晶成長条件出しを行うと同時に,Si基板上薄膜InP層のドープ量をInP基板のドープ量と等価な値まで増やし,電流電圧特性,及び発光効率を評価することで電気的な側面から薄膜InP層に改善を施した.また,InP-Si間の熱膨張係数差に起因する熱応力がレーザ構造を構成する結晶内部に欠陥を生じさせ,デバイスの発光効率及び寿命の低下を引き起こすことも懸念された.そこで,薄膜InP層に超格子構造と呼ばれる応力緩和層を導入し,薄膜InP層に機械的側面から改善を施した.そして,InP基板上において確立された成長条件を用いて,電気的,及び機械的に改善されたInP/Si基板上にレーザ構造を成長することで,InP/Si基板上のレーザから室温発振動作を確認した.このことは,本手法が,光デバイスの高密度集積化という点から光配線技術の進展に貢献できる可能性を示したことに相当する.そのため,学会誌にLetter論文,及びPaper論文を投稿中である.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Current-injected light emission of epitaxially grown InAs/InP quantum dots on directly bonded InP/Si substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Xinxin Zhang, Junya Kishikawa, and Kazuhiko Shimomura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 3 ページ: 030208-030208

    • DOI

      10.7567/jjap.54.030208

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal treatment for preventing void formation on directly-bonded InP/Si interface2014

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Ryota Kobie, and Kazuhiko Shimomura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 11 ページ: 116502-116502

    • DOI

      10.7567/jjap.53.116502

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 直接貼付InP/Si基板上InAs量子ドットの成長2016

    • 著者名/発表者名
      鎌田直樹, 鋤柄俊樹, 西山哲央, 大貫雄也, 松本恵一, 下村 和彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Si基板上GaInAsP-InPダブルヘテロレーザの低温発振特性2016

    • 著者名/発表者名
      西山哲央,松本恵一,岸川純也,鋤柄俊樹,大貫雄也,鎌田直樹,菅家智一,下村和彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付 InP/Si 基板上結晶成長膜の接合強度および PL 強度の圧力依存性評価2016

    • 著者名/発表者名
      大貫 雄也, 松本 恵一, 岸川 純也, 西山哲央, 鎌田 直樹, 下村 和彦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Si基板上MOVPE法によるGaInAsP-InPダブルヘテロレーザの集積2015

    • 著者名/発表者名
      松本恵一,金谷佳則,岸川純也,山元雄太,鋤柄俊樹,西山哲央,下村和彦
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Si 基板接合界面における電気特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      岸川 純也, 松本 恵一, 下村 和彦
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of film InP layer and Si substrate bonded interface bonded by wafer direct bonding2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Yoshinori Kanaya, Junya Kishikawa, and Kazuhiko Shimomura
    • 学会等名
      11th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2015)
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epitaxial Grown GaInAsP-InP Laser on Wafer Bonded InP/Si Substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Yoshinori Kanaya, Junya Kishikawa, Yuta Yamamoto, Toshiki Sukigara, Tetsuo Nishiyama, and Kazuhiko Shimomura
    • 学会等名
      The 2015 Compound Semiconductor Week(CSW)
    • 発表場所
      Santa Barbara, USA
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial Grown GaInAsP-InP Laser on Wafer Bonded InP/Si Substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Kazuhiko Shimomura, Yoshinori Kanaya, Junya Kishikawa, Yuta Yamamoto, Toshiki Sukigara and Tetsuo Nishiyama
    • 学会等名
      42nd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直接貼付InP層を用いた異種基板上III-V族半導体発光デバイスの集積2015

    • 著者名/発表者名
      松本恵一,金谷佳則,岸川純也,下村和彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] GaInAs/InP MQW light-emitting diode fabricated on wafer bonded InP/Quartz substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Makoto Takasu, Yoshinori Kanaya, Junya Kishikawa, Kazuhiko Shimomura
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO)
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 年月日
      2015-05-10 – 2015-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GaInAs/InP MQW light-emitting diode fabricated on wafer bonded InP/Quartz substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Makoto Takasu, Yoshinori Kanaya, Junya Kishikawa, and Kazuhiko Shimomura
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO2015)
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコン基板上InP系半導体光デバイス集積技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松本恵一
    • 学会等名
      国際光年記念シンポジウム「国際光年記念式典」
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-04-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シリコン基板上III-V族半導体光デバイス集積技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松本恵一
    • 学会等名
      国際光年記念シンポジウム「国際光年記念式典」
    • 発表場所
      東京大学安田講堂(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-04-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Quartz基板上GaInAs/InP MQW LEDの電流注入動作2015

    • 著者名/発表者名
      松本恵一、高巣誠、金谷佳則、岸川純也、下村和彦
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Si基板における接合状態評価2015

    • 著者名/発表者名
      岸川純也、松本恵一、金谷佳則、下村和彦
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Glass基板上選択MOVPE成長により形成されたInP系導波路の断面形状評価2014

    • 著者名/発表者名
      岸川純也、松本恵一、金谷佳則、下村和彦
    • 学会等名
      第75回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Si基板接合界面におけるボイドによる電気特性への影響2014

    • 著者名/発表者名
      金谷佳則、松本恵一、岸川純也、下村和彦
    • 学会等名
      第75回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/SiO2接合界面におけるボイド占有率の評価2014

    • 著者名/発表者名
      松本恵一、金谷佳則、岸川純也、下村和彦
    • 学会等名
      第75回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シリコン基板上III-V族半導体光デバイス集積技術の開発2014

    • 著者名/発表者名
      松本恵一
    • 学会等名
      日本学術会議「第4回先端フォトニクスシンポジウム」
    • 発表場所
      日本学術会議講堂 (東京都港区)
    • 年月日
      2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Selective MOVPE grown GaInAs/InP MQW demonstrated on directly-bonded InP/SiO2-Si, Glass and Quartz substrate2014

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Matsumoto, Yoshinori Kanaya, Junya Kishikawa, and Kazuhiko Shimomura
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XVII)
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直接貼付InP/Si基板上量子ドットLEDからのEL発光2014

    • 著者名/発表者名
      松本 恵一、金谷 佳則、岸川 純也、下村 和彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(OPE2014-15)
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] First demonstration of directly epitaxial grown QDs LED on wafer bonded InP/Si substrate2014

    • 著者名/発表者名
      Xinxin Zhang, Keiichi Matsumoto, Yoshinori Kanaya, and Kazuhiko Shimomura
    • 学会等名
      The 41st International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 下村研究室ホームページ

    • URL

      http://pweb.cc.sophia.ac.jp/shimolab/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi