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III-V CMOSフォトニクスを用いた光電子集積回路に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J08956
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
研究機関東京大学

研究代表者

朴 珍權  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードIII-V on insulator / III-V CMOS photonics / Monolithic integration / InGaAs MOSFET / InGaAsP modulator / Direct wafer bonding / InGaAsP / Photonic device
研究実績の概要

we demonstrated the monolithically integrated InGaAsP optical modulator with InGaAs driver MOSFET on III-V CMOS photonics platform with solving above problems.
Firstly, the effect of pre-bonding annealing on III-VOI wafer was investigated. By applying pre-bonding annealing process, we successfully suppressed void generation. The void density was highly reduced from 106 to 103 after post annealing process at 600°C. Secondly, low resistive lateral P-I-N junction was formed by Zn diffusion and Ni-InGaAsP alloy junction. By Zn diffusion method, the sheet and contact resistance of p+ region was highly reduced compare to Be ion implantation method. Moreover, the Ni-InGaAsP alloy was firstly demonstrated to replace Si ion implantation. The Ni-InGaAsP alloy enable to make a low resistive n+ junction with low temperature under 350°C. Although the total process temperature was suppressed to 500°C. Using these result, we demonstrated the InGaAsP optical modulator using optical absorption. The InGaAsP modulator shows almost -40dB/mm attenuation at 40mA/mm current injection which is almost 2 times larger than Si modulator.
Finally, we firstly demonstrated monolithically integrated InGaAsP asymmetric Mach-Zehnder interferometer (MZI) modulator and InGaAs driver MOSFET. The InGaAsP modulator shows shift of free-spectrum range (FSR) by current injection and it needs almost 2.2 mA for phi shift. While modulator operation via InGaAs driver MOSFET, we obtained the phase shift of InGaAsP modulator by gate bias change.

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Heterogeneous CMOS Photonics Based on SiGe/Ge and III-V Semiconductors Integrated on Si Platform2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Takenaka,Younghyun Kim, Jaehoon Han, Jian Kang, Yuki Ikku, Yongpeng Cheng, Jinkwon Park, Misa Yoshida, Seiya Takashima, Shinich Takagi
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics

      巻: 23 号: 3 ページ: 8200713-8200713

    • DOI

      10.1109/jstqe.2017.2660884

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low resistivity lateral P-I-N junction formed by Ni-InGaAsP alloy for carrier injection InGaAsP photonic devices2016

    • 著者名/発表者名
      Jin-Kwon Park, Mitsuru Takenaka and Shinichi Takagi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 4S ページ: 04EH04-04EH04

    • DOI

      10.7567/jjap.55.04eh04

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Monolithic Integration of InGaAsP MZI Modulator and InGaAs Driver MOSFET using III-V CMOS Photonics2017

    • 著者名/発表者名
      Jin-Kwon Park, Shinichi Takagi, Mitsuru Takenaka1,2
    • 学会等名
      OFC 2017
    • 発表場所
      Los Angeles Convention Center, Los Angeles, California, USA
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ni-InGaAsP およびZn拡散を適用したIII-V CMOSフォトニクスプラットフォーム上の InGaAsP光減衰器に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      Jin-Kwon Park, Jae-Hoon Han, Takenaka Mitsuru, Shinichi Takagi
    • 学会等名
      JSAP Autumn Meeting, 2016
    • 発表場所
      TOKI MESSE, Bandaijima,Chuo-ku,Niigata City
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] InGaAsP VOA optical modulator using by Ni-InGaAsP and Zn diffusion method on III-V on insulator substrate2016

    • 著者名/発表者名
      Jin-Kwon Park, Mitsuru Takenaka and Shinichi Takagi
    • 学会等名
      MRS2016
    • 発表場所
      Phoenix, Arizona, USA
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ni-InGaAsP alloy for low-resistivity lateral PIN junction of carrier-injected InGaAsP photonic devices2015

    • 著者名/発表者名
      Jin-Kwon Park, Mitsuru Takenaka and Shinichi Takagi
    • 学会等名
      ISPEC2015
    • 発表場所
      Bunkyo-ku, Tokyo, Japan, University of Tokyo
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low resistivity lateral P-I-N junction formed by Ni-InGaAsP alloy for carrier injection InGaAsP photonic devices2015

    • 著者名/発表者名
      Jin-Kwon Park, Mitsuru Takenaka and Shinichi Takagi
    • 学会等名
      SSDM 2015
    • 発表場所
      Shiroishi-ku, Sapporo, Japan, Sapporo Convention Center
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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