| 研究課題/領域番号 |
19K04515
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
荒井 昌和 宮崎大学, 工学部, 准教授 (90522003)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 半導体 / 結晶成長 / 中赤外 / 有機金属気相成長 / 光半導体デバイス / 半導体レーザ / 受光素子 / シリコンフォトニクス / レーザ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
将来の超小型で高感度な光学式ガスセンサではシリコン基板上の中赤外波長帯シリコンフォトニクス光集積回路が期待されている。本研究では、シリコン基板上IV族、III-V族一括成長技術によりブレークスルーを目指す。具体的には、IV族半導体とIII-V族半導体の一括MOVPE成長時の転位形成、混晶状態の解明、IV族バッファ層の格子定数の大型化、貫通転位耐性のある中赤外発光層の実現を軸に材料・構造検討とデバイス化を行う。
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| 研究成果の概要 |
中赤外波長帯は一酸化炭素、二酸化炭素、可燃性の炭化水素系ガス、NOx, SOxなどの環境ガスの吸収線があり、レーザガスセンシングに用いられる。また、光ファイバ通信、空間伝搬通信の波長域拡大としても注目されている。同じ結晶成長装置でGaAsとGeSnの一括成長を実現した。InAsおよびInAsSbの高品質化技術の検討を行い、平坦で転位の少ない良好な結晶性のInAsSbを実現し、室温で波長4ミクロン帯でのフォトルミネッセンス発光を実現した。また格子整合しないヘテロ構造の電流注入素子を作製し、室温で波長3ミクロン帯での明瞭な発光を確認した。中赤外波長帯シリコンフォトニクスの発展に有用と考えている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究はガスセンシングなどに有用な中赤外波長帯の発光・受光のための化合物半導体の結晶成長技術と、シリコン回路との融合に必要な技術検討である。シリコンなどのIV族（14族）と化合物半導体のIII-V族（13-15族）を同一の結晶成長装置内で連続して結晶成長する技術の開発を行った。また、中赤外波長帯で発光・受光する半導体素子の実現に成功した。
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