1998 年度実績報告書

ナノクリスタルドープ光導波路及び次世代フォトニックデバイスへの適用

研究課題

研究課題/領域番号	09305021
研究種目	基盤研究(A)
研究機関	早稲田大学
研究代表者	加藤勇早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)
研究分担者	宇高勝之 , 教授 (20277817)
キーワード	マイクロ波プラズマCVD / シリコンナノクリスタル / 水素化アモルファスシリコン / 窒化シリコン / 半導体ナノクリスタル / 分子線セル / ヒ化ガリウム / フォトニック結晶
研究概要	独自に開発した二重管式同軸線路型マイクロ波プラズマ化学気相堆積(MPCVD)装置を用いてシリコンナノクリスタル(Si-nc)を作成し、作成条件と作成されたSi-ncによるフォトルミネッセンスによる発光特性との関係について詳細な評価を行った。その結果、モノシランのアルゴンに対するガス流量比の増加と共にSi-ncの微細化が可能であること、また、Si-nc生成後の大気中での加熱酸化処理により発光効率が上昇することなどの知見を得た.他方、コンピューター制御によりガス流量やガス圧などの精密制御を可能とした上記MPCVD装置を用いて、新たなシリコン系光機能材料を目指して水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)と窒化シリコン(Si_3N_4)からなる超薄膜多層構造の作成を試み、作成条件を把握した。そして、実際に導波路構造を形成し、低損失導波特性を確認した。今後、これらシリコン系材料の新たな機能について検討していく予定である。粒径および組成の均一性に優れた高品質化合物半導体ナノクリスタルを作成すべく、独自に考案した2重るつぼ型セルを装着したナノクリスタル堆積装置の立ち上げを進めた。装置に関して種々のトラブルが生じたが、それらを逐次解決した。基本的な装置のパフォーマンスの確認とナノクリスタル作成のための準備として、まず同時に装着した通常の分子線セルを用いて材料として最も基本的なGaAsを成長すべく、Ga並びにAsのビーム強度とセル温度などの条件を把握した。また成長のためのGaAs基板前処理条件などを把握し、実際に成長を試みた。照射するIII-V族比や基板温度等をパラメーターとして、良好な成長を得るための知見を得た。今後、これらの検討結果を踏まえ、2重るつぼを用いたナノクリスタル作成の実験へと進む予定である。他方、本装置を用いて作成可能な光機能材料であるフォトニック結晶を用いた新規デバイスの作成方法について一案を得た。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] I.Kato,et al.: "Stabilization of Ar plasma by appling longitudinal magnetic field" Electronics and Communications in Japan(Part2). 81・3. 10-16 (1998)
[文献書誌] I.Kato,et al.: "Phcto Luminescence from Si Films Fabricated by Double Tubed Coaxral Line Type Microwave Plasme CVD Apparatus" 4th Int'l Conf.on Reactive Plasmas and 16th Symposium on Plasma Processing. 109-110 (1998)
[文献書誌] 加藤勇, 他: "縦磁界印加同軸線路形MPCVD装置においてH_2ガス流量がα-Si:H膜に与える影響" 第59回応用物理学会学術講演会. 15a-Q-3 (1998)
[文献書誌] 加藤勇, 他: "二重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したSi発先材料の研究(III)" 第59回応用物理学会学術講演会. 16p-ZE-16 (1998)
[文献書誌] 加藤勇, 他: "二重管式同軸線路形MPCVD装置によるa-Si:H/Si_3N_4多層膜の作製法の検討" 第46回応用物理学会関係連合講演会. (1999)
[文献書誌] 宇高勝之, 他: "ナノプリント法によるInP基板への回折格子形式" 第46回応用物理学会関係連合講演会. (1999)

1998 年度 実績報告書

ナノクリスタルドープ光導波路及び次世代フォトニックデバイスへの適用

研究代表者

加藤 勇 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)

研究成果

[文献書誌] I.Kato,et al.: "Stabilization of Ar plasma by appling longitudinal magnetic field" Electronics and Communications in Japan(Part2). 81・3. 10-16 (1998)

[文献書誌] I.Kato,et al.: "Phcto Luminescence from Si Films Fabricated by Double Tubed Coaxral Line Type Microwave Plasme CVD Apparatus" 4th Int'l Conf.on Reactive Plasmas and 16th Symposium on Plasma Processing. 109-110 (1998)

[文献書誌] 加藤 勇, 他: "縦磁界印加同軸線路形MPCVD装置においてH_2ガス流量がα-Si:H膜に与える影響" 第59回応用物理学会学術講演会. 15a-Q-3 (1998)

[文献書誌] 加藤 勇, 他: "二重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したSi発先材料の研究(III)" 第59回応用物理学会学術講演会. 16p-ZE-16 (1998)

[文献書誌] 加藤 勇, 他: "二重管式同軸線路形MPCVD装置によるa-Si:H/Si_3N_4多層膜の作製法の検討" 第46回応用物理学会関係連合講演会. (1999)

[文献書誌] 宇高 勝之, 他: "ナノプリント法によるInP基板への回折格子形式" 第46回応用物理学会関係連合講演会. (1999)

1998 年度実績報告書

加藤勇早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)

[文献書誌] 加藤勇, 他: "縦磁界印加同軸線路形MPCVD装置においてH_2ガス流量がα-Si:H膜に与える影響" 第59回応用物理学会学術講演会. 15a-Q-3 (1998)

[文献書誌] 加藤勇, 他: "二重管式同軸線路形MPCVD装置を用いて作製したSi発先材料の研究(III)" 第59回応用物理学会学術講演会. 16p-ZE-16 (1998)

[文献書誌] 加藤勇, 他: "二重管式同軸線路形MPCVD装置によるa-Si:H/Si_3N_4多層膜の作製法の検討" 第46回応用物理学会関係連合講演会. (1999)

[文献書誌] 宇高勝之, 他: "ナノプリント法によるInP基板への回折格子形式" 第46回応用物理学会関係連合講演会. (1999)