弾性表面波・半導体集積回路の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650356
• 研究機関: 神奈川工科大学
• 研究代表者: 宝川 幸司 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (30257406)
• 研究分担者: 黄 啓新 神奈川工科大学, 工学部, 助教授 (30257414) ; 荒井 俊彦 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (60130796) ; 宇野 武彦 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (50257408) ; 野毛 悟 神奈川工科大学, 工学部, 助手 (10221483)
• キーワード: 弾性表面波 / 半導体 / 機能集積素子

研究概要

前年度までの研究において構築した半導体フィルム素子と弾性表面波素子とを複合集積化するプロセス技術をさらに発展させ、水ガラスによる貼り合わせ技術につき検討し可能性を見出した。また、素子技術として先に提案した分布常数形増幅器の2次的な効果を含めた詳細な特性評価を行い、高帯域増幅素子や信号処理回路回路としての可能性を示した。さらに、LiNbO_3基板をベースとした光ガイド形の素子との複合集積化の基本検討を進め、実現可能性を示した。
1)水ガラスを用いた集積化プロセスの研究;水ガラスなどの接着層を介在する形の半導体素子と弾性波素子の結合技術は強健な素子実現上魅力的であるが、接着層を如何に薄膜化するか、熱膨張係数の違いによる残留ストレスを如何に低減するかが課題となる。これを克服する材料と構造検討を進めた。適切な材料の選択の元に、フィルムの微細構造化を行うという簡単な方法で数100nm以下の接着層でフィルムへのストレスが極小さい素子を実現出来ることを明らかにした。現在量産化に向けての基礎検討を進めている。
2)素子検討;分布常数形増幅器における特性劣化の原因となる2次的な効果につき検討した。電極指端部での反射効果とトランスデューサとトランジスタの電気的な不整合状態から発する不要波がその主因であり、適切な条件を設定すると高帯域で、絵へ異端特性を実現できることを示した。また、プロトン交換やTiドープの光ガイド素子とSAW素子の複合集積化の基礎検討を開始し、基本素子の試作実験に成功した。
これらの成果をベースに、今後実用化を目指した研究を進める予定である。

研究成果

• [文献書誌] Chinami Kaneshiro, Tsutomu Nakajima, Ken-ichiro Miyadai, Yusuke Aoki, Keishin Koh, Kohji Hohkawa: "X-Ray Analysis of stress Distribution in Semiconductor Films Bonded to a Piezoelectric Substrate"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.41,No.6A. 4000-4006 (2002)
• [文献書誌] Kohji Hohkawa, Takaya Suda, Yusuke Aoki, Chulun Hong, Chinami Kaneshiro, Keishin Koh: "Design on Semiconductor Coupled SAW Convolver"IEEE Trans. Ultrasonics & Frequency Control. Vol.49. 466-474 (2002)
• [文献書誌] Yusuke Aoki, Song Min Nam, Chinami Kaneshiro, Keishin Koh, Kohji Hohkawa: "SAW Devices Coupled with Semiconductor Active Elements Employing Liftoff Film Bonding Process"Proc. International Conference on New Piezoelectric Materials and High Performance Acoustic Wave Devices. 97-102 (2002)
• [文献書誌] K.Koh, S.Okamoto, Y.Aoki, C.Kaneshiro, K.Hohkawa: "Co-integration of Acoustic-optic Functional Devices with Semiconductor Photodetector Using Film Bonding"Proceedings on IEEE Ultrasonic Symposium. P1H-1 (2002)
• [文献書誌] Y.Aoki, H.Yoshida, K.Koh, C.Kaneshiro, K.Hohkawa: "DESIGN ON SAW AMPLIFIER WITH DISTRIBUTED SEMICONDUCTOR TRANSISTOR"Proceedings on IEEE Ultrasonic Symposium. P1I-4 (2002)
• [文献書誌] Y.Aoki, K.Koh, S.M.Nam, C.Kaneshiro, K.Hohkawa: "Programmable Surface Acoustic Wave-Semiconductor Correlator with Multi-Strip Structure"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.41,No.6A. 6443-6450 (2002)