| 研究概要 |
Si基板上に発光・受光素子,光導波路,光演算回路をモノリシックに作製したSi光集積回路(OEIC)の実現が現実味を帯び,材料やプロセス技術の開発が盛んになってきている.第一世代Si-OEICは,集積化した発光受光素子と各種信号処理部を光ファイバーで結合した光通信を目的としたものである.第二世代は,光演算可能な光回路が内蔵されたSi-OEICであり,基本部品としてフォトニック結晶が注目されている.
本研究は,光制御性能に優れたβ-FeSi_2と関連物質の特長を生かした二次元フォトニック結晶を作製し,その光回路の基本機能を検証することを目標に平成17年度〜平成19年度にわたって実施された.(1)フォトニック結晶作製に必要な光学的品質を満たす鉄シリサイド半導体薄膜の作製法の開発,(2)2次元フォトニック結晶作製に必要で,シリコンLSIプロセスと整合の取れたサブミクロン微細加工プロセスの開発,(3)鉄シリサイド・フォトニック結晶スラブ光導波路の作製とその導波解析,(4)スラブ導波路への光入射効率の改善する共役反転構造の考案,(5)鉄シリサイド磁性体薄膜のフォトニック結晶作製プロセスの開発,(6)光回路機能の解析と検証について目標の成果を達成することができた.これらは,高屈折率材料の組み合わせでの高屈折率コントラストを有した半導体フォトニック結晶形成と能動デバイス展開の可能性を広げ,またシリコンベースのフォトニック結晶の活路を切り開くことに貢献した成果である.また,鉄シリサイド磁性体(Fe_3Si)薄膜のフォトニック結晶作製プロセスの研究成果を基盤として,フォトニック結晶における光磁気効果によって光制御を可能にするマグネト・フォトニック結晶へ研究を展開する予定である.
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