III－V ＣＭＯＳ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓの創生

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22686034
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 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: 竹中 充 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20451792)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 光電子集積回路 / CMOSフォトニクス / 細線導波路 / 光変調器 / 受光器 / InGaAs MOSFET / 基板貼り合せ / III-V-OI基板

研究概要

基板貼り合せ技術を用いたIII-V-on-Insulator（III-V-OI）基板作製技術を確立することで、III-V-OI基板を用いたInP系細線導波路パッシブデバイスに加えて、高性能光変調器・スイッチ、導波路型受光器の動作実証に世界で初めて成功した。また、III-V-OI基板上へのInGaAs MOSトランジスタの作製技術の確立にも成功した。
この結果、III-V-OI基板上に超小型III-V族半導体細線導波路光デバイスと超高性能III-V族半導体CMOSトランジスタをモノリシック集積可能なIII-V CMOS photonicsプラットフォームの基盤技術の実証に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] III-V CMOS フォトニクスを用いた光電子融合集積回路プラットフォーム技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹中充, 一宮佑希, 程勇鵬, 金相賢, 高木 信一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会和文論文誌C 巻: vol.J97-C, No.3 ページ: 95-103
• [雑誌論文] InGaAsP grating couplers fabricated using complementary-metal-oxide-semiconduct or-compatible III-V-on-Insulator on Si (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Takenaka, M. Yokoyama, M. Sugiyama, Y. Nakano, and S. Takagi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: Vol.6 ページ: 042501
  • DOI: 10.7567/APEX.6.042501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-driving-current InGaAsP photonic-wire optical switches using III-V CMOS photonics platform (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikku, M. Yokoyama, O. Ichikawa, M. Hata, M. Takenaka, and S. Takagi
  • 雑誌名: Optics Express Letters 巻: vol.20, no.26 ページ: B357-B364
  • DOI: 10.1364/OE.20.00B357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron mobility enhancement of extremely thin body In_<0.7>Ga_<0.3>As-on-insulator metal-oxide-semiconductor field-effect transistors on Si substrates by metal-oxide-semiconductor interface buffer layers (2012)
  • 著者名/発表者名: S. H. Kim, M. Yokoyama, N. Taoka, R. Iida, S. Lee, R. Nakane, Y. Urabe, N. Miyata, T. Yasuda, H. Yamada, N. Fukuhara, M. Hata, M. Takenaka, and S. Takagi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: Vol.5 ページ: 014201
  • DOI: 10.1143/APEX.5.014201
  • 査読あり
• [雑誌論文] High performance extremely thin body InGaAs-on-insulator metal-oxide semiconductor field-effect transistors on Si substrates with Ni-InGaAs metal source/drain (2011)
  • 著者名/発表者名: S. H. Kim, M. Yokoyama, N. Taoka, R. Iida, S. Lee, R. Nakane, Y. Urabe, N. Miyata, T. Yasuda, H. Yamada, N. Fukuhara, M. Hata, M. Takenaka, and S. Takagi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: Vol.4 ページ: 114201
  • DOI: 10.1143/APEX.4.114201
  • 査読あり
• [学会発表] Ultra-small, low-crosstalk, electrically-driven InGaAsP photonic-wire optical switches on III-V CMOS photonics platform (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikku, M.Yokoyama, O. Ichikawa, T. Osada, M. Hata, M. Takenaka, and S. Takagi
  • 学会等名: Optical Fiber Communication Conference (OFC2014)
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2014-03-13
• [学会発表] High performance sub-20-nm-channel-length extremely-thin body InAs-on-Insulator tri-gate MOSFETs with high short channel effect immunity and Vth tunability (2013)
  • 著者名/発表者名: S.-H. Kim, M. Yokoyama, R. Nakane, M. Ichikawa, T. Osada, M. Hata, M. Takenaka, S. Takagi
  • 学会等名: International Electron Devices Meeting (IEDM'13)
  • 発表場所: Washington D. C
  • 年月日: 2013-12-10
• [学会発表] III-V/Ge device engineering for CMOS photonics (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC2013)
  • 発表場所: Las Vegas
  • 年月日: 2013-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] Heterogeneous integration for CMOS photonics (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Photonics and Electronics Convergence (ISPEC2013)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2013-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] Waveguide InGaAs MSM photodetector for chip-scale optical interconnects on III-V CMOS photonics platform (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Cheng, Y. Ikku, O. Ichikawa, T. Osada, M. Hata, M. Takenaka, and S. Takagi
  • 学会等名: Asia Communications and Photonics Conference (ACP2013)
  • 発表場所: Beijin
  • 年月日: 2013-11-14
• [学会発表] Low-crosstalk 2 × 2 InGaAsP photonic-wire optical switches using III-V CMOS photonics platform (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikku, M. Yokoyama, N. Noguchi, O. Ichikawa, T. Osada, M. Hata, M. Takenaka, and S. Takagi
  • 学会等名: European Conference on Optical Communication (ECOC'13)
  • 発表場所: London
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] Low-driving-current InGaAsP photonic-wire optical switches using III-V CMOS photonics platform (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikku, M. Yokoyama, O. Ichikawa, M. Hata, M. Takenaka, and S. Takagi
  • 学会等名: European Conference on Optical Communication (ECOC'12)
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] III-V/Ge integration on Si platform for electronic-photonic integrated circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD'12)
  • 発表場所: Naha
  • 年月日: 2012-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] Propagation-loss reduction in InGaAsP photonic-wire waveguides by InP and Al_2O_3 passivation layers (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikku, M. Yokoyama, O. Ichikawa, M. Hata, M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: 16th European Conference on Integrated Optics (ECIO'12)
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2012-04-18
• [学会発表] III-V on Silicon for high-speed electronics and CMOS photonics (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: Indium Phosphide and Related Materials (IPRM'11)
  • 発表場所: Berlin
  • 年月日: 2011-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] III-V CMOS technologies on Si platform (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: MRS Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2011-04-27
  • 招待講演
• [備考] 高木竹中研究室ホームページ
  • URL: http://www.mosfet.k.u-tokyo.ac.jp/