2013 Fiscal Year Annual Research Report
環境分析のためのシリコン上ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｓ発光素子の開発
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24681026
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
肥後 昭男 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60451895)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | InGaAs / InAs / シリコンプラットフォーム / 光源 / 発光素子 |
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| Research Abstract |
本研究は，代表者が所属する研究室でこれまでに培ってきたシリコン基板上にIII-V族化合物半導体を直接成長する技術を基幹として，低コスト，超小型，大面積，高密度集積可能な近赤外の発光デバイスを研究する．近赤外領域の光源は，安心・安全な環境に配慮したごみ焼却システムの構築などの環境モニタリングシステムにおいて強く要求されている．そこで，有機金属気相成長法を用いて安価に大量生産できるシリコン基板上にInGaAs系半導体発光素子を実現する．その先には，マルチ波長環境モニタシステムの構築，シリコンフォトニクスへのIII-Vハイブリッド光源の集積展開などが期待できる．当該年度は，InGaAsのエッチングについて研究を行なった．ICP-RIEのドライプロセスでは，プロセスチャンバ内で生成するプラズマから照射される紫外線により，エッチング界面にダメージが入ることが知られている．そのため，光デバイスを作製するときに，ダメージが少ない手法を取る必要がある．今回，当該研究室では，ダメージを低減してエッチングする手法を提案しているので，この手法を用いて微細な構造体にダメージがあるかどうかを検証し，この手法を光デバイスへ応用している．今回，非常に小さな大きさのIII-V族化合物半導体をエッチングにより作製し，これを埋め込むことでフォトルミネッセンスによる発光を確認した．これにより，この手法はIII-V族化合物半導体への展開が可能になる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究主体となるSi(111)基板上InGaAsの成長および光学特性を得ることに成功しており，研究計画としてはおおむね進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の成果を発展させ，InGaAs系発光デバイスの実現を試みる．また，InGaAsエッチングにおいて，プラズマエッチングではダメージが入り，非発光再結合中心を生成してしまうため，発光効率が格段に悪くなる懸念がある．そこで，エッチングについても，ダメージの少ない手法を模索していく．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は，光学測定系の構築およびエッチング装置のプロセス技術開発の観点から時間を要し，結果的に次年度にまたがっての構成となった。
光学部品選定，エッチングのプロセス技術開発のために必要な部品を購入するとともに，測定を随時開始していく予定である．
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Research Products
(2 results)
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[Presentation] Photoluminescence of High-density and Sub-20-nm GaAs Nanodisks Fabricated with a Neutral Beam Etching Process and MOVPE Regrowth for High Performance QDs Devices2013
Author(s)
Yosuke Tamura, Akio Higo, Takayuki Kiba, Wang Yunpeng, Makoto Igarashi, Cedric Thomas, Weiguo Hu, Mohd Erman Fauzi, Akihiro Murayama, Masakazu Sugiyama, Yoshiaki Nakano, and Seiji Samukawa
Organizer
the 13th IEEE International Conference on Nanotechnology
Place of Presentation
Beijing, China
Year and Date
20130805-20130808
