On-wafer band engineering for Ge epitaxial layers selectively grown on Si
在 Si 上选择性生长 Ge 外延层的晶圆上能带工程
基本信息
- 批准号:21H01367
- 负责人:
- 金额:$ 11.4万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
単一組成のGe(Ge: 100%)に対して格子ひずみ制御により直接遷移ギャップのウエハ面内制御を実現することを目的に研究を進めている。研究期間内で目標とするバンドギャップの制御範囲は、0.77 eV(初期状態:波長1.61ミクロンに相当)から0.82 eV(1.51ミクロンに相当)とし、光通信のC帯(1.530- 1.565ミクロン)とL帯(1.565-1.625ミクロン)のほとんどをカバーする。Ge選択成長層に対して、「(a) 線幅縮小」と「(b) 外部応力膜の併用」による直接遷移ギャップ拡大を検討している。2022年度は以下の成果が得られた。(a) 細線幅縮小による直接遷移バンドギャップ拡大化学気相堆積(CVD)装置を用い、Si上Ge細線構造を選択成長により形成した。線幅は0.9ミクロンから10ミクロンまで変化させた。顕微ラマン測定により細線幅縮小に伴う引張格子ひずみの緩和を観測した。顕微フォトルミネセンス(PL)において、引張ひずみ緩和に伴うバンドギャップ拡大 = 発光ピークの短波長化(1.56ミクロンから1.53ミクロン)を観測し、C帯で光吸収端を制御できることを実証した。今後、Ge細線受光器の受光スペクトルを実測し、動作波長域を明確化する。(b) 外部応力膜の併用による直接遷移バンドギャップの更なる拡大および縮小上記のGe細線上にプラズマCVD法によりSiNx層を堆積した。堆積圧力の制御により引張ならびに圧縮応力を内蔵したSiNx膜を形成した。引張応力内蔵SiNxの堆積によりGe細線に圧縮ひずみが導入され、PL発光ピークの位置は約1.51ミクロンまで短波長化した。すなわち当初の予定を達成した。圧縮応力内蔵SiNxではGe細線に引張ひずみが導入され、PL発光ピークは約1.58ミクロンまで長波長化した。今後はSiNxや周辺のSiO2層の膜厚の影響を調査する予定である。
The composition of Ge (Ge: 100%) is related to the direct migration of Ge (Ge: 100%) into the surface. During the study period, the control range of the target wavelength was 0.77 eV (initial state: wavelength 1.61 nm equivalent), 0.82 eV (wavelength 1.51 nm equivalent), and the C band (1.530- 1.565 nm) and L band (1.565-1.625 nm) of optical communication were changed. Ge selective growth layer,"(a) line width reduction,""(b) combination of external force film,""direct migration,""large" and "medium." In 2022, the following results were achieved: (a) Fine line width reduction, direct migration, large chemical vapor deposition (CVD) device application, Ge fine line structure on Si, selective growth, formation. Line amplitude is 0.9 The micro-scale measurement is accompanied by the expansion of the grid and the relaxation of the grid. The wavelength of light emission is shorter (1.56 ° C) than that of light emission (1.53 ° C). The wavelength of light absorption is controlled by C. In the future, the light-receiving parameters of Ge thin wire receivers will be measured in practice and the operating wavelength domain will be clarified. (b) The combination of external force film and SiNx layer. The SiNx film is formed by the pressure control of the stack. In addition, the position of PL emission light source is about 1.51 mm, and the wavelength is shorter. The first step is to achieve the goal. Pressure reduction SiNx is introduced into Ge thin lines, PL emission is about 1.58 nm, and wavelength is long. In the future, the influence of SiNx and SiO2 film thickness on the SiNx and SiO2 film thickness will be investigated.
项目成果
期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Si-capping-induced surface roughening on the strip structures of Ge selectively grown on an Si substrate
Si 覆盖导致 Si 衬底上选择性生长的 Ge 带状结构表面粗糙化
- DOI:10.1116/6.0001142
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:1.4
- 作者:Katamawari Riku;Kawashita Kazuki;Hizawa Takeshi;Ishikawa Yasuhiko
- 通讯作者:Ishikawa Yasuhiko
Near-infrared pin Photodiode of Strain-enhanced Ge Layer on Si
Si 上应变增强 Ge 层的近红外 pin 光电二极管
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:葛谷樹矢;園井柊平;石川靖彦
- 通讯作者:石川靖彦
貼り合わせSi-on-quartzウエハ上ひずみ増強Ge層を用いたフリースペース近赤外pin受光器
在键合石英晶圆上使用应变增强 Ge 层的自由空间近红外引脚接收器
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:葛谷樹矢;古家聖輝;Jose A. Piedra-Lorenzana;飛沢健;石川靖彦
- 通讯作者:石川靖彦
サブミクロン細線構造を用いたSi上Geエピタキシャル層のバンドギャップ制御
利用亚微米细线结构控制 Si 上 Ge 外延层的带隙
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:下川愛実;園井柊平;片廻陸;石川靖彦
- 通讯作者:石川靖彦
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