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窒化物半導体量子構造に基づくサブバンド間遷移機能光デバイスの研究

基于氮化物半导体量子结构的子带间跃迁函数光学器件研究

基本信息

批准号：
17656023
负责人：
中野義昭
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、(1)MOVPEによるGaN/AIN単原子層急峻ヘテロ界面の形成MOVPEでは、成長が1100度以上の高温で行われること、原料ガスの対流が生じること、ガス切り替え時にそれまでの原料ガスが残留することを主因として界面のボケが生じ、サブバンド間遷移波長の短波長化を阻害する。中でも高温成長の問題が大きい本研究では、III族原料のパルスインジェクションという新たな技術を開発し、高品質なAINをMOVPEとしては画期的な800度で成長することに成功した。平成18年度は、同じパルスインジェクションでGaNを成長する条件を確立し、単原子層急峻ヘテロ界面を有すると考えられるGaN/AIN多重量子井戸構造の形成を実際に行った。(2)窒化物半導体多層構造のハイメサ導波路加工平成18年度は、AINの加工に際しドライ加工後にウェット加工を追加する方式を導入し、非常に良好なストライプ導波路を得ることに成功した。特にストライプ導波路側面平滑性の格段の改善によって、これまで作製が困難であったリッジ型導波路を実現した。具体的には、ドライ加工におけるAINのダメージ層をTMAHまたはKOHで取り除く。ただしGaNがこの溶液ではほとんどエッチングされることがないため、ハイメサ型導波路において良好な側面を得るには、いま少しの研究が必要な状況である。(3)相互吸収変調型超高速全光スイッチの試作実際にこの技術を使用してデバイスを作製し、動作確認を行った。現状では成長装置の問題から動作の低エネルギー化を実現するまでには至っていないが、AINを緩衝膜とした構造で初めてリッジ導波路における動作を実現し、吸収の生じないTEモードにおいて素子の長さに対して損失がほとんど変化していない結果を得た。

The objectives of this study are as follows: (1) The formation of GaN/AIN single atomic layer interface in MOVPE at high temperatures above 1100 degrees C. The formation of GaN/AIN single atomic layer interface in MOVPE at high temperatures above 1100 degrees C. The formation of raw material residues in MOVPE at high temperatures above 1100 degrees C. The formation of GaN/AIN single atomic layer interface at high temperatures above 1100 degrees C. The formation of GaN/AIN single atomic layer interface at high temperatures above 1100 degrees C. The problem of high temperature growth in China is very serious. In this study, the development of new technology for group III raw materials, high quality AIN, MOVPE and high temperature growth were successfully carried out. In 2018, the conditions for GaN growth in the same area have been established, and the formation of GaN/AIN multiple quantum well structures has been carried out in practice, considering the existence of a single atomic layer with a sharp interface. (2)In 2018, the processing of semiconductor multilayer structures was successfully completed by introducing an additional processing method during AIN processing. The improvement of the bottom surface smoothness of the waveguide is particularly difficult to control. Specific to the process, the AIN layer is removed from KOH. The solution of GaN is necessary for the study of waveguide with good substrate. (3)During the trial operation of the mutual absorption and modulation ultra-high-speed all-optical switch, this technology was used to control the switch and confirm the operation. The present situation is that the problem of growing devices is that the operation of the buffer film and the structure of the AIN buffer film are first realized, and the operation of the waveguide is realized. The absorption of the buffer film and the generation of the TE element are realized.

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A1N/GaN-MQWサブバンド間遷移スイッチの吸収飽和特性改善に向けた導波路作製の検討 (Waveguide fabrication for improvement of saturation efficiency in A1N/GaN MQW ISBT switch device)

用于提高 A1N/GaN MQW ISBT 开关器件饱和效率的波导制造

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
第54回応用物理学関係連合講演会 30p-SG-2
影响因子：
0
作者：
清水俊匡;飯塚紀夫;杉山正和;中野義昭
通讯作者：
中野義昭

Inductively coupled plasma etching of AIN-based waveguide structure for the measurement of intersubband transition by A1N/GaN multiple quantum wells

基于 AIN 的波导结构的电感耦合等离子体蚀刻，用于测量 AlN/GaN 多量子阱的子带间跃迁

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Extended Abstracts of the 25th Electronic Materials Symposium B17
影响因子：
0
作者：
Toshimasa Shimizu;Jung Seung Yang;Chaiyasit Kumtornkittikul;Masakazu Sugiyama;Yukihiro Shimogaki;Yoshiaki Nakano
通讯作者：
Yoshiaki Nakano

ISBTスイッチング実現に向けたICPエッチングによるAINベース導波路作製と吸収測定 (Fabrication of A1N-based waveguides by ICP etching and ISBT absorption measurements)

通过 ICP 蚀刻和 ISBT 吸收测量制造基于 AlN 的波导