GeSn結晶成長技術の高度化とⅣ族レーザへの展開

GeSn 晶体生长技术的进步以及向 IV 族激光器的扩展

• 批准号: 22K04949
• 负责人: 塚本 貴広
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04949/
• 关键词: GeSn; スパッタエピタキシー法; スパッタエピタキシー

本研究では、省エネルギー技術として有望な光集積回路に用いるシリコンフォトニクス用の光源を提供するための要素技術の開発を行う。SiやSiGeは間接遷移であるために、高効率に発光できないため、光源の開発が必要である。近年、Ⅳ族半導体であるGeSnにおいてSn組成比が10%以上にて直接遷移となることが報告され、270 Kでのレーザ発振が報告されている。室温発光に向けては、GeSn結晶成長技術の高度化が求められているが、従来技術の化学気相成長（CVD）法では、GeSn薄膜中のSn組成比制御や結晶性向上が難しかった。本研究では、Snを均一に基板表面に供給可能な物理堆積法（スパッタエピタキシー法）を用いて、GeSn薄膜のSn組成比制御に取り組んだ。均一なSn組成比制御を達成することで、光学特性の向上が期待される。本研究では、物理堆積法であるスパッタエピタキシー法を用いてGe基板上にGeSn薄膜の形成を行った。Sn組成比はスパッタ電力により制御した。結果として、従来手法のCVD法よりも、Sn組成比が均一なGeSn薄膜の形成に成功しており、GeSn薄膜のSn組成比制御におけるスパッタエピタキシー法の優位性を明らかにした。今後は、スパッタ成膜条件（成膜温度、ガス圧など）の最適化によるGeSn薄膜の結晶性向上や素子作成プロセスの検討を通してデバイスの試作を試みる。

This research shows that the new technology has the potential to be used in optical integrated circuits.コンフォトニクス用の光源をprovides the element technology of するための开発を行う. Indirect transfer of Si and SiGe is necessary, high efficiency of light is necessary, and light source is necessary. In recent years, the Group IV semiconductor GeSn has a Sn composition ratio of more than 10% and direct migration has been reported, 270 Kでのレーザ発真がreportされている. Room temperature 発光に向けては, GeSn crystal growth technology and advanced technology, がられているが, and 従来技术のchemistry It is difficult to control the Sn composition ratio in the GeSn thin film to increase the crystallinity using the Ge phase growth (CVD) method. In this study, a physical deposition method (Syntech method) was used to control the Sn composition ratio of GeSn and GeSn thin films through a physical deposition method that could provide a uniform surface of the substrate. Uniform Sn composition ratio control is achieved, and optical properties are expected to be improved. In this study, a GeSn thin film was formed on a Ge substrate using a physical deposition method, a physical deposition method. The composition ratio of Sn is the same as that of electric power. As a result, the formation of a GeSn thin film with a uniform Sn composition ratio and a CVD method based on the technique was successful.り, GeSn thin film's Sn composition ratio controls the superiority of the におけるスパッタエピタキシー method and the を明らかにした. In the future, we will optimize the film-forming conditions (film-forming temperature, pressure and pressure) of スパッタGeSn The crystallinity of the film is upward and the element is made into a thin film.