オンチップ光配線に向けたメンブレン光集積素子の研究

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オンチップ光配線に向けたメンブレン光集積素子の実現のため、下記に取り込んだ。1. 低損失化合物導波路作製法の検証(1)Si/GalnAsPの異種基板貼付プロセスの確立 :貼付前のBCB前熱処理時間を延長することでvoid-freeの良好な貼付界面及び大面積の貼付を達成した。(2)GalnAsP細線導波路作製法の確立 :小型・低損失曲げ伝搬が可能なSiO_2埋め込み導波路の側壁ラフネスの低減を目的とした、電子線描画条件及びエッチングのプロセス条件を改良することで、導波路の伝搬損失を17dB/cmから4dB/cm(size : 500nm×150nm)まで低減した。(3)GalnAsP幅広導波路作製法の確立 :導波路の幅をレーザのコア幅程度に広くすることにより結合損失及び伝搬損失が低減可能な幅広導波路を作製し、導波路損失を2dB/cm(size : 2500nm×150nm)まで低減した。2. レーザ・導波路の集積素子作製法の検証(1)集積モデルの構造設計 :レーザと導波路の結合部を光モード分布差の少ない幅広構造とすることで結合損失が0.1dB以下(反射戻り光-40dB以下)、曲げ部分の半径を5μm以下とすることで曲げ損失が0.1dB以下となる集積構造を設計した。(2)多重量子井戸無秩序化を用いた集積法の確立 :点欠陥を多く含むSiO_2マスクと高膜質のSiO_2保護層を導入した新しい多重量子井戸無秩序化プロセスを用いることにより、高いPL発光強度を維持しつつ、能動領域と受動領域のPLピーク波長の差を95nm(57meV)まで、拡大することに成功した。(3)集積素子の作製・評価 :多重量子井戸無秩序化を施した後、レーザ作製プロセス及び導波路作製プロセスを応用し薄膜レーザ・導波路の集積素子を作製することまで成功した。しかし、予定より遅れたため現在評価は行われていない。