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。

这项研究的目的是（1）使用Movpe形成陡峭的gan/ain界面，在高温或更高的高温下进行生长，原料气体的对流以及剩余的物质气体的对流，直到气体切换期间，导致界面上的模糊，从而抑制了间隔频带过渡量的缩短。在这项研究中存在高温生长问题的研究中，我们开发了一种新技术，称为III组材料的脉冲注射，并在莫蒂普（Movpe）开创性的800度中成功地增长了高质量的AIN。在2006年，建立了使用相同脉冲注射的GAN生长的条件，并形成了GAN/AIN多量子井结构，该结构被认为具有陡峭的单子层异源界面。（2）2006年氮化物半导体多层结构的高层波导加工，我们引入了一种方法，在加工AIN时，干燥处理后添加了湿加工，并且能够获得非常好的条纹波导。特别是，已经实现了条纹波导的侧面平滑度的重大改善，直到现在，这很难制造。具体而言，使用TMAH或KOH去除干燥加工过程中AIN损坏的层。但是，由于在该溶液中几乎没有刻画GAN，因此需要进行一些研究以获得高梅萨波导的良好方面。（3）相互吸收调制超高速度的全光开关的原型该设备实际上是使用该技术制造的，并确认了其操作。目前，由于生长设备的问题，由于生长设备的问题，山脊波导的运行尚未达到第一次，但是使用AIN缓冲膜的山脊波导的操作是第一次实现了山脊波导的操作，并且在TE模式下，没有吸收的情况下，元素长度的损失几乎没有变化。

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

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

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
第67回応用物理学会学術講演会 30a-ZX-5
影响因子：
0
作者：
清水俊匡;Chaiyasit Kumtomkittikul;飯塚紀夫;鈴木信夫;杉山正和;霜垣幸浩;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

Pulse Injecion MethodによるAlNの成長と結晶性の向上

脉冲注入法生长 AlN 并提高结晶度