【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2024.06.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22IT0036
利用課題名 / Title
有機金属気相成長法によるInP再成長埋め込み
利用した実施機関 / Support Institute
東京工業大学 / Tokyo Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
半導体成膜、埋め込み成長
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
橋本 玲
所属名 / Affiliation
株式会社 東芝
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
宮本恭幸
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
半導体光学素子においてInP/InGaAsの周期構造を作製し、フォトニック結晶（PC）としての光学機能を発現させる際、結晶性の高い膜により[1]、光学的損失を最低限にできる製造プロセスを確立することが必要である。今回、文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ（ARIM)」事業「東工大ナノ構造造形支援事業」の取組みにおいて、東京工業大学の有機金属気相成長装置を利用して、半導体素子内部におけるInGaAs凸構造に対するInP:Si埋め込み成膜を検証した。
実験 / Experimental
当社にてInGaAs層をドライエッチングで加工し、InGaAsの凸形状を作製したサンプルを持ち込み、本技術代行にてSiドープInP/InGaAs薄膜の成膜を行った。その後、当社にて電流狭窄構造形成、電極成膜などを経てレーザ素子構造を作製し、評価を行った。またフォトニック結晶部分の断面観察を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1に、埋め込みInP成膜後のPCの断面TEM観察像と、サンプルの水平面方向の断面SEM像を示す。五角柱状のInGaAs凸構造が周期構造を崩さずに、光学ロスにつながる空隙もなくInPで埋め込まれていることが分かる。この素子を電流注入評価した結果、レーザ発振を確認した。他方、PC凹部を起点として積層欠陥が観察される。前処理条件の最適化などにより、こうした積層欠陥を低減することでさらなる特性向上が期待できる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 成膜後のPCの、断面TEM観察像と、水平断面のSEM像 光学ロスとなる大きな空隙は無く、良好に埋め込み再成長ができていることが観察される。 電流注入評価の結果、レーザ発振が確認された。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・参考文献：[1] K. Ohira, T. Murayama, H. Yagi, S.
Tamura and S. Arai, Jpn. J. Appl.
Phys., vol. 41, part 1, no. 3A, pp. 1417-1418, Mar. 2002
・東京工業大学 工学院電気電子系 宮本恭幸教授、高橋直樹様には本技術代行において、多大なご支援をいただき、感謝いたします。
・ 本研究は、防衛装備庁安全保障技術研究推進制度、JPJ004596の支援を受けて実施しました。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件