| 講演名 | 2021-05-27 サブミクロン細線構造を用いたSi上Geエピタキシャル層のバンドギャップ制御 下川 愛実(豊橋技科大), 園井 柊平(豊橋技科大), 片廻 陸(豊橋技科大), 石川 靖彦(豊橋技科大), |
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| 抄録(和) | シリコンフォトニクスにおいて，Si上Geエピタキシャル層は光通信用の受光器や光強度変調器の材料として利用されている．Si基板との熱膨張係数差によりGe層には約0.2%の引張格子ひずみが導入されており，直接遷移バンドギャップが0.80 eVから0.77 eVに収縮している．光吸収端が1.55 ?mから1.61 ?m程度まで長波長化しており，光通信の主要波長1.55 ?mでの高効率受光に貢献している．一方，光強度変調器の動作波長は吸収端の1.61 ?m周辺であり，1.55 ?mでの動作には吸収端の短波長化，すなわちバンドギャップの拡大が必要である．Si上Ge層のバンドギャップの拡大手法として，サブミクロン幅の細線構造を用いる方法を提案・実証するとともに，SiNx応力膜を併用する効果についても報告する． |
| 抄録(英) | Ge epitaxial layer on Si has been used in silicon photonics as a material for photodetectors and optical intensity modulators operating in the optical communication wavelengths. A tensile lattice strain as large as 0.2% is generated in Ge because of the difference in the thermal expansion coefficient between the Ge layer and Si substrate. The strain induces a narrowing of direct bandgap for Ge from 0.80 eV to 0.77 eV, extending the fundamental optical absorption edge from 1.55 ?m to 1.61 ?m in wavelength. This property is effective to realize photodetectors with a high efficiency at 1.55 ?m, while the optical intensity modulators operate at around 1.61 ?m. For the modulator operation at 1.55 ?m, a bandgap widening is necessary. In order to increase the bandgap, a method is demonstrated utilizing sub-micron-wide wire structures. Effects of SiNx stressor deposited on Ge are also reported. |
| キーワード(和) | シリコンフォトニクス / ゲルマニウム光デバイス / 格子ひずみ / 光吸収 / 細線構造 |
| キーワード(英) | Si photonics / Ge photonic devices / lattice strain / optical absorption / wire structure |
| 資料番号 | ED2021-2,CPM2021-2,SDM2021-13 |
| 発行日 | 2021-05-20 (ED, CPM, SDM) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED / SDM / CPM |
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| 開催期間 | 2021/5/27(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 機能性デバイス材料・作製・特性評価および関連技術 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 須原 理彦(都立大) / 平野 博茂(タワー パートナーズ セミコンダクター) / 武山 真弓(北見工大) |
| 委員長氏名（英） | Michihiko Suhara(TMU) / Hiroshige Hirano(TowerPartners Semiconductor) / Mayumi Takeyama(Kitami Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 藤代 博記(東京理科大) / 大見 俊一郎(東工大) / 中村 雄一(豊橋技科大) |
| 副委員長氏名（英） | Hiroki Fujishiro(Tokyo Univ. of Science) / Shunichiro Ohmi(Tokyo Inst. of Tech.) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 岩田 達哉(富山県立大) / 小谷 淳二(富士通研) / 森 貴洋(産総研) / 小林 伸彰(日大) / 中澤 日出樹(弘前大) |
| 幹事氏名（英） | Tatsuya Iwata(Toyama Pref. Univ.) / Junji Kotani(Fjitsu Lab.) / Takahiro Mori(AIST) / Nobuaki Kobayashi(Nihon Univ.) / Hideki Nakazawa(Hirosaki Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 堤 卓也(NTT) / 野田 泰史(パナソニック) / 諏訪 智之(東北大) / 木村 康男(東京工科大) / 寺迫 智昭(愛媛大) / 廣瀬 文彦(山形大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takuya Tsutsumi(NTT) / Taiji Noda(Panasonic) / Tomoyuki Suwa(Tohoku Univ.) / Yasuo Kimura(Tokyo Univ. of Tech.) / Tomoaki Terasako(Ehime Univ.) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electron Devices / Technical Committee on Silicon Device and Materials / Technical Committee on Component Parts and Materials |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | サブミクロン細線構造を用いたSi上Geエピタキシャル層のバンドギャップ制御 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Bandgap control for Ge epitaxial layer on Si using sub-micron wire structure |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | シリコンフォトニクス / Si photonics |
| キーワード(2)（和/英） | ゲルマニウム光デバイス / Ge photonic devices |
| キーワード(3)（和/英） | 格子ひずみ / lattice strain |
| キーワード(4)（和/英） | 光吸収 / optical absorption |
| キーワード(5)（和/英） | 細線構造 / wire structure |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 下川 愛実 / Manami Shimokawa |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学(略称：豊橋技科大) Toyohashi University of Technology(略称：TUT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 園井 柊平 / Shuhei Sonoi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学(略称：豊橋技科大) Toyohashi University of Technology(略称：TUT) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 片廻 陸 / Riku Katamawari |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学(略称：豊橋技科大) Toyohashi University of Technology(略称：TUT) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 石川 靖彦 / Yasuhiko Ishikawa |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学(略称：豊橋技科大) Toyohashi University of Technology(略称：TUT) |
| 発表年月日 | 2021-05-27 |
| 資料番号 | ED2021-2,CPM2021-2,SDM2021-13 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | ED-44,CPM-45,SDM-46 |
| ページ範囲 | pp.7-10(ED), pp.7-10(CPM), pp.7-10(SDM), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2021-05-20 (ED, CPM, SDM) |