| 講演名 | 2014-01-24 Heイオン照射によるシリコン基板高抵抗化の電磁界シミュレーションの基礎検討(光-無線融合NW、新周波数(波長)帯デバイス、フォトニックNW・デバイス、フォトニック結晶、ファイバとその応用、光集積回路、光導波路素子、光スイッチング、導波路解析、一般) 矢尾 裕樹, 平野 拓一, 李 寧, 岡田 健一, 松澤 昭, 広川 二郎, 安藤 真, 井上 剛, 正岡 章賀, 坂根 仁, |
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| 抄録(和) | Heイオン照射によりシリコン(Si)基板を高抵抗化して損失を低減する技術が提案されている.Si結晶に照射したイオンによる格子欠陥により高抵抗化を実現する.本報告ではイオン照射によりSi基板内部に周期的に空洞ができたと仮定し,単位セルの固有値解析を用いて電波伝搬特性から実効比誘電率と実効抵抗率を評価した.単位セル内の空洞が大きくなることにより,導電率の減少を確認できた.また,実際のイオン照射による実験結果と電磁界シミュレーションの解析結果との比較を行った.10Ω・cmのSi基板に空洞を空けて1kΩ・cmの抵抗率を得るためには体積比で87.7%の空洞を空けなければならないことがわかった.また,実験から1kΩ・cmの抵抗率を得るための照射イオン数はキャリア数の12.5倍であり,空洞以外の部分をマクロな電気定数で表現し,マクスウェルの方程式のみで論じることができないことがわかった.このような物理現象も考慮した解析を行うことが今後の課題である. |
| 抄録(英) | A helium(He)-3 ion bombardment technique has been proposed for creating locally high resistivity silicon substrate areas. High resistivity silicon (Si) substrate is implemented by lattice defects caused by ion irradiation. In this paper, electromagnetic simulation of high resistance silicon substrate by He-ion irradiation is performed by assuming the cavity is formed periodically. Effective relative permittivity and effective resistivity of the Si substrate are evaluated by the propagation constant using eigenmode analysis of a unit-cell. Reduction of conductivity is observed when the volume of the cavity in the unit-cell becomes larger. It was found by the simulation that the cavity must have 87.7% of the volume for high resistivity of 1kΩ・cm. From experimental result, the number of ions is 12.5 times larger than that of carriers in Si substrate. This means that the simulation with Maxwell equations with macroscopic electric constants is not sufficient. The simulation taking microscopic phenomena into account is a future work. |
| キーワード(和) | ヘリウムイオン照射 / 高抵抗化 / シリコン基板 / 媒質定数 / 固有値解析 / 電磁界シミュレーション |
| キーワード(英) | Helium ion irradiation / High resistivity / Silicon substrate / Material property / Eigenmode analysis / Electromagnetic simulation |
| 資料番号 | PN2013-61,OPE2013-175,LQE2013-161,EST2013-110,MWP2013-81 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MWP |
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| 開催期間 | 2014/1/16(から1日開催) |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Microwave and Millimeter-wave Photonics (MWP) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | Heイオン照射によるシリコン基板高抵抗化の電磁界シミュレーションの基礎検討(光-無線融合NW、新周波数(波長)帯デバイス、フォトニックNW・デバイス、フォトニック結晶、ファイバとその応用、光集積回路、光導波路素子、光スイッチング、導波路解析、一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Electromagnetic Simulation of High Resistance Silicon Substrate by Helium ion Irradiation |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ヘリウムイオン照射 / Helium ion irradiation |
| キーワード(2)（和/英） | 高抵抗化 / High resistivity |
| キーワード(3)（和/英） | シリコン基板 / Silicon substrate |
| キーワード(4)（和/英） | 媒質定数 / Material property |
| キーワード(5)（和/英） | 固有値解析 / Eigenmode analysis |
| キーワード(6)（和/英） | 電磁界シミュレーション / Electromagnetic simulation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 矢尾 裕樹 / Yuki YAO |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 平野 拓一 / Takuichi HIRANO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 李 寧 / Ning LI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 岡田 健一 / Kenichi OKADA |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 松澤 昭 / Akira MATSUZAWA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 広川 二郎 / Jiro HIROKAWA |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 安藤 真 / Makoto ANDO |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 井上 剛 / Takeshi INOUE |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 住重試験検査株式会社 S.H.I. Examination & Inspection, Ltd. |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 正岡 章賀 / Akinori MASAOKA |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 住重試験検査株式会社 S.H.I. Examination & Inspection, Ltd. |
| 第 10 著者 氏名（和/英） | 坂根 仁 / Hitoshi SAKANE |
| 第 10 著者 所属（和/英） | 住重試験検査株式会社 S.H.I. Examination & Inspection, Ltd. |
| 発表年月日 | 2014-01-24 |
| 資料番号 | PN2013-61,OPE2013-175,LQE2013-161,EST2013-110,MWP2013-81 |
| 巻番号（vol） | vol.113 |
| 号番号（no） | 397 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 5 |
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