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整理番号 6764   (公開日 2014年04月24日) (カテゴリ 素材情報・通信エレクトロニクス
III-V CMOSフォトニクス・プラットフォーム技術の研究開発
●内容 InP系化合物半導体を熱酸化Siウェハに貼り合せたIII-V on Insulator (III-V-OI)基板を用いて、化合物半導体版シリコンフォトニクスに相当するIII-V CMOSフォトニクス・プラットフォーム技術の研究開発を進めている。シリコンフォトニクス同様、極めて強い光閉じ込めを持った光導波路デバイスをIII-V-OI基板上に作製することができる。既存の化合物半導体光素子を大幅に小型化、高性能化および省電力化することが可能なだけでなく、シリコンフォトニクスをも凌駕する究極的な光集積回路の実現が期待される。また、InGaAsを用いたMOSトランジスタとの集積化も可能であり、新たな光電子融合集積回路も視野に入りつつある。
これまでに、III-V-OI基板上での各種小型パッシブ素子、高効率光スイッチ/変調器、受光器、InGaAs MOSトランジスタなどの動作実証に成功しており、今後より実用化を意識した研究開発を推進する予定である。
本研究室では、ウェハボンディング技術、III-V-OI基板上プロセス開発、素子設計・評価などにおいて、実用化を検討したい企業との共同研究を募集している。
●研究者
准教授 竹中 充
大学院工学系研究科 電気系工学専攻
●画像


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III-V CMOSフォトニクス・プラットフォーム概念図。III-V-OI基板上にInP系細線光導波路デバイスとInGaAs MOSトランジスタを集積可能。究極的な光電子融合集積回路への展開が期待される。
(C) 高木・竹中研究室

ウェハボンディングを用いたIII-V-OI基板作製プロセス。低ダメージ貼り合せ技術により、高品位III-V-OI基板を実現。熱酸化Siを用いることで、III-V CMOSフォトニクス用III-V-OI基板が作製可能になった。
(C) 高木・竹中研究室

III-V-OI基板上に作製したInP系細線導波路パッシブ光デバイス。強い光閉じ込め導波路を用いることで、急峻なベンド導波路、小型AWG、グレーティングカプラなどの動作実証に成功している。
(C) 高木・竹中研究室

III-V-OI基板上に作製したInP系細線導波路アクティブ光デバイス。イオン注入等のCMOS整合プロセスを用いることで、高効率光スイッチや導波路型InGaAs受光器の作製に成功している。
(C) 高木・竹中研究室

III-V-O基板上に作製したInGaAs MOSトランジスタ。Siを上回る性能が得られており、光素子駆動用の高速トランジスタのみならず、論理回路用MOSトランジスタ回路の集積化も期待される。
(C) 高木・竹中研究室
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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