【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.24】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24KT2463

利用課題名 / Title

GeSnを用いた受発光デバイスの作製

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto Univ.

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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）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

キーワード / Keywords

シリコンフォトニクス,GeSn,レーザー,CVD,フォトニクス/ Photonics

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)

志村 考功

所属名 / Affiliation

早稲田大　大学院情報生産システム研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

早川雄大

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-205：プラズマCVD装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Geは間接遷移半導体であるが、Snの添加や引張歪みの印加により、直接遷移型のバンド構造に変調可能であることが知られている。また、Siと同じⅣ族材料であり、Siプロセスとの親和性が高いいことから電子・光融合デバイスの受発光素子材料として期待されている。本課題では、GeSnを用いた受発光素子を作製し、その有効性を実証する。

実験 / Experimental

Si基板上に下地SiO₂層を成膜後、アモルファスGeSn層を堆積する。GeSn層を細線状に加工後、キャップSiO₂層を積層する。その後、レーザー溶融結晶化によりGeSn細線の結晶成長を促す。本実験では下地SiO₂層及びキャップSiO₂層の成膜にプラズマCVD装置（KT-205）を使用した。

結果と考察 / Results and Discussion

Si基板上にプラズマCVD装置（KT-205）を利用して下地SiO₂層を成膜後、作成したGeSn層についてレーザー溶融結晶化を行った。共振器構造を作製し、光学特性を評価したところ、共振ピークを観測することができた。Fig.1にPLスペクトルの室温での測定結果を示す。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1　Room temperature PL spectra of GeSn microdisk and wire.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

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.

1. 「Si基板上GeSn細線のレーザー溶融結晶化における下地SiO2膜厚とレーザー走査速度の最適化」、早川 雄大, 近藤優聖,國吉望月, 小林拓真, 志村考功, 渡部平司、「第1回 半導体結晶技術に関する産学連携ワークショップ」(応用物理学会 半導体の結晶成長と加工および評価に関する産学連携委員会主催)、(2024年10月31日～11月1日,大阪大学、大阪)

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