【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24IT0050
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
東京科学大学 / Science Tokyo
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
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)
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
宮川徹也
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、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「東京科学大学ナノ構造造形支援事業」の取組みにおいて、東京科学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
埋め込みInP成膜後のPCの水平面方向の断面SEM観察を行った結果、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確認できた。また設計値と出来上がり値の差分も小さく、設計通りの光学特性が期待できることが分かった。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。InP埋め込み工程における光学ロスは少ないと判断できるため、今後はPCの設計最適化を進めることで、レーザの光出力を向上できると考える。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本件は、過去年度から継続してしている案件です、ご協力誠にありがとうございます。
FY21にご協力いただいた際のサンプルの評価結果を用いて、本年度に学会発表を行っておりますので、ここに特記します。
・R. Hashimoto, et,.al “4 μm Surface-emitting Quantum Cascade Laser using Photonic Crystal
embedded by MBE”, 2024 IEEE 29th International Semiconductor Laser Conference
(ISLC), Orlando, FL, WE2, (2024).
・宮川徹也、他 「波長4μm帯の面発光型量子カスケードレーザにおけるフォトニック結晶のサイズ変動の抑制の検討」日本赤外線学会 第33回研究発表会(2024)
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