【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
24UT1028
利用課題名 / Title
シリコン光集積回路の研究
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
マッハ・ツェンダー干渉計、シリコン光導波路、光位相シフタ,電子線リソグラフィ/ EB lithography,光導波路/ Optical waveguide
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)
竹中 充
所属名 / Affiliation
東京大学工学系研究科電気系工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
赤澤 智熙
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
シリコン光導波路上に化合物半導体薄膜を貼り合わせた光回路の実現を目的として研究を進めた。化合物半導体薄膜をアルミナを介してシリコン導波路に貼り合わせたMOSキャパシタを集積したマッハ・ツェンダー干渉計を作製し、光位相シフタの動作を検証すると共に、干渉計に光出力をモニタする実験を行った。
実験 / Experimental
電子線描画装置（UT-503）で貼り合わせた化合物半導体薄膜のパターニングを行い、位相シフタを形成した。また、同様に電極を形成した。MOSキャパシタのゲート電圧を印加して、マッハ・ツェンダー干渉計からの出力強度の変化を計測した。また、出力シリコン導波路の抵抗変化を測定して、光強度との相関を計測した。
結果と考察 / Results and Discussion
光位相シフタに伴う出力強度の変化とシリコン光導波路の抵抗変化が一致することを見出した。シリコン光導波路中の結晶欠陥を介した光吸収で発生した自由キャリアで抵抗が変化した結果であると推測される結果を得た。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. デバイス構造図。デバイスの上面(上段)と断面構造(下段)を示す。縦横の縮尺は実際とは異なる。マッハ・ツェンダー干渉計のアームの長さは1510 μmである。
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)
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Tomohiro Akazawa, Si-waveguide-based optical power monitoring of a 2 × 2 Mach–Zehnder interferometer based on a InGaAsP/Si hybrid MOS optical phase shifter, Optics Letters, 49, 5882(2024).
DOI: 10.1364/OL.538924
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