【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.20】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24RO0019
利用課題名 / Title
光電融合半導体デバイス作製の研究
利用した実施機関 / Support Institute
広島大学 / Hiroshima 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）計測・分析/Advanced Characterization
【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
光デバイス/ Optical Device,エリプソメトリ/ Ellipsometry,電子線リソグラフィ/ EB lithography,リソグラフィ/ Lithography,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光導波路/ Optical waveguide,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
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)
宇和佐 圭悟
所属名 / Affiliation
広島大学大学院先進理工系科学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
田部井 哲夫
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術相談/Technical Consultation（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
RO-531：分光エリプソメーター
RO-113： マスクレス露光装置
RO-121：スピンコータ
RO-122：プログラム・ホットプレート
RO-417：エッチング装置（ICP Poly-Siゲート用）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
現在，情報処理技術の高エネルギー効率化が求められている中，新たな高性能，省エネルギーのデバイスの一つとして光電融合デバイスがある．本研究では，その光電融合デバイスに必要な光検出器である光導波路型ダイオードをSiで開発することを目的としている．本研究の第一段階として，イオン注入やアニールによってSiで波長1.5um付近の光吸収の検出を目とし，光学定数の変化を評価する．
実験 / Experimental
分光エリプソメータは光学定数の評価のために使用した．また，現在は光導波路型のサンプル作製のための条件出しの段階で，マスクレス露光やICPエッチャーを使用している．
結果と考察 / Results and Discussion
得られた結果は主に次の2つである(表1)．「注入したイオン濃度が高い方が消衰係数の値が大きくなる」「アニールは温度を高くした方が消衰係数は小さくなるが，1.1um以上の波長域では，温度を高くした方が消衰係数は大きくなる」
イオン注入濃度が高くなると，結晶を壊すイオンが増加することにより，欠陥の増加や原子間距離の変化によって，バンドギャップ中の欠陥準位の増加やバンドギャップの大小の変化が消衰係数の増加に起因していると考えられる．アニールは行うことで結晶回復が進み，本来のSiの状態に近づくことで消衰係数が小さくなるが，結晶回復後の欠陥が長波長側での消衰係数増大に関係しているのではないかと考えている．今後，さらに詳細に評価するために図1のようなサンプルを作製し，解析を行う．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 横型PINダイオードのイメージ図
表1 各測定波長における消衰係数(×10^-2)
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.
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