異種材料貼り合わせ技術により、シリコン基板上の半導体レーザーにおいて化合物半導体上と同等のしきい値電流密度を得ることに成功

【本研究の成果】

• • シリコン基板上に、厚さ1μm程度の薄膜InP層を貼り合わせたテンプレート基板を作製。密接な接合により、接合界面の気泡発生を抑え、質の高い結晶成長とデバイス集積に十分な面積の確保を実現。
  • InP-Si基板上に、気相状態で半導体結晶を製膜する有機金属気相成長(MOVPE)法によりGalnAsP/InPダブルへテロレーザ構造（総層厚 2μm）を成長させたところ、表面状態は良好で、光学特性についてもInP基板上と遜色ないものが得られた（グラフ 1）。
  • シリコン基板上の波長1.5μm帯半導体レーザー（写真１）しきい値電流密度が、化合物半導体上とほぼ同等の室温パルス発振を実現（グラフ 2）。

上智大学理工学部機能創造理工学科の下村和彦教授らの研究チームは2017年9月、高機能・高集積光デバイス集積化を支える異種材料貼り合わせ技術を用いて、シリコン基板上の半導体レーザーにおいて化合物半導体上と同等のしきい値電流密度を得ることに成功しました。これによって、シリコンプラットフォーム上に光源と多種多様なデバイスの集積が可能になるとともに、低コスト、大量生産可能な光集積回路の実現が期待できます。