利用薄膜硅的发光元件确认光放大现象

2009-02-19 15:33:58 来源:

日立制作所利用仅厚数nm的薄硅层试制出了发光元件,确认了光的放大现象。通过把电流流入厚4.4nm硅层时产生的光封闭在元件内,从而使光放大。此前一直利用硅纳米粒子确认光增益的发生,而可轻松注入电流的nm级硅薄膜却无法确认光增益。此次的成果定位于实现自发光型硅半导体激光器的基础成果。

可实现光放大是因为在硅元件上采用了封闭薄膜硅生成的光构造。目前,日立通过将电流流入厚约9nm的单晶硅,使其发光。不过,这种光为自然光,因此要想实现硅激光,就需要放大。

为了封闭光,日立在发光元件上设置了光导波路,采用了利用DBR(distributed Bragg reflector)夹住导波路的结构。DBR交互层叠了Si3N4层及SiO2层,具有共振器反射镜的功能。光导波路的核心为Si3N4,包层为SiO2。共振的峰值波长为950nm,虽然没有在950nm处的峰值大,但在900nm、1000nm及1050nm处也存在峰值。另外,为了提高光封闭效果,作为支持底板使用的硅层局部采用了开口设计。发光元件采用CMOS技术及MEMS技术制造。

在2008年12月15~17日举行的“2008 International Electron Devices Meeting(2008 IEDM)”上发布了该技术的详细内容。另外,此次的成果是通过参与科学技术振兴机构的战略性创造研究推进业务发展研究(SORST)项目获得的。
 

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