成果報告書詳細
管理番号20160000000389
タイトル*平成27年度中間年報 戦略的省エネルギー技術革新プログラム/省エネルギー技術開発事業の重要技術に係る周辺技術・関連課題の検討/ミニマルファブを用いた化合物半導体デバイス製造における省エネルギープロセスの課題顕在化調査
公開日2016/8/5
報告書年度2015 - 2015
委託先名浜松ホトニクス株式会社
プロジェクト番号P12004
部署名省エネルギー部
和文要約本調査事業では、産総研において開発が進められている省エネルギー生産方式であるミニマルファブ(超小型半導体製造システム)を用いて化合物半導体デバイスである半導体レーザーの作製を行うにあたり、作製時の各工程にどのような問題点が存在するのかを明らかにし、実用化に向けた課題を把握することを目的としている。今年度は、本プログラム(実用化開発)への参加を判断するために、ミニマルファブを用いて半導体レーザーを生産する際に懸念される核心的な欠点が有るのかどうかを見極めることを行った。今年度実施した内容と結果は以下のとおりである。 まず、ミニマルファブ技術研究組合が提供する「ファブトライアル」サービスを実施した。このサービスは、ミニマルファブによるシリコンデバイス(p-MOSFET)作製の体験プログラムであるが、レーザー作製に必要な工程が数多く含まれており、しかも装置も同じであることから、ミニマルファブ本来の性能を知る上での多くの情報を得ることができた。次に、ファブリペロー・リッジ導波路型半導体レーザーの作製プロセスを、ミニマルファブ装置群を保有するミニマルファブ技術研究組合で当社が指定した製造レシピに従って外注加工により実施した。その結果、懸念していたa)脆弱性のあるGaAsウエハの耐性、b)リフトオフ用レジストの断面形状、c)0.5インチウエハの面方位精度、に致命的な課題は発生しないことを確認した。そして、省エネルギー化を目的としたミニマルファブを用いた半導体レーザーの実用化開発を目指した本プログラムへの参加の見通しを得た。また、加工の寸法精度はレーザー作製にとっては充分高いことを確認した。その一方で、リフトオフ工程が満足できるものでは無く、さらに充分な検討が必要であることがわかった。具体的には、電極の剥離が思うように進まず、電極剥離する工程への超音波の導入などの検討が必要である。プロセス終了後は、作製した半導体レーザーをOHS(オープンヒートシンク)上に組み立て、評価を行った。その結果、発振を確認できた素子もあったが、全く発振しないものもあり、大きなばらつきが生じた。発振の有無はリッジ形成の際のエッチング深さに関係しており、エッチング工程の改善が必要である。尚、28年度は今年度つかんだ課題解決法を探るために、再度ミニマルファブによるレーザー作製を予定している。
英文要約Title: Strategic Innovation Program for Energy Conservation Technologies/ Research for the Important technologies of Energy Efficiency Projects/ Research Investigation for Exposing Problems on Energy-Saving Process in The Compound Semiconductor Devices Fabrication Using "Minimal Fab” (FY2015-FY2016) FY2015 Annual Report

The purpose of this research is to reveal the various problems for fabricating semiconductor lasers as one of compound semiconductor devices by using Minimal Fab System(ultra-small semiconductor manufacturing system)as energy-saving semiconductor manufacturing system, which have been developed in National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST). In this fiscal year, we focused on making sure of whether the fatal faults in the production of semiconductor laser by using a Minimal Fab. The contents and the results that we have carried out are as follows. First of all, we were using the "Fab trial" service provided by the Minimal Fab Development Association. This service is a silicon device (p-MOSFET) fabrication experience program by Minimal Fab, which includes many steps necessary for laser fabrication and which uses common Minimal Fab System facilities. Therefore, we were able to get much information about the original performances of individual Minimal Fab facilities. Next, fabrications of Fabry-Perot ridge stripe semiconductor laser were conducted by using Minimal Fab System facilities in AIST according to our designated process recipe. As a results, we could not find the fatal problems in terms of a) damage resistance of GaAs wafer, b) cross sectional shape of photo resist, c) precision of plane orientation for 0.5 inch wafer in the fabrication process for the semiconductor laser using Minimal Fab system, We have confirmed to be worth to execute further developments of semiconductor lasers with Minimal Fab for energy saving. In addition, the dimensional accuracy of processing was confirmed a sufficiently high that for the laser produced. On the other hand, since the lift-off process has a problem, more sufficient consideration are necessary. Specifically, the peeling of the electrode material does not proceed, it is necessary to examine the ultrasonic introduction into step of lift-off process. At the end, the laser diods fabricated by using Minimal Fab system were estimated with OHS (Open Heat Sink). Laser emissions were confirmed on some of the devices. Whether the lasers emit or not is related to the depth of the ridge. GaAs etching process have problems to be solved in the next fiscal year.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る