高性能光電子集積回路実現に向けたIII-VCMOSプラットフォーム技術

摘要

We propose the III-V CMOS photonics platform which can monolithically integrate ultracompact III-V photonics and high-performance III-V CMOS transistors by using the III-V-on-Insulator (III-V-OI) substrate. The III-V-OI substrate was fabricated by direct wafer bonding of an InGaAsP/InP wafer to a thermally oxidized Si wafer. The InGaAsP ultrahigh index contrast photonic wire waveguide allowed the miniaturization of the III-V photonics, thus we have successfully demonstrated the loss-less ultrasmall bend waveguide with the bending radius of 5 μm. The ultrasmall arrayed waveguide grating (AWG) has also been demonstrated, and the reduction of the 4 channel AWG size with 600-GHz channel spacing down to be 147×92 μm~2 was achieved.%Ⅲ-Ⅴ-On-Insulator（Ⅲ-Ⅴ-OI）構造を利用した超小型InP系光素子とⅢ-ⅤCMOSトランジスタをモノリシック集積可能なⅢ-ⅤCMOS photonicsプラットフォーム技術を提案する。熱酸化Si基板とInGaAsP／InP基板を直接接合することでⅢ-Ⅴ－OI基板を実現することに成功した。このSi上Ⅲ-Ⅴ－OI基板を用いたInGaAsP細線導波路において、曲率半径5μmにおいても低損失なべンド導波路を実現することに成功した。また同様に細線導波路を用いて、InP系アレイ導波路グレーティング（AWG）の超小型化を実現した。チャンネル間隔600GHzの4チャンネルAWGにおいて、素子サイズを147×92μm~2まで小型化することに成功した。