JP2013535028A - ナノチューブ電気−光学部品、該部品を組み込んだ光電子または光リンクベースのハイブリッド集積回路、および作成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
多くのシステムが、例えば通信目的やコンピュータ設備においてなど、ディジタルデータを処理し、または送信するために光回路を使用する。これらの光回路において情報を生成し、光回路と電子回路との相互作用を可能にするためにいわゆる電気−光学部品または光電子部品が使用される。
光学または光電子集積回路が多くの分野でますます使用されるようになっている。
− 性能が相互接続の長さから事実上独立している。
− 伝搬が信号周波数にあまり依存しない。
− 中継器が不要であり、その結果スペースおよび電力消費が節約される。
− 分配がチップの残りの部分へ向けられる雑音を発生しない。
− 同じチャネル上で複数の波長を使用すること、すなわち波長多重化が可能である。
ナノチューブの研究が示すところによれば、これらの材料は、そのナノメートルサイズの大きさ、およびその1次元性ゆえに、ある一定の半導体型の特性を有し得る。
− より高い密度を伴ったより強い光強度。
− 光効果と1つまたは複数の光導波路とのより容易でより効率のよい相互作用。
− 光回路における部品の小型化および集積のより高い可能性。
− 光回路と電子回路とが組み合わされたハイブリッド集積回路における集積のより高い可能性。
− 得られる回路の性能と加熱と折り合いが良好であること。
− 数および環境および供給の制約条件に関して、使用される材料のある一定の簡素化。
− 製造工程および技術のある一定の標準化。
− 製造時における実施の簡潔さおよび精度要件の制限。
− 既存の集積電子回路製造技術との、特にCMOS技術との良好な適合性。
本発明は、本明細書で提示する実施形態の大部分においては、必ずしも各ナノチューブを個別に識別し、処理し、または位置決めしようとせずに、ナノチューブを多次元(2次元または3次元)半導体材料としても使用することに基づくものである。これは、もはやナノチューブを個別の物体として使用することではなく、測定し、適合させることのできる、本発明では、「パッチ」として記述することもできる、ナノチューブのバンドルまたは「群」の形で適用される、材料内の単体要素としても使用することであるということができる。例えば、変調器型の実施形態では、本発明は、非配向型ナノチューブの集積を、あたかもそれが非組織化材料またはごくわずかしか組織化されていない材料であった場合と同様に、材料の3次元ボリュームとして使用することを提案する。同様に、エミッタ型および/または検出器型の実施形態でも、本発明は、ナノチューブの集積を、主として単方向の配向が得られている材料の3次元ボリュームとして使用することを提案する。
この趣旨において、本発明は、そのいわゆる能動部分の周囲の全部または一部が1つまたは複数の実質的に半導電性のナノチューブ群で囲まれている少なくとも1つの線形光導波路を備える光部品を提案する。
− 上記能動領域において、ナノチューブの環境からナノチューブに印加される、またはナノチューブによってこの環境へ戻される一方の電気信号または光信号と、
− 光導波路の上記能動部分において発せられ、または受け取られる他方の光信号との間に少なくとも1つの光結合を誘導する。
− 上記電極間で印加される一方の電気信号と、
− 光導波路の上記能動部分において上記光導波路の残りの部分へ向けて発せられ、または変更される他方の光信号との間に電気−光学結合を誘導する部品を提案する。
− 上記電極間で印加され、または検出される一方の電気信号と、
− 光導波路の上記能動部分において発せられ、または受け取られる他方の光信号との間に誘導される。
また、この同じ背景に照らして、本発明は、本発明による部品、より詳細には、本明細書で説明する電気−光学部品または集積回路を作成するための方法も提案する。
− 光導波路の少なくとも1つの部分を被覆し、光導波路の上記部分のどちらの側にも位置する少なくとも2つの電極と電気的に相互作用する1つまたは複数のナノチューブの群を形成する少なくとも1つの領域を作成する操作、または
− 光導波路の少なくとも1つの部分のどちらの側にも位置する少なくとも2つの電極と電気的に相互作用する1つまたは複数のナノチューブの群を形成する少なくとも1つの領域によって完全に、または部分的に被覆された光導波路の上記部分を作成する操作、または
− これら2つの操作の組み合わせを含む。
− 例えばシリカまたはSOIの基板上などに、シリコンまたは窒化シリコンでできた少なくとも1つの光導波路を形成するエッチングし、または堆積させるステップと、
− 場合によっては、ナノチューブ群による導波路のより適切な包囲を可能にする導波路の能動部の下の基板のアンダーエッチングを行うステップと、
− 例えば、半導体型の1つまたは複数のナノチューブ(例えば、液体またはゲルまたはポリマー中に挿入された1つまたは複数のナノチューブなど)の「パッチ」などを形成することのできる群を形成する領域を堆積させて、この群またはこのパッチがこの光導波路の少なくとも1つのいわゆる能動部分の周囲の全部または一部を囲むようにするステップと、
− どちらの側でも光導波路のこの能動部分を囲み、この能動部分を囲むナノチューブと電気的に相互作用するように配置された電極をエッチングし、または堆積させるステップとを含むことができる。
− (任意の順序で)一方では、例えばシリカまたはSOIの基板上に、シリコンまたは窒化シリコンでできた少なくとも1つの光導波路を形成する材料を、他方ではどちらの側でも光導波路のいわゆる能動部分を囲む電極をエッチングし、または堆積させるステップと、
− 例えば、半導体型の1つまたは複数のナノチューブ(例えば、液体またはゲルまたはポリマー中に挿入された1つまたは複数のナノチューブなど)の「パッチ」などを形成することのできる半導体型のナノチューブ群を堆積させて、これらのナノチューブが光導波路の少なくともこの能動部分の周囲の全部または一部を囲み、これらの電極と電気的に相互作用するように配置されるようにするステップとを含むことができる。
図1に、文献「Fengnian et al. in Nature Nanotechnology Vol. 3 October 2008」に記載されている最新技術を示す。
本発明の発明者らは、レーザ効果を得るための最初のステップである、カーボンナノチューブに基づいて薄層内で光学利得を得ることが可能であることを実証した。変調には、カー効果およびシュタルク効果を活用することができ、検出には、ナノチューブを吸収媒質として使用することが可能である。特に、ナノチューブとシリコンとの間の結合を得ることが、集積部品内での、複数の電子組立品間のそのような光リンクの実現性の確立を可能にする。
図2、図4、図5、図6および図8に示す例では、電気信号229は、能動部分210の周りの、光導波路21のどちらの側にも位置する少なくとも2つの電極231、232、および431、432によって、それらの電極間に、光導波路21の縦軸A21を実質的に横断する電界を発生させ、または電流を発生させ、もしくは検出するように印加され、または検出される。典型的には、これらの電極は、相互と光導波路の縦軸とに平行である。
図12に、内部光リンクが組み込まれたハイブリッド集積回路9を備える本発明の例示的実施形態を示す。
Claims (20)
- シリコンまたは窒化シリコンでできた少なくとも1つの線形光導波路(21)を備える光部品(2、4、5、8)であって、前記光導波路のいわゆる能動集積部分(210)の周囲の全部または一部が、前記光導波路の前記能動部分(210)のどちらの側にも延在するいわゆる能動領域(220)において、前記能動部分(210)のどちらの側にも配置された少なくとも2つの電極(231、232)と電気的に相互作用する1つまたは複数の実質的に半導電性のナノチューブの群(22)で囲まれており、よって、
− 前記電極間で印加される一方の電気信号(229)と、
− 前記光導波路の前記能動部分において前記光導波路の残りの部分へ向けて発せられ、または変更される他方の光信号(219)との間に電気−光学結合を誘導する部品。 - 前記光導波路が前記導波路の能動部分に光信号増幅構造を備えることを特徴とする請求項1に記載の部品。
- 前記電気信号(229)が、前記能動部分(210)の周りに、前記光導波路(21)のどちらの側にも位置する少なくとも2つの電極(231、232)によって、前記電極間に、前記光導波路(21)の縦軸(A21)を実質的に横切る電界または電流を発生させるように印加されることを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の部品。
- 前記電極(431、432、531、532、731、732)が、前記群(42、52、72)の前記ナノチューブ内で、前記電極に印加される電圧または電気信号(229)の関数として前記光導波路(21)の前記能動部分(210)を循環する光束(219)の変調を実行するカー効果および/またはシュタルク効果および/または電界吸収を引き起こす電界を生じさせることにより、電気接続なしで前記ナノチューブと相互作用することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の部品(2、4、5、7、903)。
- 前記光導波路(21)の前記能動部分(210)および前記能動領域(620)の全部または一部を含むいわゆる配向領域において、前記ナノチューブ群(62)の前記ナノチューブ(621、821)が主として同じ方向(A62)に配向されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の部品(2、6、8、901、902)。
- 前記配向領域内の前記ナノチューブ(621、821)のほとんどがそれぞれ前記2つの電極(631および632)に接続されており、よって、前記電極への電圧または電気信号(226)の印加が、前記接続されたナノチューブ(621、821)において、エレクトロルミネセンスの現象により、前記光導波路(21)の前記能動部分(210)の全部または一部を含む光学モード(69、89)内で光束の放射を引き起こす電荷キャリアの注入を生じさせ、前記電極に印加される前記信号(229)または電圧から前記光導波路(21)において光束(219)を生じさせ、よって前記光導波路のための光源を作り出すことを特徴とする請求項5に記載の部品(2、6、8、901)。
- 前記ナノチューブ群(22、62、72、82)内で印加され、または検出される前記電気信号(229)が両極性信号であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の部品。
- 前記ナノチューブ群(2、42、52、62、72)が複数のナノチューブを備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の部品(2、4、5、6、7)。
- 同じナノチューブ群(92)内のナノチューブで完全にまたは部分的に被覆された複数の光導波路(911、912、913)を備え、
前記光導波路が相互に独立してそれぞれ少なくとも2つの電極と相互作用し、前記電極が複数の独立の能動領域を定め、
よって、それぞれ請求項1〜8のいずれか一項(それぞれ請求項7、8、9)に記載の、相互に機能的に独立しているが、前記同じナノチューブ群(92)を使用する複数の部品(901、902、903)を作り出すことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の部品(90)。 - 電子回路と集積光回路との両方に組み込まれており、前記集積電子光回路が前記電気−光学部品を介して相互にやりとりすることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の部品(2、4、6、7、8、90、991)。
- 少なくとも1つの請求項1〜10のいずれか一項に記載の電気−光学部品(それぞれ901、902、903および991)を介して相互にやりとりする少なくとも1つの光回路(91)と、少なくとも1つの電子回路(99h、99)とを備え、前記電気−光学部品が前記光回路(91)と前記電子回路(99h、99)との両方に組み込まれている集積電子光回路(900)。
- 光信号(929)によって相互にやりとりするために、少なくとも1つの請求項1〜13のいずれか一項に記載の光−光部品または電気−光学部品(それぞれ901、902、903、991)をそれぞれ備え、使用する複数の電子組立品(それぞれ99h、99)を備えることを特徴とする請求項11に記載の回路(900)。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の電気−光学部品または回路を作成するための方法であって、少なくとも1つの光導波路(21)と1つまたは複数のナノチューブ(621)との間に結合を作り出すために、少なくとも、
− 少なくとも1つの光導波路(21)の部分(210、310)を被覆し、前記光導波路の部分のどちらの側にも位置する少なくとも2つの電極(431、432、631、632、331、332)と電気的に相互作用する1つまたは複数のナノチューブ(421、621)の群を形成する少なくとも1つの領域(42、62、322)を作成する操作、または少なくとも1つの光導波路の部分(310)のどちらの側にも位置する少なくとも2つの電極(331、332)と電気的に相互作用する1つまたは複数のナノチューブの群を形成する少なくとも1つの領域(321)によって完全に、または部分的に被覆された前記光導波路の部分を作成する操作、または
− 前記2つの操作の組み合わせ(321、322)を含むことを特徴とする方法。 - 前記作成する操作が、
− シリコンまたは窒化シリコンでできた少なくとも1つの光導波路(21、210)をエッチングし、または堆積形成させるステップと、
− 前記光導波路(21)の少なくとも1つのいわゆる能動部分(210)の周囲の全部または一部を囲む1つまたは複数の半導体型ナノチューブ(421、621〜621n、821)の群を形成する領域(42、62、82)を堆積させるステップと、
− 前記光導波路の前記能動部分(210)をどちらの側でも囲み、前記能動部分(210)を囲む前記ナノチューブ(421、621〜621n、821)と電気的に相互作用する(49、69)ように配置された電極(431、432、631、632)をエッチングし、または堆積させるステップとを含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - ナノチューブ(621〜621n、821)を堆積させるステップと前記電極(631、632)を作成するステップとの間に、
− 前記ナノチューブ群(62)を、前記群内の同じ複数のナノチューブ(621〜621n)を切断するように配置されている、前記光導波路の前記能動部分(210)のどちらの側にも分配された2つの切断領域(6310、6320)としてエッチングし、または切断するステップも含み、前記電極を作成する前記ステップが、前記電極(631、632)を前記ナノチューブ群内の同じ複数のナノチューブ(621〜621n)の両端部(ex1、ex2)に電気的に接続するように、前記切断領域(6310、6320)内で前記電極を堆積させ、または成長させるステップを含むことを特徴とする請求項13または請求項14のいずれか一項に記載の方法。 - 前記作成する操作が、
− 一方ではシリコンまたは窒化シリコンでできた少なくとも1つの光導波路(21)を、他方では前記光導波路のいわゆる能動部分(210)をどちらの側でも囲む電極(531、532)をエッチングし、または堆積させるステップと、
− 前記光導波路の少なくとも前記能動部分(210)の周囲の全部または一部を被覆し、前記電極と電気的に相互作用するように配置された半導体型ナノチューブの群(52)を堆積させるステップとを含むことを特徴とする請求項13に記載の電気−光学部品を作成するための方法。 - ナノチューブ群(42)に前記光導波路(21)の下部を被覆させるように能動部分(210)のレベルにおいて実行される、基板を、または前記光導波路の下に位置する層(200)をアンダーエッチングするステップも含むことを特徴とする請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。
- ナノチューブ群を形成する少なくとも1つのモノブロック領域(92)を作成するステップを含み、続いて、機能的に独立しており、同じナノチューブ群(92)内で作成される、請求項4〜12のいずれか一項に記載の複数の部品(901、902、903)を作成する1つまたは複数の操作が行われることを特徴とする請求項16〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 光結合または電気−光学結合の光波長を、前記結合の前記ナノチューブ(421、621、821)のワインディングインデックス(n、m)の選択により制御するステップを含むことを特徴とする請求項13〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 同じ集積回路(9)内において、一方で少なくとも1つの電子回路(99h、99)を作成するステップと、他方で少なくとも1つの光回路(91)を作成するステップとを含み、前記電子回路と前記光回路との両方に組み込まれた請求項13〜19のいずれか一項に記載の少なくとも1つの電気−光学部品(901、902、903、991)を作成する少なくとも1つのステップも含むことを特徴とする、光電子ハイブリッド集積回路を作成するための方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004279865A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Ricoh Co Ltd | 有機導波路型光変調器および該有機導波路型光変調器を構成要素とする光通信システム |
US20050249249A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-11-10 | Pettit John W | Wavelength division multiplexing using carbon nanotubes |
JP2005332991A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Univ Nagoya | カーボンナノチューブ発光素子 |
US20060158760A1 (en) * | 2003-06-06 | 2006-07-20 | Stmicroelectronics S.R.L. | Optically controlled electrical-switch device based upon carbon nanotubes and electrical-switch system using the switch device |
JP2007072112A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Univ Of Tokyo | 光デバイス |
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US20090268765A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Daniel Mahgerefteh | Intra-Cavity Phase Modulated Laser Based on Intra-Cavity Depletion-Edge-Translation Lightwave Modulators |
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Patent Citations (7)
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---|---|---|---|---|
JP2004279865A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Ricoh Co Ltd | 有機導波路型光変調器および該有機導波路型光変調器を構成要素とする光通信システム |
US20060158760A1 (en) * | 2003-06-06 | 2006-07-20 | Stmicroelectronics S.R.L. | Optically controlled electrical-switch device based upon carbon nanotubes and electrical-switch system using the switch device |
US20050249249A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-11-10 | Pettit John W | Wavelength division multiplexing using carbon nanotubes |
JP2005332991A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Univ Nagoya | カーボンナノチューブ発光素子 |
JP2007072112A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Univ Of Tokyo | 光デバイス |
WO2009072278A1 (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Panasonic Corporation | 発光素子 |
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