東京の東レリサーチセンターが斬新な半導体分析サービスを開始

高速光通信デバイス性能低下の解明を目指す

株式会社東レリサーチセンター（以下、TRC）が、光通信に使用される半導体材料やシリコンフォトニクス関連の試料を対象に、ナノメートルスケールでの受託分析サービスを開始しました。このサービスは、近赤外光の発光特性を空間的に精密に評価するものであり、情報通信の分野における大きな期待が寄せられています。

背景：情報通信技術の進化とニーズ

近年、生成AIの普及やデータセンターの急増に伴い、高速かつ低消費電力での情報伝送技術への需要が高まっています。光通信デバイスは、この技術の中核を担っており、その性能や品質の向上が求められています。しかし、発光が行われるのはデバイス内部の数十から数百ナノメートルのミクロな領域であるため、詳細な評価は難しい状況でした。これを解決するべく、TRCは独自のSTEM-CL法の分析範囲を拡大し、近赤外領域での発光解析を可能にしました。

新サービスの特長

新しく導入された受託分析サービスには特徴がいくつかあります：
1. 近赤外発光の評価が可能: 従来の可視光領域に加え、1300 nmおよび1550 nm帯をも含む近赤外領域に対応しており、光通信材料の特性を詳細に評価できます。

2. 発光特性と材料構造を同時分析: STEM観察とカソードルミネッセンス（CL）法の組み合わせにより、発光位置と微細構造を同一サンプル内で解析できるため、特定の発光源を明確にすることが可能です。

3. 不具合や性能低下の原因解析を支援: 発光不良や出力低下の原因を、発光特性と材料に関連付けて解析することで、問題解決に寄与します。

4. 広範な応用可能性: 新材料開発や製品評価、品質保証、不良解析など、多岐にわたる場面でこの技術が活用されることが期待されています。

具体的な解析事例

TRCの新サービスによる事例として、光通信向けのレーザーダイオードの評価があります。市販の近赤外用レーザーダイオードの断面をSTEM-CL解析した結果、発光層において1200 nm付近の明瞭な発光ピークが確認されました。これはレーザーデバイス内部の異なった機能層からの発光をナノメートルレベルで分離して検出できることを示しています。

また、シリコン材料の解析では、冷却条件下で微弱な近赤外発光を観測し、結晶欠陥や構造変化を評価する有効な手段としての可能性が示されました。