利用報告書 / User's Reports

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【公開日:2025.06.10】【最終更新日:2025.05.13】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24IT0013

利用課題名 / Title

異種材料集積ハイブリッド光回路の作製

利用した実施機関 / Support Institute

東京科学大学 / Science Tokyo

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用(ARIM事業参画者)/Internal Use (by ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】(主 / Main)加工・デバイスプロセス/Nanofabrication(副 / Sub)-

【重要技術領域 / Important Technology Area】(主 / Main)量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions(副 / Sub)-

キーワード / Keywords

電子線リソグラフィ/ EB lithography,CVD,リソグラフィ/ Lithography,フォトニクス/ Photonics,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching


利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名(課題申請者)/ User Name (Project Applicant)

西山 伸彦

所属名 / Affiliation

東京科学大学工学院電気電子系

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type

(主 / Main)機器利用/Equipment Utilization(副 / Sub)-


利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

IT-004:マスクレス露光装置
IT-010:有機金属気相成長装置
IT-014:ダイヤモンド用ICPリアクテブイオンエッチング装置
IT-019:基板貼付け装置
IT-038:電子ビーム露光装置


報告書データ / Report

概要(目的・用途・実施内容)/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

近年のAI技術の普及によって、情報処理技術の高速化がより多く求められるようになっている。そしてその情報を送る光通信に関しても、より大容量化が求められるようになってきた。そのため、トランシーバのコアである光集積回路の高性能化が望まれる。しかしながら、従来の光集積回路はシリコンプラットフォーム上に形成されているため、本質的に利得を必要とする素子は作製することができない。それを解決するため、異種材料集積技術を用い、III-V族半導体光デバイスをシリコンプラットフォーム上に形成することを目的とする。本年度はその中でも特にテーパー構造の形成手法の確立に注力した

実験 / Experimental

SOI基板上に電子ビーム描画装置で、導波路パターンを形成し、ICPドライエッチングによってSiをエッチングし実際の導波路を作製した。その上で基板貼り合わせ装置を利用して有機金属気相成長法で形成した利得層を有するIII-V族半導体を異種材料集積をした。その基板に対して、マスクレスリソグラフィ装置や電子ビーム描画装置でテーパー構造を形成した。

結果と考察 / Results and Discussion

 結果として、図1に示すように、良好なテーパー構造形成に成功した。これは、露光条件の最適化だけでなく、300nm以下のパターンを、化合物半導体側に作りこむため、エッチングの垂直性を検討したためである。今後はこの構造を利用して、レーザを作製してゆく予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations


図1:テーパー構造形成後の光学顕微鏡写真


その他・特記事項(参考文献・謝辞等) / Remarks(References and Acknowledgements)



成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング(DOIのあるもの) / DOI (Publication and Proceedings)
  1. Moataz Eissa, Wafer and chip-level characterization of edge-coupled photonic integrated circuits by cascaded grating couplers and spot-size converters, Japanese Journal of Applied Physics, 63, 070906(2024).
    DOI: 10.35848/1347-4065/ad5fd5
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications:0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents:0件

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