【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.15】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0180
利用課題名 / Title
低損失微小共振器の作製
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
光デバイス/ Optical Device,光導波路/ Optical waveguide,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
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)
久世 直也
所属名 / Affiliation
徳島大学ポストLEDフォトニクス研究所
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
TU-062：コータデベロッパ
TU-063：i線ステッパ
TU-317：測長SEM
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
光共振器はリング共振器と直線導波路を数100nmの間隔で配置し近接場光を介してフォトンを転送し合うという性質状、両者の狭い間隔を正確に構築することは非常に重要である。これまでにいくつも低損失な光共振器の作製について報告されたが多くが露光工程に電子線リソグラフィー(EBL)を採用している。
EBLは数nmに絞った電子線を走査させパターンを描画するため微細な構造の描画に適している反面、スループットの悪さに問題がある。他方、近年の報告では量産性を考慮しCMOSプロセスに互換性のあるステッパーを用いた低損失な光共振器も報告されている。
そこで、本検討では低損失なシリコンナイトライド光共振器の作製を目指し露光工程にi線ステッパーを用い、リング共振器と直線導波路の間隔400 nmを正確に描画できる条件の探索を行った。
実験 / Experimental
実験には熱酸化膜(4 µm)付きSiウェハでPECVDにより800 nm成膜した後、ハードマスクとして300 nmのSiO2(PECVD)を成膜したものを基材に用いた。
これにコーターデベロッパー(SUSS製ACS200Gen3)を使用し、ポジ型レジストTDMR-AR80(東京応化工業製)を800 nmの厚さで塗布した。
ステッパーはi線ステッパー(CANON製FPA-3030i5+)を使用し、Dose量を1700～3800 J/m2で変化させて露光し、現像後、共振器-直線導波路間のギャップが400 nmのパターンをSEMで観察して最適なDose量を設定した。
結果と考察 / Results and Discussion
SEMにてギャップの測定を行った結果、Dose量1700 J/m2：377 nm、1800 J/m2：411 nm、2000 J/m2：441.5 nmとなり、Dose量を1800 J/m2に設定した。
今後は、今回得られた露光条件を元にサンプルを作製しエッチング等の後工程の検討を進めるとともに、
シリコンナイトライド以外の材料の露光についても同様のプロセスで条件を設定していく予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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)
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