【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0033
利用課題名 / Title
0.18CMOSプロセスで作製可能な低損失、偏波無依存のスポットサイズコンバーターの試作 / Fabrication of low-loss, polarization-independent spot-size converter manufacturable with a o.18µm CMOS process.
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学
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
蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,CVD,スパッタリング/Sputtering,リソグラフィ/Lithography,EB,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,光導波路,ナノフォトニクスデバイス
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)
杉田 丈也
所属名 / Affiliation
京セラ株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
上村紘崇, 泉二玲緒奈, 前田暖
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-159：芝浦スパッタ装置（冷却型）
TU-058：マスクレスアライナ
TU-205：アルバックICP-RIE#1
TU-064：エリオニクス 130kV EB描画装置
TU-154：住友精密TEOS PECVD
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
0.18 µm CMOSプロセスで作製可能な、低損失かつ低偏波依存なスポットサイズコンバーターの試作を行うため、東北大学の設備を利用してデバイスの作製を行った。
実験 / Experimental
住友精密PECVD（TU-153）を用いて成膜したSiN上に、エリオニクス 130kV EB描画装置（TU-064）を用いてレジストマスクを作製し、アルバックICP-RIE#1（TU-205）でSiNをエッチングし光導波路を作製した。次いで、住友精密TEOS PECVD（TU-154）を用いてより低屈折率の酸化膜を成膜し、SiN光導波路を覆うような形状を上記EB描画装置とエッチング装置を用いて形成した。
結果と考察 / Results and Discussion
0.18 µm CMOSプロセスで作製可能なスポットサイズコンバーター(SSC)を開発した。Fig.1に開発したSSCの概要を示す。SSC には、偏波依存損失(PDL)を低減するために、部分的に高さを半分にしたSiNのリブ構造がある。また、モードフィールド径（MFD）を拡大し、かつ放射を抑えるために、SiONの構造が導入されている。測定の結果、モード拡張による光損失は、TEモードで0.5 dB、TMモードで0.7 dBであった。また PDL は 0.2 dB で、MFD は 6.0 µm ～ 8.0 µm となった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Design of the SSC. (i) View from above and (ii) cross-sectional view of each position from A to D.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・参考文献
H. Uemura et al., “Spot-Size Converter with Low Polarization-Dependent Loss Manufacturable with 0.18 μm CMOS Design Rules”, in CLEO2022, JW3A.26.
・共同研究者：京セラ株式会社 上村紘崇 松井直樹 泉二玲緒奈 前田暖
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.
- Reona Motoji, Hirotaka Uemura, Naoki Matsui, Dan Maeda and Tomoya Sugita, “Low-loss, polarization-independent spot-size converter manufacturable with a 0.18 μm CMOS process” 11th IEEE CPMT Symposium Japan (ICSJ2022),令和4年11月9-11日．同学会にて、Young Researcher Award 2022 を受賞いたしました。
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件