【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22TU0137

利用課題名 / Title

低損失微小共振器の作製 / Fabrication of low-loss microresonators

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

リソグラフィ/Lithography,ナノフォトニクスデバイス/ Nanophotonics device

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

佐々木寛充

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

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

TU-063：i線ステッパ

報告書データ / Report

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

本研究では光集積回路の新規光源として注目されるマイクロ光周波数コム（マイクロコム）[1]の開発を目指している。マイクロコムは従来の光周波数コムが抱える課題（サイズや価格）を解決しうる光周波数コムであり、マイクロコムにより、光周波数コムの長所である“超精密”と“光集積”が融合し、新規応用が実用に近い形で開拓されることが期待されている。マイクロコムの発生には低損失の光導波路を構成する微小共振器が必要である。本課題では微小共振器を作製するために必要なプロセスであるリソグラフィを行う。

実験 / Experimental

徳島大学で用意した熱酸化膜付きのシリコンウエハに570 nmのTa2O5が成膜した4インチウエハを使用する。以下の手順でリソグラフィを行った。
（１）ウエハをSPM洗浄する。
（２）レジストを1 um塗布する。
（３）i線ステッパーで露光する。
（４）現像する。
（５）リングと直線導波路間のギャップを測定する。

結果と考察 / Results and Discussion

i線ステッパーのドーズ量とギャップの依存性をFig. 1に示す。ドーズ量を大きくするとギャップが大きくなることが分かった。この結果からデザイン通りのギャップを得るためのドーズ量として2000 J/m²とし、そのドーズ量で複数枚のウエハにレジストパターンの形成を行った。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Gap sizes between rings and straight waveguides, while changing the amount of dose.

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

参考文献：[1] T. J. Kippenberg et. al, Science 361, eaan8083 (2018).
・その他ARIM利用機関：京都大学（JPMXP1222KT1085、JPMXP1222KT1244）

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.

1. Hiroki Kitora, Mayu Funakoshi, Kenji Nishimoto, Takeshi Yasui, Kaoru Minoshima, and Naoya Kuse*, “Fabrication of high-Q Ta2O5 microresonator,” The 12th International Symposium on Photonics and Electronics Convergence -Advanced Nanophotonics and Silicon Device Systems- (ISPEC2022), Dec. 1st. 2022.
2. 木虎 宏輝, 舩越 茉由, 西本 健司, 安井 武史, 美濃島 薫, 久世 直也, “マイクロコム発生のための五酸化タンタルを用いた低損失微小共振器の開発,” レーザー学会学術講演会第43回年次大会, B04-18p-VI-03, 2023年１月.

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