【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.31】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0022
利用課題名 / Title
立体湾曲型シリコン光カプラに関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non 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
シリコン光集積回路, エレファントカプラ
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)
面田 惠美子
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
吉田 知也
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
AT-011：i線露光装置
AT-018：反応性イオンエッチング装置 (RIE)
AT-030：プラズマCVD薄膜堆積装置
AT-095：RF-DCスパッタ成膜装置（芝浦）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
情報通信分野では近年、大量のデータを処理するデータセンター、あるいはスーパーコンピュータなどのデータ処理施設におけるデータ通信ネットワーク構築において、半導体微細加工プロセスを応用して製造される微細で高集積なシリコン光集積回路への期待が高まっている。本研究では、シリコン光集積回路において従来は難しかったチップ表面から高効率に光入出力を実現するための画期的技術（エレファントカプラと称する）の開発を行っている。
実験 / Experimental
エレファントカップラの製造プロセス（Fig. 1）は、（１）イオン注入用メタルハードマスクの形成、（２）シリコン光導波路を片持ち梁構造にするウェットエッチングプロセス、（３）イオン注入プロセス及びクラッド形成プロセスの３ステップがある。その中で、NPFにおいては主に、（１）のプロセス開発を実施した。
イオン注入用のメタルマスクには、CMOSプロセスでプラグとして利用されるタングステン（W）を用いる。TIA-SCRにて成膜したW膜のドライエッチングをNPFの反応性イオンエッチング装置で実施した。
・【NPF011】i線露光装置
・【NPF018】反応性イオンエッチング装置 (RIE)
・【NPF021】プラズマアッシャー
・【NPF030】プラズマCVD薄膜堆積装置
・【NPF095】RF-DCスパッタ成膜装置(芝浦)
結果と考察 / Results and Discussion
NPFの装置をはじめとする多数の共用設備を利用することで、一連のデバイスプロセスを実施することが出来、試作したデバイスの評価を繰返すことで、プロセス上の課題を顕在化することが可能となり、また、それら課題を克服するためのレシピの改定なども実施することで、Fig. 1(c)に示すような所望の評価実験用のデバイスを作製することが出来、研究を推進することにつながった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Elephant coupler
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.
- T. Yoshida et.al., "Core-to-Core Switching Module for 4-Core MCFs Using Silicon Photonics Matrix Switch Incorporating Silicon Vertically Curved Optical Coupler", OFC(Optical Fiber Communication Conference) 2023（サンディエゴ）, 2023年3月6日
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