【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0096
利用課題名 / Title
トランスファープリンティングによる光回路集積
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
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）その他/Others（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
トランスファープリンティング,光回路集積,フレキシブル基板,ジメチルポリシロキサン（PDMS）,SGGG（Substituted Gadolinium Gallium Garnet）
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)
高 磊
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
村井 俊哉,里 亮介
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）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-031：原子層堆積装置_1[FlexAL]
AT-025：スパッタ成膜装置(芝浦）
AT-047：走査プローブ顕微鏡SPM_2[SPM-9600/9700]
AT-061：短波長レーザー顕微鏡[OLS-4100]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
印刷を活用したフレキシブル基板上の電子デバイス形成技術は急速に発達し，電子回路とセンサを組み合わせた複合機能を有するフレキシブルデバイスが注目を集めている．本研究ではIII-V族の光半導体材料や磁気光学材料，シリコンフォトニクス薄膜回路を任意の基板へ集積することを目的としてトランスファープリンティング技術を導入する．具体的には高分子エラストマーの一種であるジメチルポリシロキサン（PDMS）の転写速度および温度のパラメータを調整することで，異種材料界面の表面粘性を制御した“ピックアップ”と“スタンプ”転写作業を行う．異種材料集積を活用したフレキシブル基板上への光送受信素子回路を構築する．
実験 / Experimental
【利用した主な装置】
【NPF031】原子層堆積装置，【NPF025】スパッタ成膜装置，【NPF047】走査プローブ顕微鏡，【NPF061】短波長レーザー顕微鏡 他
【実験方法】
磁気光学材料の一種であるSGGG（Substituted Gadolinium Gallium Garnet）基板に対して，SiO2膜を形成したSiウェハ基板上に直接接合した．その後，研削（BG），および化学機械研磨（CMP）工程を経て，2～3mm厚程度の薄膜化されたSGGG on
Insulator基板を得た．
段差計およびレーザー顕微鏡，電子走査顕微鏡，走査プローブ顕微鏡等によりSGGG膜の残厚について評価した結果をFig. 1に示す．接合ウェハ全面において，約3mm厚と見込まれ，高い加工精度が観測された．
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1の電子顕微鏡による断面および鳥瞰図に示すように，MEMS作成技術を活用した中空構造を作成し，シリコンフォトニクス回路上への異種材料集積を試みた．本年度はトランスファープリンティング技術によるSGGG基板の接合に注力し，デバイス作製に成功した．光学評価では，反射光に対する10 dB以上のアイソレーション特性を確認した．更に，裏面接合面の表面粗さ観察において産総研NPF施設の走査プローブ顕微鏡等を活用した．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 SEM image of Air-suspended SGGG thin film
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
文部科学省 科学技術人材育成費補助事業「卓越研究員事業」の支援により本研究を実施しました．
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