【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
22AT0111
利用課題名 / Title
マルチビーム出射シリコンフォトニクスデバイスの作製
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
シリコンフォトニクス
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)
渥美 裕樹
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
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）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-011：i線露光装置
AT-094：解析用PC（CAD及び近接効果補正用）
AT-045：触針式段差計
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
シリコンフォトニクスは、電子回路との融和性、低コスト大量生産性、高密度光集積性などの利点から、通信分野をベースに様々なアプリケーションでの利用が期待されている。その中で、マルチビーム出射デバイスは反射物測長やイメージセンシングに応用可能な要素技術である。本課題では、光経路を選択的に切り替えられるスイッチング素子をアレイ化することでマルチビーム出力可能なデバイスを作製した。
実験 / Experimental
【利用した主な装置】
i線露光装置【NPF011】、高速電子ビーム描画装置(エリオニクス)【NPF094】、ダイシングソー【NPF054】、触針式段差計【NPF045】
【実験方法】
CMOSファブ施設を利用し、幅430nm、高さ220nmのシリコン細線導波路をベースとしたシリコンフォトニクス光回路を作製した。その後、アンテナアレイ領域に対して、i線露光装置を用いて窓パターン形成を行った。ドライエッチング及びバッファードフッ酸を用いたウェットエッチングプロセスを用いて、シリコン導波路を部分的に露出させ、さらにイオン注入処理を行うことで三次元加工を行った。最後にダイシングソーを用いて小片チップへの切り出しを行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Figure 1に作製した、マルチビーム発生器のSEM写真を示す。50µm間隔で光アンテナアレイが形成されている。アンテナアレイから出射される光信号は、熱光学効果を用いた光スイッチ素子でポート選択可能である。動作例としてFigure 2に複数ポートから出射した信号光の赤外線カメラ観察像を示す。複数ポートから出射できていることが確認できた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1. SEM image of Si beam generators.
Fig.2. Optical beams output from Si beam generators.
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