【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
22AT0125
利用課題名 / Title
光量子集積回路製作に向けたSOIエッチングレシピの考案
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
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）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
光量子集積回路,SOI,超伝導単一光子検出器,
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)
三上 晃良
所属名 / Affiliation
東京大学
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）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-019：多目的エッチング装置(ICP-RIE)
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)
光量子計算が古典限界を打ち破るためには、シリコン等の細線導波路を用いた光回路の集積化が有効な手段とされている。それに伴い、単一光子に感度を持つ光検出器と光導波路の高効率結合が課題となる。本研究では、シリコン導波路と超伝導単一光子検出器の結合系実装に向け、良質な光導波路の作成に取り組む。
実験 / Experimental
初めに、多目的エッチング装置 (NPF019) のレシピの考案を行った。導波路はSOI基板に描画するため、Si / SiO2の選択比が求められる。Si / SiO2の選択比を高めるには、ガス種による化学反応速度の差を用いることで得られる。また、化学反応によるエッチング作用を強めるため、イオンの加速バイアスは下げ、物理エッチングの作用を抑えることが望ましい。以上を考慮し、以下のレシピのテストを行った。
最後に、触針段差計 (NPF045) を用いて、エッチング量の計測を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Si基盤をTable.１のレシピでエッチングをしたものを触針段差計で計測した結果をFig.１に示す。ここから、エッチングレートは5.3 nm/s 程度であることが分かった。また、エッチング後の表面が荒いことが見て取れる。この残渣は、反応物の洗浄漏れや、Siの削り残し等が考えられる。前者は、洗浄をより入念に行うこと、後者は、本番のSOI基板でSiO2との選択比を生かし、少しオーバーエッチをかけることで取り除けると考える。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1：Surface of Si sample after etching.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
今後、Si / SiO2 選択比に加えて、エッチングの異方性も考慮したレシピを検討したい。
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