【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
22AT0158
利用課題名 / Title
SiN光導波路の作製
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）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）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
光機能素子,光集積回路技術,シリコンフォトニクス,外部共振器レーザー
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)
武井 亮平
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
松本 遼
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-011：i線露光装置
AT-019：多目的エッチング装置(ICP-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）
AT-082：化合物半導体エッチング装置（ICP-RIE）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
光機能素子をチップ上に高密度に集積する光集積回路技術はシリコンフォトニクスを中心に精力的に研究開発が行われている中で、シリコン窒化膜（SiN）を光導波路コアとする光導波路技術を活用して、波長850nm帯での外部共振器レーザーの実現を指向している。今回、産業技術総合研究所ナノプロセシング施設の設備を利用して、SiN光導波路を試作した。
実験 / Experimental
【NPF011】i線露光装置、【NPF091】自動塗布現像装置、【NPF019】多目的エッチング装置(ICP-RIE)、【NPF030】プラズマCVD薄膜堆積装置（TEOS/SiO2）、【NPF095】RF-DCスパッタ堆積装置(芝浦)、【NPF082】化合物半導体エッチング装置(ICP-RIE)
【実験方法】
SiNが成膜された4インチシリコン基板上に自動塗布現像装置によりフォトレジストを塗布し、i線露光装置で外部共振器パタンを露光した。現像の後に、フォトレジストパタンを直接マスクとして、多目的エッチング装置(ICP-RIE)によりSiNをドライエッチングした。基板を洗浄してフォトレジスト残渣を除去した後に、プラズマCVD薄膜堆積装置（TEOS/SiO2）で基板全体をSiO2で被覆した。その上に、RF-DCスパッタ堆積装置(芝浦)によりTiNを製膜し、再度、i線露光装置によりマイクロヒーターパタンを露光した。TiNは、化合物半導体エッチング装置(ICP-RIE)によって、エッチング加工された。最後に、RF-DCスパッタ堆積装置(芝浦)によりCr/Au膜を堆積し、i線露光装置とウェットエッチングで配線パタンを形成した。
結果と考察 / Results and Discussion
試作したSiN光導波路へ波長850nmの光波を入力した様子を図1に示す。光導波路中を伝搬する光波が上方へ散乱され、CMOSカメラで観察できる。画像中央の導波路の入出力端において、画素輝度の差が少ないことから低損失な光導波路が作製できていることが分かる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 蛇行しているSiN光導波路中を伝搬する光波をチップ上方から撮影した様子
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