【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
22AT0233
利用課題名 / Title
メタレンズの実証
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）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）-
キーワード / Keywords
メタレンズ,超高開口数,薄膜状レンズ,アモルファスシリコン(a-Si),単結晶シリコン(c-Si)
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)
Le Thu
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-023：電子ビーム真空蒸着装置
AT-109：６インチ電子ビーム真空蒸着装置（アールデック）
AT-006：マスクレス露光装置
AT-019：多目的エッチング装置(ICP-RIE)
AT-011：i線露光装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、ナノ構造体からなるメタレンズと呼ばれる、超高開口数を持つかつ薄膜状のレンズの開発を目的とします。具体的には、サファイヤ基板上にシリコンや酸化チタン薄膜等をスパッタリング法で成膜し、その上に電子線描画装置やドライエッチング装置を用いることで波長程度のナノ構造を作製する。
実験 / Experimental
【利用した主な装置】 (1) 多目的エッチング装置(ICP-RIE) (2) 電子ビーム真空蒸着装置 (3) i線露光装置(4) マスクレス露光装置
本研究では、サファイヤ基板上に作製されたアモルファスシリコン(a-Si)と単結晶シリコン(c-Si) 薄膜の上に電子線描画法で100 nm〜600 nm程度のナノ構造のパターンを描画した。現像した後、電子ビーム真空蒸着法で30 nm厚みのCr保護膜を成膜し、リフトオフでCrのナノ構造を得た。その後、SF6/C4F8の混合ガス雰囲気で反応性イオンエッチングによって、Crパターン以外のところのシリコン薄膜を削り取った。最後にCr等の保護膜をウェットエッチングによって除却し、狙ったサイズのシリコンナノ構造体を形成させた。
結果と考察 / Results and Discussion
図1はアモルファスシリコン(a-Si)と単結晶シリコン(c-Si) 薄膜を用いた構造の作製結果を示している。このように、SF6/C4F8の混合ガス雰囲気でのエッチングは、c-Siとa-Siともに所望の垂直な側壁が得られ、幅数十nmにおいてアスペクト比6~10が確保できるようになった。これにより、メタレンズを作製することに成功した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1. SEM image of metalens structures fabricated from (a) c-Si thin film and (b) a-Si thin film.
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