【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.25】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22NM0022

利用課題名 / Title

分光偏光撮影のための波状多層膜型フォトニック結晶の製造

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

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）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

膜加工・エッチング/Film processing and Etching,スパッタリング/Sputtering,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,EB,ナノフォトニクスデバイス

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)

篠田 一馬

所属名 / Affiliation

宇都宮大学

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

NM-601：電子ビーム描画装置 [ELS-F125]
NM-607：スパッタ装置 [CFS-4EP-LL #3]
NM-614：CCP-RIE装置 [RIE-200NL]
NM-621：FE-SEM [S-4800]
NM-605：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #1]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

多波長および多偏光画像を同時撮影を目的としたフォトニック結晶フィルタを作成するために，EB描画装置，RIE装置，および多元スパッタ装置を中心とした酸化物の微細加工を行う．パターンは格子とし，石英をベースとした酸化物の波状多層膜を形成させる．まず石英基板上にEB描画装置にて所望のパターンを転写させ，RIE装置にて石英基板のエッチングを行う．微細パターンが形成された基板に二種類の酸化物多層膜を交互に積層することで，目標のフォトニック結晶を製造する．

実験 / Experimental

試料サイズは30×20×0.5mmの溶融石英基板で，ベース基板の目標は石英基板上に150nm程度の溝幅のライン＆スペースを形成することである．まず基板上にレジストと帯電防止膜をスピンコータに塗布する．次に所望の格子パターンをCADで作成し，EB描画装置にてパターンを描画した後，現像工程を行う．RIE装置ではCHF3とN2の混合ガスを用いることで，石英基板のエッチングを行い，150nmのライン＆スペースを形成させる．その後，NB2O5とSiO2の交互多層膜をおよそ10層積層させることで，波状多層膜を製造する．

結果と考察 / Results and Discussion

製造したフォトニック結晶の断面図を図1に示す．通常，多層膜型のフォトニック結晶は自己クローニング法を用いて三角波状の形状を維持したまま積層するが，本プロセスではスパッタリングのみで積層しているため，上層ほど三角波が平滑化されていることがわかる．通常はこのような積層は望ましくないものの，本研究の多波長多偏光撮影では復元画像処理を前提としているため，バンドギャップが浅くとも線形逆問題を解くことで画像を復元できる可能性がある．よって，製造工程を簡素化しつつ，多波長多偏光を同時に撮影するフィルタを製造できる可能性を確認した．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 製造した波状多層膜の断面図（SEM像）

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