【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NM0113
利用課題名 / Title
可視高透過率メタサーフェスのための窒化シリコンの高アスペクト比微細加工技術の確立
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）計測・分析/Advanced Characterization
【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
電子顕微鏡/Electron microscopy,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,MEMSデバイス,メタマテリアル,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)
岩見 健太郎
所属名 / Affiliation
東京農工大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
山口眞和,山田遼太
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
NM-617：ICP-RIE装置 [RV-APS-SE]
NM-508：走査型電子顕微鏡
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、窒化シリコンを材料に用いることにより、可視光域で利用可能なメタサーフェスの製作を目的とする。メタサーフェスには位相変調機能があり、高アスペクト比の窒化シリコンナノ柱が配列されている。このナノ柱構造をエッチングにより形成するため、ARIM NIMS の装置を利用した。
実験 / Experimental
事前に描画・現像・蒸着・リフトオフを行った基板(表面に1500 nmの窒化シリコンをスパッタリング成膜した20 mm角の石英ガラス基板)に対して、窒化シリコン膜のエッチングを行い、柱形状を製作した。エッチングにはICP-RIE装置 (MUC-21 RV-APS-SE)を用いた。その後柱の形状をFE-SEM(S-4800)を用いて観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
エッチング後のサンプルのSEM画像をFig. 1に示す。窒化シリコンの柱状構造を確認したが、全体的な傾向としてテーパ状になっていた。これは、エッチングの際に基板温度が上昇し、サイドエッチングが進んだことが原因だと考えられる。今後、より垂直性の高いエッチングを実現するために、エッチングレシピの条件出しを行う必要がある。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 メタサーフェスのSEM画像
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.
- [山田 遼太, 池沢 聡, 岩見 健太郎, "窒化シリコンを用いた可視光用ガウシアン-トッ プハット型ビーム整形メタサーフェスレンズ"，第39回「センサ・マイクロマシンと応用 システム」シンポジウム, 2022 年 11 月 16 日
- Masakazu Yamaguchi, Hiroki Saito, Satoshi Ikezawa, and Kentaro Iwami, "High Transmittance Metasurface Holograms Using Silicon Nitride", IEEE MEMS(ドイツ), 2023年1月17日
- Masakazu Yamaguchi, Hiroki Saito, Naoyuki Yamada, Satoshi Ikezawa, and Kentaro Iwami, "High Transmittance Multicolor Metasurface Holograms Made of Silicon Nitride", CLEO-PR(北海道), 2022年8月1日
- 山口眞和， 齋藤洋輝， 池沢聡， 岩見健太郎， "窒化シリコンを用いた高透過率メタサーフェスカラーホログラム"， 第39回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム(徳島)， 2022年11月14日
- Hiroki Saito, Masakazu Yamaguchi, Satoshi Ikezawa, and Kentaro Iwami, "Development of a loop animated full-color metasurface hologram with high color reproduction", Fifteenth International Conference on Sensing Technology(オーストラリア), 2022年12月6日
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