【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1037
利用課題名 / Title
ナノフォトニックデバイスの作製
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
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
フォトニクス・プラズモニクス/ Photonics and Plasmonic, スパッタリング（スパッタ）/ Sputtering, 電子線描画（EB）/ Electron beam lithography, ガスエッチング/ Gas etching ,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,ダイシング/ Dicing,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光デバイス/ Optical Device
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)
種村 拓夫
所属名 / Affiliation
東京大学大学院 工学系研究科
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
UT-906：ブレードダイサー
UT-704：高密度汎用スパッタリング装置
UT-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-600：汎用ICPエッチング装置
UT-800：クリーンドラフト潤沢超純水付
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
光通信用の、ナノ構造を用いた表面入射型プラズモニック変調器の開発に取り組んでいる。SiO2ウエハーのダイシングのためブレードダイサーを使用し、金薄膜形成のため高密度汎用スパッタリング装置を使用し、ナノ構造のパターニングのため超高速大面積電子線描画装置を使用し、金エッチングのため汎用ICPエッチング装置を使用した。加えてチップの洗浄等のためクリーンドラフト潤沢超純水付を使用した。
実験 / Experimental
ダイシングしたSiO2チップ上に金をスパッタし、電子線描画装置とICPエッチング装置により金ナノ格子を作製して、走査型電子顕微鏡を用いた観察および作製誤差の検証を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
SiO2チップ上に金ナノ格子を作製した結果、ナノ構造による回折光を含む、図1に示すチップを得た。さらに走査型電子顕微鏡を用いてナノ構造をそれぞれ(a)1,000倍、(b)25,000倍に拡大して観察した結果、図2に示す像を得た。我々の研究では意図的に金ナノ格子の間隔に非対称性を持たせており、狭い部分の格子間隔は設計値で90nmである。作製した金ナノ格子を電子顕微鏡で観察した結果、狭い部分の測定間隔は94.4nmであり、相対誤差<5%での金格子の作製に成功していることを確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ドライエッチングによる金ナノ格子形成後のチップ像(12mm角)。回折光から金ナノ構造がパターニングされていることが確認できる。
図２SiO2基板上に作製した金ナノ格子の走査型電子顕微鏡による観察結果((a)1000倍、(b)25000倍)。デバイスサイズは150μｍ角。ほぼ設計値通り(相対誤差<5%)の金ナノ格子が形成できていることを観察結果から確認した。
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.
- 蟻生 高人, 宮野 広基, 大友 明, 種村 拓夫, 中野 義昭, "電気光学ポリマーを用いた裏面垂直入射型プラズモニック光変調器の設計と試作", 電子情報通信学会 光エレクトロニクス研究会(伊香保), 2023年6月
- Koto Ariu, Hiroki Miyano, Akira Otomo, Takuo Tanemura , Yoshiaki Nakano, "Investigation on Q-Factor Control of Optical Resonating Surface-Normal Modulator using Dimerized Plasmonic Grating", Photonic device workshop(Tokyo), 2023年12月
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