【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23IT0009

利用課題名 / Title

ダイヤモンド集積用SiN導波路の作製

利用した実施機関 / Support Institute

東京工業大学 / Tokyo Tech.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by 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）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（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

CVD,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,フォトニクス/ Photonics

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)

西山 伸彦

所属名 / Affiliation

東京工業大学工学院電気電子系

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

大礒義孝

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

IT-014：ダイヤモンド用ICPリアクテブイオンエッチング装置
IT-015：SiO2プラズマCVD 装置
IT-016：SiN/a-SiプラズマCVD 装置
IT-037：クリーンルーム付帯設備一式
IT-038：電子ビーム露光装置

報告書データ / Report

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

小型かつ高感度な磁場センサの実現のためダイヤモンドNVセンタを集積した光回路の実現を目指す。そのためには、緑色を低損失に伝搬するSiN導波路が必要であり、その実現を本実験で行った。

実験 / Experimental

まずSi基板上にSiO2およびSiNを堆積し、電子ビーム描画により導波路を露光、エッチング後、上部SiO2クラッドを堆積した。

結果と考察 / Results and Discussion

昨年までに作製したSiN導波路では、損失が70dB/cmを超えるという非常に高いものであった。この原因を探るために、PECVDによるSiNの成膜条件を変更した導波路をいくつか作製した。その結果SiリッチなSiNでは損失が高く、それを回避することで、損失が低減できることがわかり、5dB/cmまでに低減を達成した。また、3dBカプラも設計し、取り込んだ結果、図に示すような多重分岐でも十分光が伝搬可能な導波路を実現した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

緑色用SiN導波路による分岐ツリー

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：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件