【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0272
利用課題名 / Title
3次元光実装のプロセスの検討
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
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
エレクトロデバイス/ Electronic device,光導波路/ Optical waveguide,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,電子線リソグラフィ/ EB lithography,先端半導体（超高集積回路）/ Ascanced Semiconductor (Very Large Scale Integration)
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)
菊地 奎人
所属名 / Affiliation
東京都市大学理工学部電気電子通信工学科
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
木塚 優子
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
現在データセンターの情報伝送において、更なる高速化と低消費電力化が求められています。その中でも特に注目するのはAccess層からServer部へのデータ通信路です。今までAccess層からServer部は価格と扱いやすさといった点から電気配線を使用していたのですが、更なる高速化・低消費電力化には、光配線・光実装にすることが望ましいと考えています。そのためには今までの技術ではなく、新しい高度な光実装技術が必要不可欠です。具体的にはより高精度な光部品の製造と実装が必要になってきます。結果として高度な光実装技術で、電気系システムと光系システムの二つを融合した光電コパッケージシステムが必要となっていきます。私が研究するのは、その光電コパッケージシステムの中に含まれる、三次元光配線技術です。三次元光配線技術は「シリコン光導波路」「下部ミラー」「ポリマー光導波路」の3つのパーツに分けられます。現在、私はシリコン光導波路の開発を行っています。図1「三次元光配線技術」
実験 / Experimental
シリコン光導波路では3種類のシリコン光導波路の比較を行っていきます。作成するのはSi光導波路、SiN光導波路、三次元Sin光導波路の3つです。今までの実験ではシリコン基板に対してのレジスト塗布の条件探しを行いました。スピンコート条件によっては現像後、ラインが歪んでいる基板もありました。試行を繰り返した結果以下のようなスピンコート条件が適していると考えました。
1.基板を純水に浸す
2.スピンドライをする (固着剤と同じ条件で回転させた)
3.固着剤 surpass4000 500rpm slope 10s time 20s → 3000rpm slope 10s time 30s
4.110℃ 90s ベイクする
5.レジスト ma-N 2403 500rpm slope 10s time 20s → 5000rpm slope 10s time 30s
6.110℃ 90s
ベイクするレジストを塗布した後は電子ビーム描画装置によってパターン形成を行いました。描画したテストパターンは 0.25 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0um四方の正方形とそれぞれ同じ長さの幅を持つラインの二種類です。
その後デベロッパーによって現像作業を行いました。図2「レジストを塗布した基板」
結果と考察 / Results and Discussion
現像結果は0.25umと0.5umの正方形が現像液によって流れていました。また、幅が5umと3umのラインはレジストが落ち切っていませんでした。このことから、作成する光導波路と同じサイズのラインはきれいに現像できていたため、この条件で作成できると考えました。
次のステップとしては複数種類の光導波路の作成するため、導波路の設計から行いたいと考えています。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1
図2
図3
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
1．産業技術総合研究所 プラットフォームフォトニクス研究センターホームページ
産総研: 光実装-産総研プラットフォームフォトニクス研究センター (aist.go.jp) (2023-12-27)
2．Dischem,inc. SurPass4000 cationic priming agent
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