【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.04.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22WS0006
利用課題名 / Title
分光エリプソメーターのデモ
利用した実施機関 / Support Institute
早稲田大学
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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
エリプソメーター,赤外・可視・紫外分光/Infrared and UV and visible light spectroscopy
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)
和才 容子
所属名 / Affiliation
株式会社 堀場テクノサービス
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
野崎義人,星野勝美
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術相談/Technical Consultation（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
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)
光導波路等のSi光集積デバイス応用に向け、Si基板上に反応性スパッタにより堆積したSiNxおよびAlN薄膜、ならびに化学気相堆積法によりエピタキシャル成長したSiGe薄膜の屈折率スペクトルを得る。
実験 / Experimental
反応性スパッタリングにより堆積したSiNxおよびAlN薄膜の可視〜近赤外域の屈折率を測定し、プラズマ化学気相堆積法により堆積したSiNxと比較した、AlNについては屈折率の異方性の解析も行った。また、光導波路への応用可能性を検討するため、SiGeエピタキシャル薄膜の屈折率を測定した。サンプル（全てSi基板上の単層膜）は以下のとおりである。
(1) 反応性スパッタリングSiNx：堆積温度 200ºC
(2) 反応性スパッタリングSiNx：堆積温度 室温
(3) プラズマ化学気相堆積SiNx：堆積温度 300ºC
(4) 反応性スパッタリングAlN：堆積温度200ºC
(5) 反応性スパッタリングAlN：堆積温度100ºC
(6) 化学気相堆積SiGe (Ge組成：56%)
結果と考察 / Results and Discussion
光通信で利用される典型的な波長である1550 nmにおける屈折率について述べる。
SiNxに関しては、反応性スパッタリングによる堆積膜の屈折率は約1.97であった。プラズマ化学気相堆積膜では1.90となった。理想値は2.00であるため、反応性スパッタリング膜の膜質が良好であり、光導波路デバイスへ展開可能であることを示している。
AlNに関しては、光学的な異方性がないと仮定した場合の屈折率は1.98であった（理想値は2.1程度）。SiNxとほぼ同程度の屈折率であり、光導波路デバイスへの応用が期待できる値が得られた。なお、別途実施したX線回折による評価の結果、堆積したAlN膜はc軸が基板表面に対して垂直方向に自発的に配向することがわかっている。屈折率に異方性があることになる。屈折率の異方性を考慮して解析した場合、異常光に対する屈折率は2.02であった。
SiGeサンプル(6)に関しては、1550 nmの屈折率は3.741であった。想定どおりの値が得られ、文献値とも良く一致した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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.
- 1. 福島孝晃、Jose A. Piedra Lorenzana、飛沢健、石川靖彦：「シリコンフォトニクス応用に向けた低温堆積反応性AlNスパッタ膜の評価」、電子情報通信学会光集積及びシリコンフォトニクス特別専門研究委員会（PICS）研究会、グランドホテル浜松、2022年7月15日
- 2. 福島孝晃、Jose A. Piedra Lorenzana、飛沢健、石川靖彦：「シリコンフォトニクス用AlN膜の低温反応性スパッタリング」、第83回応用物理学会秋季学術講演会、東北大学／オンライン開催、2022年9月21日
- 3. M. Sato, T. Fukushima, A. Nishiyori, J. A. Piedra-Lorenzana, T. Hizawa, and Y. Ishikawa： 「光デバイスとの一体集積に向けたバルクSiプラットフォーム上SiGe光導波路」、第41回電子材料シンポジウム（EMS41）、We2-6、2022年10月19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