2012 Fiscal Year Annual Research Report
CMOSとMEMS/NEMSの融合による超小型・高光度テラヘルツ連続波光源の研究
Project/Area Number |
24860027
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
山根 大輔 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (70634096)
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Project Period (FY) |
2012-08-31 – 2014-03-31
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Keywords | テラヘルツ / MEMS / NEMS / CMOS / めっき / GaAs / 光ミキサ |
Research Abstract |
本研究の目的は,大面積ボトムアップ手法(無電解金ナノめっき)により,従来のトップダウン手法(リソグラフィ)では到達困難な超微細電極ギャップを作製し,光通信波長帯の半導体レーザ励起による低コスト・高光度かつ室温動作のテラヘルツ(0.1~10THz)光源を実現することである.初年度の研究実施計画は,無電解金めっきによる電極間ギャップ5nm以下,アスペクト比10以上の超微細厚膜電極の作製である.したがって本年度ではナノ電極作製に注力した.また,3次元電磁界シミュレータHFSSを利用して,ナノギャップ電極およびアンテナ素子(ダイポール型,ボウタイ型,およびスパイラル型)をモデル化し,テラヘルツ波に対する応答をシミュレーションした.ナノギャップ電極の作製では,共同研究者の真島豊教授(東京工業大学応用セラミック研究所)と共同研究を行い,真島研究室所有の電子ビーム描画装置と無電解めっきの条件検索から取り組んだ.GaAs基板を使用する前に,まず単結晶シリコン基板上へ所望の電極パターンを作製した.設計パラメータを電極幅,電極間隔,電極先端ギャップに絞り,他の設計値(デバイス全体のサイズ,パッドサイズなど)は先行研究に習った.シリコン基板上において歩留りの高い設計値は,電極間300nm,電極幅50nmであった.電極間ギャップの最小値は約8nmを達成しており,これは目標値により3nmほど足りないものの,先行研究デバイスよりも10分の1以下の電極ギャップであり,さらに,FIB(Focused Ion Beam)加工などによる基板への物理的ダメージがないため,テラヘルツ波発生効率の大幅な増加が期待できる.シリコン基板上でのプロセス検討後は,GaAs基板上での電極作製へ移行した.これまでに,GaAs基板でもシリコン基板と同等の微細電極を実現しており,今後はアンテナパターンとあわせたデバイス作製を行う.
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Current Status of Research Progress |
Reason
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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