| 研究課題/領域番号 |
17560032
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
飯山 宏一 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (90202837)
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| 研究分担者 |
高宮 三郎 金沢大学, 自然科学研究科, 教授
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | 光導波路 / Si細線光導波路 / 光伝搬解析 / Siの選択酸化 / シリコン窒化膜 / 伝搬損失 |
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| 研究概要 |
Si光導波路は通常、クラッドとなる部分のSiをエッチングすることにより作製されるが、エッチング壁面の荒れにより光導波路の伝搬損失が比較的大きくなっている。
本研究は、クラッドとなる部分のSiのみを選択的に酸化してSi光導波路を作製することを目的とする。すなわち、コアとなるSiの上部に選択酸化用マスク(シリコン窒化膜を利用)を形成して酸化を行う。このとき、酸化は深さ方向だけでなく横方向にも進行するので、コアとクラッドの境界が滑らかになり、伝搬損失の低減が期待できる。
シリコン窒化膜厚40nm、1100℃、7時間のウェット酸化条件において、シリコン窒化膜は酸化されてSiO_2に変換されるとともにSi表面が若干酸化されたが、Si光導波路形成に十分な酸化防止性能があることがわかった。
選択酸化マスク幅を3μmとして、Si光導波路の作製を行った。シリコン窒化膜のエッチングについて検討した結果、希フッ酸によるウェットエッチングではパターニングが困難であったので、フロンガスによるドライエッチングを行った。断面の顕微鏡観察により、酸化によりシリコン窒化膜下部のSiは酸化されず、シリコン窒化膜がない部分のSiが酸化されてSiコアが形成されることを確認した。作製したSi光導波路の伝搬損失は6.3dB/cm、結合損失は29.8dBであった。同時に作製した従来法によるSi光導波路は、伝搬損失10.3dB/cm、結合損失27.0dBであり、本方法により伝搬損失が低減できることを実証した。結合損失は増加したが、これは、Si上部が酸化されたことによるコア厚減少によるものと考えている。
本研究で作製したSi光導波路は多モードであるので、今後は単一モードのSi光導波路の作製が必要である。
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