| 研究課題/領域番号 |
10305020
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
羽根 一博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893)
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| 研究分担者 |
大橋 俊朗 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30270812)
佐々木 実 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70282100)
南 和幸 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00229759)
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究, 教授 (20108468)
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| キーワード | 回折格子 / 高アスペクト比エッチング / マイクロマシニング / 無反射表面 / シリコン |
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| 研究概要 |
821814
本研究ではサブミクロン(0.2μm以下)で深い(1μm以上)加工のできるマイクロマシニング技術を用いて波長より小さい周期構造を製作することで新しい光学素子を開発することを目的としている。波長より小さい周期構造は回折波を発生させないが、屈折率が等価的に材料の屈折率と異なった値となる。このため人工屈折率と呼ばれるが、材料の定数に限定されない屈折率を実現できる。
本年度は、まず電子線描画装置において電子線用レジストを用いて0.1μm線幅の回折格子構造の描画条件を導出した。電子線のドーズ量を変えてレジスト膜の現像後のレジストパターンの線幅や現像特性を調べた。これにより最適露光条件を導出した。
シリコンにおいて、高速原子線を照射できる薄膜加工装置により反応性イオン垂直エッチングにまりの深い穴の高速エッチングを試みた。エッチング条件の導出を行い、100nmから数100nmの周期の2次元微細構造格子を製作できた。高速原子線の照射により、これまでにない高いアスペクト比のエッチングが実現できた。
製作したシリコン表面の超微細周期格子の反射特性を分光器により測定した。シリコンの屈折率は可視域で3程度と高いので、可視域で40%以上の高い反射率となる。超微細構造を表面に形成することで、反射率は数%まで低下し、本提案方式の効果が非常に大きいことが確認された。可視域でこのような成果が得られたのは、本研究が初めてである。等価屈折率を用いた理論により検討し、定性的な説明ができた。
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