光刻法制造超高Q值光纳米共振器

大阪府立大学和日本产业技术综合研究所（产综研）2016年3月16日宣布，使用适合工业生产的光刻法，成功制造出了Q值（表示光密封强度的指标）达到100万以上的光纳米共振器。此次成果使硅光子晶体元器件的量产成为可能，有望创造新型光子产业。
　　使用硅光子晶体的光纳米共振器可将光强力密封在微小区域内，凭借这一特点，可应用于硅激光器、光存储器及医疗诊断传感器等领域。尤其是在近年来备受关注的超低功耗硅拉曼激光器领域，拥有100万以上Q值的光纳米共振器被认为是不可或缺的。
　　Q值达到100万以上的光纳米共振器一直采用不适合大量生产的电子束刻蚀法制造。要想实现在工业中的应用，就必须使用在半导体制造中常见的光刻法在大面积晶圆上统一制造。光刻法虽然拥有电子束刻蚀法100万倍的生产效率，但在微细图案形成方面精度较差，以前Q值只能达到20万。
　　此次，在产综研超级无尘室（SCR）的硅元器件一条龙试制生产线上，使用最尖端的ArF液浸光刻法以及一线技术人员的工艺经验，在直径为30cm的硅晶圆的整个面上制造出了高精度光纳米共振器。对多个样品进行检测的结果表明，可获得平均150万、最高200万以上的Q值。今后，通过优化共振器的构造，还有望获得更高的Q值。
　　除了超高Q值光纳米共振器以外，硅光子晶体在太阳能电池、热辅射光源及热电发电等领域的应用开发也日趋活跃。并且，通过进一步发展此次的研究成果，还有望在其他应用领域实现基于光刻法手段的量产。