大阪府立大學(xué)和日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（產(chǎn)綜研）2016年3月16日宣布，使用適合工業(yè)生產(chǎn)的光刻法，成功制造出了Q值（表示光密封強(qiáng)度的指標(biāo)）達(dá)到100萬以上的光納米共振器。此次成果使硅光子晶體元器件的量產(chǎn)成為可能，有望創(chuàng)造新型光子產(chǎn)業(yè)。
使用硅光子晶體的光納米共振器可將光強(qiáng)力密封在微小區(qū)域內(nèi)，憑借這一特點(diǎn)，可應(yīng)用于硅激光器、光存儲器及醫(yī)療診斷傳感器等領(lǐng)域。尤其是在近年來備受關(guān)注的超低功耗硅拉曼激光器領(lǐng)域，擁有100萬以上Q值的光納米共振器被認(rèn)為是不可或缺的。
Q值達(dá)到100萬以上的光納米共振器一直采用不適合大量生產(chǎn)的電子束刻蝕法制造。要想實(shí)現(xiàn)在工業(yè)中的應(yīng)用，就必須使用在半導(dǎo)體制造中常見的光刻法在大面積晶圓上統(tǒng)一制造。光刻法雖然擁有電子束刻蝕法100萬倍的生產(chǎn)效率，但在微細(xì)圖案形成方面精度較差，以前Q值只能達(dá)到20萬。
此次，在產(chǎn)綜研超級無塵室（SCR）的硅元器件一條龍?jiān)囍粕a(chǎn)線上，使用最尖端的ArF液浸光刻法以及一線技術(shù)人員的工藝經(jīng)驗(yàn)，在直徑為30cm的硅晶圓的整個(gè)面上制造出了高精度光納米共振器。對多個(gè)樣品進(jìn)行檢測的結(jié)果表明，可獲得平均150萬、最高200萬以上的Q值。今后，通過優(yōu)化共振器的構(gòu)造，還有望獲得更高的Q值。
除了超高Q值光納米共振器以外，硅光子晶體在太陽能電池、熱輔射光源及熱電發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)也日趨活躍。并且，通過進(jìn)一步發(fā)展此次的研究成果，還有望在其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)基于光刻法手段的量產(chǎn)。
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