Nb₂O₅コア層を用いた導波路の製作プロセスの検討

1.はじめに
近年、急速に普及している光ネットワークでは波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術によって情報容量が増大している。そのため、WDMネットワークでキーデバイスとなる光スイッチなどの研究が盛んに行われている。本研究室ではこれまでに、導波路のコア材料として五酸化ニオブ(Nb₂O₅)を用いた光機能素子の研究を行ってきた。
本研究では、Nb₂O₅を用いた光機能素子の動作特性の定まった条件がないために、Nb₂O₅材料のドライエッチング条件の検討を行っている。導波路製作をするにあたり面内分布、垂直性、底面荒れの3つで評価を行う。今回、エッチング条件として RF(Radio Freqency)電力の検討を行い、導波路形状の改善が得られたので報告する。

ドライエッチング条件は先行研究を参考に500[nm]を削るのを目標に6つの条件を検討した。各条件でのSEM(Scanning Electron Microscope)観察、導波路形状の底面状態と垂直性を評価した表1と図1に示す。

表1から100[nm]あたりのエッチングした時の誤差はベース条件の(CF₄:Ar=8:2[sccm],6[Pa],100[W])の誤差は8.37[nm]に対して（CF₄:Ar=8:2[sccm],6[Pa],500[W]）は8.27[nm]であった。さらに、SEM観察を行うと底面状態、垂直性といった評価から300[W]の状態が概ねどの条件下でも従来条件よりも良好である。

今回、高RF電力でドライエッチングを行ったが、従来の硝酸二アンモニウムセリウムを含んだ溶液濃度8％のウェットエッチングに10分浸け置きではCr除去はされなかった。そこで、浸け置き時間を1時間に変更しウェットエッチングを行った。その結果Crの除去を確認した（図2）。

Crの除去後に5µm、2µmの導波路を測定した (図 3) 。その結果からもCr除去ができていることが確認できる。

先行研究の条件を参考にRF電力の条件を変更してドライエッチング条件の調査を行った。

実験の再現性の確認と、より好条件の検討。