｢インチップ｣デバイスにより真の3Dシリコンフォトニクスが実現

2次元（2D）面でオンチップシリコンデバイスの製造は大きく進歩した｡現在、ビルケント大（Bilkent University）と中東工科大（Middle East Technical University）（いずれもトルコ）の研究者は､ドイツ、米国の研究者と協力して､非線形レーザリソグラフィを使い､シリコン内深くに｢インチップ｣マイクロ構造やフォトニックデバイスを作製した｡これらは､高密度の真の3Dシリコンフォトニクスを可能にするものである｡
　その製造技術は､体積ホログラフィックグレーティングやEUのフェムトプリント（Femtoprint）プロジェクトの｢インガラス｣マイクロ構造を製造する既存方法と同じに見えるかもしれない｡しかし、それどころか､レーザと材料の相互作用における非線形フィードバックメカニズムを活用することで､シリコンに同等の成果を達成するものである｡研究者は、1550nm波長（この波長ではシリコンは透明）の特注ナノ秒パルスファイバレーザを使って集光させ､バルクシリコン内の任意の深さに1μmの寸法で微細構造を制御性よく作製した｡

自己組織化vs.逐次処理

ファイバレーザの各パルスは､十分に制御された光と物質の相互作用を引き起こす｡これは､容積1μm程度の結晶構造の永続的変化に続くビーム圧潰の原因になる（図 1）｡これにより3D構造の作製が可能になる､しかし､そこには落とし穴がある｡
　10mm容量を必要とするシンプルな実世界のアプリケーションを考えると、1μmの点で加工すると､1点ずつで10ステップとなり､非実用的な加工時間を必要とする｡このような制約を回避するには､研究者たちは､ほとんどの構造をロッドに､つまり針のような1μm幅のサブコンポーネントに分割できることに気づいた｡しかし､レーザ伝搬方向に沿って数百ミクロン引き延ばした｡これらのビルディングブロックは､素早いアセンブルが可能である｡

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出典元
https://ex-press.jp/wp-content/uploads/2018/05/wn1_Si_photonics.pdf