使用 CMOS 製程的光子水晶諧振器。

人們已開始嘗試透過處理以前以電子方式進行訊號處理，但現在卻以光學形式處理的資訊來降低耗電量。特別是矽光子學的研究，其目的在於以光取代晶片中的接線，以降低系統的能源消耗。目前矽光子學的研究重點在於開發晶片內光線傳輸的相關技術，但未來光線也可能在訊號處理上發揮作用，以達到最終節能的目的。為此，被稱為光子水晶諧振器的元件被認為是不可或缺的，這些元件可以強力限制光。

基於此，本研究的目的是將光子晶體整合為矽光電的新元件。由於兩個缺點，這種整合到目前為止尚未實現：第一，製造方法的差異。矽光子元件越來越多地使用 CMOS 製程中的光刻法製造，目的是為了未來與 CMOS 元件的整合與整合。相反，光子晶體則是以電子束光刻法製造。矽光電子元件是由 SiO₂(二氧化矽），而傳統光子晶體則需要交聯結構。因此，傳統裝置很難整合在同一矽晶片上。

光子晶體原本被認為無法以主流 CMOS 製程光刻法的精確度製造，但透過採用稱為寬度變化型的設計（如圖 1(a)所示），這個問題得以克服。事實上，在稱為 L3 的諧振器中，鄰近的孔會黏在一起，因此無法精確製造元件。