【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0147
利用課題名 / Title
高真空ウェハレベルパッケージングのための真空度計測リゾネータ
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
デバイス・センサー関連材料, パッケージング,集束イオンビーム/Focused ion beam,MEMSデバイス/ MEMS device,IoTセンサ/ IoT sensor
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
鈴木 裕輝夫
所属名 / Affiliation
東北大学 工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Muhammad Jehanzeb Khan
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
LSIなどの電子デバイスと違いMEMSは可動部を含むため，樹脂で固めるパッケージは適さない。可動部に空間を持たせてパッケージする必要があり，これをウェハ状態で行うウェハレベルパッケージ技術が不可欠となっている。特に，ジャイロセンサー，タイミングデバイスなど高真空下で動作するデバイスでは，ウェハレベルパッケージに高真空封止が求められる。Epi-seal技術に代わる、高真空で，真空度調整可能なウェハレベルパッケージング技術としてSMSを開発する。4インチウェハを利用し直接接合とリリースホールを封止する方法，SMSを実験的に試作研究する。本年度中にリゾネータを封止し，内部圧力を正確に評価する。 リゾネータのダンピング性能Q-factorを評価したあと，FIBでCAPウェハにマイクロンオーダーの貫通穴をあけ，真空計付きチャンバー内で圧力とQ-factorの関係を評価することで，内部の圧力を同定する。
実験 / Experimental
CAPウェハ60~100μm厚のSiに貫通穴をFIBで加工する。
結果と考察 / Results and Discussion
FIBの加工時のイオンチャージに起因すると思われる内部のリゾネータMEMSの張り付き不良が発生した。サンプルとホルダーの導電性を高めるためにカーボンテープをサンプル４辺すべてで固定し，また，ビーム電流値を落とし加工時間を長くする変更を行った。条件変更後，貫通穴を加工時の内部リゾネータMEMSの張り付き不良は発生しなくなった。FIB加工後のリゾネータMEMSを真空チャンバーに入れて共振周波数のQ値を計測したところQ値 6000は約60 Paに相当することが特定できた。今後は，封止内部の残留水素を効率よく外に拡散する方法の研究開発に注力する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Muhammad Jehanzeb Khan, Mems Resonator Vacuum-Sealed by Silicon Migration and Hydrogen Outdiffusion, 2023 IEEE 36th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), , (2023).
DOI: 10.1109/MEMS49605.2023.10052449
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- M. J. Khan, Y. Suzuki, T. Gong, T. Tsukamoto and S. Tanaka, "Mems Resonator Vacuum-Sealed by Silicon Migration and Hydrogen Outdiffusion," 2023 IEEE 36th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), Munich, Germany, 2023, pp. 661-664
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件