【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0090
利用課題名 / Title
MEMSジャイロスコープの開発 / Development of MEMS gyroscope
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（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
MEMSジャイロスコープ,縮退振動子,アクチュエーター,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,MEMSデバイス
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)
塚本 貴城
所属名 / Affiliation
東北大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
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）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-216：Vapor HFエッチング装置
TU-201：DeepRIE装置#1
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
MEMSジャイロスコープ，特に次世代高性能ジャイロスコープとして期待されている周波数変調・積分ジャイロスコープに利用可能な2軸縮退振動子を作製する．
実験 / Experimental
SOI基板にフォトリソグラフィーを行い，金属を成膜し，パターニングした．その後，DeepRIE（TU-201）によりシリコンを加工し，最後にVaporHFエッチング（TU-216）により，可動部をリリースした．
結果と考察 / Results and Discussion
図1，2に，作製した振動子の例を示す． 内外2重質量をもったXY振動子（図1）や，単結晶シリコンのヤング率の結晶異方性を補償するための，マルチリング振動子（図2）の作製と評価を行った．各リング間の結合剛性を注意深く設計することで，図3のように，（100）シリコンを用いた場合でも，2つのn=2ワイングラスモードで，極めて近い共振周波数を得ることができた．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1： 内外2重質量振動子
図2：（100）シリコンを使った，モードマッチマルチリング振動子
図3：（100）シリコンを使ったリング振動子のモードマッチ
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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Shihe Wang, Multi-Ring Disk Resonator with Elliptic Spokes for Frequency-Modulated Gyroscope, Sensors, 23, 2937(2023).
DOI: 10.3390/s23062937
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- S. Wang, J. Chen, T. Tsukamoto and S. Tanaka, "Mode-Matched Multi-Ring Resonator Using (100) Single Crystal Silicon," in Proc. 第39回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 2022, pp. 14P3-D-4.
- J. CHEN, T. TSUKAMOTO and S. TANAKA, "Two-Axis Degenerated Multiple Mass Resonator for Rate Integrating Gyroscope," in Proc. 日本機械学会第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム予稿集, 2022, pp. 16P2-PN-10.
- L. Zhang, T. Tsukamoto and S. Tanaka, "Lissajous FM Lorentz Force MEMS Magnetometer UsingQuad Mass Resonator," in Proc. 第39回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 2022, pp. 16P2-P-12.
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