【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22AT0116

利用課題名 / Title

ダイヤモンド表面弾性波フィルタの開発

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）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

キーワード / Keywords

ダイヤモンド,高周波フィルタ,表面弾性波（Surface acoustic wave（SAW））,櫛形電極

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)

千田 めぐみ

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

牧野 俊晴

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

AT-001：電子ビーム描画装置(CRESTEC)
AT-109：６インチ電子ビーム真空蒸着装置（アールデック）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　ダイヤモンドは、高い絶縁破壊電界、高い熱伝導率、高い移動度、等の優れた材料物性を持っており、大電流・高耐圧のパワーデバイスへの応用が模索されている。また、ダイヤモンドを用いた高周波フィルタへの応用も期待されている。本研究では、GHz帯の高周波に対応できる表面弾性波（Surface acoustic wave（SAW））フィルタの開発を目指して、微細な櫛形電極の形成を試みた。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】
電子ビーム描画装置（CRESTEC）【NPF001】
プラズマアッシャー【NPF021】
６インチ電子ビーム真空蒸着装置【NPF109】

【実験方法】
　まず単結晶ダイヤモンド基板の上に圧電体薄膜として窒化アルミニウム薄膜をスパッタリング法で形成した。次に、EBリソグラフィでサブミクロンの幅を持った微細な櫛形電極のレジストパターンを形成し、メタルデポ（Al）、リフトオフの工程によってSAWフィルタ用の電極を形成した。

結果と考察 / Results and Discussion

　ダイヤモンド基板は透明で、電子線のドーズ量等のパラメータはSi基板上のそれとは大きく異なっていた。図1に約5GHzの高周波に対応する幅500nmの櫛形電極パターンの条件出しの結果を示す。ダイヤモンド基板上でも、ほぼ均一で設計値通りのパターンが得られているのがわかる。
　次に、図1に示した条件を用いて、実際に3mm角のダイヤモンド基板上にSAW電極を形成した結果を図2に示す。メタルデポ・リフトオフの工程後でも、パターンが維持されており、良好な形状の櫛形電極の形成できた。今後は、実際にフィルタとしての特性を評価していく予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１　幅500nmの櫛形EBリソパターンのSEM像

図２　幅500nmの櫛形EBリソパターンの光学顕微鏡像

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)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

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