【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.28】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22TT0035

利用課題名 / Title

弾性波デバイス用支持基板のための金属成膜

利用した実施機関 / Support Institute

豊田工業大学 / Toyota Tech.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

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

熱処理,表面処理,形状・形態観察,水晶,金膜の密着性,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition

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)

安部 隆

所属名 / Affiliation

新潟大学大学院自然科学研究科

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

佐々木実,韓剛

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

TT-015：デジタルマイクロスコープ群
TT-025：抵抗加熱蒸着装置
TT-008：洗浄ドラフト一式

報告書データ / Report

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

浄水場での水処理の凝集工程では、天候や季節に応じて日々変動する水質に対応した、凝集剤の適切な投入量制御が求められる。現在は、天候や季節をもとにした熟練職員の経験と，人手をかけた水質試験に頼っている。リアルタイム凝集モニタリングができれば有効である。研究室では水晶を利用した容量センサを試作してきたが、センサ試作に必要な、所有の成膜装置が故障中のため、技術代行による成膜を依頼した。

実験 / Experimental

センサとなる水晶基板はAngle 2°58’±2’ Pure Z AT Cut, 直径φ12mm, X flat 11.5mm, Polished, t=0.1mmである。良質な、金電極膜（Au 100nm, Cr 10nm程度）を成膜するには、蒸着中の基板加熱が必要なことは分かっていた。4源の抵抗加熱蒸着装置の電流導入端子を改造し、基板加熱ヒータに接続する改造を施した。Fig. 1に基板固定の模式図を示す。水晶基板の全面に金蒸着するため、両面テープ（寺岡製作所カプトン両面テープNo.760H, NO.760H #25, 5mm x20m）を使って固定した。蒸着後に基板を割らずに剥がせるよう、テープ幅を細く切り、軽めに置いた。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. 2は蒸着した基板である。密着性評価のため、超音波洗浄をかけたところ、金膜がほぼ剥がれてしまった後の写真である。Fig. 2(a)は全体像である（左側は定規スケールで一目盛1mm）。基板加熱自体は、予備実験にて、約150℃に達することを確認していた。また、別のSi基板にてリフトオフで金のパターンが問題無く得られていた。以上から、基板の固定方法を問題視した。すなわち、細切りにした両面テープで、加熱固定台と水晶基板を固定したため、熱伝導が十分得られず、水晶表面の温度が上がらなかったと推測する。両面テープに接していない基板領域では、金が全く残っていない。Fig. 2(b)はX flat近辺に金が残っている様子で、両面テープがあった反対面である。類似の蒸着を同じ新潟大学から依頼されており、次回は両面テープ固定をしないで蒸着することとした。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Schematic drawing of quartz substrates setting on the heater stage.

Fig. 2 (a)Whole view of quartz substrate after Au/Cr deposition and ultrasonic wave washing. Almost Au film is removed.

 (b)Magnified substrate showing the remained Au dots on the substrate.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・参考文献　Hajime Satani, Kuraudo Yasuda, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe, “Temperature characteristics of a thickness shear mode quartz crystal resonator bonded to a support substrate”, Appl. Phys. Lett. 121, 252903 (2022); doi: 10.1063/5.0132804

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