【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.26】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22KT1052

利用課題名 / Title

微小振動梁の機械的物性評価

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto 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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

振動梁,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,EB,3D積層技術/ 3D lamination technology

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)

廣谷 潤

所属名 / Affiliation

京都大学　大学院工学研究科

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

武田侑大

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

KT-203：電子線蒸着装置
KT-216：紫外線ナノインプリントボンドアライメント装置
KT-212：シリコン酸化膜犠牲層ドライエッチングシステム
KT-234：深堀りドライエッチング装置（１）
KT-219：ダイシングソー

報告書データ / Report

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

機械学習におけるノード計算を微小振動などの物理現象に置き換え、計算コストの削減を目指す物理リザバー・コンピューティングが研究されている。筆者は、熱型アクチュエータによる変調機構を備えた微小振動梁を物理リザバーとして活用し、エッジデバイスに実装しやすい計算器の開発を行っている。
今回、京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の設備を使用して作製した、熱膨張による張力負荷機構を備えた振動子の特性評価実験を行った。

実験 / Experimental

SOIウエハにAuおよびCrを蒸着し、レジストを塗布して紫外線でパターニングした後、AURUM-302とエスクリーンS-24を使用してウェットエッチングを行い、電極を作製した。続いて、再びレジストを塗布してリソグラフィを行い、深掘りドライエッチングによりシリコンをエッチングした。犠牲層はドライエッチングにより除去した。
最後に、振動梁の周波数応答を調べる実験を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

作製した振動梁の画像をFig. 1 に示す。振動梁の幅は1.5µmである。また、ロックインアンプにより周波数掃引を行った結果をFig. 2に示す。Fig.2(a)は検出電圧の振幅の周波数依存性、Fig.2(b)は検出電圧の位相の周波数依存性を示す。約79.5kHzから81.0kHzにかけて、振動梁の非線形特性に起因するヒステリシス現象が確認できた。なお、非共振領域における出力電圧(約2.3mV)は、チップや評価回路の寄生容量に起因する。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1  SEM image of vibrating beams

Fig. 2  Frequency response of vibrating beam. (a)amplitude

Fig. 2  Frequency response of vibrating beam． (b) phase of output voltage.

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