【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1201
利用課題名 / Title
周波数変調型加速度センサを用いたMEMSリザーバーコンピューティング
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
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）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
リソグラフィ・露光・描画装置,膜加工・エッチング,N&MEMS,加速度センサ,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
水本昂宏
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-234：深堀りドライエッチング装置（１）
KT-203：電子線蒸着装置
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-216：紫外線ナノインプリントボンドアライメント装置
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)
微小振動などの物理ダイナミクスを計算資源として用いた省エネルギーな知能センサとして、リザバーコンピューティング(RC)が研究されている。非線形計算に用いる微小振動子と慣性センサを、シリコン加工により同一チップ内に作製することで、情報の検知・処理部を一体化し部品要素を削減することが期待できる。我々は、振動子の挙動を変調する機構として、張力を用いた共振加速度センサを提案している。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、張力を変調機構に用いた1軸共振加速度センサを作製した。
実験 / Experimental
４インチSOIウェハにCr/Auを蒸着し, リソグラフィ後にウェットエッチングにより電極パターンを形成した。その後再度リソグラフィを行い、シリコン深堀エッチングを行った。最後にドライエッチングで犠牲層を除去して加速度センサを作製した。その後デバイスの動作確認のため、振動子の周波数応答を測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した加速度センサのマス支持部と振動子との結合部分の光学画像をFig. 1(a)に示す。設計した構造体の露光パターン最小幅は支持梁と振動子の幅1.4µmである。 いくつかのチップは支持梁部のリソグラフィで所望のパターンが得られなかった(Fig. 1(b))。次にデバイスの周波数応答をFig. 2に示す。振動エネルギーが支持梁に伝達し、所望の共振ピークが得られなかったため、デバイス構造の改良が必要であることが判明した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 (a) Optical image of mass supporting beam and resonator
Fig. 1 (b) Optical image of one chip with unintentionally etched supporting beam
Fig. 2 Frequency response
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