【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
22KT1439
利用課題名 / Title
単結晶シリコンへき開によるナノギャップ作製
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
リソグラフィ・露光・描画装置,顕微ラマン分光法.ナノギャップ,近接場熱輸送,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
霜降真希
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-205：プラズマCVD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）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ギャップ間隔を制御可能な大面積対向面を有するナノギャップの作製と特性評価を目標として、単結晶シリコン梁のへき開を用いたナノギャップの創製、間隔制御、特性評価が可能なMEMSデバイスを開発している。デバイスは外部から引張り力を印加することでギャップを創製でき、ギャップ間隔制御とギャップ間温度差形成を行える。
実験 / Experimental
Fig. 1はデバイスの概要である。デバイス層は深堀りドライエッチングで加工し、構造リリースはシリコン酸化膜犠牲層ドライエッチングシステムを用いた。先行研究において電極の剥離が多発する問題が生じたため、電極成膜の前にデバイス層表面の酸化膜層を除去するプロセスを追加し、電極もCr 20 nm、Au 200 nmとした。
結果と考察 / Results and Discussion
デバイスをリリース後に観察した結果をFig. 2に示す。電極剥離の問題は改善したものの、可動構造に反りが生じ、1-2µmの浮沈が確認され、駆動も成功していない。電極の金層を金エッチャントによって除去するとこの反りは解消されたため金層の残留応力が原因であると考えられる。この問題を解決するため、金電極の膜厚を100 nmへ減少させることやデバイス層厚みを5 µmから15 µmへ増加させることが有効であると考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Schematic of device
Fig. 2 Warping of movable part of device.
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