【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22GA0015

利用課題名 / Title

水分含有量センサの製作

利用した実施機関 / Support Institute

香川大学 / Kagawa 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）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

リソグラフィ,成膜、膜加工・エッチング,形状・形態観察

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)

小林 剛

所属名 / Affiliation

香川大学

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

前場　連太朗

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）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

GA-002：マスクレス露光装置
GA-004：デュアルイオンビ－ムスパッタ装置
GA-005：触針式表面形状測定器
GA-006：・走査電子顕微鏡群（EDS付き）・イオンコータ
GA-009：デジタルマイクロスコープ

報告書データ / Report

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

植物の水分動態をモリタリングする指標として、(1)水ポテンシャル、(2)通水量(道管流量)、(3)貯水量(水分含有量)があり、理想的には、これらを総合的に把握することが望ましい。これまで、グラニエ型道管流センサや、ヒートパルス型センサを用いて、植物の新梢末端部の通水量の測定が可能なことを示してきた。本研究では、貯水量を測定するために、一般的な湿度センサの原理を応用した水分含有量センサを新たに提案し、そのプロトタイプを製作した。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】
・マスクレス露光装置(大日本科研製、MX1204)
・酸化拡散炉 （DSI社製、VESTA-2100）
・デュアルイオンビームスパッタ装置（ハシノテック社製、 10W-IBS）
・シリコン深掘エッチング装置(SPPテクノロジーズ社製、MUC-21 ASE Pegasus)
・触針式表面形状測定器（ULVAC社製、Dektak8 ）
・走査電子顕微鏡（EDS付き）（JEOL社製、JSM-6060-EDS ）
・デジタルマイクロスコ－プ(ハイロックス社製、KH-7700)

【実験方法】
水分含有量センサは、酸化拡散炉を用いて、シリコン基板上にウェット酸化を行い、絶縁層となる酸化膜を形成した。次に、酸化膜上にデュアルイオンビームスパッタ装置を用いて、CrとAuを成膜し、ウェットエッチングにより電極と配線パターンを形成した。続いて、マスクレス露光装置を用いて、配線保護膜SU-8 3005 （SU-8 3005、日本化薬株式会社）を作製し、最後に電極上に感水材であるポリイミド（フォトニース、東レ株式会社）を塗布した。

結果と考察 / Results and Discussion

製作したセンサデバイスは、水分含有量センサ、並びに濃度校正用の電気伝導率測定センサと温度補償用の測温抵抗体から構成されている。Fig.1は、そのセンサデバイスの中で、最も重要な要素である水分含有量センサの外観写真(ディジタルマイクロスコ－プの利用)である。上記に記載した一連の評価系の装置により、目標とした形状、膜構成(ポリイミド/Au)で出来上がっていること、併せて特性評価の結果、所望のセンサ機能を有することを確認した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 View of moisture content sensor

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

・共同研究者:下川　房男　香川大学　創造工学部　教授

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