【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.25】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23KT1185

利用課題名 / Title

Fabrication and electro-mechanical study of nano-scale resonators

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）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）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

キーワード / Keywords

Nanoresonator, field emission,SOI,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,センサ/ Sensor,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)

鈴木 翼

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

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）,技術補助/Technical Assistance

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

KT-101：高速高精度電子ビーム描画装置
KT-103：レーザー直接描画装置
KT-154：両面マスクアライナー露光装置
KT-203：電子線蒸着装置
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)

片持ち梁や両持ち梁などの機械的構造を有するナノ共振器は、その微小な質量によって外力や質量変化に非常に敏感であり、ガスセンシングへの応用が期待されている。共振器表面への気体分子の吸着による物理的性質及び化学的性質の変化の検出感度向上、また共振器のさらなる縮小などを目指し、我々は電界電子放出電流によるシリコンナノ共振器の共振周波数の測定を試みる。

実験 / Experimental

本研究ではSOIウエハのデバイス層（厚み7.5 µmのシリコン）に、主にナノギャップによって隔てられた力学梁と三角形状のエミッタ電極及び駆動電極からなる共振器デバイスを作成した。まず電極パターニングのためにレーザー直接描画装置を用いてフォトマスクを作成し、フォトリソグラフィー及び金属蒸着を行った。次にナノ共振器、ナノギャップ及びエミッタのパターニングのために電子リソグラフィー、金属蒸着を行った。そして深堀RIEによってデバイス構造を作成した。

結果と考察 / Results and Discussion

電子リソグラフィーにおいて、200-300 nm の幅の共振器及び -100 nm のギャップのパターニングに成功した。深堀RIEでは、オーバーエッチングにより共振器の底が除去されリリースされていたため、そのまま電界放出電流の測定を行った。共振器先端-エミッタ間のナノギャップで測定された電流・電圧データは電界電子放出理論に従っていた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 ナノギャップを有する共振器デバイス

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