【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.05】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NM0114

利用課題名 / Title

カーボンナノチューブを用いたNOxガスセンサ応用に関する研究

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

スパッタリング/ Sputtering,ダイシング/ Dicing,光リソグラフィ/ Photolithgraphy

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)

伊東 博克

所属名 / Affiliation

東京理科大学　理学部第二部物理学科

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

NM-608：スパッタ装置 [JSP-8000]
NM-629：ダイシングソー [DAD322]
NM-660：マスクレス露光装置 [MLA150]

報告書データ / Report

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

カーボンナノチューブ(CNT)を応用した二酸化窒素(NO2)ガスセンサの作成のために、くし幅とくし間隔が1 μmづつの微細なくし形電極が必要である。このような微細なくし形電極を用いることで、CNT一本のみにより電極間を架橋させ、動作再現性の高い、高性能なNO2ガスセンサの作成につながると考えている。このようなNO2ガスセンサは現在地用されている大きく重いガスセンサと比較して、持ち運びが可能であるため、移動をしながらの柔軟な測定が可能になるうえ、小型であることで測定点を増やすことが容易であるという利点がある。小型軽量なNO2ガスセンサを高頻度多測定点での測定が行えるため、より詳細な待機状態の把握につながる。

実験 / Experimental

Siウエハー上にスパッタ装置（JSP-8000）によりチタン、金の順番で成膜を行った。SIウエハーには絶縁のためのSiO2膜を付けた。チタンの厚みは10 nm、金の厚みは100 nmである。酸化被膜を付け、チタンと金を成膜したSiウエハに対して、HMDSとレジストをそれぞれスピンコーターを用いて塗布した。その後、マスクレス露光装置（MLA-150）を用いてリソグラフィを行い、金とチタンをそれぞれAURUMとKSMFでエッチングすることにより、くし形電極を作成した。エッチング後の電極に対して、電極が適切にエッチングがされているかどうか判断するためにテスターで導通箇所を確認した後に、ダイシングソー（DAD322）により小片化した。

結果と考察 / Results and Discussion

一度目の電極作成では、くし形電極の相対する電極同士が通電していることが確認された。この原因として、金もしくはチタンのエッチング時間の不足が考えられたため、この一度目の電極に対して、再度AURUMとKSMFにて金とチタンをエッチングを行い、くし形電極同士の導通性が失われるか確認した。その結果、金のエッチング時間を伸ばすことで電極間の導通性が失われたため、再び同様の手順で、金のエッチング時間を伸ばし、くし型電極を作成した。このようにして作成されたくし形電極は、電極の相対する電極同士が絶縁され片側それぞれのくし形電極の電極内では導通が確認された。電極の形状について、くし幅とくし歯間隔がともに5 μmの電極であれば、くし幅は5 μm±10 %の値に収まっており十分な精度で作成された。(図1)

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 くし幅とくし歯間隔がともに5 µmの電極の全体図

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