【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1058
利用課題名 / Title
熱流束を直接測定する積層センサの開発
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
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）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
温度測定, 熱流束測定,センサ/ Sensor,スパッタリング/ Sputtering,電子線リソグラフィ/ EB lithography
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)
出島 一仁
所属名 / Affiliation
滋賀県立大学 工学部機械システム工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
脇坂頼明,横山友輝
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
諫早伸明
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-104：高速マスクレス露光装置
KT-107：厚膜フォトレジスト用スピンコーティング装置
KT-110：レジスト現像装置
KT-111：ウエハスピン洗浄装置
KT-201：多元スパッタ装置（仕様Ａ）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
燃焼場の伝熱研究のため，温度・熱流束測定用の測温抵抗体に加え，薄膜イオンプローブを集積化したセンサを開発する．特に，高圧な燃焼場での測定へ向けて，金属基板上に薄膜センサを形成する．
実験 / Experimental
表面を研磨した一辺20 mm，厚さ4 mmのSUS304を基板として用いた．絶縁層として，SiO2を1ミクロン成膜した場合とSU-8を10ミクロン成膜した場合の2通りでセンサを製作した．絶縁層の上には，チタンバッファ層を介して白金センサ層を200 nm成膜し，その上にSiO2保護膜を200 nm成膜した．パターニングはマスクレス露光装置による露光とリフトオフによって行い，センサ層と保護層の成膜には多元スパッタ装置を利用した．
結果と考察 / Results and Discussion
図1にSUS304基板上に作製した測温抵抗体と薄膜イオンプローブを集積化したセンサの顕微鏡写真を示す。絶縁層としてSiO2を1ミクロン成膜した場合では，基板の表面粗さが不十分だったためか，センサ層と基板間で短絡が生じてしまった．一方で，SU-8を10ミクロン成膜した場合は短絡することなくセンサ層を成膜することができた．ただし，一部のセンサでは微細部分でリフトオフが不十分となり，白金が残存してしまう結果となった．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 Resistance temperature detector and ion probes on a SUS304 substrate.
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.
- 横山友輝，脇坂頼明，出島一仁，河崎澄，山根浩二，熱流束と火炎-壁面間干渉の同時測定が可能なMEMSセンサの開発，第60回日本伝熱シンポジウム，2023.5．
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