【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0182
利用課題名 / Title
ナノ物質１個レベルの熱動態計測のためのMEMSヒータ作製
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku 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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,熱電材料/ Thermoelectric material,スパッタリング/ Sputtering,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,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)
平原 佳織
所属名 / Affiliation
大阪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
山森壮馬
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
森山雅昭,戸津健太郎
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
TU-101：酸化炉
TU-159：芝浦スパッタ装置（冷却型）
TU-255：ディスコ ダイサ
TU-056：両面アライナ
TU-202：DeepRIE装置#2
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）や二次元物質からなるフレキシブル薄膜系に⾒られるS-σ-κの関係を正確に理解するためには、単⼀界⾯でおこる熱動態を把握する必要がある。そこで、CNT1本を加工してナノレベルの界⾯を形成し、その界⾯形態を評価しつつ、同時に電気伝導・熱起電⼒を計測できる技術の確⽴を目指す。本研究では、本課題では、昨年度に引き続き、MEMS技術を用いてヒータを搭載した片持ち梁状プローブを作製した。
実験 / Experimental
作製するプローブには、600K程度まで加熱できるMEMSヒータと、CNTを担持するプローブ先端部での電気伝導特性計測⽤に、金属配線をパターニングする。あらかじめ、ウェット酸化装置を用いて6インチ基板のデバイス層上に厚さ200nmの酸化膜を形成した。この基板上に、芝浦スパッタ装置を用いて基板全面にタンタル/白金膜を製膜した。ディスコ ダイサを用いてこのSOI基板を36mm角に切り出した。フォトレジストを塗布し、両面アライナを用いて配線パターンを露光、現像した後、イオンミリング装置を用いてタンタル/白金膜をミリングすることにより、基板上に金属配線を形成した。その後、同じPRを再度塗布して梁状プローブのパターンを形成した後、イオンミリング装置を用いてタンタル/白金膜のミリングを行った。その後、深堀エッチング装置を用いて熱酸化膜およびSiデバイス層をエッチング加工し、梁に支持された島状のヒータを作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
昨年度と同様の方法で作製を進め、上記のプロセスまで終了した。次年度以降も機器利用を継続し、ハンドル層のエッチングを行うことで、今年度形成したヒータ部分が２本の片持ち梁に支持された形状を有するＴＥＭ用プローブの完成を目指す。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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.
- Soma Yamamori, Hiroto Oki, Kaori Hirahara, "Evaluation of thermoelectric power and electrical resistance of a cross contact interface between carbon nanotubes by transmission electron microscopy", MNC2023 (Sapporo), 2023.11.14-17.
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