【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.02】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TT0021
利用課題名 / Title
静電アクチュエータ製作の実習受講
利用した実施機関 / Support Institute
豊田工業大学 / Toyota Tech.
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）-
キーワード / Keywords
実習, 静電櫛歯アクチュエータ,アクチュエーター/ Actuator,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,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)
山口 堅三
所属名 / Affiliation
徳島大学・ﾎﾟｽﾄLEDﾌｫﾄﾆｸｽ研究所
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
佐々木実,大槻浩,花木美香,中山幸子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TT-006：マスクアライナ装置
TT-011：Deep Reactive Ion Etching装置（Boschプロセス）
TT-015：デジタルマイクロスコープ群
TT-033：MEMS用統合解析ソフト
TT-008：洗浄ドラフト一式
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
MEMS専門ではないが、マイクロ静電アクチュエータを研究に活用したいと考えていた。本実習にて、具体的にどう製作するのが良いか分かるよう、学生2名が受講した。図1はデバイス2種の基本デザインである。これらアクチュエータが合計72個並んだ17mm角チップを製作した。
実験 / Experimental
実習は以下のスケジュールで行った。8/2：SOI基板の表面デバイス層をパターニング。ダミー基板に固定してSi垂直エッチングを実施。8/3：裏面ハンドル層をパターニング。ダミー基板に固定してSi垂直エッチングを実施。8/4：午前で犠牲層エッチング。午後はアクチュエータの動作確認。図2は液中フッ酸による犠牲層エッチング後、乾燥前の確認のため、デバイスを水中に入れたまま観察している様子である。水中に入れたままにする理由は、水の表面張力が移動シャトルを周辺部分に貼り付けてしまい、動かなくなってしまうのを防ぐためである。
結果と考察 / Results and Discussion
図3に製作した静電アクチュエータを示す。図4にプローブを当てて駆動する際の電極構成を示す。移動する中央のシャトルは灰色で示すグランド電位にした。駆動電圧はオレンジ色で示す電極に印加する。図5は駆動実験の様子を見守る関係者の写真である。図6に変位特性を示す。印加電圧75Vで約25µmの変位が得られた。駆動電圧Vの2乗に比例する、理論通りの特性となった。これは櫛歯のパターニングが良質であったことを裏付ける。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1：デバイス2種の基本デザイン
図2：犠牲層エッチング後、デバイスを水中に入れたまま観察している様子
図3：製作した静電アクチュエータ
図4：プローブを当ててアクチュエータを駆動する際の電極構成
図5：駆動実験を見守る関係者の写真
図6：変位特性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
参加者は一人１枚ずつ試作チップを持ち帰った。
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.
- Binchun Tsai, Kenzo Yamaguchi, Kuang-Jau Fann, Minoru Sasaki, "Bipolar driving for accurate displacement control of electrostatic microactuator", 16th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 17th International Conference on Plasma-Nano Technology and Science, (2024.3.5, Nagoya) P1303
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