【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.11】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23KT1304

利用課題名 / Title

超低共振周波数MEMS共振器を用いた振動計の研究

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）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（副 / Sub）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

キーワード / Keywords

MEMS,振動計,地震計,重力計,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding 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)

池橋 民雄

所属名 / Affiliation

早稲田大学　大学院情報生産システム研究科

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

諫早伸明

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization

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

KT-217：基板接合装置

報告書データ / Report

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

本研究はシリコンMEMSで超小型の振動計を作成し地震計・重力計に応用することを目指している。本デバイスではシリコンウェハとガラスウェハを陽極接合させたのち、シリコン層を貫通するDRIE（シリコンの深堀加工）を実施して可動構造を作成する。この製造プロセスではDRIE工程における熱ダメージを防ぐために冷却期間を挿入する必要があり、DRIEの総時間が長くなるという課題がある。現在は冷却期間を長めに設定しているが、プロセス時間短縮のためシミュレーションを用いて冷却時間を最適化する検討を行っている。この検討のために追加サンプルを作成する必要があり、陽極接合工程を京都大学ナノテクノロジーハブ拠点に技術代行を依頼した。

実験 / Experimental

追加サンプル作成のため、KT-217：基板接合装置を用いた陽極接合を京都大学ナノテクノロジーハブ拠点にて実施した。具体的には、あらかじめ溝を形成したホウケイ酸ガラスウェハとシリコンウェハの陽極接合を実施した。同工程自体の加工条件は確定しており、問題なくサンプル作成ができた。

結果と考察 / Results and Discussion

追加サンプル作成のための陽極接合工程は問題なく実施できた。一方、DRIE工程の総時間短縮のための冷却時間最適化は引き続き検討が必要である。図１はシミュレーション結果に基づいた冷却時間でDRIEを行った後のチップ写真である。チップの上端および下端の黒ずんでいる箇所でダメージが見られている。この結果を踏まえ、シミュレーションのパラメータを見直すとともに、熱ダメージが起こりやすい箇所の構造変更を検討する。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１　DRIE後のチップ写真

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.

1. Jun Wu, et. al., "Fabrication of Ultra-Low Resonance Frequency Inertial MEMS Using Through-Silicon Deep-RIE Applied To Silicon-On-Glass", Proc. Transducers (2023), pp. 1492-1495.
2. Chengzhi Yi, et. al., "A high sensitivity MEMS gravimeter with electrically tunable stiffness ", accepted to Inertial 2024.

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