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Smart production technologies for flexible, tough and functional MEMS using functional metal materials

Research Project

Project/Area Number 16H03840
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

Abe Takashi  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00333857)

Research Collaborator Sohgawa Masayuki  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2016: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Keywordsセンサ・デバイス / 耐久性 / 機能性金属 / 生産技術 / 微細加工 / タフMEMS / 特殊金属 / DRIE / マイクロファブリケーション / マイクロマシン / マイクロ・ナノデバイス / 精密部品加工 / 生産工学 / 金属加工 / MEMS / 射出成型 / 反応性イオンエッチング
Outline of Final Research Achievements

In this project, we developed the smart production technologies (etching, bonding, deposition) for flexible, tough and functional MEMS using functional metal materials. We developed and evaluated an overall fabrication process using a specially designed thermally assisted reactive ion etching (TRIE) apparatus developed for etching hard-etch materials. The TRIE was designed based on a thermal simulation. We found out the process parameters suitable for the functional metals (Ti, Ti alloy, Ta, Nb, Mo).
This study will open a new era of metal micromachining and the applications for tough MEMS.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

センサ・マイクロマシン技術が、自動車、携帯機器などに使われるセンサ・デバイスとして数多く使われるようになり、人の動き、環境をモニタリングし、携帯端末の表示情報、自動車、生活環境の制御など生活を便利にするために使われています。産業分野でも、工場やロボットの自動化に大きく貢献しています。申請研究は、これらのセンサ・デバイスの耐久性を格段に向上させ、一度設置したら壊れない頑丈で信頼性の高いセンサ技術とその生産技術の基盤を完成させるための研究です。
本技術の実現は、センサ・デバイスのメンテナンスにかかる費用や労力の削減と、耐久性が要求される新たな用途へのセンサ・デバイスの利用拡大につながります。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Development of Self-Heated Stage Suitable for Thermal Assist Reactive Ion Etching of the Functional Metals2018

    • Author(s)
      Yuki Murata, Gang Han, Daiki Ohkawa, Junichi Imai, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe
    • Journal Title

      Electronics and Communications in Japan

      Volume: 101 Issue: 3 Pages: 96-102

    • DOI

      10.1002/ecj.12046

    • NAID

      210000159686

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Self-heated Stage Suitable for Thermal Assist Reactive Ion Etching of the Functional Metals2017

    • Author(s)
      村田 祐貴, 韓 剛, 大川 太基, 今井 純一, 寒川 雅之, 安部 隆
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 137 Issue: 9 Pages: 262-266

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.137.262

    • NAID

      130006038622

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal Reactive Ion Etching of Minor Metals with SF6 Plasma2017

    • Author(s)
      Gang Han, Yuki Murata, Yuto Minami, Masayuki Sohgawa, and Takashi Abe
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 29 Pages: 217

    • DOI

      10.18494/SAM.2017.1444

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 機能性メタルの熱反応性イオンエッチングに対応した自己加熱式ステージの開発2017

    • Author(s)
      村田祐貴、韓剛、大川太基、今井純一、寒川雅之、安部 隆
    • Journal Title

      電気学会論文誌E

      Volume: 137

    • NAID

      40021215342

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] MEMS用機能性材料のドライエッチング技術の開発2019

    • Author(s)
      安部 隆
    • Organizer
      日本学術振興会第150委員会第155回研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] タフMEMSのためのチタン合金製微小試験片の力学的特性評価2018

    • Author(s)
      吉田将希、寒川雅之、安部 隆
    • Organizer
      第9回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム(機械学会)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱アシスト式反応性イオンエッチング法によるチタン合金製微小メスの作製と評価2018

    • Author(s)
      近藤正之、寒川雅之、安部 隆
    • Organizer
      第9回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム(機械学会)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] チタンを反応性イオンエッチングで高速加工するための自己加熱式ステージの開発2018

    • Author(s)
      桐生祐弥、韓剛、今井純一、寒川雅之、安部隆
    • Organizer
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱アシスト反応性イオンエッチングを用いたTi/Ti合金製マイクロモールドの開発2018

    • Author(s)
      劉若愚、韓剛、人母岳、寒川雅之、安部隆
    • Organizer
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermally Assisted Reactive-Ion Etching Technique Using Detachable Self-Heated Stage2018

    • Author(s)
      Gang Han, Yuka Kiryu, Daiki Ohkawa, Junichi Imai, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology 2018 (APCOT 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D自己加熱ステージを用いたマイナーメタルの深掘り反応性イオンエッチング技術の開発2017

    • Author(s)
      韓 剛, 村田 祐貴, 大川 太基, 今井 純一, 寒川 雅之, 安部 隆
    • Organizer
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 卓上型熱アシスト式反応性イオンエッチングシステムの開発2017

    • Author(s)
      大川 太基, 韓 剛, 人母 岳, 寒川 雅之, 安部 隆
    • Organizer
      第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] DEEP REACTIVE ION ETCHING TECHNIQUE INVOLVING USE OF 3D SELF-HEATED CATHODE2017

    • Author(s)
      Gang Han, Yuki Murata, Daiki Ohkawa, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe
    • Organizer
      The 19th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of self-heated cathode for thermally assisted reactive ion etching of minor metals2016

    • Author(s)
      Gang Han, Yuki Murata, Daiki Okawa, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe
    • Organizer
      International Symposium onMicro-Nano Science and Technology 2016 (MNST2016)
    • Place of Presentation
      東京大学、東京都
    • Year and Date
      2016-12-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 機能性メタルの熱反応性イオンエッチングに対応した自己加熱式ステージの開発2016

    • Author(s)
      村田祐貴、韓剛、大川太基、今井純一、寒川雅之、安部 隆
    • Organizer
      第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      平戸文化センター、長崎県平戸市
    • Year and Date
      2016-10-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] SF6/C4F8 ガスを用いたチタンの熱アシスト型反応性イオンエッチング2016

    • Author(s)
      大川太基、村田祐貴、今井純一、寒川雅之、安部 隆
    • Organizer
      第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      平戸文化センター、長崎県平戸市
    • Year and Date
      2016-10-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] THERMAL REACTIVE ION ETCHING OF TI, TA, MO AND NB WITH SF6 PLASMA2016

    • Author(s)
      Gang Han, Yuki Murata, Yuto Minami, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology 2016 (APCOT 2016)
    • Place of Presentation
      金沢市文化ホール、石川県金沢市
    • Year and Date
      2016-06-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 機能性メタル加工のための熱アシスト型反応性イオンエッチング技術の開発2016

    • Author(s)
      大川太基、村田祐貴、韓剛、今井純一、寒川雅之、安部隆
    • Organizer
      2016年度精密工学会北陸信越支部 学術講演会
    • Place of Presentation
      新潟大学、新潟市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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