1998 Fiscal Year Annual Research Report

高精度マイクロマシニングによる超センシング

Research Project

Project/Area Number	10305033
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	江刺正喜東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小野崇人東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90282095) 倉林徹 (財)半導体研究振興会, 研究員 (90195537) 南和幸東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00229759) 羽根一博東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893)
Keywords	高感度圧力センサ / 加速度センサ / ジャイロスコープ / 高精度マイクロマシニング / 容量型AFMプローブ / NSOM用プローブ / ナノパターン転写 / ナノマシニング
Research Abstract	半導体微細加工技術を発展させた「マイクロマシニング」を用いると、微細構造を持つ小形のセンサを作ることができる。微細構造は小さなエネルギで速く動けるため、高感度で応答が速いセンサを実現できる。さらにアクチュエータを集積化することで、高感度な振動型センサ、あるいはサーボ型センサなども実現できる。本研究では高精度マイクロマシニングや異種要素の集積化およびナノマニニングにより、現状の計測技術の限界を越えた超センシングの世界を開拓する。容量型圧カセンサの高感度化を追求しシリコンによるダイアフラム型真空センサを開発した。静電サーボ型として動作させ、計測範囲を4桁に広げることができた。また静電サーボ技術で浮上させた静電浮上マイクロモータの開発に成功しており、これを用いた高精度な回転型ジャイロスコープの開発を進めている。高精度マイクロマシニングで高感度の加速度センサや各種の振動型角速度センサを開発した。ダンピングに影響する狭い電極間の空気によるスクィーズドフィルム効果の解析や、それを積極的に利用したホールド型の加速度スイッチの開発なども行った。薄い片持ち梁を歪み無しに製作する技術を応用し、撓みを静電容量で検出する容量型AFM(原子間力顕微鏡)プローブを開発した。プローブ先端にナノマシニング(電解蒸発)によるシリコンナノワイヤーを探針として形成している。また先端に直径0.1μmほどの開口を形成した近接場走査型光プローブ顕微鏡(NSOM)も開発した。これらのプローブを極端に小さくして共振周波数を高め、高速に応答するプローブも実現している。これらの技術は顕微鏡だけでなく、高密度記録などにも応用できる。厚さ0.1μmほど極端に薄いダイヤフラムを用いて、近接場光でナノパターンを転写する研究にも成功した。走査型トンネル顕微鏡の技術を用いて描画し、微細なワイヤグリット偏光子を形成したマスクをこれに用いている。この他、熱型赤外線イメージャを目的に熱絶縁と小形化を高感度で応答が速い熱型赤外線センサの開発を進めている。

Research Products
(14 results)

All Other

All Publications (14 results)

[Publications] G.Lim,S.Baek and M.Esashi: "A New Bulk-Micromachining Using Deep RIE and Wet Etching for an Accelerometer" 電気学会論文誌E. 118-E・9. 420-424 (1998)
[Publications] J.-J.Choi、南和幸、江刺正樹: "Deep ICP RIE と XeF_2 ガスエッチングによる回転振動型角速度センサ" 電気学会論文誌E. 118-E・10. 437-443 (1998)
[Publications] J.-J.Choi、南和幸、江刺正樹: "電磁駆動誘導起電力検出型シリコン角速度センサ" 電気学会論文誌E. 118-E・12. 641-646 (1998)
[Publications] Y.Shiba,T.Ono,K.Minami and M.Esashi: "Capacitive AFM Probe for High Speed Imaging^1" 電気学会論文誌E. 118-E・12. 647-651 (1998)
[Publications] T.Ono and M.Esashi: "Subwavelength Pattern Transfer by Near-Field Photolithography" Jpn.J.Appl.Phys.37. 1644-1648 (1998)
[Publications] Y.Ueda,H.Henmi,K.Minami and M.Esashi: "An Electrostatic Servo Capacitive Pressure Sensor" 電気学会論文誌E. 119-E・2. 94-98 (1999)
[Publications] M.Esashi,S.Sugiyama,K.Ikeda,Y.Wang and H.Miyashita: "Vacuum-Sealed Silicon Micromachined Pressure Sensors" Proceedings of the IEEE. 86・8. 1627-1639 (1998)
[Publications] 小野崇人、江刺正喜: "ナノメートル加工の応用(2)-ナノメカニックスへの応用-" 応用物理. 67・12. 1395-1399 (1998)
[Publications] A.P Hui,R.Toda and M.Esashi: "Extremely High Aspect Ratio Metal Structures for Suspentsion of a Optical Shatter" Proc.of SPIE Conference on Microelectronic Structures and MEMS for Optical Processing IV. 3513. 233-238 (1998)
[Publications] K.Minamim,T.Matsunaga and M.Esashi: "Simple Modeling and Simulation of the Squeeze Film Effect and Transint Response of the MEMS Device" Technical Digest of the MEMS'99. 12. 338-343 (1999)
[Publications] N.M.Phan,T.Ono and M.Esashi: "A Novel Fabrication Method of the Tiny Aperture on Silicon Cantilever for Near Field Scanning Optical Microscopy" Technical Digest of the MEMS'99. 12. 360-365 (1999)
[Publications] T.Matsunaga,K.Minami and M.Esashi: "Acceleration Switch with Extended Holding Time Using the Squeeze Film Effect" Technical Digest of the Transducere'99. 10(印刷中). (1999)
[Publications] D.-W.Lee,T.Ono and M.Esashi: "Resonator Integrated Cantilever for Scanning Probe Microscope" Technical Digest of the Transducere'99. 10(印刷中). (1999)
[Publications] K.Fukatsu,T.Murakoshi and M.Esashi: "Electrostatically Levitated Micro Motor for Inertia Measurement System" Technical Digest of the Transducere'99. 10(印刷中). (1999)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

高精度マイクロマシニングによる超センシング

Principal Investigator

江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)

Research Products

[Publications] G.Lim,S.Baek and M.Esashi: "A New Bulk-Micromachining Using Deep RIE and Wet Etching for an Accelerometer" 電気学会論文誌E. 118-E・9. 420-424 (1998)

[Publications] J.-J.Choi、南和幸、江刺正樹: "Deep ICP RIE と XeF_2 ガスエッチングによる回転振動型角速度センサ" 電気学会論文誌E. 118-E・10. 437-443 (1998)

[Publications] J.-J.Choi、南和幸、江刺正樹: "電磁駆動誘導起電力検出型シリコン角速度センサ" 電気学会論文誌E. 118-E・12. 641-646 (1998)

[Publications] Y.Shiba,T.Ono,K.Minami and M.Esashi: "Capacitive AFM Probe for High Speed Imaging^1" 電気学会論文誌E. 118-E・12. 647-651 (1998)

[Publications] T.Ono and M.Esashi: "Subwavelength Pattern Transfer by Near-Field Photolithography" Jpn.J.Appl.Phys.37. 1644-1648 (1998)

[Publications] Y.Ueda,H.Henmi,K.Minami and M.Esashi: "An Electrostatic Servo Capacitive Pressure Sensor" 電気学会論文誌E. 119-E・2. 94-98 (1999)

[Publications] M.Esashi,S.Sugiyama,K.Ikeda,Y.Wang and H.Miyashita: "Vacuum-Sealed Silicon Micromachined Pressure Sensors" Proceedings of the IEEE. 86・8. 1627-1639 (1998)

[Publications] 小野崇人、江刺正喜: "ナノメートル加工の応用(2)-ナノメカニックスへの応用-" 応用物理. 67・12. 1395-1399 (1998)

[Publications] A.P Hui,R.Toda and M.Esashi: "Extremely High Aspect Ratio Metal Structures for Suspentsion of a Optical Shatter" Proc.of SPIE Conference on Microelectronic Structures and MEMS for Optical Processing IV. 3513. 233-238 (1998)

[Publications] K.Minamim,T.Matsunaga and M.Esashi: "Simple Modeling and Simulation of the Squeeze Film Effect and Transint Response of the MEMS Device" Technical Digest of the MEMS'99. 12. 338-343 (1999)

[Publications] N.M.Phan,T.Ono and M.Esashi: "A Novel Fabrication Method of the Tiny Aperture on Silicon Cantilever for Near Field Scanning Optical Microscopy" Technical Digest of the MEMS'99. 12. 360-365 (1999)

[Publications] T.Matsunaga,K.Minami and M.Esashi: "Acceleration Switch with Extended Holding Time Using the Squeeze Film Effect" Technical Digest of the Transducere'99. 10(印刷中). (1999)

[Publications] D.-W.Lee,T.Ono and M.Esashi: "Resonator Integrated Cantilever for Scanning Probe Microscope" Technical Digest of the Transducere'99. 10(印刷中). (1999)

[Publications] K.Fukatsu,T.Murakoshi and M.Esashi: "Electrostatically Levitated Micro Motor for Inertia Measurement System" Technical Digest of the Transducere'99. 10(印刷中). (1999)

江刺正喜東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)