2004 Fiscal Year Annual Research Report
高速応答・高感度pn接合温度センサ搭載マイクロヒータとその応用に関する研究
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14550328
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| Research Institution | Tohoku-Gakuin University |
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Principal Investigator |
木村 光照 東北学院大学, 工学部, 教授 (10048811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 文彦 東北学院大学, 工学部, 助教授 (70171139)
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| Keywords | 温度センサ / シリコン / pn接合ダイオード / 熱型センサ / マイクロヒータ / フローセンサ / 真空センサ / 湿度センサ |
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| Research Abstract |
SOI基板を用いて、そのSOI層からなるマイクロエアブリッジ(宙に浮いた構造薄膜)に面発熱マイクロヒータと高感度pnダイオード温度センサ(ダイオードサーミスタと名づける)とを一緒に搭載した熱型デバイスで、特に、昨年発明し、試作した気体センシングデバイスを中心に研究し、次のような実験と結果を得た。
1.マイクロエアブリッジ(MAB)構造で、2個のダイオードサーミスタと1個のマイクロヒータを用いて、従来のピラニー真空計より2桁ばかり高感度の真空計が達成された。大気圧(1x10^5Pa)から1x10^<-3>Pa程度の広範囲が計測できることが実証された。また、従来の寸法の10分の1程度のMAB構造センサも試作し、良好であることを実証した((株)メムス・コア)との共同研究)。
2.絶対湿度センサ用にも使用でき、450℃の高温に昇温できる電極材料と配線構造を検討し、実証した((株)山形チノーとの共同研究)。
3.微流量液体フローセンサを試作し、実証した(大研医器(株)と共同研究)。
4.酵素反応を利用する熱型バイオセンサを提案し(特許出願)、基本実験とシミュレーションを行い、ダイオードサーミスタと酵素グルコースオキシダーゼを用いることにより十分、血糖値が計測できることが見積もられた。
5.温度差のみ検出できる温度センサとして電流検出型熱電対を発明して(特許出願)、カンチレバやMAB構造に搭載することを試作し、検討した。
6.ダイオードサーミスタを加熱しながら使用する加熱ダイオード温度センサを発明して(特許出願)、その動作を確認し、高感度(S/Nが大)の温度センサとなることを実証した。
これらの成果の一部は特許出願し、また、多くの学会で発表すると共に、真空センサは企業から展示会で発表した。
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