2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Nano-G Detection Method using Electroplated Au-Alloy with Controlled Crystal Structure
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15K17453
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山根 大輔 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70634096)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 金 / 金合金 / ナノ結晶 / 電解めっき / 加速度センサ / MEMS / ノイズ / カンチレバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
具体的内容：
（１）Au／Au合金加速度検出デバイスの開発：錘質量増大による機械ノイズ低減を目的として，多層Au錘MEMSデバイスを試作した。また，試作MEMSデバイスと市販LSIを組み合わせてモジュール化した。その結果，MEMSデバイスのノイズ分解能実測値25nG/√Hz以下を得た。これにより，帯域10Hz以下では，到達目標の慣性分解能0.1μG以下を達成した。また，試作モジュールは市販MEMS加速度センサと比較して1桁以上低いノイズフロアを達成した。さらに，Au錘3軸加速度センサの基礎検討も実施した。上記成果は，原著論文2件，国際学会（一般8件，招待2件）や国内学会（一般19件，招待1件）で発表した。
（２）ナノ結晶化によるAu／Au合金構造体の機械強度向上：降伏強度1GPaを超えるAu合金材料の開発に成功した。これは金合金材料の世界最高値である。本Au／Au合金構造体は，MEMS材料に広く利用されているSiに匹敵する機械強度を有する。さらに，MEMS作製プロセスへの適用検討，形状安定性評価，長期繰返し振動による疲労特性評価，そして温特評価をAu／Au合金カンチレバーを用いて実施した。その結果，Au／Au合金材料のMEMSデバイス応用の見通しを得た。上記の成果は，原著論文6件，国際学会（一般22件，招待2件）や国内学会（一般6件），書籍1件で発表した。
意義・重要性：従来技術で実現困難なナノG検出法について，金合金を用いる新たな手法を提案し，原理検証に成功した。以上より，本研究目標「ナノG領域を計測可能な超高感度・超小型慣性検出デバイスの基盤技術開拓」を達成した。これにより期待される将来展開は，例えば，ヒト・モノのあらゆる慣性現象の解明を目的とした新たな学問領域「ナノG エレクトロニクス」の創出である。
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Research Products
(71 results)
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[Presentation] Temperature Characteristics of MEMS Inertial Sensor Fabricated by Gold Multi-Layer Metal Technology2018
Author(s)
Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Teruaki Safu, Shin-ichi Iida, Takuma Suzuki, Chun-Yi Chen, Tso-Fu Mark Chang, Hiroyuki Ito, Shiro Dosho, Noboru Ishihara, Masato Sone, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu
Organizer
13th Annual IEEE International Conference on Nano-Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE NEMS 2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] 積層メタル技術を用いたMEMS慣性センサの封止環境における温度依存性2018
Author(s)
小西 敏文, 山根 大輔, 佐布 晃昭, 陳 君怡, Chang Tso-Fu Mark, 伊藤 浩之, 道正 志郎, 石原 昇, 曽根 正人, 町田 克之, 益 一哉, 飯田 慎一
Organizer
第64回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] 単一Au錘3軸差動MEMS加速度センサの検討2018
Author(s)
新島 宏文, 乙部 翔太, 高安 基大, 山根 大輔, 伊藤 浩之, 佐布 晃昭, 小西 敏文, 道正 志郎, 飯田 慎一, 石原 昇, 町田 克之, 益 一哉
Organizer
平成30年電気学会全国大会
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[Presentation] 傾斜を用いた1mG MEMS加速度センサの分解能評価の検討2018
Author(s)
高安 基大, 古賀 達也, 辻 一平, 伊藤 浩之, 山根 大輔, 道正 志郎, 小西 敏文, 飯田 慎一, 石原 昇, 町田 克之, 益 一哉
Organizer
平成30年電気学会全国大会
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[Presentation] Temperature Dependence on Package Sealing Ambient of MEMS Sensor Fabricated by Gold Electroplating2017
Author(s)
Toshifumi Konishi, Daisuke Yamane, Teruaki Safu, Chun-Yi Chen, Tso-Fu Mark Chang, Hiroyuki Ito, Shiro Dosho, Noboru Ishihara, Masato Sone, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu, Shinichi Iida
Organizer
The 30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2017)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Long-Term Vibration Characteristics of MEMS Inertial Sensors by Multi-Layer Metal Technology2017
Author(s)
Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Teruaki Safu, Koichiro Tachibana, Minami Teranishi, Chun-Yi Chen, Tso-Fu Mark Chang, Masato Sone, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu
Organizer
The 19th Int. Conf. on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2017)
Int'l Joint Research
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[Book] Advances in Microelectronics: Reviews, Vol. 1, "Fabrication and Characterization of High Strength Electrodeposited Gold toward High-Sensitive MEMS Inertial Sensors"2018
Author(s)
Tso-Fu Mark Chang, Chun-Yi Chen, Hao-Chun Tang, Masaharu Yoshiba, Takashi Nagoshi, Daisuke Yamane, Katsuyuki Machida, Kazuya Masu, Masato Sone
Total Pages
534
Publisher
IFSA Publishing
ISBN
9788469786338
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