2005 Fiscal Year Annual Research Report
超精密マイクロ金型による高機能光・バイオ部品の実現
| Project/Area Number |
16310100
|
|---|
| Research Institution | Kagawa University |
|---|
Principal Investigator |
大平 文和 香川大学, 工学部, 教授 (80325315)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三原 豊 香川大学, 工学部, 教授 (50314901)
橋口 原 香川大学, 工学部, 教授 (70314903)
石丸 伊知郎 香川大学, 工学部, 助教授 (70325322)
小川 一文 香川大学, 工学部, 教授 (60346632)
吉村 英徳 香川大学, 工学部, 助教授 (30314412)
|
|---|
| Keywords | 精密金型 / マイクロマシン / フォトリソ技術 / 光部品 / 光導波 / バイオデバイス / ナノテクノロジー / 成形技術 |
|---|
| Research Abstract |
1.超精密マイクロ金型の実現
(1)光導波路および光部品用金型
これまで蓄積したシリコンの微細加工技術やメッキ技術等によりニッケルおよび銅の金型を製作した。今回は対象として高機能導波路とし、AWG(Array Waveguide Grating)の実現を目指した金型製作法を検討した。5ミクロンの矩形形状の形成、表面粗さの低減を図り、ニッケルメッキにより金型を製作した。また他の光部品として半導体レーザ用非球面レンズをとりあげ、その形状形成法を研究した。このレンズ製作には、撥水効果を利用したレンズ形状のパターニング法を検討した。その結果、パターン寸法と形状の工夫、また紫外線硬化剤の滴下量の制御により、所定の非球面レンズ形状を形成できることを確認した。これを母型として銅メッキを行いレンズ用金型を製作した。
(2)バイオチップ用金型
フォトリソ技術による円柱形成とポリシリコン堆積と酸化の繰り返しによる微細間隙シリコンピラーの形成を行なった。その結果、サブミクロンギャップの形成を実現した。これにニッケルメッキして微細金型を試作した。
(3)Ti合金を材料とする超塑性加工により精密金型の実現を検討した。中間薄膜や転写条件の影響を把握するための実験を行い、適正条件の把握を行なった。現状ではまだ歩留まりが十分でなく今後適正条件を検討する。
2.光・バイオ部品の実現
(1)光導波路、および光部品
AWGデバイスについては、ニッケルメッキした金型を用いて、紫外線硬化剤の流入により矩形のコア部とその周辺のクラッド部を形成しAWGを試作した。本デバイスの光学特性を評価した結果、波長分波の可能性があることを示した。現状では損失が大きく波長分波特性もまだ十分でないので、特性改善法を検討する。また、非球面レンズについては、紫外線硬化剤等の液体の表面張力で所定の形状を形成し銅メッキを施して金型とした。これを用いた紫外線硬化剤を成形することにより所定のレンズ形状を製作できた。本レンズの光学特性につき評価する予定である。
(2)バイオチップ
超精密金型を用いた微細部への転写のため、剥離(離型)材料として有機超薄膜の撥水効果を利用した離型方法が有効であることを確認した。また、ナノインプリント装置を導入して、これらを用いて微細構造を有するバイオデバイスの転写法を検討した。その結果、アスペクト比1程度の微細構造については十分転写できることが分かった。今後、サブミクロン寸法で高アスペクト比の形状の転写技術の検討を行なう。
|
