2018 Fiscal Year Annual Research Report
Smart production technologies for flexible, tough and functional MEMS using functional metal materials
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16H03840
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
安部 隆 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00333857)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | タフMEMS / 特殊金属 / DRIE |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、前年度までに実施したチタン、チタン合金の微細加工装置・作製技術の開発成果、耐久試験の成果（加工損傷の影響を受けにくい）をもとに、実際に、カンチレバーまたはダイヤフラムの基本構造を有するタフなセンサ・マイクロマシン（MEMS)の試作研究を実施し、センサ・デバイス作製のための作製工程の検証を行った。当該分野では、シリコンMEMSの先行例があるが、チタン、チタン合金は、研究例が少なく、作製工程の一工程ごとに新たな課題が発見されその解決が求められた。特に、陽極接合と絶縁処理の工程の確立は困難であった。
まず、接合工程では接合力が弱く剥離する現象が見られた。前例となるシリコンとパイレックスガラス間の陽極接合では、両材料間の熱膨張係数の一致と表面粗さの低減が重要であると知られている。チタン、チタン合金とガラスの場合では、熱膨張係数が一致するソーダーガラスを使用し、チタン、チタン合金の表面粗さを10 nm以下にし陽極接合を実施したが接合不良が発生した。その原因について、接合面の観察から、うねりや平坦度が関与していることを突き止め、平坦度を改善したウェハを使用し接合することに成功した。
次の課題の絶縁工程では、酸化膜皮膜にクラックや穴が開く現象が見られた。これは、処理工程で500度近い温度で熱処理するために、熱膨張係数の違いが原因として考えられ、熱膨張係数の近いアルミナを使用することで改善することができた。さらに、処理工程を複数回にすることで、ほぼ完全に絶縁することに成功した。
以上に述べたように、研究期間内に課題を解決することができたが、成果発表や研究展開はこれからの段階であり、実績は不十分なままで研究期間を終えた。しかし、本研究支援により、タフなMEMSの基本となる加工・接合・堆積の全工程で作製技術を確保するなど基盤技術の確立に成功し、次の展開への準備を完了することができた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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