2018 Fiscal Year Research-status Report
温度補正機能付き高感度高温オイルレス圧力センサの開発
| Project/Area Number |
17K06811
|
|---|
| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
筧 芳治 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (90359406)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 和郎 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, その他部局等, 主幹研究員 (30315163)
小栗 泰造 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, その他部局等, 主幹研究員 (80359413)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | ひずみ抵抗薄膜 / 高温圧力センサ / スパッタリング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
課題1）より大きな変形量（ひずみ量）を有するダイヤフラム構造を得るために、ダイヤフラムの直径サイズ、厚さ、中心部の厚さが薄く外周に向かって厚くなるテーパー構造について、FEMによる解析を行った。その結果、より直径サイズを大きく、より厚さを薄く、さらにテーパー構造においても変形量が増加することを確認した。ここで、実際のダイヤフラム作製時の加工精度の問題から、最も再現性が高いと考えられるより大きい直径サイズを有するダイヤフラムを作製した。次年度において、このダイヤフラムを用いた圧力センサの試作・評価を行う。
課題2）補正用薄膜抵抗材料を大気中で使用する場合、動作温度範囲内で安定かつ比抵抗の温度依存性の傾きが正でより大きいことが必要である。そこで、イオンビームスパッタ装置を用いて、基板温度として室温および500℃でTiNおよびMoSi2の単層膜を作製した。膜厚100nmの各々の単層膜について、大気中における比抵抗の温度依存性を測定した結果、いずれの薄膜も300℃近傍で酸化反応による急激な比抵抗の増加が見られ、400℃での使用が困難であることがわかった。そこで、耐酸化性を改善するためにSiC薄膜を保護層とする積層膜を作製した。その結果、TiN/SiC積層膜は、室温製膜した試料においても良好な正の比抵抗の温度依存性が得られ、センサの作製プロセスとしてリフトオフが使用できる。一方、MoSi2/SiC積層膜は、室温製膜した試料では負の比抵抗の温度依存性を示した。しかし、500℃で製膜した試料において良好な正の比抵抗の温度依存性が得られ、TiN/SiC積層膜よりも大きな傾きが得られることを確認した。MoSi2/SiC積層膜の場合、センサの作製プロセスとしてエッチングが使用できる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
課題1）より大きな変形量を有するダイヤフラム構造を得るために、種々の構造についてFEMによる解析を行った結果、より直径サイズを大きく、より厚さを薄く、さらにテーパー構造においても変形量が増加することを確認した。また、この結果を基にして、より直径の大きなダイヤフラムを作製した。
課題2）補正用薄膜抵抗材料として、耐熱材料であるTiNおよびMoSi2薄膜について検討した結果、両薄膜材料とも耐酸化性を改善するためにSiC薄膜を保護層として用いることで、大気中においても良好な正の比抵抗の温度依存性を示すことを確認した。
以上の結果より、研究はおおむね順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度の課題についてはほぼ完了した。平成31年度は、平成29および30年度に得られた結果を基にして、圧力センサの試作および評価を行い、目標値である0.90MPa印加時の出力電圧として10mV以上を目指す。
|
| Causes of Carryover |
物品費購入時の見積金額に差金が生じたため。差金分については、平成31年度に物品費として使用予定。
|
