Fatigue Lifetime of Micro Mirror on High Torsional Stress and Elucidation of Accelerated Fatigue Phenomena

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K03836
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 泉 隼人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90578337)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: シリコン / 疲労破壊 / MEMSミラー / 有限要素法解析 / 透過電子顕微鏡

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、シリコンMEMSの疲労加速現象を実験的に明らかにするため、圧電駆動によって動作するマイクロミラーを設計・製作し、TEM（透過型電子顕微鏡）でマイクロミラーの疲労過程を直接観察することを目的とする。TEM観察を行う際、既存のステージではデバイスの設置や観察に対応していないため、本デバイスに対応した真鍮製(非磁性)の専用ステージを設計・試作し、観察ホルダへの設置やダミー試験片の固定について確認した。また有限要素法ソフトウェア（ABAQUS）を用いてマイクロミラーの振動特性や応力について解析を行い、これに基づいてマイクロミラーを試作するために必要なSOI（silicon on insulator、ミラーを製作するデバイス層とこれを保持する支持層とを酸化膜を挟んで接合した特殊な構造のウエハ）ウエハを選定した。前年度、シリコンの疲労損傷を可視化するためのEBIC(電子線誘起電流法)の予備実験を鑑みて、これをマイクロミラーに実装するための製作プロセスについて検討を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当初計画では、マイクロミラーの試作を開始し、疲労過程の観察実験を実施する予定であったが、pn接合をミラーデバイスに実装する必要性が生じたことや、新型コロナウィルス感染拡大防止措置による学外への移動や外部施設の利用の規制など、研究活動の制約が発生したことで、デバイスの製作や実験に着手するに至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウィルス感染拡大防止措置により、デバイスの試作を中断せざるえない事態となった。このため、補助事業期間延長の制度を利用して研究期間を1年間延長し、計画を遂行するために必要な時間を確保して成果を得ることを目指す。

Causes of Carryover

コロナ禍の影響により研究活動の規制や外部機関でのデバイスの試作や観察実験が困難になったため。