2019 Fiscal Year Research-status Report
Freestanding sensitive gas sensor with an anodic film
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18K04245
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| Research Institution | Tokyo University of Technology |
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Principal Investigator |
木村 康男 東京工科大学, 工学部, 教授 (40312673)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庭野 道夫 東北福祉大学, 感性福祉研究所, 教授 (20134075)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ガスセンサ / 集積化 / 陽極酸化 / 酸化チタン / ナノチューブ / TNT / ナノ構造 / 酸化物半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、超小型超低消費電力臭覚センサの実現に向けた半導体ガスセンサの集積化技術の確立のため、陽極酸化によって自己組織的にナノホールアレイが形成される酸化チタンナノチューブ(TNT)を用いた自立膜型微小ガスセンサを局所陽極酸化により構築する。本研究を遂行するためには、①作製プロセスの確立、②TNT内壁表面の評価分析及び制御、③ガスセンサの応答特性の評価・分析が必要である。特に、異なる特性を有するマイクロガスセンサーを同一基板内に構築する必要がある。そのためには、陽極酸化等を近傍の他の電極に影響を与えずに個々に行えなければならない。本年度、局所陽極酸化を行ったTiワイヤ近傍のTiワイヤを調査したところ、陽極酸化電圧を印加していないにもかかわらず、陽極酸化されている場合があるということがわかった。そこで、新しい①作製プロセスを検討した。つまり、これまで基板上面に設置していた対極をTiワイヤと同様に基板内に設置することにより、陽極酸化電圧印加の影響を抑制できるかを試みた。その結果、SEMの観察から、同一基板内に対極を配置することにより、近傍のTiワイヤに影響を及ぼさずに局所陽極酸化を行えることがわかった。さらに、その近傍を異なる条件で局所陽極酸化することにより、孔径や周期の異なるTNT膜を形成することができた。この結果は、同一基板上に異なる特性のTNTガスセンサが構築できることを示唆している。今年度は、Tiワイヤのサイズがミリ単位であったため、次年度はマイクロサイズでも抑制可能かを確認し、③の評価・分析を行う。②NT内壁表面の評価分析及び制御については、MIR―IRAS光学系が完成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
①作製プロセスの確立では、貫通孔を有する石英基板の作製プロセスに目処が立ち、リソグラフィによるチタン薄膜のパターニングにも着手している。また、溶液セルを用いないで陽極酸化を行うセルレス陽極酸化を提案し、それによるTi薄膜の陽極酸化にも着手している。また、異なる条件で個別のTiワイヤの陽極酸化が可能であるか確認したところ、これまでの手法では不安定であることがわかったが、対極を統一基板上に設置することで、解決への目処がたった。したがって、①作製プロセスの確立では、概ね予定通りである。一方、②TNT内壁表面の評価分析及び制御では、赤外分光器の移設も完了し、MIR-IRASの光学系を完成させた。今後測定を行っていく予定である。一方、③応答特性の評価・分析では、ガス供給、排気システムを備えた評価装置を今年度までに完成させる予定であったが完成に至っていない。したがって、全体では、(3)やや遅れていると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ガスセンサの基本的な作製プロセスはほぼ確立したと考えているが、研究を推進していくためにはプロセスの歩留まりを高くする必要がある。そのためには、基板の洗浄やプロセスを休止したり再開したりする際の試料の管理が非常に重要である。これらを徹底することにより歩留まりの向上をはかり、マイクロガスセンサーを作製し、それらを評価する。
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| Causes of Carryover |
前年度の繰越金とほぼ同額の次年度への繰越金となった。また、学会発表への参加費用が少なかった。今後は、積極的に学会での発表を行う。生じた次年度使用額は、見込みよりも消費の大きなスパッタ用ターゲットや、フォトマスクの変更が今年度必要となったので、主に物品費(スパッタ用ターゲット130千円×2、フォトマスク14千円×1)に充てる。次年度予算については計画通り、薬品類や溶液セル、フォトマスク、スパッタ用ターゲットなどの消耗品(400千円)、学会参加などのための旅費(350千円)、人件費・謝金(50千円)、その他(100千円)に使用する。
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Research Products
(5 results)
