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2008 Fiscal Year Annual Research Report

シリコンの結晶異方性エッチングモデルと溶液組成イオン効果の研究

Research Project

Project/Area Number 19201026
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

佐藤 一雄  Nagoya University, 工学研究科, 教授 (30262851)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 式田 光宏  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80273291)
木村 康男  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40312673)
Keywordsシリコン / 結晶 / 異方性エッチング / 固液界面 / 不純物イオン / 界面活性剤 / FTIR
Research Abstract

シリコンをTetra Methyl Ammonium Hydroxide(TMAH)水溶液でエッチングするさいに,微量の界面活性剤がエッチング特性,特に,エッチングの異方性を変えてしまう現象について研究した.昨年度までの研究で,エッチレートの結晶方位依存性の変化を把握してきたが,平成20年度は,界面活性剤(Triton X100)がどのようにしてエッチングの異方性を変化するかのメカニズムの一端を解明した.すなわち,この界面活性剤はエッチング中にシリコンの特定の結晶方位に選択的に吸着してエッチング速度を低下させることを,世界ではじめて観測した.吸着の観測には,in-situ FTIR(Fourier Transform Infra-Red)Spectroscopyを用いたが,これは今年度から新たに共同研究者として加わった,東北大の協力に依るところが大きい.
一方,この現象のMEMS加工技術への応用として,任意の曲線パターンを有するシリコン単結晶梁構造を,TMAH水溶液によるウェットプロセスだけで製作できることを見出したので,その基本プロセスを特許出願した.
以上の成果は,学術会議論文12件,学術雑誌論文7件,招待講演3件として公表済み,あるいは発表決定している.

  • Research Products

    (26 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Study of corner compensating structures and fabrication of various shapes of MEMS structures in pure and surfactant added TMAH2009

    • Author(s)
      Prem Pal, K.Sato, M.Shikida, M.A.Gosalvez
    • Journal Title

      Sensors and Actuators A, Physical 154-2

      Pages: 192-203

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suspended Si microstructures over controlled depth micromachined cavities for MEMS based sensing devices2009

    • Author(s)
      Prem Pal, K.Sato
    • Journal Title

      Sensor Letters 7-1

      Pages: 11-16

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Various shapes of silicon freestanding microfluidic channels and microstructures in one step lithography2009

    • Author(s)
      Prem Pal, K.Sato
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering 19-5

      Pages: #055003(11)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      式田光宏(分担執筆)
    • Journal Title

      ドライ・ウエットエッチング技術全集((株)技術情報協会)

      Pages: 159-175

  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      佐藤一雄(分担執筆)
    • Journal Title

      MEMS/NEMS工学全集((株)テクノシステム)

      Pages: 111-115

  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      式田光宏(分担執筆)
    • Journal Title

      MEMS/NEMS工学全集((株)テクノシステム)

      Pages: 313-315, 358-359

  • [Journal Article] Atomistic methods for the simulation of evolving surface2008

    • Author(s)
      M.A.Gosalvez, Y.Xing, K.Sato, R.M.Nieminen
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering 18-5

      Pages: #055029(17)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suspended Si microstructures with rounded concave and sharp convex corners using wafer bonding and wet anisotropic etching2008

    • Author(s)
      Prem Pal, K.Sato, M.Shikida
    • Journal Title

      ECS Transactions 16-8

      Pages: 133-140

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of a Quartz Tuning-Fork Probe with a Sharp Tip for AFM Systems2008

    • Author(s)
      H.Hida, M.Shikida, K.Fukuzawa, S.Murakami, et al.
    • Journal Title

      Sensors and Actuators A, Physical 148-1

      Pages: 311-318

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adsorption of metal impurities on H-terminated Si surfaces and their influence on the wet chemical etching of Si2008

    • Author(s)
      T.Hynninen, A.S.Foster, M.A.Gosalvez, K.Sato, et al.
    • Journal Title

      Journal of Physics : Condensed Matter 20

      Pages: #485005(9)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2008

    • Author(s)
      式田光宏(分担執筆)
    • Journal Title

      薄膜ハンドブック第2版((株)オーム社)

      Pages: 1089-1091

  • [Journal Article]2008

    • Author(s)
      式田光宏(分担執筆)
    • Journal Title

      ウェットエッチングのメカニズムと処理パラメータの最適化(サイエンス&テクノロジー(株))

      Pages: 67-91

  • [Presentation] Anisotropic nature of Si surface during wet alkaline etching ; Effects of cations and surfactants2009

    • Author(s)
      K.Sato, M.Shikida, M.A.Gosalvez, Prem Pal, Y.Kimura
    • Organizer
      The 5th International Colloquium, Micro-Tribology
    • Place of Presentation
      Milowka, Poland
    • Year and Date
      2009-09-20
  • [Presentation] Micro/Nano science uncovering the mysteries of silicon wet etching for the fabrication of MEMS structures(invited)2009

    • Author(s)
      K.Sato, M.Shikida, M.A.Gosalvez, Prem Pal
    • Organizer
      Intl.Conf.on Materials for Advanced Technologies
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2009-06-28
  • [Presentation] Continuous cellular automaton for the simulation of the surface morphology on any silicon orientation Si{HKL} in anisotropic etching2009

    • Author(s)
      Y.Xing, M.A.Gosalvez, K.Sato
    • Organizer
      15th Intl.Conf.on Solid-State Sensors, Actuator and Microsystems(Transducers '09)
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      2009-06-21
  • [Presentation] Surfactant in TMAH for new shapes of silicon MEMS components ; its orientation dependent adsorption detected by infrared spectroscopy2009

    • Author(s)
      Prem.Pal, K.Sato, H.Hida, M.A.Gosalvez, Y.Kimura, et al.
    • Organizer
      15th Intl.Conf.on Solid-State Sensors, Actuator and Microsystems(Transducers '09)
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      2009-06-21
  • [Presentation] Selective removal of micro-corrugation by anisotropic wet etching2009

    • Author(s)
      稲垣徳幸, 佐々木光, 式田光宏, 佐藤一雄
    • Organizer
      15th Intl.Conf.on Solid-State Sensors, Actuator and Microsystems(Transducers '09)
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      2009-06-21
  • [Presentation] Science in MEMS : A Plenty of Room for Multidisciplinary Research(keynote)2009

    • Author(s)
      佐藤一雄
    • Organizer
      JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conf.Micromechatronics for Information and Precision Equipment
    • Place of Presentation
      つくば市 国際会議場
    • Year and Date
      2009-06-17
  • [Presentation] Silicon microfluidic channels and microstructures by one step photolithography2009

    • Author(s)
      Prem Pal, 佐藤一雄
    • Organizer
      Symp.on Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS(DTIP)
    • Place of Presentation
      Rome, Italy
    • Year and Date
      2009-04-01
  • [Presentation] Micromachined sealed cavities by silicon wafer bonding for the formation of microstructures of desired thickness using TMAH etching2008

    • Author(s)
      Prem Pal, 佐藤一雄
    • Organizer
      Intl.Symp.on Micro-NanoMechatronics and Human Science(MHS)
    • Place of Presentation
      名古屋市 名古屋大学
    • Year and Date
      2008-11-06
  • [Presentation] A comparative study of non-ionic surfactants in TMAH for conformal wet anisotropic etching on(100)-Si wafers2008

    • Author(s)
      Prem Pal, 佐藤一雄
    • Organizer
      第25回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      宜野湾市 沖縄コンベンションセンター
    • Year and Date
      2008-10-22
  • [Presentation] Suspended Si microstructures with rounded concave and sharp convex corners using wafer bonding and wet anisotropic etching2008

    • Author(s)
      Prem Pal, 佐藤一雄, 式田光宏
    • Organizer
      PRiME'08 214th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii
    • Year and Date
      2008-10-12
  • [Presentation] MEMSのサイエンス--単結晶シリコンのエッチング特性, 機械特性の新知見(招待講演)2008

    • Author(s)
      佐藤一雄
    • Organizer
      応用物理学会第129回結晶工学分科会研究会
    • Place of Presentation
      京都市 キャンパスプラザ京都
    • Year and Date
      2008-07-02
  • [Presentation] 結晶異方性ウェットエッチングによるスキャロッピングの選択除去に関する研究2008

    • Author(s)
      稲垣徳幸, 佐々木光, Prem Pal, 式田光宏, 佐藤一雄
    • Organizer
      電気学会センサ・マイクロマシン部門研究会
    • Place of Presentation
      仙台市 戦災復興記念館
    • Year and Date
      2008-06-12
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/mems/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] シリコン微細構造体の製造方法及び微細流路デバイスの製造方法2008

    • Inventor(s)
      佐藤一雄, Prem Pal
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学
    • Industrial Property Number
      特願2008-312338
    • Filing Date
      2008-12-08

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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