2021 Fiscal Year Final Research Report

Development of MEMS Self-Destruction Design Technology for Secure IoT Devices

Research Project

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Project/Area Number	19K05232
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
Research Institution	Ritsumeikan University (2020-2021) Tokyo Institute of Technology (2019)
Principal Investigator	Yamane Daisuke 立命館大学, 理工学部, 准教授 (70634096)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	MEMS / 合金 / 可動配線 / 電解めっき / IoT / 自壊 / セキュア
Outline of Final Research Achievements	The target Ni-based alloy micro-interconnections were fabricated by MEMS (micro-electro-mechanical systems) technology using electroplating. In addition, conditions for dry etching to remove the sacrificial layer were found to create movable structures of the alloy interconnections for self-destructive devices. To construct equivalent circuit models of MEMS self-destructive devices, we created equivalent circuit models of movable electrodes in a SPICE-based circuit simulator. Based on the findings of this study, a new device using plated metal micro-movable structures, an electrostatic MEMS vibration energy harvester without charging processes and its equivalent circuit model were developed.
Free Research Field	ナノマイクロシステム
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	学術的意義：本課題では、MEMS自壊素子について世界に先駆けて研究を着手した。研究期間内には、デバイス試作・設計環境構築、および、MEMS自壊素子に関する特許申請も行い、今後の研究展開の基盤技術を構築した。また、水平展開として、これまで未到であったMEMS環境振動発電素子と電子回路をワンチップ化の見通しを得た。社会的意義：電解めっきを用いたMEMSデバイスと電子回路の集積化について、センサやアクチュエータに加えて発電素子も集積できる新たな応用技術の可能性を示すことができた。これは、小型センサの数が莫大に増加している昨今、小型無線IoTセンサの電源供給問題の解決に向けた技術進歩である。