2009 Fiscal Year Annual Research Report
高温動作・高感度ダイヤモンドマイクロマシン応力センサーの開発
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21760267
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
廖 梅勇 National Institute for Materials Science, センサ材料センター, 主任研究員 (70528950)
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| Keywords | ダイヤモンド / マイクロマシン / 応力センサ / 金属-圧電体-絶縁体-半導体電界効果トランジスタ |
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| Research Abstract |
近年、高温などの過酷な環境において安定して動作する圧力センサーが求められている。既存の金属を用いた圧力センサーやシリコンを用いたマイクロ電気機械システム(MEMS)センサーは、感度が悪い、温度に対して特性が大きく変化する、更に電力消費量が大きいなどの欠点がある。ダイヤモンドは、ワイドバンドギャップであり、高熱伝導率、更には熱的・機械的・化学的にも安定であるため、これらの欠点を克服できる材料であると考えられる。そのために、p型ダイヤモンドを基本とした金属-圧電体-絶縁体-半導体電界効果トランジスタ(MPIS-FET)圧力センサー構造を提案する。
平成21年度では、様々な絶縁体薄膜(A1_2O_3,CaF_2)を用いた、ダイヤモンド基板上に圧電体Pb(Zr_<0.52>,Ti_<0.48>)O_3(PZT)薄膜の成長を実現させた。絶縁体薄膜とPZT結晶成長方向、残留分極電荷の関係を明らかにする.CaF_2上に成長されたPZT薄膜は、(100)優先配向があり、Al_2O_3よりほぼ2倍の極めて大きな残留分極電荷(68μC/cm^2)を持つという優れた特性を有する。また、各成膜の構造およびMPISキャパシタの電気特性の評価、MPIS-FET圧力センサーのデバイス構造最適化を行った。来年、MPIS-FET MEMS圧力センサー応用は開けると期待させる。
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