2012 Fiscal Year Annual Research Report
異種機能素子統合設計技術と人体行動予知システム用チップの研究
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23360149
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
町田 克之 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 連携教授 (90597676)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 異種機能集積 / 統合設計 / CMOS-MEMS / 加速度センサ / センサ回路 / 人体検知 / CMOS / MEMS |
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| Research Abstract |
２年目は、立ち上げた統合設計技術の体系的に抽出すると共に、マルチフィジックス理工学の基盤構築を図るために、LSIとMEMSを同時にシミュレーションできる設計手法をさらに展開し、レイアウトまで可能な設計技術を構築した。さらに、センサの試作結果の評価を行った。以下に具体的に箇条書きで示す。（１）LSI回路シミュレータ上でMEMS構造体がシミュレーションした後、マスクレイアウト設計環境を構築した。LSI設計レイアウト時にMEMSのレイアウトも世界で初めて可能にした。（２）試作したMEMS加速度センサの評価を実施し、設計値と実測値が一致することを確認した。1年目に提案した設計手法の妥当性を確認した。（３）統合設計技術に適した加速度センサの等価回路モデルを提案した。本モデルを用い試作したMEMS素子の評価結果とシミュレーションの比較を実施し、シミュレーションにより加速度センサの挙動を表現できることを確認した。その結果、等価回路モデルの妥当性を確認した。（４）エネルギーハーベストデバイスのモデル化の検討を実施した。次期試作の準備を行った。（５）アレイ型加速度センサのチップ評価を行った。加速度範囲として、１．７Gから２０Gまでの加速度検出を確認した。（６）加速度センサに関して１．０G以下の低Gデバイスおよび多軸デバイスの設計試作を実施した（７）1年目に立ち上げた加速度センサの測定系の向上対策を行った。多軸化した加速度センサへの測定を可能にした。（８）1年目に試作した0.35μmBiCMOSLSIセンサ回路およびVCO回路の基本回路評価を実施し、動作を確認した。（９）CMOS回路上に加速度センサを含めたMEMS素子の試作を実施した。チップの実現に見通しを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理由として、以下の４つが実現できたことが挙げられる。①統合設計技術が進展していること、②加速度センサの設計・試作が順調に進化していること、③測定環境が整ってきたこと、④CMOSLSI上にMEMS素子を形成できたこと、である。これらの結果により次年度以降に次のステップに進展できると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終的なゴールの一つであるエネルギーハーベスト技術に着手した。モデル化を推進し、設計可能な状況を世界で初めて構築した。加速度センサを含め新しいデバイスの構築に向けた取り組みを開始できるとこまで到達した。加速度センサ、エネルギーハーベストデバイスだけでなく他のMEMSデバイスへの展開も視野に入れ、基本的なMEMS設計とLSI との融合の課題についても着手していく。最終的に、統合設計技術の確立と集積化CMOS-MEMSチップの実現をめざし、基盤技術の構築を推進していきたい。
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