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革新的集積技術で実現される超小型完全自律式プログラマブルマターの研究

Research Project

Project/Area Number 18J10240
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

宇佐美 尚人  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
KeywordsMEMS / マイクロロボット / SCFD / 無線電力伝送 / 超臨界流体成膜 / 静電アクチュエータ
Outline of Annual Research Achievements

無線電力伝送に用いるシリコン埋込み型配線を用いたインダクタの実現にむけて、超臨界流体薄膜堆積法(SCFD)によって形成された銅薄膜を種層とする電解めっきによるトレンチ埋め込みプロセスの研究を行った。トレンチ埋め込みを実現するにあたってまず、高信頼な銅種層の条件を探求した。超臨界流体薄膜堆積法の下地、温度依存性について研究を行った。結果として、導電性膜のうち、高アスペクト比な構造へ成膜可能なものを探求することにつながり、銅薄膜に対して高密着なRu薄膜の採用に至った。Ru下地を用いてSCFDによって形成された銅薄膜を種層とする電解めっきによるトレンチ埋め込みプロセスが可能であることを示した。このプロセスの信頼性を上げるべく、SCFDで成膜された銅薄膜の応力測定手法を提案した。応力は薄膜の密着性を大きく左右するため、これを管理することで電解めっきによる埋め込みプロセスの歩留まりを向上させることができる。以上の道具立てによって、シリコン埋込み型配線を用いたインダクタの実現に必要なテクノロジーが揃うに至った。
また、Programmable matterに不可欠な静電脱着アクチュエータについて研究を行った。三次元に動作するProgrammable matter の実現に当たっては、数mmサイズの立体構造上に、微細な電極パターンをもつ配線が必要になる。これを実現するにあたって、3Dプリントされた単位ロボットcatomの殻にフレキシブルなデバイスを巻き付けることで三次元的に静電脱着アクチュエータを配置する手法を探求した。具体的にはフレキシブル電極の作製手法を確立するとともに、この静電脱着機構の評価を行った。以上の通り、本年度はProgrammable matterの実現に必要な基礎技術の確立に努めたことで、Programmable matterのコンセプトを実証する準備が整った。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] FEMTO-ST Institute(フランス)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Michigan(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] CNRS(フランス)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Area-selective Cu Film Growth on TiN and SiO<sub>2</sub> by Supercritical Fluid Deposition2020

    • Author(s)
      Usami Naoto、Ota Etsuko、Higo Akio、Momose Takeshi、Mita Yoshio
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 140 Issue: 1 Pages: 31-36

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.140.31

    • NAID

      130007779002

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • Year and Date
      2020-01-01
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Pretreatment on Adhesion Quality of Supercritical-fluid-deposited Cu Film on Si2019

    • Author(s)
      Usami Naoto、Ota Etsuko、Momose Takeshi、Higo Akio、Mita Yoshio
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 31 Issue: 8 Pages: 2481

    • DOI

      10.18494/SAM.2019.2316

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • Year and Date
      2019-08-19
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Device for Localized Measurement of Small Particles with Electrode-Integrated Small Pores2019

    • Author(s)
      Takeshiro Yudai、Usami Naoto、Okamoto Yuki、Takada Takeaki、Higo Akio、Ikeno Rimon、Washizu Nobuei、Asada Kunihiro、Mita Yoshio
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 139 Issue: 8 Pages: 271-276

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.139.271

    • NAID

      130007686521

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • Year and Date
      2019-08-01
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of PbS QD/Silicon Hybrid Infrared Photodiode for LSI Platform2018

    • Author(s)
      Higo Akio、Mita Yoshio、Wang Haibin、Kubo Takaya、Segawa Hiroshi、Usami Naoto、Okamoto Yuki、Yamada Kentaro、Takeshiro Yudai、Sugiyama Masakazu
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 138 Issue: 7 Pages: 307-311

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.138.307

    • NAID

      130007386998

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • Year and Date
      2018-07-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microscale ultrahigh-frequency resonant wireless powering for capacitive and resistive MEMS actuators2018

    • Author(s)
      Mita Yoshio、Sakamoto Naoyuki、Usami Naoto、Frapp? Antoine、Higo Akio、Stefanelli Bruno、Shiomi Hidehisa、Bourgeois Julien、Kaiser Andreas
    • Journal Title

      Sensors and Actuators A: Physical

      Volume: 275 Pages: 75-87

    • DOI

      10.1016/j.sna.2018.03.020

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Drop-in test structure chip to visualize residual stress of Cu supercritical-fluids-deposition (SCFD)2020

    • Author(s)
      Naoto Usami, Etsuko Ohta, Akio Higo, Takeshi Momose and Yoshio Mita
    • Organizer
      IEEE Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS 2020)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Doughnut test structure to evaluate ZnO/Si heterostructure to improve efficiency of PbS-QD/ZnO/Si hybrid infrared photodiode2020

    • Author(s)
      Norihiro Miyazawa, Naoto Usami, Haibin Wang, Takaya Kubo, Akio Higo and Yoshio Mita
    • Organizer
      IEEE Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS 2020)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高アスペクト比深掘りトレンチの均一な電解めっきを可能とする超臨界流体薄膜堆積法で作製された低抵抗銅薄膜種層2019

    • Author(s)
      宇佐美尚人, 太田悦子, 肥後昭男, 百瀬健, 三田吉郎
    • Organizer
      センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ソフトマイクロアクチュエータを目指すP(VDF-TrFE)圧電薄膜加工2019

    • Author(s)
      山口 龍太郎, 宇佐美尚人, 松下裕司, 吉村武, 肥後昭男, 三田吉郎
    • Organizer
      センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロモジュラーロボットに向けたサブミリメートルスケール静電着脱機構の検証2019

    • Author(s)
      三角啓,宇佐美尚人,Benoit Piranda, Julien Bourgeois, 肥後昭男, 三田吉郎
    • Organizer
      センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Continuity assessment for supercritical-fluids-deposited (SCFD) Cu film as electroplating seed layer2019

    • Author(s)
      Naoto Usami, Etsuko Ohta, Akio Higo, Takeshi Momose and Yoshio Mita
    • Organizer
      IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Damage assessment structure of test-pad post-processing on CMOS LSIs2019

    • Author(s)
      Yuki Okamoto, Ayako Mizushima, Naoto Usami, Jun Kinoshita, Akio Higo, Yoshio Mita
    • Organizer
      IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-aspect-ratio silicon-embedded nanoscale wiring technology realized by copper super critical fluids deposition on oxide insulation film2018

    • Author(s)
      Naoto Usami, Etsuko Ota, Akio Higo and Yoshio Mita
    • Organizer
      「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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