導電性ソフトマテリアルを用いた長寿命・高信頼性RF-MEMSスイッチの研究

• 研究課題/領域番号: 22710119
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 吉田 慎哉 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (30509691)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: MEMS / RF-スイッチ / 導電性高分子 / RF-MEMS / 化学気相堆積 / 圧電アクチュエータ / 分子層堆積 / 走査型プローブ顕微鏡 / MEMSスイッチ

研究概要

本研究では、導電性ソフトマテリアルの柔軟性や機械特性を調査し、RF-MEMSスイッチの接点部への応用可能性を検討した。また、エッチングダメージを受けた単結晶シリコンの破壊強度の向上化技術の開発を試みた。研究の結果、導電性高分子であるポリアニリン薄膜は、ヤング率約5GPaの柔軟性を有しており、金属との凝着力も少ないことが実証された。また、適切な条件下での水素アニール処理によって、エッチングによってシリコン構造体表面に形成された凹凸部は、容易に平滑化できることが実証された。

研究成果

• [雑誌論文] Conformal coating of poly-glycidyl methacrylate as lithographic polymer via initiated chemical vapor deposition (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, Tatsuya Kobayashi, Masafumi Kumano, Masayoshi Esashi
  • 雑誌名: Journal of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox active polymers with phenothiazine moieties for nanoscale patterning via conductive scanning force microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Ali A. Golriz, Tassilo Kaule, Jeannine Heller, Maria B. Untch, Philipp Schattling, Patrick Theato, Masaya Toda, Shinya Yoshida, Takahito Ono, Hans-Jurgen Butt, Jochen Stefan Gutmann and Rudiger Berger
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 3(12) ページ: 5049-5058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local electrical modification of a conductivity-switching polyimide film formed by molecular layer deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, Takahito Ono and Masayoshi Esashi
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 22 ページ: 335302-335302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Etching Technology Using Ozone for Chemically Stable Polymer in MEMS (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yanagida, Shinya Yoshida, Masayoshi Esashi, Shuji Tanaka
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 巻: 131(3) ページ: 122-127
  • NAID: 10027805324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local electrical modification of a conductivity-switching polyimide film formed by molecular layer deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, Takahito Ono, Masayoshi Esashi
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 22 ページ: 335302-335302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Etching Technology Using Ozone for Chemically Stable Polymer in MEMS. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yanagida, Shinya Yoshida, Masayoshi Esashi, Shuji Tanaka
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 巻: 131 ページ: 122-127
  • NAID: 10027805324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition of conductivity-switching polyimide film by molecular layer deposition and electrical modification using scanning probe microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, Takahito Ono, Masayoshi Esashi
  • 雑誌名: Micro & Nano Letters 巻: 5(5) ページ: 321-323
  • 査読あり
• [学会発表] MEMS用難除去性高分子材料の高速除去のための蒸気オゾンエッチング装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原島卓也, 吉田慎哉, 江刺正喜, 田中秀治
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第47期総会・講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-03-13
• [学会発表] MEMS用難除去性高分子材料の高速除去のための蒸気オゾンエッチング装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原島卓也, 吉田慎哉, 江刺正喜, 田中秀治
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第47期総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-03-13
• [学会発表] 複合酸化物と貴金属のための多元系原子層堆積装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊野勝文, 西野仁, 吉田慎哉, 田中秀治, 江刺正喜
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 水素アニール処理のシリコンの破壊強度に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽鹿亮, 吉田慎哉, 牧志渉, 金森義明, 江刺正喜
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Fabrication of High-aspect-ratio PZT Structure by Nanocomposite Sol-gel Method for Laterally-driven Piezoelectric MEMS Switch (2012)
  • 著者名/発表者名: Nan WANG, Shinya YOSHIDA, Masafumi KUMANO, Yusuke KAWAI and Masayoshi ESASHI
  • 学会等名: 7th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems IEEE-NEMS 2012
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Conformal Coating of Lithographic Polymer on 3D Structure via Initiated Chemical Vapor Deposition for MEMS fabrication (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, Tatsuya Kobayashi, Masafumi Kumano, and Masayoshi Esashi
  • 学会等名: The 2012 WPI-AIMR Annual Workshop
  • 発表場所: Sendai
• [学会発表] Fabrication of High-aspect-ratio PZT Structure by Nanocomposite Sol-gel Method for Laterally-driven Piezoelectric MEMS Switch (2012)
  • 著者名/発表者名: Nan Wang, Shinya Yoshida, Masafumi Kumano, Yusuke Kawai, Masayoshi Esashi
  • 学会等名: NEMS 2012
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 水素アニール処理のシリコンの破壊強度に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽鹿亮, 吉田慎哉, 牧志渉, 金森義明, 江刺正喜
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Electrical modification on a conductivity-switching polyimide film formed by molecular layer deposition using scanning Probe microscope (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida
  • 学会等名: The 2011 WPI-AIMR Annual Workshop
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-02-22
• [学会発表] 面内方向駆動型圧電MEMSスイッチのためのSi 鋳型を用いた高アスペクト比PZT構造体の作製法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 王楠, 吉田慎哉, 熊野勝文, 江刺正喜
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] CONFORMAL COATING OF POLY(GLYCIDYL METHACRYLATE)AS A LITHOGRAPHIC POLYMER BY INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION. (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshida, T. Kobayashi, M. Kumano, and M. Esashi
  • 学会等名: The 16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, Transducers' 11
  • 発表場所: 中国, 北京
• [学会発表] Electrical modification on a conductivity-switching polyimide film formed by molecular layer deposition using scanning probe microscope (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, Takahito Ono and Masayoshi Esashi
  • 学会等名: The 2011 WPI-AIMR Annual Workshop
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] CONFORMAL COATING OF POLY(GLYCIDYL METHACRYLATE) AS A LITHOGRAPHIC POLYMER BY INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Yoshida, T.Kobayashi, M.Kumano, M.Esashi
  • 学会等名: The 16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, Transducers'11
  • 発表場所: 中国、北京
• [学会発表] 面内方向駆動型圧電MEMSスイッチのためのSi鋳型を用いた高アスペクト比PZT構造体の作製法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 王楠, 吉田慎哉, 熊野勝文, 江刺正喜
  • 学会等名: 日本機械学会第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Deposition of a conductivity-switching polyimide film by molecular layer deposition and electrical modification using scanning probe microscope. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida
  • 学会等名: The 36th international conference on Micro & Nano Engineering
  • 発表場所: イタリア、ジェノバ
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Investigation of Frictional and Elastic Properties of a Conductive Polymer Brush by Atomic Force Microscopy for MEMS Probe-Based Data Storage System. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida
  • 学会等名: 5th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro-Nano Technology (APCOT2010)
  • 発表場所: オーストラリア、パース
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] MEMS用難除去高分子材料のオゾンエッチング (2010)
  • 著者名/発表者名: 柳田秀彰, 吉田慎哉, 江刺正喜, 田中秀治
  • 学会等名: 第27回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 島根
• [学会発表] Deposition of a conductivity-switching polyimide film by molecular layer deposition and electrical modification using scanning probe microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, Takahito Ono, Masayoshi Esashi
  • 学会等名: The 36th International Conference on Micro & Nano Engineering
  • 発表場所: イタリア, ジェノバ
• [学会発表] Investigation of Frictional and Elastic Properties of a Conductive Polymer Brush by Atomic Force Microscopy for MEMS Probe-Based Data Storage System (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yoshida, So Fujinami and Masayoshi Esashi
  • 学会等名: 5th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro-Nano Technology (APCOT2010)
  • 発表場所: オーストラリア, パース