高耐圧化ＣＭＯＳ回路のＭＥＭＳ集積で創るエネルギー自立型分散水上走行素子

• 研究課題/領域番号: 23686053
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三田 吉郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40323472)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 27,300千円 (直接経費: 21,000千円、間接経費: 6,300千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2012年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: マイクロマシン / CMOS-MEMS / VLSI / ポストプロセス / オンチップ太陽電池 / 自律分散システム / ＣＭＯＳ－ＭＥＭＳ / ＶＬＳＩ / MEMS / 自律分散 / 太陽電池

研究成果の概要

水上走行する小型の昆虫類に着想を得て、環境から電気エネルギーを収集する回路によって動力を得て水上移動できる、エネルギー自立型の超小型アクチュエータ素子を試作し、整列順序入れ替えなどの協調動作を行なうトップダウン研究を通じて、自律分散マイクロシステム研究分野に基本素子が自走し組換え可能という新規概念を提供すると共に、集積化マイクロシステム（ＭＥＭＳ）向け集積回路（ＶＬＳＩ）ポストプロセス加工技術の新たな展開に資するボトムアップ的な革新的成果、特にシリコンの物理限界を超える高電圧を発生する集積化太陽電池を実現し、信号とエネルギーとを光の波長に乗せて電送しＭＥＭＳを駆動する無線制御方式を実証できた。

研究成果

• [国際共同研究] FEMTO-ST/CNRS/IEMN/CNRS/GREYC/CNRS(フランス)
• [雑誌論文] Discharging-phototransistor-integrated high-voltage Si photovoltaic cells for fast driving demonstration of an electrostatic MEMS actuator by wavelength modulation (2016)
  • 著者名/発表者名: Isao Mori, Eric Lebrasseur and Yoshio Mita
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 4S ページ: 04EF12-04EF12
  • DOI: 10.7567/jjap.55.04ef12
  • NAID: 210000146335
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of zeolite-trench-embedded microcantilevers with CMOS strain gauge for integrated gas sensor applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Shu Inoue, Matthieu Denoual, Hussein Awala, Julien Grand, Sveltana Mintova, Agnes Tixier-Mita and Yoshio Mita
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 4S ページ: 04EF14-04EF14
  • DOI: 10.7567/jjap.55.04ef14
  • NAID: 210000146337
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On-chip High-voltage Silicon Photovoltaic Cell Array Made by a CMOS Post-processed Device Isolation Method for Driving a MEMS Actuator in a Remote Manner (2016)
  • 著者名/発表者名: Isao Mori, Eric Lebrasseur, Masanori Kubota and Yoshio Mita
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｅ（センサ・マイクロマシン部門誌） 巻: 136 号: 2 ページ: 24-30
  • DOI: 10.1541/ieejsmas.136.24
  • NAID: 130005122064
  • ISSN: 1341-8939, 1347-5525
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Nearest Neighbor Classifier Employing Critical Boundary Vectors for Efficient On-Chip Template Reduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Wenjun Xia, Yoshio Mita, Tadashi Shibata
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems 巻: 27 号: 5 ページ: 1094-1107
  • DOI: 10.1109/tnnls.2015.2437901
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A heat balanced sigma-delta uncooled bolometer (2014)
  • 著者名/発表者名: M Denoual, D Brouard, A Veith, O De Sagazan, M Pouliquen, P Attia, E Lebrasseur, Y Mita and G Allegre
  • 雑誌名: Meas. Sci. Technol. 巻: 25 号: 6 ページ: 065101-065101
  • DOI: 10.1088/0957-0233/25/6/065101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Independent light-trapping cavity for ultra-sensitive plasmonic sensing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.-L. Ho, L.-C. Huang, E. Lebrasseur, Y. Mita, and J.-J. Delaunay
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 6 ページ: 061112-061112
  • DOI: 10.1063/1.4893275
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Power-Regulated Thermal Actuator Based on UV-Patterned Polyimides for a Ciliary Motion System (2013)
  • 著者名/発表者名: Julien Malapert, Satoshi Morishita, Manabu Ataka, Hiroyuki Fujita, Dominique Collard and Yoshio Mita
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｅ（センサ・マイクロマシン部門誌） 巻: 133 号: 3 ページ: 77-84
  • DOI: 10.1541/ieejsmas.133.77
  • NAID: 10031155389
  • ISSN: 1341-8939, 1347-5525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon sub-micron-gap deep trench Pirani vacuum gauge for operation at atmospheric pressure (2011)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kubota, Yoshio Mita, and Masakazu Sugiyama
  • 雑誌名: J. Micromech. Microeng. 巻: 21 号: 4 ページ: 45034-45034
  • DOI: 10.1088/0960-1317/21/4/045034
  • 査読あり
• [学会発表] An End-point Visualization Test Structure for All Plasma Dry Release of Deep-RIE MEMS (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Okamoto, Eric Lebrasseur, Isao Mori, and Yoshio Mita
  • 学会等名: IEEE 2016 International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)
  • 発表場所: メルパルク横浜,神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-03-28
  • 国際学会
• [学会発表] Microfabricated test structures for thermal resonant gas sensor (2016)
  • 著者名/発表者名: Matthieu Denoual, M. Pouliquen, Julien Grand, Hussein Awala, Sveltana Mintova, O. de Sagazan, Shu Inoue, Agnes Tixier-Mita, Yoshio Mita, and D. Robbes
  • 学会等名: IEEE 2016 International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)
  • 発表場所: メルパルク横浜,神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-03-28
  • 国際学会
• [学会発表] Zeolite-trench-embedded micro cantilevers for CMOS strain-gauge integrated gas sensors (2015)
  • 著者名/発表者名: Shu Inoue, Ryota Setoguchi, Matthieu Denoual, Sveltana Mintova, and Yoshio Mita
  • 学会等名: The 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター,北海道札幌市
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] Discharging-Phototransistor-Integrated High-Voltage Si Photovoltaic Cells for Fast Driving of an Electrostatic MEMS Actuator byWavelength Modulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Isao Mori and Yoshio Mita
  • 学会等名: The 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター,北海道札幌市
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] Wireless Drive of A Mems Ciliary Motion Actuator via Coupled Magnetic Resonances using Micro Inductors (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Sakamoto, Antoine Frappe, Bruno Stefanelli, Andreas Kaiser and Yoshio Mita
  • 学会等名: The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
  • 発表場所: Anchorage, USA
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] A Strain-Sensor-Integrated Test Bed for Electro Mechanical Characterization of VLSI Probe (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Setoguchi, Eric Lebrasseur, Masanori Kubota, and Yoshio Mita
  • 学会等名: Symposium on Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS (DTIP)
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2015-04-27
  • 国際学会
• [学会発表] UTokyo VDEC’s CMOS-MEMS Technology via Nanotechnology Platform for Prospective Integrated Magnetic Sensor (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Mita, Eric Lebrasseur, Tomoki Sawamura, Naoko Kondo, and Kunihiro Asada
  • 学会等名: 20th IMEKO TC4 International Symposium and 18th International Workshop on ADC Modelling and Testing Research on Electric and Electronic Measurement for the Economic Upturn
  • 発表場所: Benevento, Italy
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-17
• [学会発表] "MEMS de Piano" - an Experimental Course of Design, Fabrication, and Testing of MEMS Oscillator (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshio MITA, Masanori KUBOTA, Matthieu DENOUAL, Eric Lebrasseur, and Tomoki Sawamura
  • 学会等名: 10th European Workshop on Micoelectronics Education (EWME 2014)
  • 発表場所: Tallinn, Estonia
  • 年月日: 2014-05-10 – 2014-05-14
• [学会発表] Remote power feed and control of MEMS with 58 V silicon photovoltaic cell made by a CMOS post-process dry release and device isolation method (2014)
  • 著者名/発表者名: Isao Mori, Masanori Kubota, Eric Lebrasseur, Yoshio Mita,
  • 学会等名: Symposium on Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS (DTIP 2014)
  • 発表場所: Cannes, France
  • 年月日: 2014-04-01 – 2014-04-04
• [学会発表] A Test Structure of Bypass Diodes for On-chip High-Voltage Silicon Photovoltaic Cell Array (2014)
  • 著者名/発表者名: Isao Mori, Masanori Kubota and Yoshio Mita
  • 学会等名: 2014 IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)
  • 発表場所: Udine, Italy
  • 年月日: 2014-03-24 – 2014-03-27
• [学会発表] An Integrated CMOS-MEMS Probe having Two-Tips per Cantilever for Individual Contact Sensing and Kelvin Measurement with Two Cantilevers (2013)
  • 著者名/発表者名: Kota Hosaka, Satoshi Morishita, Isao Mori, Masanori Kubota, and Yoshio Mita
  • 学会等名: 25th IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター, 大阪
• [学会発表] Evaluation of silicon fracture strength dependence on stealth dicing layers for "cleave-before-use" MEMS FREESTANDING cantilever probes (2013)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kubota, Kota Hosaka, Masakazu Sugiyama, and Yoshio Mita
  • 学会等名: The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers '13)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
• [学会発表] Experimental Evaluation of High Voltage Hold-off Capability of Post-Mesa-Isolated Standard CMOS Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hirakawa, Satoshi Morishita, Isao Mori, Masanori Kubota, and Yoshio Mita
  • 学会等名: The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers '13)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
• [学会発表] 省電力・長寿命MEMSメモリを目指すマイクロラッチ機構設計と作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米田 佳祐,久保田 雅則,ティクシェ三田 アニエス,森下 賢志,森 功,保坂 航太,三田 吉郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会LSIとシステムのワークショップ2013
  • 発表場所: 北九州国際会議場, 福岡
• [学会発表] A 50 nm-Wide 5 um-Deep Copper Vertical Gap Formation Method by a Gap-Narrowing Post-Process with Supercritical Fluid Deposition for Pirani Gauge Operating over Atmospheric Puressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kubota, Yoshio Mita, Takeshi Momose, Aiko Kondo, Yukihiro Shimogaki, Yoshiaki Nakano and Masakazu Sugiyama
  • 学会等名: IEEE International Conference on MicroElectroMechanical Systems (MEMS 2012)
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] Integration of EWOD Pumping Device in Deep Microfluidic Channels using a Three-Dimensional Shadowmask (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Morishita, Masanori Kubota, and Yoshio Mita,
  • 学会等名: IEEE International Conference on MicroElectroMechanical Systems (MEMS 2012)
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] A Blur-Range Test Structure of Collimation-Controller-Integrated Silicon Shadow Mask for Three-Dimensional Surface Patterning with Sputtering (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Morishita, Masanori Kubota, and Yoshio Mita,
  • 学会等名: 25th IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Value-Added VLSI devices by MEMS technology (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Mita, Satoshi Morishita, Isao Mori, and Masanori Kubota,
  • 学会等名: AWAD 2011
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] A Monolithically-Integrated, Batch Post-Processed 17.8 V Silicon Solar Cell for Remote MEMS Driving (2011)
  • 著者名/発表者名: Isao Mori, Satoshi Morishita, Masanori Kubota, Kentaroh Watanabe and Yoshio Mita
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Nagoya, Japan