Si基板と単結晶PZT薄膜の融合による内視鏡用超音波プローブのマイクロチップ化

• 研究課題/領域番号: 23760311
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 赤井 大輔 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 助教 (50378246)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 超音波 / トランスデューサ / PZT / A1203 / 圧電 / MEMS / 超音波振動子 / 強誘電体薄膜 / 圧電薄膜 / ダイアフラム

研究概要

Si 半導体製造技術と強誘電体材料 PZT 薄膜との融合により内視鏡への搭載可能なマイクロサイズの超音波プローブの開発を行った。直径 100μm 以下の超音波振動子およびそれを用いた超音波振動子アレイ形成する技術を確立し、振動子の電気的、機械的特性を評価、医療用途で必要とされる MHz 帯での動作が可能で、水中において超音波の送信・受信ができるプローブを実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Vibration Analysis and Transmission Characteristics of Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers Using Epitaxial Pb(Zr,Ti)O3 Thin Films on γ-Al2O3/Si Substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Akai, Katsuya Ozaki,Yasuyuki Numata, Keisuke Suzuki, Nagaya Okada, and Makoto Ishida
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 51
  • NAID: 210000141612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration Analysis and Transmission Characteristics Of Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers Using Epitaxial Pb(Zr, Ti)O3 Thin Films on γ-Al2O3/Si Substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Akai, K. Ozaki, Y. Numata, K. Suzuki,N. Nagaya and M. Ishida
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: Vol.51 号: 11S ページ: 11PA04-11PA04
  • DOI: 10.1143/jjap.51.11pa04
  • NAID: 210000141612
  • 査読あり
• [学会発表] PZT薄膜を用いた超音波トランスデューサでの二次元音圧マッピングと受信感度測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西村将人、鈴木啓佑、尾崎勝弥、赤井大輔、石田 誠、岡田長也
  • 学会等名: 第29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: 北九州国際会議場・西日本総合展示場(福岡県北九州市).
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] γ-Al2O3/Si 基板上のエピタキシャル PZT 薄膜を用いた超音波トランスデューサの作製と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木啓佑,尾崎勝弥,赤井大輔,石田誠
  • 学会等名: 平成 24 年度電気関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(愛知県豊橋市).
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] γ-Al2O3/Si 基板上のエピタキシャル PZT 薄膜を用いた超音波トランスデューサアレイの作製と送受信特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾崎勝弥、西村将人、鈴木啓佑、沼田泰幸、岡田長也、赤井大輔、石田 誠
  • 学会等名: 信学技報
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(愛知県豊橋市).
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] High Density Piezoelectric Micro-machined Ultrasonic Transducers Array Using Epitaxial PZT Thin Film on γ-Al2O3/Si Substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Ozaki, Keisuke Suzuki, Yasuyuki Numata, Nagaya Okada, Daisuke Akai, and Makoto Ishida
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting & Exhibit
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA.
  • 年月日: 2012-04-13
• [学会発表] Si基板上 PZT 薄膜を用いた超音波トランスデューサアレイの送信特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 沼田泰幸,鈴木啓佑,尾崎勝弥,岡田長也,赤井大輔,石田 誠
  • 学会等名: Si基板上 PZT 薄膜を用いた超音波トランスデューサアレイの送信特性
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] High Density Piezoelectric Micro-machined Ultrasonic Transducers Array Using Epitaxial PZT Thin Film on γ-Al2O3/Si Substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Ozaki
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting & Exhibit
  • 発表場所: San Francisco, California
• [学会発表] γ-Al2O3/Si基板上のエピタキシャルPZT薄膜を用いた超音波トランスデューサアレイの作製と送受信特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾﨑勝弥
  • 学会等名: 電子情報通信学会 研究会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(愛知県豊橋市)
• [学会発表] γ -Al2O3/Si 基板上のエピタキシャル PZT 薄膜を用いた超音波トランスデューサの作製と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木啓佑
  • 学会等名: 電気関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学(愛知県豊橋市)
• [学会発表] PZT薄膜を用いた超音波トランスデューサでの二次元音圧マッピングと受信感度測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西村将人
  • 学会等名: 第29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: 北九州国際会議場・西日本総合展示場(福岡県北九州市)
• [学会発表] Si基板上PZT薄膜を用いた超音波トランスデューサアレイの送信特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 沼田泰幸，鈴木啓佑，尾崎勝弥，岡田長也，赤井大輔，石田誠
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
• [学会発表] エピタキシャル PZT/SrRuO3/Pt/γ-Al2O3/Si 基板上への 2D 超音波センサアレイの製作とイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤井大輔 , 與木隆弘 , 沼田泰幸 , 尾崎勝弥 , 岡田長也, 樋口一樹 , 石田誠
  • 学会等名: 第28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: タワーホール船堀(東京).
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Miniature Ultrasound Acoustic Imaging Devices using 2-D pMUTs Array on Epitaxial PZT/SrRuO3/Pt/g-Al2O3/Si Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Akai, T. Yogi, I. Kanja, K. Sawada, N. Okada, K. Higuchi, and M. Ishida
  • 学会等名: The 16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers '11)
  • 発表場所: 北京(中国)
• [学会発表] エピタキシャル PZT/SrRuO3/Pt/γ-Al2O3/Si 基板上への 2D 超音波センサアレイの製作とイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤井大輔 , 與木隆弘 , 沼田泰幸 , 尾崎勝弥 , 岡田長也, 樋口一樹 , 石田誠
  • 学会等名: 第28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: タワーホール船堀(東京)
• [備考]
  • URL: http://www.vbl.tut.ac.jp/akai/
• [備考]
  • URL: http://www.vbl.tut.ac.jp/akai/index.html