超小形光電薄膜トランスに関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04650347
• 研究機関: 東北学院大学
• 研究代表者: 木村 光照 東北学院大学, 工学部, 教授 (10048811)
• 研究分担者: 小野 孝 東北学院大学, 工学部, 助教授 (30118327)
• キーワード: 光電変換器 / 薄膜トランスフォーマー / 薄膜コイル / マイクロトランス / アルミニウム陽極酸化 / Si光電池 / マイクロマシン / 超小形電源

研究概要

約1.5×3.0mm^2、1:1巻線比の超小形光電薄膜トランス(MOET)を試作し、LD光830nm波長での6MH_Zのオン・オフ光照射駆動により、ほぼ予想通りの出力を得た。しかし、高出力化のために2次側の巻線比を大きくするとき、コイルの段差の問題が生じ、Al蒸着膜の陽極酸化による平面スパイラルコイルの形成を検討した。当初問題となった横方向への陽極酸化進行によるアスペクト比の低下の問題、および多層化時の陽極酸化膜のはがれやすさの問題は、それぞれ第1次陽極酸化膜へのフォトレジスト膜の含浸、および酸素プラズマアッシングによる表面フォトレジスト膜の除去によりほぼ解決した。新しくm層、n巻/層の閉磁路形のスパイラルコイルに適用できるモデルを提案し、これに基づくインダクタンスL、キャパシタンスC及びコイル抵抗Rのシミュレーションを行ない、されにこれを超小形化(200μm角のMOET)のシミュレーションに適用し、磁束のリークが少なく、コイル抵抗が小さく成り得ることから、高効率のMOETが作成できる見通しが得られた。実際に多層薄膜コイルを試作し、評価した。新しい高周波磁性コア材料として、CoTa系のスパッタ膜が低保持力、高透磁率であることが確かめられた。光電池と多層薄膜トランスとの組み合わせによる超小形光電薄膜トランスの共振時(最適)の動作シミュレーションを行なった。また、高周波で動作し、低いオン抵抗と成り得る新しいトンネルトランジスタを発明し、試作している。このトランジスタを自励発振用トランジスタとして使用したい。 p-n接合フォトセルの高効率化のためi層の導入を検討・試作中である。このほか、本研究微細加工過程に派生したショットキ温度センサ、Siマイクロヒータ等の研究も行なった。

研究成果

• [文献書誌] 早坂 淳一: "フォトリングラフィによるアルミニウム箔の部分的陽極酸化とその応用" 東北学院大学工学部研究報告. 26. 5-9 (1992)
• [文献書誌] 小松崎 和宏: "Siビームを利用したマイクロヒータと振動センサ" 東北学院大学工学部研究報告. 26. 1-4 (1992)
• [文献書誌] 八巻 昭彦: "マイクロ真空デバイスの電子放出とその応用" 東北学院大学工学部研究報告. 26. 11-14 (1992)
• [文献書誌] N.Miyakoshi: "Thin Film Opto-Electric Transformer" IEEE Trans.J,Magnetics Japan.7. 484-488 (1992)
• [文献書誌] Mitsuteru Kimura: "Microheater Made of Heavily Boron Doped Single Crystal Silicon Beam" Tech.Digest of the 11th Sensor Symp.169-172 (1992)
• [文献書誌] Mitsuteru Kimura: "Schottky Barrier Thermistor" Tech.Digest of the 11th Sensor Symp.107-110 (1992)
• [文献書誌] 木村 光照: "熱形赤外線センサ(マイクロマシンと光技術)" オプトロニクス. 104-111 (1992)
• [文献書誌] Mitsuteru Kimura: "Microheater Made of Heavily Boron Doped Single Crystal Silicon Beam" Material Research Society,Symp.Proc.276. 271-276 (1992)
• [文献書誌] Herbert Reichl(Editor): "Micro System Technologies 92" Vde-Vevlag Gmbh, 534 (1992)