| 研究概要 |
本年度は、原子間力顕微鏡(AFM)を利用したフリッティングコンタクト特性の測定を中心に研究を行った。具体的には、AFMに電圧印加機能と電流測定機能とを組み込んだ測定システムを実現し、AuめっきマイクロカンチレバープローブとAl電極薄膜およびCu電極薄膜との間のフリッティングコンタクト特性の測定を行って、以下のような結果を得た.
1)印加電圧を15V以上とすれば,30μN以下の接触力でいずれの電極薄膜に対しても数Ω以下の安定な低抵抗コンタクトが得られる.
2)錐状のAuめっき接触部を用いると,上記の条件下でのフリッティングによるプローブ凝着力も30μN以下となり,めっきバンプのような接触部が平坦なものに比べ凝着力を低減できる。また、この凝着力は、金属間の直接接触面積に比例していると考えられる。
3)フリッティング後の接触抵抗は,フリッティング時電流が大きいほど小さくなる.
4)Al薄膜に比べ,Cu薄膜の方が低接触圧・低電圧でフリッティングが起こる.
また、Auめっきの電鋳プロセスによるマイクロカンチレバープローブアレイ製作プロセスの検討・開発を行い、プローブアレイの試作を行った。めっき膜表面の粗さの改善などの課題はあるが、基本的には電鋳によって所要のカンチレバー構造が製作可能であることが示された。
さらに、簡単な解析により、カンチレバーに搭載するアクチュエータとして静電型,圧電型,熱駆動(バイメタル)型の比較検討を行った。その結果、同じ長さと幅を有するカンチレバーで比較した場合、ポリイミドとSiO_2膜で構成する熱駆動型が最も大きな接触力(引き離し力)を出力することができ、本用途に最も有望であることが示された。
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