| 研究分担者 |
谷 周一 三菱電機株式会社, 先端技術総合研究所, マネージャー(研究職)
田中 和人 京都大学, 工学研究科, 助手 (50303855)
箕島 弘二 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50174107)
番 政広 三菱電機株式会社, 先端技術総合研究所, マネージャー(研究職)
|
|---|
| 研究概要 |
マイクロマシンやマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)の実用化は,機械としての信頼性を確保した上で初めて成り立つものである.とくに近年では,Si単結晶ウェハなどを用いたバルクマシーニングにくわえ,ポリシリコン薄膜やSi_3N_4薄膜など,従来は機能材料として用いられてきた薄膜が構造材として用いられるようになってきた.このような薄膜では,強度特性のみならず機能設計の基本となる弾性係数やポアソン比などの機械的特性も,薄膜の製造方法やその設定条件に大きく依存するため,個々の薄膜の特性を把握する必要がある.そこで,本研究では,特に薄膜に注目して,薄膜の引張試験により弾性係数や破断強度・疲労強度特性などの機械的特性が測定可能な薄膜マイクロ構造機械的特性評価試験機を試作し,マイクロエレメント特性評価試験法の確立を図った.開発した試験システムは,ピエゾ駆動アクチュエータによる引張試験機,2視野顕微鏡援用非接触ひずみ測定システム,マイクロマテリアルハンドリングシステムで構成され,厚さが3.5μm,幅10μmオーダのポリシリコン薄膜微小引張試験片を対象としたものである.このような微小試験片では重要となるチャッキングに対しては,新たに考案した接着剤による方法を採用することにより,試験中のチャック部でのずれやはがれのない引張試験方法を確立した.これにより,ポリシリコン薄膜の破断強度,弾性率などの機械的特性評価に成功した.さらに,原子間力顕微鏡(AFM)ステージ上に設置し,引張試験中その場観察ができることを確認し,制御ソフトウェアの開発,試験機の改良を行い,薄膜マイクロ構造体の疲労試験が可能なシステムにするとともに,本機が水環境下といった過酷環境下における動的環境強度特性評価が可能なことを確認した.
|
