2003 年度実績報告書

RF信号処理用超高周波シリコンナノ振動子

研究課題

研究課題/領域番号	15310101
研究機関	東京大学
研究代表者	COLLARD Dominique 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50334355)
研究分担者	安宅学東京大学, 生産技術研究所, 助手 (80302628) KIM Beomjoon 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60334356) 藤田博之東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90134642)
キーワード	ナノシステム / ナノ振動子 / RFフィルター / 電子ビームリソグラフィー / マイクロアクチュエータ / トンネル電流
研究概要	情報通信技術の劇的な進歩は、無線通信の重要性を益々高めている。そこで求められている技術は、より低価格で、小型化された、効率的なRFモバイル通信用送受信機の開発である。本研究の目的は、マイクロ・ナノテクノロジーを用いて、GHz帯に共振周波数をもつ振動子を作製し、それによって、データ通信量の増加のため従来技術では困難であった、GHz信号周波数の選択とそのフィルタリングに対処する可能性を探ることである。本研究は次の3段階によって構成される。1)送受信用共振デバイスのデザイン、2)デバイス作製プロセスの検討、3)デバイスの試作と検証。このうち、本年度の成果は、前2者にかかわるものであり、以下に詳述する。 1)送受信用デバイスのデザイン本研究で実現するGHz帯振動デバイスの仕様は、「振動子はサブミクロンサイズであること」「振動子はナノサイズのギャップを通して入力電極と静電結合されていること」「振動子の挙動はトンネル効果によって検出されること」の3つを、同時に満たされなければならない。シミュレーションの結果、サブミクロンサイズでは、正方形断面をもつ両端支持ビームの共振周波数がGHz帯になることがわかり(たとえば、2μm長、0.5μm幅ビームの一次共振1.1GHz)、より高い共振周波数を得るには、より高次の振動モードを使うか、もしくは、円盤、平板状の構造を使えばよいことがわかった。この振動子の両脇に、入力電極をビーム至近距離まで可動にするマイクロアクチュエータ、および、トンネル電流検出チップをもつ櫛型アクチュエータを配置することにより、上記の条件を満たすデバイスが可能になり、そのデザインを完了した。 2)デバイス作製プロセスの検討作製プロセスは、東大生産技術研究所とフランスCNRS/IEMNの設備を使って行われている。現在、2種類の作製プロセスが進行中であり、それぞれのプロセスにおいて、振動子は、かたや表面マイクロマシーニングを用いて多結晶シリコンによって、かたやSOIウエハを用い単結晶シリコンによって形成される。これら作製プロセスに並行して、走査型透過電子顕微鏡を用いたトンネル電流測定、および、RF特性測定を行うプローブステーションや真空装置など、デバイス評価用設備のセットアップが完了した。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] D.GALAYKO, A KAISER, L.BUCHAILLOT, B.LEGRAND, D.COLLARD, C.COMBI: "Design, realisation and test of micro-mechanical resonators in thick-film silicon technology with postprocess electrode-to-resonator gap reduction"Journal of Micromechanics and Microengineering. Vol.13. 134-140 (2003)
[文献書誌] V.AGACHE, P.BIGOTTE, B.LEGRAND, V.SENEZ, L.BUCHAILLOT, D.COLLARD: "Pseudo-Two-Dimensional Analytical Modeling of Oxidation Sharpening Effect of Silicon Pedestals"Appl.Phys.Let. (In press).
[文献書誌] O.MILLET, P.BERNARDONI, S.REGNIER, P.BIDAUD, E.TSITSIRIS, D.COLLARD, L.BUCHAILLOT: "Electrostatic Actuated Micro Gripper Using An Amplification Mechanism"Sensors and Actuators. (In press).
[文献書誌] D.GALAYKO, A.KAISER, L.BUCHAILLOT, D.COLLARD, C.COMBI: "Micro-electro-mechanical variable bandwidth IF frequency filters with tunable electrostatic coupling spring"Proc.IEEE MEMS Conference, MEMS 2003. (2003)
[文献書誌] K.KAKUSHIMA, H.FUJITA: "Micromachined Tools for Fabrication and Characterization in Nano Region"US-Japan Workshop on "Frontiers of Nanoscale Science and Technology. 86-87 (2003)
[文献書誌] Y.CHO, T.KUKI, Y.FUKUTA, H.FUJITA, B.J.KIM: "Si-based micro probe card with sharp knife-edged tips combined metal deposition"Proc.of the 12^<th> Int.Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems(Transducer'03), June 8-12, Boston, USA. 2E94P. 774-777 (2003)

2003 年度 実績報告書

RF信号処理用超高周波シリコンナノ振動子

研究代表者

COLLARD Dominique 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50334355)

研究成果

[文献書誌] D.GALAYKO, A KAISER, L.BUCHAILLOT, B.LEGRAND, D.COLLARD, C.COMBI: "Design, realisation and test of micro-mechanical resonators in thick-film silicon technology with postprocess electrode-to-resonator gap reduction"Journal of Micromechanics and Microengineering. Vol.13. 134-140 (2003)

[文献書誌] V.AGACHE, P.BIGOTTE, B.LEGRAND, V.SENEZ, L.BUCHAILLOT, D.COLLARD: "Pseudo-Two-Dimensional Analytical Modeling of Oxidation Sharpening Effect of Silicon Pedestals"Appl.Phys.Let. (In press).

[文献書誌] O.MILLET, P.BERNARDONI, S.REGNIER, P.BIDAUD, E.TSITSIRIS, D.COLLARD, L.BUCHAILLOT: "Electrostatic Actuated Micro Gripper Using An Amplification Mechanism"Sensors and Actuators. (In press).

[文献書誌] D.GALAYKO, A.KAISER, L.BUCHAILLOT, D.COLLARD, C.COMBI: "Micro-electro-mechanical variable bandwidth IF frequency filters with tunable electrostatic coupling spring"Proc.IEEE MEMS Conference, MEMS 2003. (2003)

[文献書誌] K.KAKUSHIMA, H.FUJITA: "Micromachined Tools for Fabrication and Characterization in Nano Region"US-Japan Workshop on "Frontiers of Nanoscale Science and Technology. 86-87 (2003)

[文献書誌] Y.CHO, T.KUKI, Y.FUKUTA, H.FUJITA, B.J.KIM: "Si-based micro probe card with sharp knife-edged tips combined metal deposition"Proc.of the 12^<th> Int.Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems(Transducer'03), June 8-12, Boston, USA. 2E94P. 774-777 (2003)

2003 年度実績報告書