| 研究課題/領域番号 |
16201027
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
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| 研究分担者 |
小野 崇人 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90282095)
田中 秀治 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00312611)
戸津 健太郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60374956)
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| キーワード | マイクロマシニング / マイクロマシン / 無線 / MEMS / センサ / アクチュエータ / リレー / 振動子 |
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| 研究概要 |
半導体集積回路の製作技術を発展させた微細加工であるマイクロマシニングによって、シリコン基板上に立体的な微細構造体や動く微細構造体などを製作できる。この技術でワイヤレス機器などに用いる高周波部品を製作する研究はRFMEMS(Radio Frequency Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれている。これによりスイッチ(リレー)や可変キャパシタなどの可動部品、高周波フィルタなどの機械的共振子、薄膜で支持されて損失や寄生容量の少ない高周波配線などを実現することができる。
シリコン基板に高速信号伝送のための貫通配線を形成する技術を開発した。外部に電界が漏れにくいペア線をシールド付で形成した。配線を水平に引き出す部分は緩やかに曲げてあるため、断線が生じなくまた外部に電磁波を出しにくい。また配線は絶縁物で埋められているため、製造工程上も問題を生じにくい。
スイッチ(リレー)については、高周波信号に対するアイソレーション特性に優れたものとして、非導通時に接点間隔が大きくできる構造で、しかも低消費電力のものを開発している。このため電磁アクチュエータや熱的アクチュエータで駆動し、静電力で保持する方式で、直列接点型と並列可変容量型を開発しており、試作品を完成した。
高性能な高周波フィルタを高周波用集積回路にオンチップで形成する研究として、薄膜圧電振動子や機械的振動子でGHz帯用を開発している。薄膜圧電振動子は圧電材料であるAlNによる圧電薄膜を300℃という低温で形成し振動子を製作しているが、これでエネルギ閉じ込め型振動子の開発などを進めている。この他、マイクロマシニングによる水晶振動子や、微細構造の各種機械振動子を開発した。
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