シリコンマイクロ構造体の高信頼化に資する表面酸化反応疲労現象の解明

2009 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 19676002
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 土屋 智由 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60378792)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: シリコン / MEMS / 引張試験 / 疲労試験 / 酸化 / 信頼化

研究概要

本研究では、静電チャックを用いた薄膜引張試験方法による高温、高湿度などの様々な環境での引張疲労試験とデバイス構造を簡略化した静電駆動型振動子の共振振動疲労試験を用いて、シリコンの機械的材料としての信頼性を明らかにする。特に、信頼性が湿度に影響を受けることから表面の酸化に着目し、そのメカニズムを解明する。もって、実用化が進む微小電気機械システム(MEMS)デバイスに機械構造体として用いられるシリコンの機械的信頼性を明らかにし、より高信頼、高性能なMEMSの実現に寄与する。

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of anisotropic fatigue life in micrometre-scale single-crystal silicon specimens (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ikehara, T. Tsuchiya
  • 雑誌名: Micro & Nano Letters Vol. 5 No. 1 ページ: 49-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile and Tensile-Mode Fatigue Testing of Microscale Specimens in Constant Humidity Environment (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya, Y. Yamaji, K. Sugano, O. Tabata
  • 雑誌名: Experimental Mechanics Vol. 50 No. 4 ページ: 509-516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile Testing of Single Crystal Silicon Thin Films at 600℃ Using IR Heating (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiva, T. Ikeda, A. Tsunematsu, K. Sugano, O. Tabata
  • 雑誌名: Sensors and Materials Vol. 22 No. 1 ページ: 1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-cycle fatigue of micromachined single-crystal silicon measured using high-resolution patterned specimens (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ikehara, T. Tsuchiva
  • 雑誌名: Journal of Micromechanics and Microengineering Vol. 18, No.7 ページ: 075004
  • 査読あり
• [学会発表] Effect of Surface Oxide Layer on Mechanical Properties of Single Crystalline Silicon (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Miyamoto, K. Sugano, T. Tsuchiya, O. Tabata
  • 学会等名: Material Research Society Meeting
  • 発表場所: Boston, MA
  • 年月日: 20071125-20071130
• [備考]
  • URL: http://www.nms.me.kyoto-u.ac.jp