| 研究課題/領域番号 |
21K18666
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
田中 秀治 東北大学, 工学研究科, 教授 (00312611)
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| 研究分担者 |
山田 駿介 東北大学, 工学研究科, 助教 (50811634)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| キーワード | MEMS / 共振子 / 周波数温度特性 / ドーピング |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、Si共振子内に複数の異なるドーピングを施して、より高い設計自由度で温度補償MEMS共振子を実現する技術を開発した。まず、ドーピング条件による周波数温度特性をシミュレーションする方法を構築した。次に、曲げ領域とねじり領域を有するカンチレバー共振子をケーススタディとして、各領域に異なるドーピングを施して周波数温度特性を改善できることを示した。また、シミュレーション結果に基づいてMEMS共振子を試作し、その測定結果とシミュレーション結果がおおよそ一致することを確認し、シミュレーション方法の有効性を実証した。さらに、スピンオンドーパントを用いて局所的に高濃度ドーピングする方法も開発した。
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| 自由記述の分野 |
MEMS、センサ
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、広いセンシングレンジと高分解能を両立するために、周波数変調（FM）方式のMEMSセンサが研究されている。このようなセンサでは、温度による周波数変化がバイアスの発生やスケールファクタの変化に直結するため、周波数温度特性の改善が重要である。これまでに高濃度ドーピングによるSi共振子の温度補正技術が使われていたが、これが有効である共振子構造は限られていた。本研究では、複数の異なるドーピング条件をSi共振子に適用することによって、より高い自由度で周波数補償MEMS共振子を実現できることを示した。本研究成果はFM方式のMEMSセンサの高性能化に利用でき、Society 5.0の発展に貢献しうる。
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