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2013 年度 実績報告書

異種機能素子統合設計技術と人体行動予知システム用チップの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360149
研究機関東京工業大学

研究代表者

町田 克之  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 連携教授 (90597676)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード統合設計 / CMOS / MEMS / 加速度センサ / センサ回路 / CMOS-MEMS
研究概要

3年目は、立ち上げた統合設計技術の体系化および個別モデル化の推進を行うと共に、マルチフィジックス理工学の基盤構築を推進した。さらに、新たにエナージーハーベスティングデバイスのモデル化と試作に着手した。また、センサの試作の実施および試作結果の評価を行った。以下に具体的に箇条書きで示す。(1)試作した0.35μmBiCMOSLSIセンサ回路上にMEMSデバイスの試作を実施した。試作後評価を行いセンサ回路および加速度センサの動作を確認した。特に、センサの構造に設けたストッパー効果による実験的な挙動をシミュレーションにより表現できることを実証し、加速度センサの設計に用いた等価回路の妥当性を確認した。(2)CMOS-MEMSセンサ用のセンサ回路を提案し、試作および実験によりセンサ回路の動作を確認した。本回路によりCMOS-MEMSに搭載されていかなるMEMSのセンシングを可能にできる見通しを得た。(3)エネルギーハーベストデバイスのモデル化の検討を行い、世界で初めて等価回路モデルを提案した。実際にデバイスを設計し試作を行った。デバイスの評価結果により等価回路および設計論の妥当性を確認した。今後CMOS-MEMSエネルギーハーベスティングデバイスを実現するための基礎技術の構築を行った。(4)エネルギーハーベスティングデバイス用の整流回路、電源回路の設計試作を実施した。(5)エネルギーハーベスティングデバイスの評価系を立ち上げた。(6)加速度センサに関して1.0G以下の低Gデバイスの試作評価を行い、動作を確認し世界で初めて超小型の低Gデバイスを開発した。(7)アレイ型加速度センサの最終形態として多軸によるアレイ型を検討した。2軸および3軸の加速度センサを設計し、試作を実施した。さらに、試作後の評価結果により動作を確認した。以上により人体行動検知システムのための要素技術の構築を実現した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Design of sub-1g microelectromechanical systems accelerometers2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamane, Toshifumi Konishi, Takaaki Matsushima, Katsuyuki Machida, Hiroshi Toshiyoshi and Kazuya Masu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: Vol. 104, Issue 7 ページ: 074102

    • DOI

      10.1063/1.4865377

  • [雑誌論文] An arrayed accelerometer device of a wide range of detection for integrated CMOS-MEMS technology2014

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Konishi, Daisuke Yamane, Takaaki Matsushima, Kazuya Masu, Katsuyuki Machida, and Hiroshi Toshiyoshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol. 53 ページ: 027202

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.027202

  • [雑誌論文] A capacitive CMOS-MEMS sensor designed by multi-physics simulation for integrated CMOS-MEMS technology2014

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Konishi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 ページ: 01EE15.1-7

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.04EE13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Sensor Structure and its Evaluation for Integratd Complementary Metal Oxide Semiconductor Microelectromechanical Systems Accelerometer2013

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Konishi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 ページ: 06GL04-1-6

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.06GL04

    • 査読あり
  • [学会発表] A Sub-1G Capacitive Sensor for Integrated CMOS-MEMS Accelerometers2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamane
    • 学会等名
      7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (APCOT2014)
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      20140629-20140702
  • [学会発表] A Tri-Axis MEMS Capacitive Sensor Using Multi-Layered High-density Metal for an Integrated CMOS-MEMS Accelerometer2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamane
    • 学会等名
      2014 IEEE International Interconnect Technology Conference (IITC)
    • 発表場所
      San Jose, CA, USA
    • 年月日
      20140520-20140523
  • [学会発表] Integrated CMOS-MEMS Technology and its Application2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Machida, Toshifumi Konishi, Daisuke Yamane, Hiroshi Toshiyoshi, and Kazuya Masu
    • 学会等名
      The 2nd Int. Symp. on More-than-Moore, the 225th Meeting of the Electrochemical Society
    • 発表場所
      Orland, Florida, US
    • 年月日
      20140511-16
    • 招待講演
  • [学会発表] A Dual-Axis MEMS Inertial Sensor Using Multi-Layered High-density Metal for an Arrayed CMOS-MEMS Accelerometer2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamane
    • 学会等名
      Symp. on Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS (DTIP2014)
    • 発表場所
      Cannes, Cote d'Azur, France
    • 年月日
      20140401-20140404
  • [学会発表] MEMS加速度センサによるSub-1G検出の基礎検討2014

    • 著者名/発表者名
      山根大輔
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      20140318-20140320
  • [学会発表] エネルギーハーベスティングデバイスの検討(2)2014

    • 著者名/発表者名
      加賀谷 賢
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] エネルギーハーベスティングデバイスの検討(3)2014

    • 著者名/発表者名
      小西敏文
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] アレイ型MEMS加速度センサ-2軸MEMS加速度センサの検討2014

    • 著者名/発表者名
      松島隆明
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] Sub-1G MEMS加速度センサの検討2014

    • 著者名/発表者名
      山根大輔
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] エネルギーハーベストデバイスの小型化の検討2013

    • 著者名/発表者名
      加賀谷 賢
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第5回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      20131105-20131107
  • [学会発表] マルチフィジクスシミュレーションを用いた集積化CMOS-MEMS技術のためのセンサ回路の検討2013

    • 著者名/発表者名
      小西敏文
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第5回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      20131105-20131107
  • [学会発表] アレイ型MEMS加速度センサの特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      山根大輔
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第5回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      20131105-20131107
  • [学会発表] Sub-1G MEMS Accelerometer2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamane
    • 学会等名
      IEEE SENSORS 2013
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      20131103-20131106
  • [学会発表] CMOSとMEMS集積のためのシミュレーション解析 -集積化CMOS-MEMSデバイス実現に向けて-2013

    • 著者名/発表者名
      小西敏文
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン・フォトニクス研究会
    • 発表場所
      東京工業大学大
    • 年月日
      20131018-20131018
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel Sensor Circuits Design Using Multi-physics Simulation for CMOS-MEMS Technology2013

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Konishi
    • 学会等名
      Conf. on Solid State Devices and Materials (SSDM 2013)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20130924-20130927
  • [学会発表] エネルギーハーベストデバイスの検討(1)2013

    • 著者名/発表者名
      加賀谷 賢
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] 集積化CMOS-MEMS加速度センサ回路の検討2013

    • 著者名/発表者名
      小西敏文
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] アレイ型MEMS加速度センサの基本特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      山根大輔
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] アレイ型MEMS加速度センサの基礎検討2013

    • 著者名/発表者名
      佃 真文
    • 学会等名
      電気学会センサ・マイクロマシン部門 マイクロマシン・センサシステム研究会
    • 発表場所
      東京工科大学
    • 年月日
      20130807-20130808
  • [学会発表] 回路シミュレータを用いた集積化CMOS-MEMSのための統合設計環境の構築2013

    • 著者名/発表者名
      小西敏文
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第4回集積化MEMS技術研究ワークショップ
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      20130726-20130726
  • [学会発表] 金メッキ集積化CMOS-MEMSによるアレイ型加速度センサの小型化2013

    • 著者名/発表者名
      山根大輔
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会 第4回集積化MEMS技術研究ワークショップ
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      20130726-20130726

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公開日: 2015-05-28  

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