カーボンナノ構造体力学特性評価のための静電力駆動、静電容量検出MEMSデバイス

カーボンナノ材料の機械的特性,電気機械的特性を測定するためにMEMSデバイスに名の材料構造体を集積化するプロセスの開発,さらには引張試験するための静電力駆動、静電容量変位検出を用いたMEMS試験デバイスの開発を行った。(1)引張試験デバイスの設計:試験デバイスは試験材料固定部(試験部)、2対の差動平行平板型静電容量(変位検出部)、荷重測定用ばね(ばね部)、櫛形電極静電アクチュエータ(荷重印加部)から構成されている。2対の変位検出部はそれぞれ試験片の伸びを検出する容量(伸び変位検出部)と荷重測定用ばねの変形を検出する容量(ばね変位検出部)として用いられる。すべての構造は膜厚数〜10μmの単結晶シリコン膜で形成される。(2)デバイス試作:SOI (Silicon on Insulator)ウエハを用いた標準的なプロセスを用いてデバイス構造を製作した。電極の成膜、パターニング後に単結晶シリコン層をICP-RIEにより加工した。最後に埋め込み酸化膜層を犠牲層エッチングし、可動構造のデバイスを製作した。(3)フラーレンワイヤの作製:試験デバイスの初期評価用の材料としてフラーレンワイヤを用いる。C_60などのフラーレンは電子線や紫外線照射によってポリマー化し、トルエンなどの溶媒に対して不溶となる。これを用いて非常に微細な試験片をパターニングした。作製した自立したフラーレンワイヤは幅400nm,厚さ15nm,長さ2000nmであった.今後このワイヤと引張試験デバイスを集積化するプロセスの開発を行う.

カーボンナノ材料の機械的特性,電気機械的特性を測定するためにMEMSデバイスに名の材料構造体を集積化するプロセスの開発,さらには引張試験するための静電力駆動、静電容量変位検出を用いたMEMS試験デバイスの開発を行った。(1)引張試験デバイスの設計:試験デバイスは試験材料固定部(試験部)、2対の差動平行平板型静電容量(変位検出部)、荷重測定用ばね(ばね部)、櫛形電極静電アクチュエータ(荷重印加部)から構成されている。2対の変位検出部はそれぞれ試験片の伸びを検出する容量(伸び変位検出部)と荷重測定用ばねの変形を検出する容量(ばね変位検出部)として用いられる。すべての構造は膜厚数〜10μmの単結晶シリコン膜で形成される。(2)デバイス試作:SOI (Silicon on Insulator)ウエハを用いた標準的なプロセスを用いてデバイス構造を製作した。電極の成膜、パターニング後に単結晶シリコン層をICP-RIEにより加工した。最後に埋め込み酸化膜層を犠牲層エッチングし、可動構造のデバイスを製作した。(3)フラーレンワイヤの作製:試験デバイスの初期評価用の材料としてフラーレンワイヤを用いる。C_60などのフラーレンは電子線や紫外線照射によってポリマー化し、トルエンなどの溶媒に対して不溶となる。これを用いて非常に微細な試験片をパターニングした。作製した自立したフラーレンワイヤは幅400nm,厚さ15nm,長さ2000nmであった.今後このワイヤと引張試験デバイスを集積化するプロセスの開発を行う.