多孔質化を利用した単結晶シリコンマイクロマシニングの研究

利用孔隙率进行单晶硅微加工的研究

• 批准号: 08750077
• 负责人: 比嘉 勝也
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750077/
• 关键词: シリコン陽極化成; 多孔質シリコン; マイクロマシン; 圧力センサ; 電界放射エミッタ

(本研究の目的)集積回路形成ための微細加工技術の発達により、ミクロなサイズでの加工が可能となっている。このマイクロマシニングはセンサの形成にも応用され,各種センサ部と周辺信号処理回路をウェハ上に集積できるため、高機能化が期待できる技術である。しかし機能要求が増せば、従来技術ではプロセスの増加や困難さのため、実現が難しくなることが予想され,新たなプロセスの開発が必要となる。我々はこれまで“多孔質化による単結晶シリコンマイクロ構造の製作"について検討してきた。これは、単結晶内に陽極化成で犠牲層となる多孔質層を形成するもので,“シリコンの伝導型の制御と組合せで微小構造体の形成が可能"である。これにより比較的容易に単結晶シリコンマイクロ構造が形成でき、それを検知素子や周辺回路に用いることで、センサの微細化集積化が可能となる。本研究では圧力センサさらには真空マイクロ素子を試作によりこの方法がマイクロマシニング技術としての有効性を具体的に示すことを目的とした。(本研究によって得られた新たな知見等の成果)1){シリコンマイクロ構造の加工寸法の制御}本研究では主要技術である陽極化成法においてシリコンマイクロ構造の加工形状の制御方法を確立した.2){圧力センサの製作及び評価}歪検知素子をシリコンマイクロ構造で形成した圧力センサを製作した.歪素子の寸法の微細化及び不純物注入量と出力抵抗値の変化について検討した.製作した圧力センサでは“印加圧力と歪素子の出力抵抗値が線形的に変化"“歪素子からの漏れ電流の大幅な低減"を確認した.3){真空マイクロ素子の製作及び評価}電界放射エミッタの製作及び評価を行った.製作したエミッタは“従来方法に比べ高アスペクト比"を有していることが確認出来た.これらの結果より多孔質化による単結晶シリコンマイクロ構造形成法がマイクロマシニング技術として有効であることを示した

(purpose の this study) collection of integrated circuit form た め の の microfabrication techniques 発 da に よ り, ミ ク ロ な サ イ ズ で の processing が may と な っ て い る. こ の マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ は セ ン サ の form に も 応 with さ れ, various セ ン サ と weeks 辺 signal 処 principle circuit を ウ ェ ハ に set on で き る た め, high functional が expect で き る technology で あ る. し か し functional requirements が raised せ ば, 従 to technology で は プ ロ セ ス の raised with や difficult さ の た め, difficult to be presently が し く な る こ と が to think さ れ, new た な プ ロ セ ス の open 発 が necessary と な る. I 々 は こ れ ま で "porous に よ る 単 crystallization シ リ コ ン マ イ ク ロ structure の producing" に つ い て beg し 検 て き た. こ れ は, 単 crystallization in anode into で に bloods layer と な る を to form porous layer す る も の で, "シ リ コ ン の 伝 type guide の suppression と combination せ で tiny constructs の form が may" で あ る. こ れ に よ り compare easy に 単 crystallization シ リ コ ン マ イ ク が ロ structure formation で き, そ れ を 検 element of children に 辺 circuit with や weeks い る こ と で, セ ン サ の ultra-micronization model.the set product change が may と な る. This study で は pressure セ ン サ さ ら に は vacuum マ イ ク ロ element に を try son よ り こ の way が マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ technology と し て の have sharper sex を specific に shown す こ と を purpose と し た. (this study に よ っ て have ら れ た new た な knowledge such as の results) 1) {シ リ コ ン マ イ ク ロ tectonic の processing inch method の suppression} this study で は main technical で あ る anode into law に お い て シ リ コ ン マ イ ク ロ processing の shape structure の を suppression method to establish し た. 2) {pressure セ ン サ の production and び review 価} slanting 検 element of children を シ リ コ ン マ イ ク Youdaoplaceholder0 constructs で to form <s:1> た pressure セ セ サを サを to make <s:1> た. The micro-refinement and the injection amount of び impure substances と force resistance value <s:1> change に て検 て検 demand た. Making し た pressure セ ン サ で は "Inca pressure と slanting element child の output resistance numerical が linear に - the" child "slanting element か ら の れ leakage current の な significantly low minus" を confirm し た. 3) {vacuum マ イ ク ロ element child の production and び review 価} electricity industry radiation エ ミ ッ タ の production and び review 価 を line っ た. Making し た エ ミ ッ タ は "従 method に higher than べ ア ス ペ ク ト than" を have し て い る こ と が identified た. こ れ ら の results よ り porous qualitative に よ る 単 crystallization シ リ コ ン マ イ ク ロ method of structure formation が マ イ ク ロ マ シ ニ ン グ technology と し て have sharper で あ る こ と を shown し た

项目成果

西井清明: "陽極化成で作製したSiエミッタの3極構造化" 第44回応用物理学関係連合会講演会. (発表予定). (1997)

Kiyoaki Nishii：“通过阳极氧化制造的硅发射极的三极结构”，应用物理协会第 44 届年会（预定报告）（1997 年）。

比嘉勝也: "陽極化成による単結晶シリコンフィールドエミッタの製作" 電子情報通信学会技術研究報告Vol.96,No.412. Vol.96・No.412. 27-32 (1996)

Katsuya Higa：“通过阳极氧化制造单晶硅场发射器”IEICE技术研究报告第96卷，第412卷·第412号（1996年）。

比嘉勝也: "多孔質化による単結晶シリコンマイクロ構造の製作" 日本機械学会材料力学部門講演論文集Vol.B. Vol.B. 435-436 (1996)

比嘉克也：“通过使其多孔化来制造单晶硅微结构”日本机械工程学会材料力学分部讲座论文集第 B 卷第 435-436 卷（1996 年）

Katsuya Higa: "Fabrication of Si microstructures by using ion implantation and anodization" Extended abstracts. Microprocess Conference'96. 198-199 (1996)

Katsuya Higa：“利用离子注入和阳极氧化制造硅微结构”扩展摘要。

比嘉勝也: "陽極化成による単結晶シリコンフィールドエミッタの製作" 第57回応用物理学会学術講演会講演予稿集No.2. No.2. 529- (1996)

比嘉克也：《利用阳极氧化法制作单晶硅场致发射器》第57届日本应用物理学会学术会议论文集第2期第2期第529期-（1996年）