励振とトンネル検出用のナノ位置決めアクチュエータを組み込んだRFナノ電気機械システム

射频纳米机电系统采用纳米定位执行器进行激励和隧道检测

基本信息

批准号：
03F00792
负责人：
藤田博之
金额：
$ 0.38万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、半導体技術を援用したマイクロ・ナノ加工によりGHz帯の振動子を作り、無線情報通信に用いる送受信機の格段の性能向上と、小型1チップ化を図るものである。このため本研究では、近年急速な発展を遂げているマイクロマシーニング技術に着目し、これを用いて10〜100ナノメートル級寸法のシリコン振動子を作り、高性能無線送信機に必要なGHz帯の共同周波数の実現を目指す。10nmを切る立体微細加工ができるだけでなく、CMOSチップの製造プロセスと適合性がよいマイクロマシーニング技術を用いて、1チップの集積化を目指す。(1)ナノ加工プロセスの検討振動子を動かす静電駆動用のギャップを数10nm程度に縮めることで、高周波回路の低電圧を加えただけで励振を行えるように設計した。このデバイスの実現には、100nm以下のパターンを形成し、それに応じてシリコン膜を加工するプロセスが必須である。このため電子ビーム露光装置によるリソグラフィーと、原子間力顕微鏡(AFM)のプローブで局所陽極酸化をするAFMリソグラフィーの両方について、微細なナノパターンを再現性よく描画できる条件を探索した。さらに、このパターンに基づいてシリコン膜をエッチングするプロセスを検討中である。(2)トンネル電流に基づく振動検出法の検討振動子を小型化すると振動振幅も小さくなり、検出方法が問題となる。本研究では、真空トンネル電流が0.1nm程度のギャップ変化に応じて一桁増減する現象に着目し、マイクロマシン応用トンネル電流センサを適用することで、超高感度の振動検出の実現を検討した。これまで我々の研究室で試作したトンネル電流センサを更に単純化したデバイスを設計し、静電駆動でギャップを狭めトンネル電流検出を試みている。

这项研究的目的是通过使用半导体技术微加工来创建GHz频段振动器，以显着提高无线信息和通信中使用的收发器的性能，并将它们转换为小型单芯片。因此，这项研究的重点是微加工技术，该技术近年来一直在迅速发展，并使用它来创建尺寸10到100纳米的硅传感器，并旨在实现高性能无线电发射器所需的GHz频段中的关节频率。我们不仅可以将3D微加工达到10nm以下，而且还旨在使用与CMOS芯片制造过程兼容的微加工技术集成一个芯片。（1）通过减少将振荡器移至几十nm的静电驱动器的间隙来研究纳米机加工过程，可以简单地通过施加高频电路的低压来执行激发。要实现此设备，必须相应地形成100 nm或更少的模式并处理硅膜的过程。因此，使用电子束曝光装置和AFM光刻搜索了可重现的细纳米模式的可重复图绘制条件，其中使用原子力显微镜（AFM）探针进行局部阳极氧化。此外，正在研究基于这种模式的硅膜的过程。（2）当振动尺寸降低时，基于隧道电流的振动检测方法的检查，振动幅度也将减小，并且检测方法将成为问题。在这项研究中，我们集中在真空隧道电流在响应间隙变化约0.1 nm时增加或减小的现象，并通过施加微马机施加的隧道电流传感器检查了超高灵敏度振动检测的实现。我们设计了一种设备，可以进一步简化我们以前在实验室中生产的隧道电流传感器，并试图通过通过静电驾驶来缩小间隙来检测隧道电流。