ＭＥＭＳ技術を用いた磁歪・比透磁率のハイスループット評価

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磁歪材料は非接触駆動，大出力といった特徴から多くのアクチュエータやセンサに応用されている．本研究では，磁歪材料の重要な物性値である磁歪量と比透磁率(磁化曲線)をハイスループット評価する方法として，カンチレバー構造を有するMEMS構造体を用いた新しいハイスループット評価方法の考案，及び原理確認を行うことを目的とした．平成29年度は，1)SOIウエハを用いたMEMS構造体の製作，2)製作したMEMS構造体を用いた磁歪量，比透磁率のハイスループット評価を実施し，以下の成果を得た．1) SOIウエハを用いたMEMS構造体の製作カンチレバー形状のMEMS構造体に成膜した磁歪材料をアニールした際には内部応力が発生する．内部応力によりカンチレバーにはたわみが発生してしまうため剛性の高い厚膜のSiデバイス層を有するSOIウエハを用いてMEMS構造体の製作を行った．発生するたわみは磁歪材料の磁歪量，比透磁率を評価できる程度に抑制することができ，SOIウエハを使用したMEMS構造体の製作プロセスを確立した．2) 製作したMEMS構造体を用いた磁歪量，比透磁率のハイスループット評価SOIウエハを用いて製作したMEMS構造体を使用して，磁歪量，比透磁率の評価を行った．磁歪量は，カンチレバー形状のMEMS構造体に外部磁場を印加した際に発生するたわみを，カンチレバー近傍に設置した電極との間の静電容量変化を測定することで評価した．測定結果は従来から磁歪量の測定に利用されている光てこ法を用いた測定結果と比較し，妥当性を確認した．比透磁率の測定は，カンチレバー形状のMEMS構造体を加振した際に，近傍に設置したピックアップコイルに発生する，磁歪材料の磁化に比例した誘導起電力を測定することで評価した．測定結果は従来から比透磁率測定に利用されている試料振動型磁力計の測定結果と比較し，妥当性を確認した．