革新的集積技術で実現される超小型完全自律式プログラマブルマターの研究

無線電力伝送に用いるシリコン埋込み型配線を用いたインダクタの実現にむけて、超臨界流体薄膜堆積法(SCFD)によって形成された銅薄膜を種層とする電解めっきによるトレンチ埋め込みプロセスの研究を行った。トレンチ埋め込みを実現するにあたってまず、高信頼な銅種層の条件を探求した。超臨界流体薄膜堆積法の下地、温度依存性について研究を行った。結果として、導電性膜のうち、高アスペクト比な構造へ成膜可能なものを探求することにつながり、銅薄膜に対して高密着なRu薄膜の採用に至った。Ru下地を用いてSCFDによって形成された銅薄膜を種層とする電解めっきによるトレンチ埋め込みプロセスが可能であることを示した。このプロセスの信頼性を上げるべく、SCFDで成膜された銅薄膜の応力測定手法を提案した。応力は薄膜の密着性を大きく左右するため、これを管理することで電解めっきによる埋め込みプロセスの歩留まりを向上させることができる。以上の道具立てによって、シリコン埋込み型配線を用いたインダクタの実現に必要なテクノロジーが揃うに至った。また、Programmable matterに不可欠な静電脱着アクチュエータについて研究を行った。三次元に動作するProgrammable matter の実現に当たっては、数mmサイズの立体構造上に、微細な電極パターンをもつ配線が必要になる。これを実現するにあたって、3Dプリントされた単位ロボットcatomの殻にフレキシブルなデバイスを巻き付けることで三次元的に静電脱着アクチュエータを配置する手法を探求した。具体的にはフレキシブル電極の作製手法を確立するとともに、この静電脱着機構の評価を行った。以上の通り、本年度はProgrammable matterの実現に必要な基礎技術の確立に努めたことで、Programmable matterのコンセプトを実証する準備が整った。

無線電力伝送に用いるシリコン埋込み型配線を用いたインダクタの実現にむけて、超臨界流体薄膜堆積法(SCFD)によって形成された銅薄膜を種層とする電解めっきによるトレンチ埋め込みプロセスの研究を行った。トレンチ埋め込みを実現するにあたってまず、高信頼な銅種層の条件を探求した。超臨界流体薄膜堆積法の下地、温度依存性について研究を行った。結果として、導電性膜のうち、高アスペクト比な構造へ成膜可能なものを探求することにつながり、銅薄膜に対して高密着なRu薄膜の採用に至った。Ru下地を用いてSCFDによって形成された銅薄膜を種層とする電解めっきによるトレンチ埋め込みプロセスが可能であることを示した。このプロセスの信頼性を上げるべく、SCFDで成膜された銅薄膜の応力測定手法を提案した。応力は薄膜の密着性を大きく左右するため、これを管理することで電解めっきによる埋め込みプロセスの歩留まりを向上させることができる。以上の道具立てによって、シリコン埋込み型配線を用いたインダクタの実現に必要なテクノロジーが揃うに至った。また、Programmable matterに不可欠な静電脱着アクチュエータについて研究を行った。三次元に動作するProgrammable matter の実現に当たっては、数mmサイズの立体構造上に、微細な電極パターンをもつ配線が必要になる。これを実現するにあたって、3Dプリントされた単位ロボットcatomの殻にフレキシブルなデバイスを巻き付けることで三次元的に静電脱着アクチュエータを配置する手法を探求した。具体的にはフレキシブル電極の作製手法を確立するとともに、この静電脱着機構の評価を行った。以上の通り、本年度はProgrammable matterの実現に必要な基礎技術の確立に努めたことで、Programmable matterのコンセプトを実証する準備が整った。