权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

直流電界下における固体絶縁物帯電機構に関する研究

直流电场下固体绝缘子带电机理研究

基本信息

批准号：
13J04944
负责人：
岩渕大行
金额：
$ 1.15万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の微細加工技術の発達に伴い、気体中や絶縁物表面の微小ギャップにおける絶縁破壊現象が大きな問題とされるようになった。特にマイクロアクチュエータに代表されるようなトルク出力が要求されるMEMS デバイスでは、出力が電界強度によって決定されるため、μm～nm オーダのギャップ間の絶縁の把握が重要な鍵となる。本研究においてはMEMS デバイスを模擬したSO ウェハ上のマイクロ沿面ギャップにおける放電前駆現象および絶縁破壊電圧の測定を行い、マイクロ沿面ギャップにおける放電機構を検討した。本年度はPIC-MCC法に基づく粒子シミュレーションを実施し、負極性電圧印加時においては、陰極からの電界放出電流そのものに空間電荷によって正のフィードバックがかかることで放電が発生するという新たな放電機構を提唱した。これは、実験によって得られた絶縁破壊特性や放電経路とも矛盾しないものであると評価できる。また、正極性電圧印加時の絶縁破壊機構では、陽極近傍の誘電体表面からの電子放出が、絶縁破壊に影響を与えていることを明らかにした。また、陰極の表面状態のわずかな差によって電界放出電流密度が変化し、空間の正イオンの形成に要する時間が変化し、この効果によって放電遅れ時間特性（V-t特性）が説明できることを示した。本研究で構築した微小ギャップにおける放電機構は、MEMSにとどまらず今後さらなる高圧化が見込まれるパワーデバイスにおける絶縁設計にも大きな知見を供するものである。

In recent years, the development of micromachining technology has been accompanied by the phenomenon of micro-cracks on the surface of substrates and insulating materials. The key to the success of MEMS is the determination of the output and electrical strength of MEMS. In this study, MEMS devices are simulated and analyzed along the surface of the substrate. This year, the PIC-MCC method is used to implement basic particles, increase the polarity of electric voltage, increase the space charge of cathode discharge current, and increase the generation of new discharge mechanisms. This is the first time I've ever seen a woman in my life. The electron emission from the surface of the conductor near the anode and the influence of the electrode on the electron emission are discussed. The change of current density in the cathode surface state and the change of time required for the formation of the positive electrode space are explained in this paper. This study builds a system for micro-mechanical and micro-MEMS design of high-voltage applications.