【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.14】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT1140

利用課題名 / Title

超音波デバイス

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

超音波,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,スパッタリング/ Sputtering,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

篠田 裕之

所属名 / Affiliation

東京大学大学院 新領域創成科学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

神垣　貴晶,二宮　悠基

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-711：LL式高密度汎用スパッタリング装置 (2018)
UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

目的は透明な超音波デバイスの実現であり，導電層を備えた透明な高分子フィルムによりこれを達成する．この高分子フィルムへの導電層の付与をスパッタ装置を用いて行った．

実験 / Experimental

スパッタリング装置を用いて，張力を印加した高分子フィルムに導電層を成膜した．スパッタの際，透明性を保ちつつ電圧印加可能な厚みとなるよう成膜条件を探索した．次に導電層のパターニングのためのマスクを用意した．マスクにはシリコンウェハーを用い，レーザー直接描画装置を用いてレジストパターンを作製した後，深堀エッチング装置により製作した．
製作したフィルムの評価のため，フィルム下面に数 μm以上の隙間をあけて導電層を備えたガラス板を配置し，電圧を印加してフィルムを振動させて動作確認を行った．

結果と考察 / Results and Discussion

標準のスパッタパワーである200 Wでのスパッタでは，フィルムにしわが生じることを確認した．基材のフィルムは厚みが数μm程度であり，スパッタ層の応力がしわの原因になったと考えられる．スパッタパワーを50 Wに抑え，成膜時間を200 W時の4倍としたところしわが生じなくなり，所望の張力を維持したままの導電層を備えた高分子フィルムを得ることができた．
Fig.1 に製作したデバイスの構造を示す．製作したデバイスの共振周波数は基材フィルムの面密度，スパッタにより成膜した導電層の面密度，及びフィルムの張力により決定する.
Fig.2 に，基材が2.3 μm厚みのアラミドフィルム，導電層がPt 10 nm，スパッタ前のフィルムの推定張力が39 MPaであるΦ2 mmのデバイスの周波数特性を示す．
スパッタ前後で張力が変化していないと仮定した際の共振周波数の理論値は57 kHzであり，製作したデバイスの共振周波数が理論値と一致することを確認した．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 試作デバイス構造

Fig.2 試作デバイスの周波数特性

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件