【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.15】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24TT0015

利用課題名 / Title

静電アクチュエータ製作の実習受講

利用した実施機関 / Support Institute

豊田工業大学 / Toyota Tech.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

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

アクチュエーター/ Actuator,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,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)

山口　 堅三

所属名 / Affiliation

徳島大学・ポストLEDフォトニクス研究所

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

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

佐々木実,大槻浩,中山幸子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization

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

TT-006：マスクアライナ装置
TT-008：洗浄ドラフト一式
TT-011：Deep Reactive Ion Etching装置（Boschプロセス）
TT-015：デジタルマイクロスコープ群

報告書データ / Report

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

MEMS専門ではないが、マイクロ静電アクチュエータを研究に活用したいと考えていた。本実習にて、具体的にどう製作するのが良いか分かるよう、教員自らが受講した。Fig.1はデバイス2種の基本デザインである。これら静電アクチュエータが合計144個並んだ17mm角チップを製作した。なお、昨年の実習（JPMXP1223TT0021）と比べて、静電アクチュエータのデザインが変更されて、１チップ当たりの個数が2倍になった。また、移動シャトルは、模式図中で同じ青色の構造で囲まれている。すなわち、移動シャトル変位が、周辺構造物の電位に影響を受け難くするデザインとなっている。

実験 / Experimental

実習は次のスケジュールで行った。3/10：SOI基板の表面デバイス層をパターニング。ダミー基板に固定してSi垂直エッチングを実施。3/11：裏面ハンドル層をパターニング。ダミー基板に固定してSi垂直エッチングを実施。3/12：午前で犠牲層エッチング。午後はアクチュエータの動作確認。Fig.2は高濃度フッ酸水溶液による犠牲層エッチング後、液の表面張力で移動シャトルが周辺構造と凝着しないように、デバイスチップを水から表面張力の少ない液に入れ替えている様子である。互いに親和性の良い液に順に入れ替えて、最終的にはジエチルエーテルから取り出して、デバイスを自然乾燥させた。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig.3に製作した静電アクチュエータを示す。中央の移動シャトルはグランド電位とした。駆動電圧はFig.1にオレンジ色で示す電極に印加した。印加電圧35Vで約5μmの変位が図の上方向に得られた。駆動電圧Vの2乗に比例する、理論通りの特性であることも確認できた。これは櫛歯のパターニングが良質であったことを裏付ける。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1. Design of two types of actuators

Fig.2. Replacing the liquid in which the processing chip is immersed

Fig.3. Fabricated electrostatic actuators

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

試作チップは持ち帰った。今後の研究に役立てる予定である。

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