【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.10】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0043
利用課題名 / Title
弾性波共振器の開発
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
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
MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,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)
木村 俊
所属名 / Affiliation
ローム株式会社
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
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
シリコン基板上で自立した圧電膜を伝搬する弾性波は、その自立圧電膜の機械的性質により一般的な表面弾性波の示す音速よりも高音速を示す。これにより自立した圧電膜は高周波帯で利用される共振子として有効な構造となる。一方で、音速や結合係数等特性向上のため弾性波の伝搬する圧電膜に関する研究もおこなわれている。我々は将来的に圧電膜の結晶性の高さが特性向上につながると示すことを期待し、MOCVDによる成膜で、まずAlN薄膜の自立構造を形成するための実験を行った。
実験 / Experimental
シリコン基板にAlN薄膜をMOCVDにより成膜し、裏面にフォトリソグラフィーによりシリコンエッチングのためのマスクとなるレジストパターンを形成した。最後に東北大学ナノテク融合技術支援センターのD-RIE装置により、表面のAlN薄膜をストップ層としてシリコン基板をエッチングし、Cavityを形成した。そこで、走査型電子顕微鏡による裏面からの観察により、MOCVDによるAlN薄膜の自立構造ができているかを確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
裏面からの顕微鏡観察により、設計通りにAlN膜をストップ層とした深堀エッチングができた。表面のアライメントパターンが確認でき、AlN膜が露出している事が分かる。一方で、AlN膜の一部でき裂が発生する箇所も確認された。き裂は、格子不整合による残留応力に起因するもの、薄膜の自立構造という構造的な脆弱性からプロセス中の外的負荷に起因するものと考えられ、原因の特定と対策を検討する予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ 裏面からの光学顕微鏡像
図２ AlN膜のき裂のSEM像
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