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環境資源を活かす/モノづくり不思議教室 削る 世界一のシリコン深掘り加工技術を開発 -- デンソー

モノづくり不思議教室

削る

世界一のシリコン深掘り加工技術を開発

株式会社デンソー

MEMS Micro Electro Mechanical Systems

微小電気機械システム

溝幅1μm・深さ50μmの最新技術

株式会社デンソーは、このほど基礎研究所で、シリコン基盤にマイクロモータ、マイクロミラー等の微小電機機械システム(MEMS)を立体的に形成するための新規な多段エッチング技術を開発した。

 この技術はシリコン基盤に細い溝を深く形成するもので、溝の深さと幅の寸法比(アスペクト比)を大きくできることがポイントである。

 一般にシリコンは深く掘るにつれて横方向にも削られるという問題があるため、アスペクト25以上を深堀りする技術が無いのが現状であった。

 今回、酸化性プラズマと非酸化性プラズマの組み合わせにより横方向に削られる事を抑制できるという知見を見出した。

 開発した多段エッチング技術はこれらの条件の最適化を図り、溝の側壁に特殊な保護膜を施し深さ方向のみの加工を進める方式といえる。

 保護膜を形成する工程と深堀りを勧める工程を繰り返す即ち多段に加工を行うことで、原理的には永続的な深堀りを行える。

 しかしながら、深堀が進むに伴いプラズマの供給が減少するため、現在のところ溝幅1μmで深さ50μm(アスペクト比50)まで加工できることを確認した。

 この技術は、次世代のMESMSデバイズとなるアクチュエータ(モータ等)、センサはもちろんのこと、微量液体分析用のマイクロ流路、可変マイクロキャパシタなどの加工に活用できる。

 シリコンウエハ上に厚さ2μm、直径数100μmで静電気力を利用して駆動させるマイクロモータなどを製作した報告例があるが、トルクが小さいという問題があった。

 今回の技術を適用する事で厚さが大幅に増加し静電気量が大きくとれるようになるため、同じ直径で25倍のトルクを得ることができるようになる。

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