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University of Twente (オランダ、Enschede) の研究者兼プロセス技術者である Henk-Willem Veltkamp 氏（理学修士）による、高温アプリケーション用のマイクロ流体チャンネルに焦点を当てた研究プロジェクトをご紹介します。
この研究は、PlasmaPro® 100 Estrelas シリコン深堀エッチング装置 (DRIE)、PlasmaPro® 80 プラズマ励起CVD装置 (PECVD)、IonFab イオンビームエッチング装置 (IBE) など、オックスフォード・インストゥルメンツのさまざまなシステムを使用して実施されました。
この研究プロジェクトの主な目的は、燃焼による天然ガスの発熱量を測定するマイクロセンサーを開発することです。よりクリーンで環境に優しいエネルギーへの高い要求から、化石燃料を燃焼させるよりもクリーンなプロセスと考えられている天然ガス燃焼の研究プロジェクトに注目が集まっています。
炭化水素燃料の高いエネルギー密度は、携行型電源、超小型無人航空機、超小型衛星のスラスター、超小型化学リアクターや センサーなどの需要増加に対応するため、燃焼を利用した超小型発電システムを開発する大きな機会を創出しています。
マイクロ流路の断面のSEM画像。両側にある2つのシリコンヒーターを示しています。
Henk-Willem 氏らは、側壁にシリコンの側壁発熱体 (SHE) を埋め込んだ、機械的に安定で熱的に絶縁されたマイクロ流体チャンネルの作製に成功しました。
博士号取得中、Henk-Willem氏は研究プロジェクトのためにオックスフォード・インストゥルメンツの様々なエッチングやデポジションツールを幅広く使用し、クリーンルームにおける多くの実務経験を積みました。
研究目的 – 高温アプリケーション向けマイクロ流体チャンネルの製造プロセス。
「オックスフォード・インストゥルメンツのシステムを使用する利点は、堅牢であること、ユーザーインターフェイスがわかりやすいこと、レシピ設定を簡単に変更できることです」。
Henk-Willem Veltkamp, M.Sc., researcher and process technologist at the University of Twente
高アスペクト比構造はMEMSデバイスの製造に不可欠な要素であるため、Henk-Willem氏は現在も高アスペクト比トレンチ構造のプロジェクトに携わっています。彼の現在の仕事では、研究チームはトレンチの入り口と側壁のプロファイル角度を最適化し、「キーホールの形成を防止」し、より優れた機械的強度と高品質の電気的・熱的絶縁性を達成しようとしています。
University of Twenteとの長期的なパートナーとして、オックスフォード・インストゥルメンツ・プラズマ・テクノロジーは、MEMSに関する最先端の研究開発プロジェクトを引き続き支援し、半導体産業における製造プロセスをさらに発展させるために当社の専門知識を共有していきます。
図1. ストレート型原理実証デバイス。長さ8.5 mmのストレート・チャネルの概略図と顕微鏡写真。挿入図は、金属層とキャップ層のないチャネルの一部を示す。全体の大きさは1.30cm×0.35cm。色は 黄色 -金属、 赤色 -SiRN、 オレンジ色 -SiNx キャップ、 灰色 - ヒータートラック。
References: Method for Keyhole-Free High-Aspect-Ratio Trench Refill by LPCVD, High Power Si Sidewall Heaters for Fluidic Applications Fabricated by Trench-Assisted Surface Channel Technology.
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