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» 2019年08月14日 08時00分 公開

組み込み開発ニュース:加速度1μGの検出を可能にするMEMSセンサーを開発

NTTアドバンステクノロジと東京工業大学は、複数の金属層から形成される積層メタル構造を用いた低ノイズ・高感度のMEMS加速度センサーを開発した。同サイズのセンサーと比べて、ノイズ10分の1以下、感度100倍以上を達成している。

[MONOist]

 NTTアドバンステクノロジは2019年7月23日、東京工業大学と共同で、複数の金属層から形成される積層メタル構造を用いた、低ノイズ・高感度のMEMS加速度センサーを開発したと発表した。医療やインフラ診断、移動体制御、ロボットなどでの利用を見込む。

photo 開発したMEMS加速度センサーの断面構造(クリックで拡大) 出典:NTTアドバンステクノロジ

 両者は過去に、金材料を用いてMEMS加速度センサーの錘(おもり)を従来の10分の1以下に小型化することに成功。今回は、この技術を発展させ、積層メタル構造を錘やばねに用いたMEMS加速度センサーを開発した。

 具体的には、金の層を複数重ねてMEMS構造を形成し、面積当たりの錘質量を増やしてノイズを低減した。また、錘の反りを低減して、感度(加速度当たりの静電容量変化)を増大。4mm角チップに実装した静電容量センサーは、同サイズのセンサーと比べて、ノイズ10分の1以下、感度100倍以上を示した。従来の小型シリコンMEMS加速度センサーでは難しかった、1μGレベルの検出が期待できる。

photo MEMS加速度センサーの拡大写真と電子顕微鏡写真(クリックで拡大) 出典:NTTアドバンステクノロジ

 MEMS製造には、半導体微細加工技術と電解金めっきを使用。そのため、集積回路チップ上にこのMEMS構造を形成可能で、汎用性も高い。人体行動検知による医療・ヘルスケア技術、振動検知によるインフラ診断、ロボティクス、自動航行制御システム、宇宙空間での計測など、さまざまな分野での応用が期待できる。

photo 従来のセンサーとの性能比較(クリックで拡大) 出典:NTTアドバンステクノロジ

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