Separate control of local anodization of micro electrodes on a chip for an integrated micro gas sensor

集成微型气体传感器芯片上微电极局部阳极氧化的单独控制

基本信息

批准号：
22K04205
负责人：
木村康男
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、局所陽極酸化を同一基板上で異なる条件で行い、センサ部を酸化チタンナノチューブ膜をベースとした特性の異なるマイクロガスセンサの同一基板上への構築を目指している。そのために、セルフアライメント技術に対応した、フォトリソグラフィと陽極酸化技術とを組み合わせた局所陽極酸化技術による作製プロセスの確立及び、電気化学的な触媒金属の担持技術の確立のための多重内部反射赤外吸収分光(MIR-IRAS)システムの立ち上げを行った。作製プロセスの確立では、陽極酸化する領域を制限するためのチタン(Ti)細線の保護膜として使用するシリコン酸化膜(SiO2)のエッチングの安定化のために、3枚の試料の同時エッチングが可能なウェットエッチングプロセス用の半自動システムを作製し、エッチング液の攪拌の違いによるエッチング速度のムラを抑制し、実験者によるウェットエッチングプロセスの歩留まりの依存性を抑制した。このプロセスは、Tiへのダメージを最小限にするためエッチング終了のタイミングを見極めるのに熟練を要し、実験者による歩留まりの依存性が高かった。これにより、研究の迅速な遂行が期待される。一方、電気化学的な触媒担持の観察においては、担持する金属微粒子の原料となる電解液を分光中に扱えるようにするために赤外分光器（マイケルソン干渉計）の外部に試料室を設けた。そして、その試料室と赤外線検出器とを覆い、赤外分光の妨げとなる水と二酸化炭素を雰囲気から除去するためのパージボックスの設計を終了した。

在本研究中，我们在不同条件下对同一衬底进行局部阳极氧化，旨在在同一衬底上构建具有不同特性的微气体传感器，其中传感器部分基于氧化钛纳米管薄膜。为此，我们将建立一种采用局部阳极氧化技术的制造工艺，该技术结合了与自对准技术兼容的光刻和阳极氧化技术，以及多重内反射红外线，以建立电化学催化金属支撑技术（MIR）。 -IRAS）系统。在建立制造工艺时，可以同时蚀刻三个样品，以稳定用作钛（Ti）细线保护膜的氧化硅膜（SiO2）的蚀刻，以限制阳极氧化的区域。湿法刻蚀工艺的自动化系统，抑制了由于刻蚀溶液的搅拌差异而导致的刻蚀速度的不均匀性，并抑制了湿法刻蚀工艺的成品率对实验人员的依赖性。这个过程需要技巧来确定结束蚀刻的时间，以尽量减少对钛的损害，并且产量在很大程度上取决于实验者。预计这将加快研究速度。另一方面，在催化剂载体的电化学观察中，在红外光谱仪（迈克尔逊干涉仪）外部安装样品室，以便在光谱分析过程中处理作为负载金属颗粒的原料的电解质。我们还完成了净化箱的设计，该净化箱覆盖样品室和红外探测器，并去除大气中干扰红外光谱的水和二氧化碳。