圧電薄膜を用いた超音波マイクロアレイセンサと共振周波数チューニング(圧電デバイス・材料,強誘電体材料,有機エレクトロニクス,一般)

概要

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シリコンマイクロマシニングにより形成したダイアフラム上に、ゾル・ゲル法によりPZT(Pb(Zr,Ti)O_3)圧電薄膜を堆積し、空気中での三次元イメージングを目指した超音波マイクロアレイセンサを作製した。センサ作製直後は、ウェハ寸法の誤差や材料特性の不均一性から素子毎に共振周波数が異なり、最大12%のばらつきを持つアレイでは電子走査による三次元計測が不可能であった。完成したセンサの共振周波数を調整する手段として、電気的な方法として圧電休の電界ポーリングを、また機械的な方法としてインクジェットプリンティング技術を開発し、共振周波数のチューニングを試みた。電界ポーリングにおいては、常温1秒間の印加により10V以下の電圧で8%程度共振周波数を変化させることができた。インクジェットプリンティングにおいては、4μm以下厚みのインク塗布により7.5%程度の共振周波数変化を得た。これらチューニング技術を用いて、アレイ内の素子毎の共振周波数を2%〜0.5%以内まで揃えることを可能とした。最終的に、チューニング後のセンサを用いてフェイズドアレイを構成し、電子走査により三次元空間内での物体位置計測を実現した。
社団法人電子情報通信学会の論文
2003-06-27

圧電薄膜を用いた超音波マイクロアレイセンサと共振周波数チューニング(圧電デバイス・材料,強誘電体材料,有機エレクトロニクス,一般)

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