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シリコンナノニードルおよびその製造方法

国内特許コード P110002758
整理番号 E092P05
掲載日 2011年6月8日
出願番号 特願2010-103922
公開番号 特開2011-230253
登録番号 特許第5592147号
出願日 平成22年4月28日(2010.4.28)
公開日 平成23年11月17日(2011.11.17)
登録日 平成26年8月8日(2014.8.8)
発明者
  • 中村 純
  • 前中 一介
出願人
  • ヤマハ株式会社
  • 兵庫県
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 シリコンナノニードルおよびその製造方法
発明の概要 【課題】設計自由度が高く曲げ強度が高く極めてアスペクト比が高いニードルを提供する。
【解決手段】最小幅1μm以上の連続領域を保護する膜であるリード保護膜R1をシリコン基板100の主面101の一カ所以上に形成する工程と、シリコン基板100の主面101のリード保護膜R1から露出している領域を垂直方向にエッチングすることによって直柱体102を形成する工程と、直柱体102の内部に酸化されずに残る直柱体領域104の横断面最大幅が1μm未満になるまでシリコン基板100を熱酸化する工程と、シリコン基板100に形成された酸化膜103を除去することによって、直柱体領域104からなるリードと、底に向かって広がるフレア面を側面とし頂からリード104が突出するマウント105とを有しシリコンからなるニードル10を形成する工程と、を含むシリコンナノニードルの製造方法。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



従来、走査型プローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)の探針など、先端横断面積が1μm未満のニードルを製造する方法が知られている。例えば特許文献1には、シリコンウィスカーをニードルとして用いる方法が開示されている。また特許文献2には、シリコン基板の等方性エッチングによって保護膜直下を側方からえぐった後に熱酸化し、さらに酸化膜を除去することによって、先端が極めて鋭利なニードルを製造する方法が開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、シリコンからなる極めて細い針状構造体およびその製造方法に関し、特に横断面幅が1μm未満の直柱体領域を有しアスペクト比が高いシリコンナノニードルおよびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
最小幅1μm以上の連続領域を保護する膜であるリード保護膜をシリコン基板の主面の一カ所以上に形成する工程と、
前記シリコン基板の主面の前記リード保護膜から露出している領域をDeep-RIE法で垂直方向にエッチングすることによって直柱体を形成する工程と、
前記直柱体の内部に酸化されずに残る直柱体領域の横断面最大幅が1μm未満になるまで前記シリコン基板を900℃以下で熱酸化する工程と、
前記シリコン基板に形成された酸化膜を除去することによって、前記直柱体領域からなるリードと、底に向かって広がるフレア面を側面とし頂から前記リードが突出するマウントとを有しシリコンからなるニードルを形成する工程と、
を含むシリコンナノニードルの製造方法。

【請求項2】
シリコン基板の主面の前記リード保護膜を囲む環状領域において離散している1または複数の領域を保護する膜である1または複数の離散保護膜を前記リード保護膜と同時に形成し、
それぞれの前記離散保護膜の最大幅は前記酸化膜の内方拡散領域の厚さの2倍以下である、
請求項に記載のシリコンナノニードルの製造方法。

【請求項3】
前記酸化膜を除去する工程において前記マウントの側面と段差無く連続する環状領域を頂面とする直柱体を構成する支持部が前記マウントの直下に形成されるように、前記リード保護膜と前記離散保護膜との間の最大幅または前記リード保護膜を囲む位置において離散している前記離散保護膜同士の間の距離はマイクロローディング効果によりエッチングレートが前記環状領域の外側よりも内側において低くなる距離に設定する、
請求項に記載のシリコンナノニードルの製造方法。

【請求項4】
前記酸化膜を除去する工程において直管体または複数の直柱体を構成する保護壁が保護壁保護膜の直下に形成されるように、シリコン基板の主面の前記リード保護膜を囲む位置において連続または離散している領域を保護する膜である前記保護壁保護膜を前記リード保護膜と同時に形成する、
請求項からのいずれか一項に記載のシリコンナノニードルの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010103922thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 前中センシング融合 領域
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