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Japanese


THE高専

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THE 高専@GAKKO

高等専門学校の学生による研究発表会・展示

 

SEMICON Japan 2018の出展者がスポンサーとなり、
高等専門学校の学生へ研究発表の場を設けました。
学生に半導体業界に対する理解を深めてもらう企画です。
高専生の若きエンジニアによるアイデアにあふれた技術や研究成果が
展示されていますので、ぜひお立ち寄りください。

 

 

参加校一覧

 (小間番号 1012)

学校名
研究発表内容

旭川工業高等専門学校

Nd:YAGレーザーを用いたPLD法による高品質な酸化物半導体薄膜の結晶成長

高品質の酸化物半導体薄膜の結晶成長は、分子線エピタキシー(MBE)法のほか、KrFエキシマレーザーなどの気体レーザーを用いたパルスレーザー堆積(PLD)法が用いられてきた。しかしながら、MBE法は冷却のための運用コストが大きく、また、KrFを用いたPLD法は、KrFが毒ガスであるため、設置環境を選び、またKrFガスの価格も上昇している等の問題があった。一方で、固体レーザーであるNd:YAG レーザーを用い たPLD法は、これまでレーザー強度の安定性から酸化物半導体薄膜での使用は敬遠されてきたが、設置条件やコスト面において大きな利点がある。これまで展示者らは、Nd:YAG レーザーの第 4 次高調波を用いた PLD 法でホモエピタキシャル成長した SrTiO3 薄膜について研究し、c 軸方向の拡大量 0.01Å程度の良質な膜の作成に成功した。本展示では、PLD法の概要および、SrTiO3 またはNb:SrTiO3薄膜の結晶成長とポストアニール効果について説明する。

一関工業高等専門学校

Homemade計測器による新規電子デバイス材料の特性評価

人と環境にやさしい次世代モビリティ社会の実現のためには、新規電子デバイス材料の開発が必要である。そこで、4端子電気抵抗測定装置を作製し、以下の材料の電気特性を評価した。

① Ga2O3
高耐圧・低損失のパワーデバイス材料として、SiC、GaNに続きGa2O3が注目されている。Ga2O3は5.3 eVの非常に高いバンドギャップを発現する。故に、電気伝導度の制御が重要な課題とされる。そこで、本件ではSnやSiをドーパントとしたn型ドーピングを行い電気抵抗率の検討を行う。

② 低次元炭素系材料
高感度生体センサーの材料として、グラファイト、グラフェン等の低次元炭素系材料に着目する。これらはサイズ・形状等に起因した特異な電子物性を発現することから、様々な応用へ展開が期待されている。本件では身の回りの炭素系材料の電気的特性を測定し生体情報モニタリングデバイスの開発を目指す。
当日は4端子測定装置および本測定装置を用いた実験結果を展示する。

茨城工業高等専門学校

気体含有ナノバブル研削液を用いたELID研削による表面改質加工法

'ELID研削法とは、研削加工中に導電性砥石の加工面を電解しながら研削を行う加工である。電解によるドレッシング効果により、高効率・高品位な加工が可能となっており、金型やレンズ、セラミックスなどの硬脆材料に用いられている。最近では、半導体材料やバイオマテリアルなどに対応する環境対応型ノンメタル砥石である導電性を有するラバーボンド砥石が開発され、そのラバーの弾性効果により数nmRaの超精密加工が可能となっている。本展示では、ラバーボンド砥石による研削加工とELID研削による表面改質の複合加工を援用して、航空宇宙・自動車産業だけでなく医療材料として利用されている64チタンの研削加工を行った。

宇部工業高等専門学校

MEMS技術を活用した機能性伝熱面の熱工学への展開

MEMS技術の発展により熱工学の分野においてもナノ・マイクロスケールの現象解明及び伝熱促進技術の開発が求められている。そこではシリコンウエハを基盤に用い、エッチングや熱酸化、スパッタリングなどの様々なMEMS技術が活用されるなど、半導体製造の技術は工学の多方面に波及するものである。現在、本研究室ではMEMS技術を活用した機能性伝熱面の製作と、気液界面における熱物質輸送機構の解明に取り組んでおり、中でも機能性伝熱面の製作には微細加工技術を活用している。表面を熱酸化したウエハ及び石英ガラスに撥水加工を施し、フォトリソによって微細加工パターンをウエハに転写、現像、ドライエッチングによって濡れ性勾配と呼ばれるパターンを製作している。実際に微細加工技術によって製作した機能性伝熱面及びその工学的応用について、また分子動力学計算によって得られたナノスケールの熱物質輸送についてアニメーションを用いて説明・展示する。

沖縄工業高等専門学校
情報通信システム工学科

ドローンを用いたITS 融合ネットワークの構築

沖縄地域性にあった完全自律制御型電動ヘリコプタ(ドローン)で取得した画像データを、高信頼・低遅延のアドホックネットワークを介してセンターに収集し、平時及び災害時に収集した画像データをビッグデータ解析して必要な情報をタイムリーに提供し、沖縄地域振興や災害復興を目的した研究の提案を行い、過去3年セミコンにて提案ベースの発表を行ってきた。当初、構想のみであったものの、昨年度より、ドローンやネットワークシステムの構築などを行い、総務省の研究助成(SCOPE)や三菱自動車との共同研究を受け、研究を進めてきた。PHEVを用いたドローン有線給電や、ドローンと車両間及び車車間、路車間を連携した高信頼・低遅延アドホック通信技術について研究を進めている。また、実際に、沖縄県の代表的な農作物であるパイナップルの育成状況をドローンでモニターし、その画像処理やAI化を進めている。当日では、その研究状況について報告したい。

ダイヤモンドSAWフィルタの研究 ~5G&沖縄シリコンパラダイスを目指して~

SAWデバイスは、スマートフォンなどのすべての携帯電話に電波を選別する部品として使われている。スマートフォンに加え、さらに多種多様なサービスとしてIoTが検討されており、第5世代移動体無線システムでは、IoTの通信部分として検討されている。いわゆる5Gでは、30GHz(ミリ波帯)、3〜6GHz(マイクロ波帯)など、現状のキャリア周波数(〜2GHz帯)よりも高い周波数を用い、伝送レートを一段とアップさせることが計画されている。従来、SAWデバイスは端末内のRFフロントエンドフィルターとして、その地位を獲得し、スマートフォン内では15個前後のSAWフィルタが用いられている。しかし、5Gで、主に使用する周波数が高い周波数になってしまい、従来材料は使用できなと思われる。そのため、セラミックやプリント基板などを用いたRFフィルタなど全く違う方式が提案されつつある。しかし、そのフィルタ性能はSAWフィルタよりも劣る。そこで、我々は、最も硬い材料であるダイヤモンドを用いたSAWが5GHzの周波数にて低損失が実現することに着目し、フェムトセルにおける基地局用フィルタを対象に、その実用化について研究を進めている。携帯端末ほど生産はする必要がないものの、研究してきた基板サイズが3x3mm^2 程度であることから、商品化の道は程遠い。そこで、産総研が生み出した “ミニマルファブ“によるシリコンIC製造によるダイヤモンドSAWの研究を実施してる。このミニマルファブは廃棄物やエネルギー消費の少ない環境にやさしい製造プロセスであり、沖縄県に最適であると考えられる。本研究は、沖縄県でダイヤモンドSAWを含めた電子部品産業を創出(シリコンパラダイス構想)し、沖縄県の発展と、同時に、5Gの発展に寄与することを目指す。 現在、昨年からプロジェクトをスタートし、(株)イーディーピーに協力をいただき、ダイヤモンドのハーフインチウエハの試作などを進めている。ミニマルファブはシリコンICの製造に合わしたものであることから、横河ソリューションサービスおよび、産総研ミニマルファブグループの支援のもと、ダイヤモンドSAWフィルタ(1ポート共振子)の試作・流動を進めている。これまで2回の結果では、もっとも良かった結果は、2.6GHzにてQ値2000が得られ、期待していた10000よりは低いものの、多結晶ダイヤモンドを使ったものより少し良い程度の結果となった。このQ値が低い原因は、AlN薄膜と電極形成プロセスにあることが分かっており、現在、これらのプロセス見直しとその改善について研究を進めているところである。

香川高等専門学校
詫間キャンパス

高齢者モニタリングシステム

〇高齢者モニタリングシステム
以前から研究・開発を行ってきた高感度呼吸センサが他の市販センサと組み合わせ高齢者モニタリングシステムとして実用化を考え、総務省平成30年度予算「IoTサービス創出支援事業」に「地域一体型バーチャルケアによる介護予防推進事業」として応募し採択された。本事業は製品化が目的であり平成31年度の製品化を目指している。
特に高感度呼吸センサ、GPS位置センサ、3D加速度センサ、体温センサを組み合わせデータ収集しビッグデータ用データベースに収集することでAI(ディープラーニング)分析することで高齢者の身体状態を正確に把握する。AI(ディープラーニング)分析については東京大学松尾豊特任准教授・松尾研究室・三豊市・香川高専が8月にAIに関する連携協力に関する合意書を締結しすでに研究連携を行っている。

ティンパニ用チューニングアダプタ

〇ティンパニ用チューニングアダプタ
ティンパニ用チューニングアダプタについても以前から研究・開発を行ってきた。以前のティンパニ用チューニングアダプタはセンサとしてPVDF圧電フィルムセンサを使用していたが安定した測定に問題があった。今回安定性についての欠点を解決し平成31年度の製品化を予定している。

熊本高等専門学校
熊本キャンパス

絶縁基板上におけるⅣ族半導体結晶の低温形成

柔軟性に富んだプラスチックなどの基板上に、高移動度の薄膜トランジスタや高効率の光デバイスを集積したフレキシブルデバイスを実現するためには、プラスチックシートのような低融点絶縁基板上に高品質な半導体結晶を非常に低温(≦150℃)で形成する技術が必要になります。パルスレーザーアニール法や固相結晶成長法などの技術開発が世界中で行われていますが、熊本高等専門学校・角田研究室では、半導体結晶薄膜を低温で形成するための鍵となる技術が、金属誘起結晶化技術*にあると考え、研究に取り組んでいます。金属を用いた結晶成長手法は低温成長が可能であること、絶縁基板上で結晶面方位の制御が可能であること、などの特徴がありますが、未だ150℃以下の低温で高品質結晶を形成するための技術確立までには至っておりません。角田研究室では、金属誘起結晶化技術に熱以外のエネルギーを組み合わせた新たな低温結晶化技術を考案し低温化へのアプローチを試みています。本展示では、その取り組みの一部について紹介を致します。また、熊本高等専門学校熊本キャンパスのクリーンルームについても紹介を致します。 (参考)金属誘起結晶化技術*について Ⅳ族の非晶質半導体薄膜上に配した触媒金属をシードとして低温で結晶化を誘起させる手法です。熱処理のみで結晶成長を誘起する手法に比べて、約200℃以上もの低温化が実現できます。 

佐世保工業高等専門学校

生物の判別動作を参考にした高速な重心位置の判別回路

本展示では、センサからの信号を高速に判別する電子回路を紹介する。生物の神経細胞の判別動作を参考にした従来に無い判別方法である。 センシング信号の処理では、信号の AD 変換、および、プロセッサとソフトウェアを用いた逐次処理により判別する場合がほとんどである。本展示では、神経細胞の情報処理機能だけに着目したニューロン回路を用いて判別する。センシング信号をアナログ信号のままニューロン回路に入力し、回路の並列処理により、ソフトウェアを使用せずに判別する。AD 変換が不要であり、並列処理をおこなうため、高速化が期待できる。 様々なセンシング信号判別の一例として、梁の上に置いた物体の重心位置を判別する回路を設計、製作した。梁の両端に設置した2つのロードセルセンサの信号をもとに、重心位置を判別する。LED が点灯して重心位置を短時間に表示できることを示す。現在、実用性を向上するためニューロン回路の集積化も検討している。

舞鶴工業高等専門学校

液滴室温ナノインプリントによるDLCマイクロ・ナノデバイスの開発

大量のナノオーダーパターンを一括転写できる技術として注目されている液滴室温リバーサルコンタクトプリント(DRTRM-CL)によるFPD用DLCナノエミッタの作製を目標としている。2液タイプの室温硬化型PDMSモールドを用いていたが、この作製には36 hほど必要なため、新たにUVで硬化するモールドの提案を行った。本研究で作製したUV-PDMSモールドを用いたDRTRM-CLによるDLCドットアレイの作製について検討した。また新たに振動を与えることで高精度なパターン形成を目指す。
ナノインプリントリソグラフィを用いた公開講座を実施することにより、ナノテクノロジーの基礎知識を中学生により認知、理解してもらうことを目的としている。この方法でDLCを素材とした医療用MEMSの摺動部品の作製を目標としている。4,536個/cm2のマイクロギヤパターンを有するPDMSモールドでポータブル室温ナノインプリントシステムを用いてマイクロギヤの転写レジストパターンの形成を行った。

 

THE高専

 

協賛企業

 

Hitachi High-Tech

株式会社ニコン

株式会社日本マイクロ二クス

株式会社フジキン

株式会社荏原製作所

TOKYO ELECTRON

screen

堀場エステック

ディスコ

 

会場案内・アクセス

 

会場マップ 

 

アクセス

〒135-0063 東京都江東区有明3-11-1
東京ビッグサイト
SEMICON Japan 展示会場 東ホール

詳しい会場までのルートは こちら

 

 

MIRAI GAKKO

 


お問い合わせ

 SEMIジャパン
 Email: gakko@semi.org
  

 

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