Transuducersʼ05 における研究開発動向調査
2005.12.16 調査研究部 磯川
目次
1.

会議名

2.

開催日時、など

3.

発表件数、採択率

4.

プログラムの詳細

5.

研究機関別発表件数6.

分類項目別発表件数

7.

発表した日本の企業名

8.

マイクロ化学関連の研究開発動向

9. その他、所感======================================================================================
１. 会議名Transducersʼ0５(The 13th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems)

開催日時、場所、開催規模(1) 期間：2005 年 6 月 5 日（日）〜9 日（木）(2) 場所：韓国・ソウル COEX コンベンションホール
(3) 出席者数：790 名 、27 カ国 (事前登録者ベース)
・日本からの出席者が 201 名と国別で最も多い・続いて米国、韓国（開催国）、と続く国別 参加人数

05/5/31現在

250

200

201
168
144

150
人数
100

24

図―１：学会出席者 国別の分布(4) 会議の形式
・パラレルセッション方式(4 セッション同時進行)

-1-

17
スエーデン

24

中国

スイス

ドイツ

台湾

韓国

32

米国

052

フランス

5450

日本

２.

３. 発表件数,採択率(1) 発表件数
基調講演、招待講演 18 件

（内訳 plenary：3 件, invited：15 件, ）総数：514 件（内訳 oral：199 件, poster：315 件, ）(2) 応募数および採択率
地域

応募件数 (割合)

採択件数 (割合)

Asia/oceania

568(54%)291(55%)

America244(24%)116(22%)Europe223(22%)117(23%)

1400

60%

1200

50%

件数

1000

40%

80030%

600

20%

400

10%

200

仙台

97
シカゴ

ミ
99
ュ
ン
ヘン
01
ボス
トン
03
ソウ
ル
05

0%

95

0ス
トック
ホル
ム

採択率

応募数 1035 件

s u bmitte d

Ac c e ptan c e

図―２：応募件数、および採択率の推移

国 別 発 表 件 数 （ オ ーラル 、 ポ ス タ ー）(4) 国別発表件数

100
79

80
件数
60

76
ベルギ ー

13 11
オラ ンダ

14

スエーデン

-2-16

フラ ン ス018

シ ンガポー ル

24

20

香港

33

中国

3940

スイス

韓国：79 件

台湾

No.３

ドイ ツ

米国：119 件

119120

韓国

No.２

132

米国

日本：132 件

日本

No.１

140

図―3：国別発表件数

4. プログラムの詳細
以下に技術プログラムを添付する。

図―４：技術プログラム-3-0-4-

図―５：研究機関別発表件数
Tsin gh u a U n iv ., B e ij in g, C h in a ,E P F L , S w it ze r la n d .

U n iv e r sit y o f Twe n t e

K y u n gp o ok N a t io n a l U n iv e r sit y , K o r e a ,To y o h a sh i U n iv e r sit y of Te c h n o logy

Un iv e r sit y of M ic h iga n

K or e a A d v a n c e d In st it u t e o f S c ie n c e a n dTe c h n o lo gy

E TH Z u r ic h , S w it ze r la n d

N a n y a n g Te c h n o logic a l U n iv e r sit y

G e o r gia In st it u t e of Te c h n o logy

N a t io n a l Tsin g H u a U n iv e r sit y , Ta iwa n

U n iv e r sit y o f C a lif o r n ia a t B e r ke le y ,Toh oku U n iv e r sit y

S e o u l N a t io n a l U n iv e r sit y

U n iv e r sit y o f To ky o

５. 研究機関別発表件数(First Author の所属にて分類)
東京大学からの発表が圧倒的に多いこと、韓国、台湾の大学・研究機関からの発表が多いこと、などが特徴として挙げられる。

研究 機 関 別 発 表 件 数 （オーラル、ポ ス ター）
first Author に て カウ ン ト

35302520件数
15105６． 分類項目別発表件数
分類別発表件数（オーラルのみ）
45394035

313025件数

252624191518201514 14151491061210920

1117611314

1101

n-agich

Actu

Actu

Pack

TeFab

Fab

Te(noch(Silicon)
atSnoatgirlsicoorTe(Esnchle(Ectno )leroctlostgieroatmsicag,…
neet
D e t ic ,c)s ig m agnnetanicd)
Modelin
Ph
M gys
at
ic
eralial(Sensors)
Flui
d ic
Opt
Mic
edal(含ical、光Biol通og
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Roデlboバ
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stem
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類 t che
Sにs,該…
当etしな c)
いもの08986519

TRANSDUCERS03

TRANSDUCERS05

大分類
1.Fundamentals

小分類(1) Fabrication Technologies(Silicon)(2) Fabrication Technologies(non-Silicon)(3) Packaging Technologies(4) Actuators (Electrostatic,Piezoelectric…etc)(5) Actuators (Electromagnetic,magnetic)(6) Design and Modeling(7) Material

2.Applied Devices/Systems(1) Physical (Sensors)(2) Fluidic(3) Medical(4) Biological(5) Optical(含、光通信デバイス)(6) Chemical(7) Robotics System and Control(8) RF-MEMS(9)Power-MEMS(10) Others (SPM, switches, relays …etc)

3.Others(1) 上記分類に該当しないもの

図―６ ： Transducersʼ05 における分類別発表件数 （マイクロマシンセンター 調べ）-5-71

７． 発表した日本の企業名
全発表（オーラル、ポスターを含む）を対象に(First Author の所属にて日本企業発表について図７に示す。
合計 12 社から、16 件 （オーラル 5 件 、ポスター11 件）の発表があった。
番号
3E4.121
1C3.4
2E4.107
3E4.472E4.132
2B3.5
1B3.2
3A1.1
2E4.130
3E4.58
4C1.3
2A2.2
3E4.6
2E4.1293E4.2
2E4.13

タイトル

発表企業

RAPID AND HIGH SENSITIVE BIO-SENSING SYSTEMUTILIZING MAGNETIC BEADS
Design and Fabrication of a Pure -Rotation Microscanner with Self-Aligned
Electrostatic
Vertical Combdrives in Double SOI waferPiezoelectric Properties of Sputtered AlN on Silicon Substrate
3D MICROFLUIDIC DEVICE FABRICATED BY USING SURFACE-ACTIVATEDBONDING OF ELECTROPLATED Ni PATTERNFISHBONE-SHAPED VERTICAL COMB ACTUATORFOR DUAL-AXIS 1-D ANALOG MICROMIRROR ARRAYA HARD-DISK DRIVE TRACKING SERVO MICROACTUATOR DRIVEN BY PZTWITH STROKE AMPLIFICATION MECHANISMFULLY CMOS COMPATIBLE ON-LSI CAPACITIVE PRESSURE SENSORFABRICATED USING STANDARD BACK-END-OF-LINE PROCESSESOPTICAL TOPOGRAPHY FOR NONINVASIVE IMAGINGOF HUMAN BRAIN FUNCTIONSLOW-INSERTION-LOSS COMPACT 3D-MEMS OPTICAL MATRIX SWITCHWITH 18 INPUT/OUTPUT PORTS

Asahi Kasei CorporationCANON Inc.
DENSO CORPORATION,Fuji Xerox Co., Ltd.
FUJITSU LABORATORIES
Ltd. ,
Hitachi Global Storage
Technologies, Inc.
Hitachi Ltd.,
Hitachi, Ltd.
Hitachi, Ltd.,Micro-mixing Server using Micromixer for Production

Hitachi,LtdHIGH POWER HANDLING CAPABILITY OF MOVABLE-WAVEGUIDEDIRECT CONTACT MEMS SWITCHESNOVEL MEMS POWER GENERATOR WITH INTEGRATEDTHERMOELECTRIC AND VIBRATIONAL DEVICESDIAMOND PROBE WITH SILICON-BASED PIEZO STRAIN GAUGE FOR HIGHDENSITY DATA STORAGE USING SCANNING NONLINEAR DIELECTRIC
MICROSCOPYA MEMS 1-D Optical Scanner for Laser Projection Display using
Self-assembled Vertical Combs and Scan-angle Magnifying Mechanism
WAFER-LEVEL INTEGRATION TECHNOLOGY OF
SURFACE MOUNT DEVICES USING
AUTOMATIC PARTS ALIGNMENT TECHNOLOGY WITH VIBRATIONSAPPHIRE-BASED CAPACITANCE DIAPHRAGM GAUGEFOR HIGH TEMPERATURE APPLICATIONSMitsubishi ElectricCorporation

図―７ ： Transducersʼ05 における日本企業の発表-6-NTT CorporationPioneer Corporation
SEIKO EPSON CorpSeiko Instruments IncYamatake Corporation８． マイクロ化学関連の研究開発動向
図−６の分類別発表件数（マイクロマシンセンター調べ）から、Fluidic は口頭発表 26 件と Physical sensor の次に発表件数が多い分類であり、前回会議に比べて減少はしているものの相対的に発表件数が多い分野であることが伺える。 また口頭発表に関しては近年、アプリケーションを想定した素子開発が強く、この傾向は今後、更に応用分野が広がっていくことを示唆するものと考えられる。 また、前回会議からの傾向のようであるがポリマーを用いたデバイス開発が多いことも特徴に挙げられる。

以下にマイクロ化学関連の発表のうち、５件について簡単に技術概要を報告する。
＜液滴マニュピレーション＞
題名：A MICRO PARTICLE SAMPLE USING ELECTROWETTING-ACTUATED DROPLET SWEEPING
発表者：Yuejun Zhao and Sung Kwon Cho（所属 University of Pittsburgh）
発表番号：1C4.2
技術概要：
エレクトロウエッティングの原理で駆動される液滴にて、空気中のパーティクルを採取する新規システムの報告。 8μ径のガラスビーズ（親水性）、テフロンコートガラスビーズ（疎水性）ともに高効率で採取。本システムはLab-on-chip との親和性が高くごく少量の液滴で低消費電力、高効率なサンプリングが実現できる。

題名：LIQUID LOADING OF SILICON-BASED CANTILEVERS USING ELECTROWETTING ACTUATION FORMICROSPOTTING APPLICATIONS
発表者：T. Leïchlé, D. Saya, P. Belaubre, JB. Pourciel, F. Mathieu, JP. Laur, L.Nicu（所属 LAAS-CNRS, France）
発表番号： 1C4.３
技術概要：
スポッティング応用のためのスリットとリザーバーを有するカンチレバーアレイの製作と評価に関する報告。 スポッティング操作はカンチレバーに作りこまれたスリット間に DC 電圧印加し、そこで生じるエレクトロウエッティング（ELECTROWETTING）に基づく。本手法で 20 ミクロン径の液滴のマトリクスパターニングに成功した。

-7-題名：USING EWOD (ELECTROWETTING-ON-DIELECTRIC) ACTUATIONIN A MICRO CONVEYOR SYSTEM
発表者：Ilju Moon and Joonwon Kim（所属 POSTECH, Korea）
発表番号：1C4.4
技術概要：
複雑な製法を用いることの無いエレクトロウエト駆動 EWOD（Dielectric の Electrowetting）のミクロ運搬装置システム。 装置システムの概念と製造、およびアプリケーションについての報告。 既存 EWOD システムでは液滴上部にグランド電極が必要でそのための追加プロセスを要するが著者らの素子は液滴下部の 1 層のみの電極で済む。製法はガラス基板上に電極パターニングを行い、酸化膜形成後に疎水性膜（テフロン）を塗布して完成させる。

6µl の 液 滴 を 用 い~100VDC、 ~80VAC(@1kHzsquare wave)条件にて、シリコンパッド（7mm x 5mm x 40µm）の搬送を確認。

＜バイオツール 針＞
題名：RELIABLE IN-VIVO PENETRATION AND TRANSDERMAL INJECTION USING ULTRA-SHARP HOLLOW
MIC
発表者：Niclas Roxhed, Patrick Griss* and Göran Stemme（所属 Royal Institute of Technology, Sweden）
発表番号：1D5.3
技術概要：
人の皮膚向け無痛極細針（液体注入用中空あり）に関する報告。 従来より信頼性の高い無痛極細針構造で人間の皮膜に注入できることを液体染料と電気インピーダンス測定で確認。
チップは４ｍｍ角内に 5x5 極微針配列（500 ミクロンピッチ）からなり、１つの針は先端半径 100nm 以下。中空微細針の製造プロセスは D-RIE と等方性エッチの併用で先鋭化のためにウエット酸化を行って半径 100nm 以下を達成-8-

＜バルブ＞
題名：SMALL FOOTPRINT KNIFE GATE MICROVALVES FOR LARGE FLOW CONTROL
発表者：Stefan Braun, Sjoerd Haasl, Samir Sadoon, Anthony S. Ridgeway, Wouter van der Wijngaart, Göran
Stemme（所属 Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden）
発表番号：
技術概要：ナイフエッジ型のバルブを MEMS 技術にて製作。バルブはアルミ薄膜を使った熱バイモルフ構造。 本構造により、2.3×3.7ｍｍ^2 のエリアで、１００ｋPa でΔＱ=3.4l/min の流量変化に耐えうることを確認。

９． その他、所感会議初日に行われた基調講演（3 件）のうち、米国 Si Times 社の Kurt E.Petersen 氏発表の「A NEW AGE
FOR MEMS」（1Ｐ1.1）では MEMS の歴史と現状、および今後の技術、市場についての総括的な発表があった。
70 年代の自動車排気ガスに関する規制、90 年代の加速度センサーなどが引き金となり MEMS デバイスの大量生産、低価格化が進んだこと、半導体技術進化のトレンドを示す「Moore の法則」が MEMS 技術にも 15 年ほど遅れてはいるものの適応されるとの報告があり興味深い内容であった。
発表の分野別傾向では、バイオ関連の発表が全体の約 2割程度を占めており、その内容も今までの基本構成を提案する段階から、より具体的にアプリ側での生体分子や細胞を用いる段階へと展開していることが示唆される報告が多く見受けられ、最近の研究開発の動向を示すものとして注目される。
また、集積化 MEMS に関する具体的な提案が見られたことも今回学会の特徴として挙げられる。 以下、Transducers'0５で発表された集積化 MEMS に関する研究開発のトピックスについて簡単に触れる。
独ボッシュからは「NEXT GENERATION PRESSURE SENSORS IN SURFACE MICROMACHININGTECHNOLOGY」（1Ｂ3.1）にて、圧力センサーとCMOS回路との集積化をサーフェス加工で実現するユニークな手法が提案されている。

-9-

右図（ｂ）に示すように、MEMS部を先に作製し、その後にCMOS回路を作製する手法である。 MEMSはその構造が脆弱であること、薄膜の応力に温度依存性があること、などの理由からCMOS作製後に作りこむ事があるが、ボッシュの発表ではCMOS作製に先立ち、ポーラスシリコンの成膜（のちのキャビティ領域）とエピタキシャル法によるシリコン成膜（のちのメンブレン膜）、およびアニール処理によってキャビティを形成するところに特徴がある。 このプロセスによればMEMS部分を形成した後は、表面が平坦シリコンとみなせ、既存のCMOS製造インフラを十分活用でき、汎用CMOSプロセスが容易となる。 従って、圧力センサー製法で従来から行われてきたKOH、TMAHなどのアルカリ薬液を用いたシリコン結晶異方性エッチ、ガラスとの陽極接合など煩雑工程を必要としないシンプルな工程で、ピエゾ抵抗、増幅・読出回路などをセンサー部と一体集積化できるメリットがあるという。
また、北京大学からはバルク加工からのアプローチで DIRIE 加工技術を十分に活用した集積化 MEMS について発表している「POST-CMOS PROCESS FOR HIGH-ASPECT-RATIO MONOLITHICALLY INTEGRATED SINGLECRYSTAL SILICON MICROSTRUCTURES」（3Ｂ1.4）。

一般的な CMOS 回路作製後、D-RIE によって形成したトレンチを酸化膜、ポリシリコンで埋め戻すことでMEMS 領域と CMOS 領域をアイソレーション分離し、そのあと MEMS 領域に櫛歯構造の容量センサー、あるいはアクチュエーターなどの高アスペクト比機械構造を作りこむ手法である。

サーフェス加工による集積化に比べ機械特性に優れる単結晶シリコンの高アスペクト比構造体を実現できるなどが利点である。

これ以外に DRIE 加工技術を駆使したバルク加工による集積化 MEMS の発表には、たとえばアナログデバイセズから SOI 基板を用いた加速度センサ
ー に 関 す る 発 表 「 THE NEXT GENERATIONINTEGRATED MEMS AND CMOS PROCESS ON SOIWAFERS FOR OVERDAMPED ACCELEROMETERS」（3Ｂ1.2）、などがあった。
このように集積化 MEMS に関する発表はサーフェス加工、バルク加工、それぞれの視点で、近年活発になってきているが、バルク加工では DRIE の垂直加工性、パタン自由度などを最大限活用し集積化を行う例が増えているように思われる。 ただし、CMOS 回路へのプラズマドライエッチによるダメージなどについて詳細データを示す報告はあまり見られず、製品化フェーズにおける開発段階では、そのプロセス設計を考える上で十分考慮すべき課題になりそうとの感触を持った。 また、北京大学の発表にもあるように、中国がこの分野の技術開発に着手し始めていることは注目。 この分野において中国からは発表はあまりなかったように思われるが、今後の開発動向に注目が必要ではないか。

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【参考写真：ウエルカムイベント】【参考写真：会議の様子】【参考写真：ポスターセッションの様子】- 11 -