微細デバイス技術特論｜シラバス情報

授業コード

220400

オムニバス

科目名

微細デバイス技術特論

科目名（英語）

Advanced Lecture on microdevice technology

配当学年

1年

単位数

2単位

年度学期

2025年度秋学期

曜日時限

水曜2限

対象学科

博前_機械

コース

科目区分

大学院科目

必選の別

選択科目

担当者

加藤　史仁

教室

実務家教員担当授業

担当教員（加藤）は、企業において、Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)の設計・試作・評価を通じて、様々なデバイスを開発した経験がある。こうした経験や知識を活用し、現実の課題と授業の内容との関連性を具体的に示しつつ講義を進める。

授業の目的と進め方

【学習目的】
　微細デバイス (MEMS) の設計・製作・評価技術について学ぶ。
【授業到達目標】
　学部で学んだメカトロニクスの基礎知識をベースとして、実際のメカトロニクス商品に用いられているデバイス（センサやアクチュエータ、これらを集積した素子）の構造、駆動原理を理解し、また、製作技術、評価技術にまで深堀することで、現場に適したデバイス選定や開発が行えるスキルを身につける。

達成目標１

MEMSと半導体の違いについて、構造、プロセス、評価方法の視点で違いを説明できる。【20%】

達成目標２

センサやアクチュエータについて、駆動方式別による優位性を説明することができる。【20%】

達成目標３

5感センサとその他センサについて、構造、検出原理、使用方法について説明できる。【20%】

達成目標４

アクチュエータについて、構造、駆動原理、使用方法について説明できる。【20%】

達成目標５

MEMSプロセスの前工程、後工程について説明することができ、簡単なプロセスフローを作成できる。【20%】

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

微細デバイス（Micro-electro-mechanical systems (mems)）概要

【予習】
　「MEMS」とは何か、事前に調べ整理する（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「MEMS」と「関連技術」について整理すること（2時間）。　

第２回

物理センサ（１）：
　センサの種類、磁気センサ、温度センサ

【予習】
　「磁気センサ、温度センサ」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「磁気センサ、温度センサ」と「関連技術、評価技術」について整理しまとめる（2時間）。

第３回

物理センサ（２）：
　光学センサ、機械量センサ

【予習】
　「光学センサ、機械量センサ」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「光学センサ、機械量センサ」と「関連技術、評価技術」について整理しまとめる（2時間）。

第４回

化学センサ（１）：
　ガスセンサ、イオンセンサ

【予習】
　「ガスセンサ、イオンセンサ」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「ガスセンサ、イオンセンサ」と「関連技術、評価技術」について整理しまとめる（2時間）。

第５回

化学センサ（２）：
　バイオセンサ、官能膜センサ

【予習】
　「バイオセンサ、官能膜センサ」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「バイオセンサ、官能膜センサ」と「関連技術、評価技術」について整理しまとめる（2時間）。

第６回

アクチュエータ（１）：
　アクチェエータの種類、静電駆動アクチュエータ

【予習】
　「静電駆動アクチュエータ」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「静電駆動アクチュエータ」と「関連技術、評価技術」について整理しまとめる（2時間）。

第７回

アクチュエータ（２）：
　圧電駆動アクチュエータ、磁気駆動アクチュエータ

【予習】
　「圧電駆動アクチュエータ、磁気駆動アクチュエータ」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「圧電駆動アクチュエータ、磁気駆動アクチュエータ」と「関連技術、評価技術」について整理しまとめる（2時間）。

第８回

アクチュエータ（３）：
　圧力駆動アクチュエータ、熱駆動アクチュエータ

【予習】
　「圧力駆動アクチュエータ、熱駆動アクチュエータ」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「圧力駆動アクチュエータ、熱駆動アクチュエータ」と「関連技術、評価技術」について整理しまとめる（2時間）。

第９回

微細加工技術（１）：
　バルク、サーフェスマイクロマシニング

【予習】
　「バルクマイクロマシニング、サーフェスマイクロマシニング」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「バルクマイクロマシニング、サーフェスマイクロマシニング」と「適用デバイス」について整理しまとめる（2時間）。

第10回

微細加工技術（２）：
　フォトリソグラフィ技術

【予習】
　「フォトリソグラフィ技術」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「フォトリソグラフィ技術」と「使用する溶剤の特徴、選定」について整理しまとめる（2時間）。

第11回

微細加工技術（３）：
　ウェット、ドライエッチング技術

【予習】
　「ウェットエッチング、ドライエッチング技術」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「ウェットエッチング、ドライエッチング技術」と「適用デバイス」について整理しまとめる（2時間）。

第12回

微細加工技術（４）：
　熱酸化技術、イオン注入技術、熱拡散技術

【予習】
　「熱酸化技術、イオン注入技術、熱拡散技術」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「熱酸化技術、イオン注入技術、熱拡散技術」と「キャリア濃度と電気的特性の関係」について整理しまとめる（2時間）。

第13回

微細加工技術（５）：
　物理蒸着技術、化学蒸着技術

【予習】
　「物理蒸着技術、化学蒸着技術」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「物理蒸着技術、化学蒸着技術」と「各成膜技術による膜質」について整理しまとめる（2時間）。

第14回

微細加工技術（６）：
　基板接合技術

【予習】
　「基板接合技術」について調べる（2時間）。
【復習】
　授業を通じて学んだ「基板接合技術」と「各接合技術の特徴」について整理しまとめる（2時間）。

課題等に対するフィードバック

授業内において、演習や課題の不明点に関する質疑の時間と解説の時間を設け、フィードバックを実施する。

評価方法と基準

演習と課題レポートの評価（合計100点満点）において、60点以上を合格とする。

テキスト

藤田博之ほか『センサ・マイクロマシン工学』オーム社（2005）
【ISBN-13:978-4274201349】
（※必要に応じて資料を配布する）

参考図書

江刺正喜ほか『これからのMEMS LSIとの融合』森北出版（2016）
【ISBN-13:978-4627775510】　
麻蒔立男『超微細加工の基礎 −電子デバイスプロセス技術−』日刊工業新聞社（2001）
【ISBN-13: 978-4526048128】

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

本講義では、学部で学んだメカトロニクス関連技術、微細加工技術を基礎として、実際のメカトロニクス商品に用いられている微細デバイス（センサ、アクチュエータ、および、これらを集積したデバイス）の構造、駆動原理を理解し、また、製作技術、評価技術にまで深堀することで、現場に適したデバイス選定や開発が行える応用的な知識を修得することを目標とする。

履修登録前の準備

学部で学んだ機械工学の要素科目（機械工学、材料力学、流体力学、熱力学、制御工学）に加え、電気電子回路関連科目について復習しておくこと。