MEMS・センサ
MEMSの特徴、静電容量式加速度センサ、犠牲層エッチング、ピエゾ抵抗効果、ホール素子などを3択問題で学べます。
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MEMS・センサの要点
MEMS(微小電気機械システム)は、半導体の微細加工技術を使って、微小な機械構造と電子回路をつくり込んだデバイスです。スマートフォンの加速度センサやジャイロ、マイク、圧力センサなどに広く使われています。
可動構造を浮かせる犠牲層エッチングや、変位・応力・磁界などを電気信号に変える原理(静電容量、ピエゾ抵抗効果、ホール効果)を押さえておきましょう。
MEMS・センサの問題一覧（50問）
- MEMSの説明として正しいものはどれか。
- 静電容量式のMEMS加速度センサが加速度を検出する原理として正しいものはどれか。
- MEMSの製造で使われる犠牲層エッチングの目的として正しいものはどれか。
- 半導体圧力センサなどに利用されるピエゾ抵抗効果の説明として正しいものはどれか。
- ホール効果を利用したセンサ(ホール素子)で主に検出するものはどれか。
- 振動型のMEMSジャイロスコープが角速度を検出するために利用している力はどれか。
- MEMSの製造で使われるDeep RIE(ボッシュプロセス)の説明として正しいものはどれか。
- MEMSマイクロフォンで音を電気信号に変える代表的な方式はどれか。
- 一定電流を流したシリコンPN接合の順方向電圧の温度依存性として正しいものはどれか。
- プロジェクターに使われるDMD(デジタルミラーデバイス)の動作原理として正しいものはどれか。
- MEMS技術でつくられるインクジェットプリンタのヘッドの一般的なインク吐出方式はどれか。
- スマートフォンなどの高周波フィルタに使われるBAWフィルタが利用している現象はどれか。
- MEMSジャイロなどで可動部を真空中に封止する主な理由として正しいものはどれか。
- MEMSの製造中や使用中に、微小な可動部が表面張力などによって基板に張り付き、動かなくなる現象を何と呼ぶか。
- 酸化スズなどを使った半導体式ガスセンサの検出原理として正しいものはどれか。
- スマートフォンの電子コンパスに使われるセンサが検出するものはどれか。
- スマートフォンのMEMS気圧センサで、気圧の変化から推定できる情報として正しいものはどれか。
- MEMSの製造でSOIウエハがよく使われる理由として正しいものはどれか。
- MEMSの封止などで、シリコンとガラスを加熱しながら電圧をかけて接合する方法を何と呼ぶか。
- 自動車のLiDARなどで、レーザー光を走査するために使われるMEMSデバイスはどれか。
- ばねとおもりからなるMEMS構造の共振周波数を高くする方法として正しいものはどれか。
- 自動車のエアバッグの作動判定に使われてきたMEMSセンサはどれか。
- SiO2の犠牲層を除去してMEMS構造を浮かせるとき、スティクションを防ぐために使われる方法として適切なものはどれか。
- 基板の上に積層した薄膜を加工して可動構造をつくるMEMSの加工法はどれか。
- MEMSセンサとその信号処理回路を組み合わせる方法について正しいものはどれか。
- MEMS加速度センサが、静止した状態でも約1 Gの加速度を検出する理由として正しいものはどれか。
- 加速度センサ、ジャイロ、地磁気センサなどの情報を組み合わせて、より正確な姿勢や動きを求める処理を何と呼ぶか。
- クロック源として、水晶振動子の代わりに使われることがあるMEMS発振器の利点として正しいものはどれか。
- ガスの流れによってヒーターの熱が運ばれることを利用して、流量を測るMEMSセンサはどれか。
- 機械的な接点の開閉で高周波信号を切り替えるRF MEMSスイッチの利点として正しいものはどれか。
- 温度によって電気抵抗が大きく変わる性質を利用した温度センサはどれか。
- MEMSでつくられる可動構造の大きさの目安として最も適切なものはどれか。
- スマートウォッチなどで手首から心拍数を測る光学式のセンサの原理として正しいものはどれか。
- スマートフォンが周囲の明るさに合わせて画面の明るさを自動で調整するために使っているセンサはどれか。
- 通話中に顔を近づけると画面を消して誤操作を防ぐために、スマートフォンで使われているセンサの一般的な原理はどれか。
- MEMSのアクチュエータとして使われる「くし歯型(コムドライブ)」の駆動原理として正しいものはどれか。
- 圧電基板の表面を伝わる弾性波を利用し、スマートフォンなどの高周波フィルタに使われるデバイスはどれか。
- 人が近づくと照明を点灯させる人感センサに広く使われている、温度の変化によって電荷が生じる材料を利用したセンサはどれか。
- MEMSの「エネルギーハーベスティング(環境発電)」の例として正しいものはどれか。
- 微小な流路をチップ上につくり、少量の液体で化学分析や検査を行う技術はどれか。
- 室内の二酸化炭素(CO2)濃度の測定によく使われるNDIR方式のガスセンサの原理として正しいものはどれか。
- スマートフォンの画面内指紋センサや医療用の超音波診断に使われることがある、MEMSでつくる超音波素子はどれか。
- 表面マイクロマシニングで構造層に使うポリシリコンなどの薄膜で、内部に大きな残留応力があるとどのような問題が起こるか。
- MEMSの静電アクチュエータで、2枚の平行な電極の間に加える電圧を2倍にすると、電極間に働く静電引力はおよそ何倍になるか。(電極の間隔は変わらないとする)
- MEMS加速度センサの仕様で、測定範囲(例えば ±2 G と ±16 G)の選び方として正しい考え方はどれか。
- 平行平板型の静電アクチュエータで、電圧を上げていくと、可動電極がある位置を超えたところで急に固定電極に引き寄せられて張り付く現象を何と呼ぶか。
- MEMSジャイロスコープのバイアス安定性(出力のゆっくりとした変動)を評価するのに広く使われる手法はどれか。
- MEMSの可動板が、すぐ近くの固定面に向かって動くときに、間にある気体が押し出されることで生じる減衰を何と呼ぶか。
- 非常に小さなMEMSの加速度センサやジャイロで、分解能の限界の一つになる、おもりが周囲の気体分子などとの熱的なやりとりでランダムに揺れることによる雑音はどれか。
- 微小な片持ち梁や水晶振動子の表面に物質が付着すると共振周波数が変わることを利用して、ごくわずかな質量を検出する方法として正しい説明はどれか。