NIMS、既存技術比10倍以上の成長速度を実現した導電性配線材料を開発

　

　物質・材料研究機構(NIMS)国際ナノアーキテクトニクス研究拠点の川喜多仁MANA研究者と知京豊裕主任研究者らの研究グループは、既存の技術に比べて10倍以上の成長速度で形成可能なエレクトロニクス用導電性配線材料を開発したことを明らかにした。同成果は、9月21日の表面技術協会秋季講演大会および9月22日の産学官連携推進会議において発表される。

　エレクトロニクス分野、特に集積回路では高集積化の手段として3次元的にデバイスを積層する取り組みが進められており、多層配線と縦方向の配線をいかに作製するかが課題になっている。

　3次元積層半導体の構造例

　また、フレキシブルデバイスでも高集積化に伴う多層配線の必要性が出てきており、新しい高導電性配線材料が求められている。現在は主にCVDやめっき技術を用いてタングステンや銅を用いて配線が形成されているが、これらの金属を使う配線作製技術では、複雑な準備工程が必要なことや形成速度が低いことなどの理由のため、形成に数時間を要することがあり、エレクトロニクス構成部品の生産コストが高くなる要因になっていた。

　今回の研究では、導電性有機ポリマーと金属から構成される導電材料を既存の技術の10倍以上の成長速度で形成することに成功した。

　導電性有機ポリマー(ポリピロール:黒い部分)と金属(銀:明るい部分)からなる導電材料の顕微鏡写真

　導電材料の形成技術の比較

　形成に際しては、導電性有機ポリマーの原料となるピロールなどのモノマーと、導電性を発現するためのドーピングアニオン、銀などの金属のカチオンを、アセトニトリルなどの溶媒に溶解した溶液に、紫外光などの光を照射した。

　導電性有機ポリマーと金属からなる導電材料の形成過程

　光アシスト効果により、導電性有機ポリマーの重合反応と金属の析出反応を同時に促進することが確認されたという。なお、得られた材料の導電率は5.5×103Ω-1cm-1で、金属と同等であったという。

　光アシスト効果による導電性有機ポリマーと金属の形成機構の模式図

　3次元積層チップの実現には、積層したシリコンチップ間をつなぐ配線として、チップ間を垂直に貫通する電極(TSV)を作製する技術が重要だが、その技術課題の1つとして、細く深い孔を導電性の高い材料で速く充填することが求められる。研究グループでは、今回の技術を用いることで、液体状態での原料の高速注入とその後の導電材料の高速形成が可能となることから、従来は数時間かかっていたTSVへの導電材料の充填時間が、数分間にまで短縮されることが期待できると説明している。

　TSV技術を用いた3次元積層半導体の概念図

ADI、自動車の姿勢制御などに向けた車載用ジャイロスコープを発表

　

　Analog Devices(ADI)は、自動車の姿勢制御機能、トールオーバー検出、縦揺れ検出アプリケーション向けジャイロスコープ「ADXRS800 iMEMS」を発表した。

　同製品は、独自アーキテクチャ「クワッドビーム」を採用することで、厳しい環境においても直線加速度に対する感度0.03°/s/g、振動への感度0.0002°/s/g2、ノイズ密度は+105℃で0.015°/s/√Hz、オフセット誤差は温度と製品寿命による誤差を合わせて最大3°/sを実現している、

　キャプション:クワッド構造として、4つのセンサ素子を配置、2つの素子を機械的リンクで接続することで、すべての方向からの振動、衝撃に対する耐性を向上させることで、高い感度を実現している。

　また、角速度の測定範囲は最高±300°/sで、80Hzのローパスフィルタを内蔵し、0.16°/s rmsのノイズ性能と80LSB/°/sの分解能を実現している。ノイズが乗りやすい共振周波数(14kHz)でも、加速に対する感度はデュアル構造の前世代品が0.8°/s/gにであるのに対し、0.3°/s/gを実現しているほか、角加速度に対しては前世代品が0.2(°/s)/(rad/s2)であるのに対し、0.0006(°/s)/(rad/s2)を実現したという。

　「ADXRS800 iMEMS」の各種特長

　さらに、連続セルフテスト・アーキテクチャを搭載。これによりプロセッサ側での故障検知アルゴリズムを簡略化できるため、システム設計者は故障検出機能を容易に搭載することが可能となっている。

　加えて、センサの動作診断は検出素子構造による高周波の静電気力を印加することで、フィルタリングにより静電気力印加による振動(連続セルフテスト信号)を抽出するもので、連続セルフテスト信号によるセンサの動作診断結果は出力データフレームの一部としてプロセッサに送信され、これによりシステムはセンサの動作状態を常に監視することが可能となることから、自動車の運転中でも動作の診断をリアルタイムで行うことが可能となっている。

　連続セルフテストの機能により、運転中でも動作のチェックが可能となし、安全性を向上させることが可能となる

　なお、同製品は動作温度範囲-40℃～+125℃に対応するキャビティ・プラスチックSOIC-16パッケージ(Z軸)およびSMT互換の垂直実装パッケージ(X軸)ですでに提供されており、1000個受注時の単価は各50ドル(米国での販売価格)となっている。

　

Cypress、無線アプリ向け低電力2.4GHz WirelessUSB RoC製品を発表

　

　Cypress Semiconductorは、次世代2.4GHz WirelessUSB Radio-on-a-Chip(RoC)「WirelessUSB NL」を発表した。

　同製品は、受信感度1Mbpsで-87dBmを実現しており、これにより伝送距離が従来より長くなり、送信信号の低電力化が可能となった。また、アクティブ消費電流だけでなく、スタンバイ電流も1μA以下を実現しており、通常のマウスの使用で1年以上のバッテリ寿命を実現することが可能となっている。

　さらに、周波数ドリフトを最小限に抑え、無線のロバスト性能を高める閉ループ内部アーキテクチャも備えており、このロバスト性により、伝送中のリトライが少なくなり、消費電力を抑制でき、最大255バイトのペイロード長が可能となる。

　なお、同製品は、RF試験済みの24ピンQFNパッケージ(型番:CYRF8935A-24LQXC)のほか、ベアダイ(同CYRF8935A-4X14C)、およびウェハ(同CYRF8935A-4XW14C)で提供され、ベアダイおよびウェハについてはすでに量産数量で提供可能となっているほか、パッケージ製品については2011年第4四半期から量産を開始する予定としている。

　Cypressの次世代2.4GHz WirelessUSB Radio-on-a-Chip(RoC)「WirelessUSB NL」

シャープ、携帯端末向けマルチメディア放送受信用チューナモジュールを開発

　

　シャープは9月21日、携帯端末向けマルチメディア放送受信用チューナモジュール「VA3D5JZ710」および、放送受信中に携帯電話からの電波干渉を抑える妨害信号除去用フィルタ(SAWトラップフィルタ)を内蔵した「VA3D5JZ711」を開発したことを発表した。

　ワンセグに比べて、高画質な動画や多様なコンテンツを楽しむことができ、画面サイズの大きいスマートフォンをはじめとする携帯端末での利用が期待される「携帯端末向けマルチメディア放送(モバキャス)」が2012年の春から開始される予定となっている。

　2製品は、同社がワンセグ用チューナモジュールの開発を通じて培った高密度実装技術を活用することで、VA3D5JZ710で7.3mm×7.3mm×1.0mm、VA3D5JZ711でも8.0mm×8.0mm×1.0mmの小型パッケージを実現。

　マルチメディア放送のほか、地上デジタル放送(ワンセグ/フルセグ)の受信にも対応しており、搭載機器のさらなる小型化を可能としている。

　なお、2製品ともに9月30日よりサンプル出荷を開始、2011年12月26日より月産10万個で量産を開始する計画。サンプル価格はVA3D5JZ710が2400円、VA3D5JZ711が2500円としている。

　シャープの携帯端末向けマルチメディア放送受信用チューナモジュール「VA3D5JZ710」

味の素と天使大、辛くないトウガラシ成分の摂取で代謝活性の向上を確認

　

　味の素と天使大学の斉藤昌之教授を中心とした研究グループは、辛くないトウガラシ成分であるカプシエイト類の機能研究の成果として、褐色脂肪組織の活性が低いためエネルギー消費量が低下した成人にカプシエイト類を継続摂取させたところ、低温環境下(19℃)においてエネルギー消費量が増加することを確認したことを明らかにした。同成果は、2011年9月23日～24日に開催される第32回日本肥満学会と、同24日のランチョンセミナーで発表される予定。

　これまでの研究により、褐色脂肪組織はエネルギー消費量の調節を司り、体脂肪量の増減に関与することが明らかになっている。斉藤教授らのグループは、PET画像診断を利用して成人の褐色脂肪組織を検出する技術を開発、「褐色脂肪組織の活性が低いと肥満に繋がる可能性が高い」ということを発見していた。また、ヒトは外気温の低下により体温を維持しようとエネルギー消費量を上げて体熱を産生するが、この体熱産生に褐色脂肪組織が関与していることも分かりつつある。

　今回の研究は、褐色脂肪組織の活性が低いヒトでもカプシエイト類の継続摂取によりエネルギー消費量増加作用が誘導されるかどうかを検討する目的で行われた。

　具体的にはPET画像診断の結果、褐色脂肪組織の活性が低い男性(6名)を対象に、カプシエイト類(9mg/日)を摂取前と摂取後(約7週間)に、寒冷刺激を与えた環境下(室温を27℃から19℃に変化)でエネルギー消費量の変化を調べた。

　褐色脂肪組織の活性化の高い被験者と、低い被験者におけるPET画像診断像

　その結果、カプシエイト類の摂取前の室温変化によるエネルギー消費量の変化が約25kcalであったのに対し、カプシエイト類の継続摂取後(約7週間)のエネルギー消費量の変化は約210kcalと約8倍に増大していることが確認された。

　カプシエイト類の摂取前/摂取後のエネルギー消費量の変化

　また、脂質酸化量の変化は、摂取前約0.7g/時間であったのに対し、摂取後は2.0g/時間と3倍に増大していることが確認され、これらの結果から、元来、褐色脂肪組織の活性が低かったヒトでも、カプシエイト類の継続摂取により活性が高まり、体質としてエネルギー消費がしやすくなった可能性が示唆されたという。

　カプシエイト類継続摂取前後の寒冷刺激による脂質酸化量の変化。カプシエイト類を継続摂取後の脂質酸化量の変化は寒冷刺激により有意に大きくなっていた

　なお、研究グループでは、カプシエイト類の継続摂取は肥満抑制に有用であることも考えられることから、今後、さらなる研究を行っていく予定としている。