Adhesion control using photo-catalytic effect and room temperature bonding for transfer-printing

利用光催化效应和室温粘合控制转印的粘附力

基本信息

批准号：
22H01377
负责人：
金子新
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01377/
关键词：
トランスファプリント光触媒常温接合接着力薄膜

项目摘要

2022年度の主な研究成果を以下に示す．①SAM成膜条件の確立：平坦なガラス基板に光触媒となるTiO2をスパッタ成膜したものを準備し，同TiO2表面に親水性アミノシラン系自己組織化単分子膜（SAM）のAHAPSおよびAPTESを作製した．いずれも一般的な浸漬法（溶液からの液相成膜）とともに，技術導入性の高い小型密閉容器内での簡易気相成膜法でも実証した．後者により煩雑なグローブボックス内での作業を大幅に縮小でき，ほぼ大気環境下での成膜が可能になった．主に，成膜時間と成膜温度の影響を調査し，APTESの場合は100℃で1.5時間以上が適切な条件であることを明らかにした．②離型層となるSAMの分解特性の調査：APTESとAHAPSのSAMに対して，紫外線（UV）照射量が分解性に及ぼす影響を調査した．UV照射後の表面粗さから，APTESに比べてAHAPSの方が分解性が高いことを明らかにした．これまで高分子膜を離型層としていた光触媒援用トランスファプリントに比べると，上記SAMを離型層として採用することで，トランスファプリントのための離型層の分解時間すなわちプロセス時間を1/2以下に短縮できることがわかった．③常温接合援用トランスファプリントにおける薄膜性状とスタンプ弾性率の影響調査：Au薄膜を対象として常温接合援用トランスファプリントを行った．ウェハ接合の場合に比べて，拡散接合のための表面粗さの条件が比較的緩く，Saで1nm程度まではトランスファプリントできる程度の接合が生じることがわかった．また，その効果はウェハよりも低いスタンプの弾性率に起因しており，より弾性率が低いスタンプの方が転写率を高めることを明らかにした．

2022年的主要研究成果如下所示。 ① SAM 成膜条件的建立：以溅射 TiO2 为光催化剂制备平板玻璃基板，并在 TiO2 表面制备亲水性氨基硅烷基自组装单层膜 (SAM) AHAPS 和 APTES ．除了一般的浸渍法（从溶液中进行液相成膜）之外，我们还演示了一种在小型密封容器中简单的气相成膜方法，该方法的技术适用性很高。后者大大减少了手套箱内复杂工作的需要，使得在几乎大气的环境中进行薄膜沉积成为可能。我们主要考察了成膜时间和成膜温度的影响，发现100℃下1.5小时以上是APTES的合适条件。 ② 作为脱模层的 SAM 分解特性的研究：我们研究了紫外线（UV）照射量对 APTES 和 AHAPS SAM 分解特性的影响。 UV照射后的表面粗糙度表明AHAPS比APTES具有更高的降解性。与传统的光触媒辅助转印采用聚合物薄膜作为离型层相比，通过使用上述SAM作为离型层，用于转印的离型层的分解时间，即工艺时间，缩短为事实证明可以缩短为 1/2。 ③研究薄膜特性和印模弹性模量对室温粘合转印的影响：在Au薄膜上进行室温粘合转印。与晶圆键合相比，扩散键合的表面粗糙度条件相对宽松，我们发现可以实现可转印Sa至1 nm左右的键合。我们还发现，这种效应是由于印模的弹性模量低于晶圆的弹性模量造成的，并且弹性模量较低的印模会提高传输速率。