異種材料集積化に向けた活性化透明極薄膜による大気中室温接合への挑戦

使用活化透明超薄膜集成异种材料的大气和室温粘合挑战

• 批准号: 21K18729
• 负责人: 多喜川 良
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18729/
• 关键词: 大気低温接合; 活性化薄膜形成; 活性透明膜形成

本研究では、将来の低コストかつ低温プロセスの異種材料集積技術の創出を見据えて、従来のはんだ接合や金属バンプ接合とは異なる活性化透明薄膜を利用した新しい大気下における低温接合技術の可能性探索を目的としている。昨年度に引き続き、大気下における活性化透明薄膜の形成に向けた基礎的な検討及び文献調査等を行った。また、物品等の納期の遅れ等の問題からこれまで検討していた接合実験系の装置機構の作製に時間を要すると判断し、活性化された接合用サンプル（チップサイズ）の平滑な表面同士を直接コンタクト可能とする簡易的な接合装置機構の構築に取り組んだ。これまで得られた活性化薄膜の表面形状（表面粗さ等）・形成条件等に関する知見をベースに、大気下における低温接合及びポストアニールの影響について評価・検討を行った。接合体チップの接合強度評価には、ダイシェア試験を利用した。結果として、現状では十分な接合強度が得られなかった。そこで、高真空下における薄膜同士の低温接合実験も併せて行い、接合強度、薄膜特性(結晶性等)と接合強度の相関性及び接合界面状態の把握を進めた。これらの結果と比較・検討を行うことで、接合界面形成のための多くの新たな知見が得られた。次年度はこれをベースに、大気及び真空下における低温での接合実験を引き続き進める予定である。結果の比較・検討から大気下での接合界面形成のための知見を深め、将来の大気低温接合技術の開発に向けた一助としたい。

在这项研究中，我们着眼于创造未来低成本、低温工艺的异种材料集成技术，探索一种不同于传统的、使用活化透明薄膜的新型常压低温键合技术的可能性。焊料键合或金属凸块键合的目的是探索。继去年之后，我们针对大气中活化透明薄膜的形成进行了基础研究和文献研究。另外，由于产品交付延迟等问题，我们认为为我们一直在考虑的接合实验系统创建设备机制需要时间，因此我们决定致力于构建一个简单的接合装置实现直接接触的机制。基于迄今为止获得的有关活化薄膜的表面形状（表面粗糙度等）和形成条件的知识，我们评估并研究了低温接合和大气中后退火的效果。使用芯片剪切测试来评价接合芯片的接合强度。结果，在当前情况下无法获得足够的接合强度。因此，我们还在高真空下进行了薄膜之间的低温键合实验，以了解键合强度、薄膜特性（结晶度等）与键合强度之间的相关性以及键合界面的状态。通过比较和检查这些结果，获得了许多关于键合界面形成的新发现。明年，基于此，我们计划继续在空气和真空中进行低温键合实验。通过比较和检查结果，我们希望加深对在大气中形成键合界面的认识，并利用这些信息帮助开发未来的大气低温键合技术。

项目成果

Surface activated bonding of Au thin microbumps using ultra-violet treatment

使用紫外线处理的金薄微凸块的表面活化键合

• 发表时间: 2021
• 作者: Toshiki Maeakawa;Kaname Watanabe;Hirofumi Nogami;Yuichiro Kurokawa;Yusuke Tahara;and Ryo Takigawa,
• 通讯作者: and Ryo Takigawa,

表面活性化室温接合法によるInP-on-Insulatorウエハの作製

采用表面激活室温键合方法制造 InP-on-Insulator 晶圆

• 发表时间: 2023
• 作者: Fitzky Gabriel;Nakajima Makoto;Koike Yohei;Leitenstorfer Alfred;Kurihara Takayuki;Y. Mizugaki;章 固非, 村上 誠悟, 渡辺 要, 多喜川 良
• 通讯作者: 章 固非, 村上 誠悟, 渡辺 要, 多喜川 良

室温接合法により形成されたLiNbO3/Si接合界面の原子スケール解析

室温键合方法形成的LiNbO3/Si键界面的原子尺度分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Agulto Verdad C.;Iwamoto Toshiyuki;Kitahara Hideaki;Toya Kazuhiro;Mag-usara Valynn Katrine;Imanishi Masayuki;Mori Yusuke;Yoshimura Masashi;Nakajima Makoto;村上 誠悟, 渡辺 要, 多喜川 良
• 通讯作者: 村上 誠悟, 渡辺 要, 多喜川 良

Fabrication of LiTaO3/SiC hybrid wafer using surface activated bonding method

采用表面活化键合方法制造 LiTaO3/SiC 混合晶片

• 发表时间: 2022
• 作者: Seigo Murakami;Ryo Takigawa
• 通讯作者: Ryo Takigawa

Investigation of the interface between LiNbO3 and Si fabricated via room-temperature bonding method using activated Si nano layer

研究使用活化的硅纳米层通过室温键合方法制造的 LiNbO3 和 Si 之间的界面

• DOI: 10.35848/1347-4065/acc2cb
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Murakami Seigo;Watanabe Kaname;Takigawa Ryo
• 通讯作者: Takigawa Ryo