次世代高精度ハイブリッド接合を見据えた絶縁接合界面創成

• Project/Area Number: 21KK0255
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 多喜川 良 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (80706846)
• Project Period (FY): 2022 – 2024
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥15,470,000 (Direct Cost: ¥11,900,000、Indirect Cost: ¥3,570,000)
• Keywords: 絶縁接合界面 / ハイブリッドボンディング / ハイブリッド接合

Outline of Research at the Start

世界の技術潮流である社会のデジタル化に向けて従来性能を凌駕する半導体デバイスが要求される中、半導体微細加工技術の限界によりMoore則の終焉が問われている。この現状を打破するため、異機能融合によるデバイスの多機能化に向けた新たな進化軸にシフトしつつあり、そのキー技術となる半導体接合技術の低温プロセス化への期待は大きい。本研究では海外研究機関と連携し、絶縁性接合界面の形成を可能とする半導体ウエハ同士の低温接合技術の開発を推進する。得られた知見を超高精度ハイブリッド接合・積層技術への基礎データとして繋げ、次世代の異機能統合型3次元半導体デバイス具現化に資する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、次世代の超高密度3次元積層デバイス具現化のための重要な製造技術の一つとなるハイブリッドボンディング技術を見据えて、絶縁性接合界面の形成を可能とする半導体ウエハ同士の低温接合技術の開発を推進する。初年度となる本年度は、まず国内で本プロジェクトの渡航先研究機関であるベルギーのInteruniversity Microelectronics Centre (IMEC)／Katholieke Universiteit Leuven (KUL)の研究者から半導体接合及びその関連周辺技術に関する知見のご提供と渡航後スムーズな研究推進ができるように利用設備群等の整備に関する打ち合わせをWEB会議及びメールにより行った。具体的には、半導体ウエハ上への薄膜成膜プロセスや低温接合を可能とする活性化プロセスについての知見をご提供いただくとともに、平滑なハイブリッド面を形成するための化学機械研磨(CMP)法についても諸条件の議論を行った。また、ウエハ接合体の接合強度の評価手法として有力な手法の一つとなるブレード試験法に関して、試験雰囲気（ブレード挿入時の雰囲気）制御の重要性について議論を行った。加えて、ハイブリッドボンディング及び関連周辺技術の最新動向や文献調査による先行研究の整理等の予備的な検討も行った。これらを通じ、プロジェクトスタートの見込みがあらかた立ったため、次年度のベルギーへの渡航計画を進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

渡航先研究機関とWEB会議やメールによる綿密な打ち合わせが行えたため、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

コロナウィルス感染症に関する活動制限が緩和されつつあり、次年度からベルギーへの渡航を計画している。今後のコロナウィルス感染症の状況にもよるが、対面での積極的な情報交換を実施し、本研究の推進を図る予定である。