2015 Fiscal Year Annual Research Report
高排熱と電磁ノイズ遮蔽を実現するパワーSupply on Chip用基板の研究
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15H03965
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松本 聡 九州工業大学, 大学院 工学研究院, 教授 (10577282)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 雅考 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 研究員 (20357776)
馬場 昭好 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 准教授 (80304872)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 3次元パワーSoC / DCーDCコンバータ / ３次元IC / 集積化電源 / 集積システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低温（300℃以下）で異種材料の接着が可能な活性化接合によるSOD（Silicon on Diamond）基板形成技術（ウエハー接着技術）の検討を進め、接合層として用いるCVD-SiO2に対して活性化接合が可能な表面平坦性をRIE(Reactive Ion Etching)により実現した。従来はCMPにより平坦化が行われていたが、RIEを用いても同程度の平坦度が実現できると同時に接合面積が10%程度増加することを明らかにした。
グラフェンのノイズ遮蔽効果を評価するための試料作成を進めた。プラズマCVDでシリコン基材上にナノ結晶ダイヤモンド薄膜層を作製し、さらにその上に同じくプラズマCVDで銅箔上に合成した原子層グラフェン膜を、転写法を用いて積層した。このグラフェン／ナノダイヤ／シリコン積層構造の電界遮蔽特性をKEC法とASTM法で評価する技術を開発し、その特性を明らかにした。
３D積層構造のパワーSoC(Supply on Chip)用の排熱に適した基板構造を検討するため、SOD構造の基板を用い、ESD(Electro Static Discharge)保護素子の破壊耐量を評価した。その結果、活性層間は熱を遮断するため酸化膜を絶縁膜とし、その他の絶縁膜として熱伝導率の低いダイヤモンド薄膜を使用するとともに、発熱層を最下層とする構造が放熱に適した構造であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
グラフェン上に堆積する絶縁膜の密着性が悪いことが判明したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の検討結果から、酸化膜上へ転写したグラフェンに上に堆積した絶縁膜やAl等の薄膜の密着性が悪く、その後のプロセスに影響を与えることが判明した。平成28年度はまず、グラフェン密着性のよい金属膜を探索し、その後接着層としての絶縁膜を堆積し、グラフェンを埋め込んだSOI基板を実現する。SOI基板作製に際しては、九州工業大学で開発した400℃以下でのウエハー接着技術を採用する。さらに、グラフェンを埋め込んだSOD基板製造技術の基本検討を進める。
最終年度に向け半導体層を２層有する積層構造の基板の試作を進める。
グラフェンと金属の積層構造の基板の電磁ノイズ遮蔽効果を明らかにする。
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