2019 Fiscal Year Annual Research Report
A Novel SiC Power Device Bonding Technology Using Zn/Al/Ni Functional Film
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19H02044
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
生津 資大 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90347526)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 修吾 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (60743953)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | Al/Ni/Zn多層膜 / 自己伝播発熱反応 / 瞬間接合 / ダイシング / クラックフリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，“ピンセットで突く”等の単純な機械刺激のみで0.1秒未満に約1300J/gもの熱量を発するAl/Ni発熱多層膜を用い，パルスレーザー多点同時照射技術と組み合わせることで，SiCウェハの接合とダイシングを瞬間的かつ連続的に完了させる新規デバイス加工プロセスを提案する．具体的には，Al/Niスパッタ多層膜を熱源としたSiCウェハの瞬間接合において，パルスレーザーを用いた複数点同時反応誘起技術で反応後のNiAl合金内部に生じるクラックを人為的に賽の目状に形成し，それをダイシングストリートとして上下のSiCウェハを同一レーザーでダイシングすることで，今までにない高スループットなSiCチップ接合体の加工プロセスを確立する．コンビナトリアル三源スパッタ法で延性Al/Ni発熱膜とZn/Al接着膜のハイブリッド機能膜（Zn/Al/Ni多層膜）を創製し，クラックフリーな接合体の製造を実現する．
初年度となる2019年度，レーザー反応誘起実験システムの構築を行った．パルスレーザーを2つに分岐して同時に発熱多層膜に照射する実験システムを設計するとともに，それを加圧下で実現するシステムへと拡張した．このシステムを使って，加圧下のAl/Ni発熱多層膜の任意2点にほぼ同時にレーザーを照射することに成功した．同時に，Al/Ni多層膜の最適化とAl/Zn多層膜の成膜を開始した．前者は完了したが，後者は実験途中であり，引き続き実施する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的・目標を達成するため，まずはレーザー反応誘起実験システムの構築を行った．パルスレーザーを2つに分岐して同時に発熱多層膜に照射する実験システムを設計するとともに，それを加圧下で実現するシステムへと拡張した．このシステムを使って，加圧下のAl/Ni発熱多層膜の任意2点にほぼ同時にレーザーを照射することに成功した．これは当初の計画と概ね一致しており，本研究が順調に進んでいることを示している．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の2019年度は概ね順調に進んだ．2年目となる2020年度，Al/Ni多層膜にZnを加えることで，Al/Niの発熱性能とAl/Znのはんだ接着性能の双方を備えたAl/Ni/Znハイブリッド機能
性多層膜の成膜条件を確立させる．発熱性能が最適なAl/Ni多層膜の製膜条件は既知であるため，はんだ接着性能が最適なAl/Zn多層膜の製膜条件をまず特定する．そして，最適発熱性能を持つAl/Niと最適はんだ接着性能を持つAl/Znとを組み合わせ，発熱と接着の双方を備えた多層膜を実現させる．その後，前年度作製した2点同時反応誘起システムを使ってAl/Ni/Zn多層膜の反応誘起実験を試みる．反応誘起させ，かつ，接着を同時に行うことができることを確認する．
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Research Products
(8 results)
