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2011 Fiscal Year Annual Research Report

大気中常温接合の新手法

Research Project

Project/Area Number 23246125
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

須賀 唯知  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40175401)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 島津 武仁  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (50206182)
日暮 英治  東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (60372405)
Keywords接合 / 実装 / 集積化 / 常温接合 / 表面活性化
Research Abstract

提案するフ〓ロセスのシーケンシャルの組み合わせに対し、対象材料を変化させ、大気中接合の可能性を検討した。
1)Si、カ〓ラスを対象とした水フ〓ラス〓マ接合、およひ〓ナノ密着層接合を検証し、その有効性を確認した。
2)上記に対するフッ素添加フ〓ラス〓マ接合の検証を行い、その有効性を確認した。
3))Fe, Al、Cu、Siをナノ密着層(原子拡散接合)としてSiウエハの接合を行い,真空中ならびに超高純度Arガス中(0.1~1気圧)室温で接合が可能であった。
4)GaN異種材料集積光デバイスを実現するために、常温オーミックコンタクト層(Cr/Au)を用いた低温接合技術を開発した。n-GaN表面をアルゴン高速原子ビームで前処理することにより、常温Cr/Auオーミックコンタクト層をn-GaN上に形成し、大気中、150℃でAu-Au表面活性化接合を行うことで、オーミック電極を有するGaNをSi基板上に集積することが可能となった。また、Au-Au表面化接合技術の気密封止プロセス(大気圧雰囲気)への適用可能性を調査した。300MPa、150℃の接合条件では、MIL-STD-883の基準値以下のリークレートが可能であることを示した。ガラス基板、Siキャビティ基板を積層した低温気密封止パッケージングを提案した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の実験を行い、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本研究で提案した手法が、Siやガラスのみならず、高分子フィルムの接合にも適用可能であることが明らかとなってきた。産業界へのインパクトが大きいと期待されるため、高分子フィルムへの適用を研究課題に含めることとする。

  • Research Products

    (30 results)

All 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (21 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Nanoadhesion layer for enhanced Si-Si and Si-SiN wafer bonding2012

    • Author(s)
      Ryuichi Kondou, Chenxi Wang, Akitsu Shigetou, Tadatomo Suga
    • Journal Title

      Microelectronics Reliability

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of Fluorine Containing Plasma Activation for Room-Temperature Bonding of Si-based Materials2012

    • Author(s)
      Chenxi Wang, Tadatomo Suga
    • Journal Title

      Microelectronics Reliability

      Volume: 52 Pages: 347-351

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low-Temperature Direct Bonding of Glass Nanofluidic Chips Using a Two-step Plasma Surface Activation2012

    • Author(s)
      Yan,Xu, Chenxi Wang, Yiyang Dong, Lixiao Li, Kihoon Jang, Kazuma Mawatari, Yo Tanaka, Tadatomo Suga, Takehiko Kitamori
    • Journal Title

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      Volume: 402 Pages: 1011-1018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low-temperature bonding of GaN on Si using a nonalloyed metal Ohmic contact layer for GaN based heterogeneous devices2012

    • Author(s)
      Eiji Higurashi, Toru Fukunaga, Tadatomo Suga
    • Journal Title

      IEEE Journal of Quantum Electronics

      Volume: 48 Pages: 182-186

    • DOI

      10.1109/JQE.2011.2170211

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low-temperature hermetic packaging for microsystems using Au-Au surface-activated bonding at atmospheric pressure environment2012

    • Author(s)
      Shin-ichi Yamamoto, Eiji Higurashi, Tadatomo Suga, Renshi Sawada
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      Volume: 22 Pages: 055026-1-055026-6

    • DOI

      10.1088/0960-1317/22/5/055026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Si nanoadhesion layer for enhanced SiO2-SiN wafer bonding2011

    • Author(s)
      Ryuichi Kondou, Tadatomo Suga
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: 65 Pages: 320-322

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room-Temperature Direct Bonding Using Fluorine Containing Plasma Activation2011

    • Author(s)
      Chenxi Wang, Tadatomo Suga
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 158 Pages: H525-529

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 表面活性化接合の現状と展望2012

    • Author(s)
      須賀唯知
    • Organizer
      日本溶射学会第94回(2011年度秋季)全国講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋(招待講演)
    • Year and Date
      2012-11-14
  • [Presentation] 大気圧Au-Au表面活性化接合を用いた光マイクロシステムの低温気密パッケージング2012

    • Author(s)
      山本真一、日暮栄治、須賀唯知、澤田廉士
    • Organizer
      第28回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京・タワーホール船堀
    • Year and Date
      2012-09-27
  • [Presentation] 垂直配向カーボンナノチューブの圧縮における挙動と摩擦の関係2012

    • Author(s)
      寺坂英矩, 藤野真久, 須賀唯知, 曽我育夫, 近藤大雄, 石月義克, 岩井大介
    • Organizer
      第26回エレクトロニクス実装学術講演会
    • Place of Presentation
      東京・中央大学後楽園キャンパス
    • Year and Date
      2012-03-07
  • [Presentation] Auスパッタ膜を介した表面活性化接合を用いた垂直配向カーボンナノチューブとAu薄膜の接合と転写2012

    • Author(s)
      藤野真久, 寺坂英矩, 須賀唯知, 曽我育夫, 近藤大雄, 石月義克, 岩井大介
    • Organizer
      第26回エレクトロニクス実装学術講演会
    • Place of Presentation
      東京・中央大学後楽園キャンパス
    • Year and Date
      2012-03-07
  • [Presentation] 表面活性化接合のためのパワースペクトル密度関数を用いた表面形状評価と接合性の関係2012

    • Author(s)
      近村学、塚本圭、須賀唯知
    • Organizer
      第26回エレクトロニクス実装学会春季講演大会プログラム
    • Place of Presentation
      東京(中央大学)
    • Year and Date
      2012-03-07
  • [Presentation] Siナノ中間層を用いた表面活性化接合による室温でのInP-Si接合2012

    • Author(s)
      松前貴司、須賀唯知
    • Organizer
      第26回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京・中央大学後楽園キャンパス
    • Year and Date
      2012-03-07
  • [Presentation] Low temperature bonding for 3D interconnects2012

    • Author(s)
      T.Suga, R.Kondou
    • Organizer
      IEEE International 3D System Integration Conference 2011-3DIC2011
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-01-31
  • [Presentation] SURFACE ACTIVATED BONDING VIA NANO-ADHESION LAYER2011

    • Author(s)
      T.Suga, R.Kondou
    • Organizer
      The International Conference on Wafer Bonding WaferBond '11
    • Place of Presentation
      Chemnitz、Germany
    • Year and Date
      20111200
  • [Presentation] Room temperature bonding of wafers in an inert gas with thin nanocrystalline metal films2011

    • Author(s)
      T.Shimatsu, M.Uomoto
    • Organizer
      Conference on Wafer Bonding for Microsystems and Wafer Level Integration
    • Place of Presentation
      Chemnitz, Germany
    • Year and Date
      2011-12-07
  • [Presentation] Reduction of non-uniformity in stress distribution on the bonded interface caused by solid state bonding2011

    • Author(s)
      Keisuke Goto, Masahisa Fujino, Yinghni Wang, Tadatomo Suga
    • Organizer
      ECO-MATES 2011-International Symposium on Material Science-Eco-materials and Eco-innovation for Global Sustainability-
    • Place of Presentation
      大阪・ホテル阪急エキスポパーク
    • Year and Date
      2011-11-29
  • [Presentation] Low temperature Cu/Cu direct bonding using formic acid vapor treatment2011

    • Author(s)
      Wenhua Yang, M.Akaike, T.Suga
    • Organizer
      ECO-MATES 2011-International Symposium on Material Science-ECO-materials and Eco-innovation for Global Sustainability-
    • Place of Presentation
      大阪・ホテル阪急エキスポパーク
    • Year and Date
      2011-11-29
  • [Presentation] 低温接合技術とマイクロセンサのチップサイズパケージングへの応用技術2011

    • Author(s)
      日暮栄治
    • Organizer
      センシング技術応用研究会第177回研究会例会
    • Place of Presentation
      オムロン野洲事業所(滋賀県野洲市)
    • Year and Date
      2011-11-18
  • [Presentation] 低温接合と光マイクロデバイス応用2011

    • Author(s)
      日暮栄治
    • Organizer
      第190回有機エレクトロニクス材料研究会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区西早稲田)
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] 低温接合による異種材料集積技術と光マイクロセンサへの応用2011

    • Author(s)
      日暮栄治、須賀唯知、澤田廉士
    • Organizer
      2011年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-15
  • [Presentation] 表面活性化接合による異種基板の低温直接接合2011

    • Author(s)
      須賀唯知、近藤龍一
    • Organizer
      電磁情報通信学会2011ソサイエティ大会講演論文集
    • Place of Presentation
      札幌(北大)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-15
  • [Presentation] 低温接合からみた環境対応技術2011

    • Author(s)
      須賀唯知
    • Organizer
      第21回マイクロエレクトロニクスシンポジウム(MES2011)
    • Place of Presentation
      大阪(関西大学)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] Surface Activated Bonding As Nano-Packaging Technology2011

    • Author(s)
      T.Suga, M.Fujino, R.Kondoh
    • Organizer
      Proc.11th International Conference on Nanotechnology IEEE NANO 2011
    • Place of Presentation
      Portland, USA
    • Year and Date
      2011-08-16
  • [Presentation] A New Approach Towards Nano-packaging Technology2011

    • Author(s)
      Tadatomo Suga
    • Organizer
      Proc.2011 Int.Conf.on Electronic Packaging Technology & High Density Packaging (ICEPT-HDP 2011)
    • Place of Presentation
      上海、中国(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-09
  • [Presentation] Nanoprecison Aligned Wafer Bonding and Its Outlook2011

    • Author(s)
      Chenxi Wang, Tadatomo Suga
    • Organizer
      12th International Conference on Electronic Packaging Technology & High Density Packaging (ICEPT-HDP 2011)
    • Place of Presentation
      中国・上海
    • Year and Date
      2011-08-08
  • [Presentation] Room temperature SiO2 wafer bonding by adhesion layer method2011

    • Author(s)
      Ryuichi Kondou, Tadatomo Suga
    • Organizer
      2011 IEEE 61st Electronic Components and Technology Conference ECTC
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・フロリダ州
    • Year and Date
      2011-06-03
  • [Presentation] A Novel Biocompatible Direct Bonding for Glass Microdevices2011

    • Author(s)
      Chenxi Wang, Yan Xu, Yiyang Dong, Kazuma Mawatari, Takehiko Kitamori, Tadatomo Suga
    • Organizer
      International Conference on Electronics Packaging 2011 (ICEP2011)
    • Place of Presentation
      奈良・奈良県新公会堂
    • Year and Date
      2011-04-13
  • [Book] Microelectronics Reliability, Volume 52, Issue 5, ISSN : 0026-27142012

    • Author(s)
      Tadatomo Suga (Editor)
    • Total Pages
      260
    • Publisher
      Elsevier B.V.
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 接合装置、接合方法、半導体デバイスおよびMEMSデバイス2012

    • Inventor(s)
      須賀・山内
    • Industrial Property Rights Holder
      須賀・ボンドテック
    • Industrial Property Number
      特願2012-004710
    • Filing Date
      2012-01-13

URL: 

Published: 2013-06-26   Modified: 2018-02-02  

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