2012 Fiscal Year Annual Research Report
超高密度パワーSOC(Supply on Chip)用集積回路基板の研究
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24360111
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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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) |
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)
新海 聡子 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 准教授 (90374785)
西澤 伸一 産業技術総合研究所, エネルギー技術部門, グループ長 (40267414)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 集積化パワーシステム / パワーSOC / パワーMOSFET / 高温動作 / 実装 |
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| Research Abstract |
本年度はSilicon on Diamond(SOD)構造実現に向け、ダイヤモンド薄膜の基礎的特性の評価、SOD構造の効果のシミュレーションによる検討、SOD構造実現のためのプロセス検討を進めた。
1.ダイヤモンド薄膜関係放熱材、SOIのinsulatorとして用いるダイヤモンド薄膜の基礎的な特性の把握を行った。今年度は表面Raが数nmレベルのナノダイヤを用いて検討を進めた。ナノダイヤは低温での堆積が可能なマイクロ波CVD技術を用いた。典型的な条件で堆積したナノダイヤの熱伝導率は20W/k・m程度であった。4インチSi基板上にダイヤモンド薄膜を堆積し、その反りを測定した結果、ダイヤモンドの膜厚1000nmでの反りは40μmであり、プロセス上の規格からダイヤモンド薄膜の膜厚は1000nm以下が望ましいことを明らかにした。
2.SOD構造のシミュレーションSOD構造の放熱特性のシミュレーションを進めた。本年度はSOI構造の埋め込み絶縁膜とデバイスのパッシベーション膜としてダイヤモンドを用いた基板に関してシミュレーションを進めた。SOD構造のSi層の膜厚が薄いほど放熱効果が大きいこと、ダイヤモンドの熱伝導率が20W/K・mでも十分放熱効果があることを明らかにした。
3.SOD基板構造実現のためのプロセス検討本年度はウエハー貼り合せの基本検討を進めた。ウエハー貼り合せの方法として、Si/ダイヤ/金属-Si(-接合面)のシリサイド化による接合とSi/ダイヤ/SiO2-SiO2/SiのSiQ2を接合面とする接合について検討し、ダイヤ/金属-Si、の接合を実現した。ダイヤ/SiO2-SiO2/Siに関しては、表面の平坦化が重要であり、CMPによりダイヤ/SiO2でRa 1nm以下を実現する方法を明らかにした。
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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
ダイヤモンドの基本的な物性を把握したこと、目標とするSOD基板の構造を明らかにしたこと、SOD実現に必要なウエハー貼り合わせを実現したことから、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H25年度以降は、ウエハー貼り合わせ技術の研究(酸化膜による貼り合せ)を推進するとともに、Siの研削・CMP技術の研究によりSOD基板を実現するとともにSOD基板の効果を実証し、SODに適した基板構造を明らかにする。未使用額が発生した理由としては、ステッパー用のフォトマスクを使用した場合当初予定した使用枚数より増えて予算が超過することが予想されたため、本年度はコンタクト露光用のマスクを自作して貼り合せの検討を進めたためである。未使用額は来年度のマスク作成費や委託加工費に利用する。
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