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水素ラジカル処理によるインジウム表面酸化膜の制御とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K06741
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関東京大学

研究代表者

日暮 栄治  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60372405)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード水素ラジカル / インジウム / 表面酸化膜 / 還元処理 / 再酸化 / はんだペースト / バンプ形成 / 銅 / インジウムボール / プラズマ処理 / 表面処理 / 低温接合
研究成果の概要

本研究では、インジウムの表面酸化膜除去プロセスを低温(200℃以下)で実現することを目的に、活性な水素ラジカルによる還元作用および還元後の再酸化過程を調べた。濡れ広がり試験により、水素ラジカル照射温度170℃以上では20 秒程度の照射でインジウム表面酸化膜を除去することが可能であり、250℃以上の高温が必要となる水素分子によるリフローと比べて、表面酸化膜除去プロセスの低温化が可能となる。また、印刷したインジウムはんだペーストを水素ラジカル処理することにより、フラックス残渣の洗浄が不要なバンプ形成が可能である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、高感度・高応答速度である冷却型赤外線センサの開発が進められており、その実装には低温環境でも優れた延性・展性を有するインジウムが用いられ、接合時には酸化膜を除去するフラックスが用いられている。フラックス残渣は腐食性を有するため、フラックス残渣洗浄工程の必要のない酸化膜除去技術が求められている。本研究で、環境にやさしいドライプロセスによる還元効果や再酸化過程を明らかにしたことは、将来の微細バンプ開発などのフラックス残渣洗浄の困難な応用に有益な学術的知見を提供するものと考えられる。新しいデバイス創出のための生産基盤技術として社会や産業界に寄与するものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 水素ラジカル処理した銅表面のX線光電子分光法(XPS)による酸化挙動解析2019

    • 著者名/発表者名
      申盛斌, 日暮栄治, 古山洸太, 山本道貴, 須賀唯知
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 139 号: 2 ページ: 38-39

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.139.38

    • NAID

      130007587415

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2019-02-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low temperature copper-copper bonding in ambient air using hydrogen radical pretreatment2019

    • 著者名/発表者名
      Seongbin Shin, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 雑誌名

      Proc.of 2019 6th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration (LTB-3D)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-term Re-oxidation Behavior of Copper after Hydrogen Radical Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, M. Yamamoto, and T. Suga
    • 雑誌名

      第28回マイクロエレクトロニクスシンポジウム (MES 2018) 論文集

      巻: - ページ: 213-216

    • NAID

      130007731097

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of hydrogen radical treatment for indium surface oxide removal and analysis of re-oxidization behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Kohta Furuyama, Kazuyuki Yamanaka, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 2S1 ページ: 02BC01-02BC01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.02bc01

    • NAID

      210000148625

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] インジウムペーストの水素ラジカル処理による洗浄不要なバンプ作製2018

    • 著者名/発表者名
      古山洸太, 日暮栄治, 須賀唯知
    • 雑誌名

      第32回エレクトロニクス実装学会春季講演大会講演論文集

      巻: - ページ: 173-174

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen Radical Treatment for Indium Surface Oxide Removal and Re-oxidation Behavior2017

    • 著者名/発表者名
      Kohta Furuyama, Kazuyuki Yamanaka, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 雑誌名

      2017 5th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration (LTB-3D)

      巻: - ページ: 65-65

    • DOI

      10.23919/ltb-3d.2017.7947461

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen radical treatment of printed indium solder paste for bump formation2017

    • 著者名/発表者名
      Kohta Furuyama, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 雑誌名

      2017 IEEE CPMT Symposium Japan (ICSJ)

      巻: - ページ: 157-158

    • DOI

      10.1109/icsj.2017.8240140

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen Radical Treatment for Surface Oxide Removal of Copper2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, K. Furuyama, and T. Suga
    • 雑誌名

      2017 5th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration (LTB-3D)

      巻: - ページ: 72-72

    • DOI

      10.23919/ltb-3d.2017.7947468

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen radical treatment for suppression of oxidation and contamination at copper surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, K. Furuyama, and T. Suga
    • 雑誌名

      The 8th Japan-China-Korea MEMS/NEMS with NANO KOREA 2017

      巻: - ページ: 24-25

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen radical treatment for suppression of oxidation and contamination at copper surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, K. Furuyama, and T. Suga
    • 雑誌名

      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Low temperature copper-copper bonding in ambient air using hydrogen radical pretreatment2019

    • 著者名/発表者名
      Seongbin Shin, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 学会等名
      2019 6th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration (LTB-3D)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Short-term Re-oxidation Behavior of Copper after Hydrogen Radical Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, M. Yamamoto, and T. Suga
    • 学会等名
      第28回マイクロエレクトロニクスシンポジウム (MES 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] インジウムペーストの水素ラジカル処理による洗浄不要なバンプ作製2018

    • 著者名/発表者名
      古山洸太, 日暮栄治, 須賀唯知
    • 学会等名
      第32回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素ラジカル処理によるインジウム表面酸化膜除去に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      古山洸太、山中和之、日暮栄治、須賀唯知
    • 学会等名
      23回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム (Mate 2016)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-01-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrogen Radical Treatment for Indium Surface Oxide Removal and Re-oxidation Behavior2017

    • 著者名/発表者名
      Kohta Furuyama, Kazuyuki Yamanaka, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 学会等名
      2017 5th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration (LTB-3D)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen radical treatment of printed indium solder paste for bump formation2017

    • 著者名/発表者名
      Kohta Furuyama, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 学会等名
      2017 IEEE CPMT Symposium Japan (ICSJ)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen Radical Treatment for Surface Oxide Removal of Copper2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, K. Furuyama, and T. Suga
    • 学会等名
      2017 5th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration (LTB-3D)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen radical treatment for suppression of oxidation and contamination at copper surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, K. Furuyama, and T. Suga
    • 学会等名
      The 8th Japan-China-Korea MEMS/NEMS with NANO KOREA 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen radical treatment for suppression of oxidation and contamination at copper surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, E. Higurashi, K. Furuyama, and T. Suga
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Introduction of hydrogen radical treatment for the removal of indium surface oxide2016

    • 著者名/発表者名
      Kohta Furuyama, Kazuyuki Yamanaka, Eiji Higurashi, and Tadatomo Suga
    • 学会等名
      The 7th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS 2016
    • 発表場所
      Sapporo Education and Culture Hall, Sapporo, Japan
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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