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環境調和型電子デバイス配線接合界面形成機構解析とその最適化

研究課題

研究課題/領域番号 18206076
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関大阪大学

研究代表者

高橋 康夫  大阪大学, 先端科学イノベーションセンター, 教授 (80144434)

研究分担者 野城 清  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (40029335)
前田 将克  大阪大学, 先端科学イノベーション, 助教 (00263327)
松坂 壮太  千葉大学, 工学部, 助教 (30334171)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
49,660千円 (直接経費: 38,200千円、間接経費: 11,460千円)
2008年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2007年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2006年度: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円)
キーワード環境調和 / パワーデバイス / ナノ / 界面 / 接合 / インターコネクション超音波接合 / 電子実装 / インターコネクション / 化合物半導体 / 炭化珪素 / 窒化ガリウム / 配線接合 / 反応拡散
研究概要

電力効率アップのための次世代電子デバイス,化合物半導体SiC, GaN電極形成とその配線接合機構の解析を実施した.SiCに関しては,6H-SiCを用い,SiC/Ti/Al二層膜の二段昇温法を提案し,その際,生じる界面反応機構の解析を行った.その結果,Ti3SiC2(t1)相がほぼ均一に層形成する機構を見出した.GaNに関しては,p-GaNにおいて,Ni電極反応の結果,気孔(N2ガス)が電極界面に発生することを見出し,その機構を論じた.n-GaNにおいては,GaN/Ti/Al/Ni/Au膜との高温反応(873K)によってTiN薄膜が形成する機構を解析し,電子顕微鏡的に考察し,その条件最適化を論じている.一方,パワーデバイスに使用されるAl太線超音波配線接合プロセスに関して,接合面を直接その場観察した.半導体電極形成プロセスから第一実装への固相接合条件の最適化を検討している.

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (16件) 図書 (1件) 産業財産権 (11件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] 錫蒸着膜を介した銅の常温超音波接合2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴昭,井上直人,前田将克, 高橋康夫
    • 雑誌名

      Mate論文集, 溶接学会 Vol. 15

      ページ: 375-378

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 銅と電解錫めっき銅基板の無加熱超音波接合2009

    • 著者名/発表者名
      井上直人,佐藤貴昭,前田将克,高橋康夫
    • 雑誌名

      Mate論文集, 溶接学会 Vol. 15

      ページ: 367-370

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early stage of Solid State Interfacial Reaction between Copper and Tin2009

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, N. Inoue, T. Sato, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Defect and Diffusion Forum Vols. 283-286

      ページ: 323-328

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early Stage of Solid State Interfacial Reaction between Copper and Tin2009

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, N. Inoue, T. Sato, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Defect and Diffusion Forum 283-286

      ページ: 323-328

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heatless Ultrasonic Bonding of Copper-foil with Tin Electroplated Copper Substrate2009

    • 著者名/発表者名
      N. Inoue, T. Sato, M. Maeda, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. 15th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics (Mate2008) 15

      ページ: 367-370

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic Bonding of Copper Foils Using Deposition Films of Tin2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, N. Inoue, M. Maeda, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. 15th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics (Mate2008) 15

      ページ: 375-378

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic Bonding of Zr55Cu30Ni 5Al10 Metallic Glass2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, Y. Takahashi, M Fukuhara, X. Wang, and A. Inoue
    • 雑誌名

      Materials Sc. Eng. B Vol. 141-14

      ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 窒化ガリウムと金属蒸着膜との界面組織2008

    • 著者名/発表者名
      前田将克, 高橋康夫
    • 雑誌名

      Mate論文集, 溶接学会 Vol.14

      ページ: 351-354

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波接合における配線材変形挙動2008

    • 著者名/発表者名
      米島康弘,北村英樹,前田将克,高橋康夫
    • 雑誌名

      Mate論文集, 溶接学会 Vol.14

      ページ: 347-349

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic bonding of Zr_<55>Cu_<30>Ni_5Al_<10> metallic glass2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, Y. Takahashi, M. Fukuhara, X. Wang, A. Inoue
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering B 148

      ページ: 141-144

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial Microstructures of Zr_<55>Cu_<30>Ni_5Al_<10> Metallic Glass Joints Formed by Ultrasonic Bonding2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, K. Akagi, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Smart Processing Technology 2

      ページ: 239-242

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固相凝着接合現象2008

    • 著者名/発表者名
      高橋康夫
    • 雑誌名

      BRAZE 42

      ページ: 36-43

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial Reaction during Solid State Diffusion Bonding of Copper and Tin2008

    • 著者名/発表者名
      N. Inoue, T. Sato, M. Maeda, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. of-14th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics (Mate2008) Vol 14

      ページ: 335-338

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic Bonding of Copper and Tin2008

    • 著者名/発表者名
      N. Inoue, T. Sato, M. Maeda, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. of 14th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics (Mate2008) Vol 14

      ページ: 339-342

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial Microstructure between Gallium Nitride and Metallic Deposition Films2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. of 14th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics (Mate2008) Vol 14

      ページ: 351-354

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation Behavior of Wiring Metals during Ultrasonic Bonding2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoneshima, H. Kitamura, M. Maeda, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. of 14th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics (Mate2008) Vol 14

      ページ: 347-350

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Ti3SiC2 Contact Layer Preventing Interfacial Reaction with SiC Substrate2008

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, M. Maeda, N. Matsumoto, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. of 14th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics (Mate2008) Vol 14

      ページ: 339-342

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic bonding of Zr55Cu30Ni5Al10 metallic glass2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, Y. Takahashi, M. Fukuhara, X. Wang, A. Inoue
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering B Vol 141

      ページ: 141-144

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial Reaction between SiC Single crystal and Ti/Al Multilayered Contact Films2007

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, K. Nonomura, Y. Takahashi and K. Tenyama
    • 雑誌名

      Proc. 8th International Conference On Brazing High Temperature Brazing and Diffusion welding

      ページ: 84-87

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room Temperatuer Micro-bonding of Fine Wires to Foils2007

    • 著者名/発表者名
      Y Takahashi, M Maeda, T Doki, S Matsusaka
    • 雑誌名

      Solid State Phenomena Vol.127

      ページ: 277-282

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Solid State Adhersion of Fine Metal Wires2006

    • 著者名/発表者名
      Y Takahashi, M Maeda, T Tomimura, T Doki, S Matsusaka
    • 雑誌名

      2006 Korea-Japan Joint Symposium on Microjoining Technology, Korean Welding Society

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Relation between Vibration of Wedge-Tool and Adhesion of Wire to Substrate during Ultrasonic Bonding2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, K. Yamane, S. Matsusaka, Y. Takahashi
    • 学会等名
      8th Welding Symposium
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2008-11-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Reaction between GaN and Metallic Deposition Film2008

    • 著者名/発表者名
      N. Matsumoto, H. Hatagawa, M. Maeda, Y. Takahasi
    • 学会等名
      8th Welding Symposium
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2008-11-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Low Temperature Solid State Bonding of Cu and Sn for Electronic Packaging2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, N. Inoue, M. Maeda, Y. Takahashi
    • 学会等名
      8th Welding Symposium
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2008-11-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] In-situ Observation of Ultrasonic Aluminum Wire Bonding2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kitamura, Y. Yoneshima, M. Maeda, Y. Takahashi
    • 学会等名
      8th Welding Symposium
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2008-11-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 窒化ガリウム単結晶と金属膜の界面組織2008

    • 著者名/発表者名
      前田将克, 高橋康夫, 畑川裕生
    • 学会等名
      溶接学会秋季全国大会講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Interfacial Structure between Gallium Nitride and Metallic Deposition Films2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, H. Hatakawa, Y. Takahashi
    • 学会等名
      6th International Materials Technology Conference & Exhibition
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2008-08-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Ti_3SiC_2 on SiC by Control of Interfacial Reaction between SiC and Ti / Al Multilayer2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, Y. Takahashi
    • 学会等名
      4th JWS-KWJS Young Researcher Symposium
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2008-04-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] In-situ Observation of Ultrasonic Aluminum Wire Bonding2008

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, Y, Yoneshima, M. Maeda, and Y. Takahashi
    • 学会等名
      8WS (The 8th International Welding Symposium), JWS
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] "Reaction between Gan and Metallic Deposition Film2008

    • 著者名/発表者名
      N. Matsumoto, H. Hatagawa, M. Maeda, and Y. Takahashi
    • 学会等名
      8WS (The 8th International Welding Symposium), JWS
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Low Temperature Solid State Bonding of Cu and Sn for Electronic Packaging2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, N. Inoue, M. Maeda and Y. Takahashi
    • 学会等名
      8WS (The 8th International Welding Symposium), JWS
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Relation between Vibration of Wedgetool and Adhsion of Wire to Substrate during Ultrasonic Bonding2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, K. Yamane, S. Matsusaka and Y. Takahashi
    • 学会等名
      8WS (The 8th International Welding Symposium), JWS
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 窒化ガリウム単結晶と金属薄膜の界面組織2008

    • 著者名/発表者名
      前田将克,畑川裕生,高橋康夫
    • 学会等名
      化ガリウム単結晶と金20年度溶接学会秋季全国大会
    • 発表場所
      小倉
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Interfacial Structur between Gallium Nitride and Metallic Deposition Films2008

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda, H. Hatakawa and Y. Takahashi
    • 学会等名
      Proceeding of 6th International Materials Technology Conference and Exhibition (IMTCE 2008)
    • 発表場所
      Kuala Lumpur (Malaysia)
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 太径ワイヤによる超音波配線接合プロセスのその場観察2007

    • 著者名/発表者名
      米島康弘, 前田将克, 高橋康夫
    • 学会等名
      溶接学会秋季全国大会
    • 発表場所
      信州大学工学部
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 炭化珪素単結晶とTi/Al多層コンタクト膜の界面反応制御2007

    • 著者名/発表者名
      前田将克, 高橋康夫, 野々村和政
    • 学会等名
      溶接学会秋季全国大会
    • 発表場所
      信州大学工学部
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] CuとSnの固相接合における界面反応プロセス2007

    • 著者名/発表者名
      井上直人, 佐藤貴昭, 前田将克, 高橋康夫
    • 学会等名
      溶接学会秋季全国大会
    • 発表場所
      信州大学工学部
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] "Microjoining and Nanojoining,"edited by Y. Zhou,Chapter 5,"Modeling of Solid State Bonding"2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Takahashi
    • 出版者
      Woodhead publishing, Cambridge, CB21, 6AH,UK,
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] オートミック電極およびその形成方法2009

    • 発明者名
      高橋康夫,前田将克他3名
    • 権利者名
      大阪大学,トヨタ自動車(株)
    • 産業財産権番号
      2009-020850
    • 出願年月日
      2009-01-30
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] オーミック電極およびその形成方法2009

    • 発明者名
      高橋康夫, 他4名
    • 権利者名
      高橋康夫, 他4名
    • 産業財産権番号
      2009-020850
    • 出願年月日
      2009-01-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] p型4H-SiC基板上のオートミック電極の形成方法2008

    • 発明者名
      高橋康夫,前田将克他3名
    • 権利者名
      大阪大学,トヨタ自動車(株)
    • 出願年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 超音波接合方法及び超音波接合体2008

    • 発明者名
      高橋康夫,前田将克他4名
    • 権利者名
      大阪大学,トヨタ自動車(株)
    • 産業財産権番号
      2008-200955
    • 出願年月日
      2008-08-04
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 超音波接合方法及び超音波接合体2008

    • 発明者名
      高橋康夫, 他5名
    • 権利者名
      高橋康夫, 他5名
    • 産業財産権番号
      2008-200955
    • 出願年月日
      2008-08-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] P型4H-SiC基板上のオーミック電極の形成方法2008

    • 発明者名
      高橋康夫, 他4名
    • 権利者名
      高橋康夫, 他4名
    • 出願年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Semiconductor Devices and Manufacturing Method Thereof2007

    • 発明者名
      高橋康夫,前田将克他3名
    • 権利者名
      大阪大学,トヨタ自動車(株)
    • 出願年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] Semiconductor Devices and Manufacturing Method Thereof2007

    • 発明者名
      高橋康夫, 他4名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 出願年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 半導体装置とその製造方法2006

    • 発明者名
      高橋康夫他4名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2006-256705
    • 出願年月日
      2006-09-22
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 半導体装置とその製造方法2006

    • 発明者名
      前田将克他4名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2006-256706
    • 出願年月日
      2006-09-22
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 超音波接合方法及び装置2006

    • 発明者名
      高橋康夫他4名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 出願年月日
      2006-08-11
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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