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異種材料集積化に向けた活性化透明極薄膜による大気中室温接合への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 21K18729
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

多喜川 良  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (80706846)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード大気低温接合 / 光実装・集積 / 低温集積技術 / 活性化薄膜形成 / 活性透明膜形成
研究開始時の研究の概要

本研究では、次世代の低コスト異種材料集積法の創成に向けて、活性透明膜を利用した大気室温接合技術の開発に挑戦する。大気下における活性透明膜形成・室温接合の検証を通じ、接合メカニズムについて理解を深めるとともに光・電子材料の異種材料接合への展開を検討する。

研究成果の概要

光デバイスの高集積・高性能化に向けて、従来のはんだ接合・バンプ接合法や有機接着剤に代わる新しい簡便な低温直接接合技術が要求されている。本研究は、活性化透明薄膜を利用した新しい大気・室温(ないし低温)下における疑似的な直接接合技術の可能性について調査・探索を行った。活性化透明膜形成・接合実験と従来の表面活性化接合実験等を通じ、接合メカニズムについて理解を深めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

真空・大気下における接合メカニズムの解明に向けて多くの知見を得ることができたため、本研究成果の学術的な価値は高い。また、将来の大気下室温接合の実現に寄与する可能性があり、簡便な光デバイス製造装置開発に繋がれば産業的にも価値があると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Room-Temperature Bonding of Indium Phosphide Wafers and Their Atomic Structure at the Bond Interface2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Gufei、Murakami Seigo、Takigawa Ryo
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 5 号: 11 ページ: 5995-6002

    • DOI

      10.1021/acsaelm.3c00971

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of heterogeneous LNOI photonics wafers through room temperature wafer bonding using activated Si atomic layer of LiNbO3, glass, and sapphire2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kaname、Takigawa Ryo
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 620 ページ: 156666-156666

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2023.156666

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of the interface between LiNbO3 and Si fabricated via room-temperature bonding method using activated Si nano layer2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Seigo、Watanabe Kaname、Takigawa Ryo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: SG ページ: SG1041-SG1041

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acc2cb

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-temperature bonding of Al2O3 thin films deposited using atomic layer deposition2023

    • 著者名/発表者名
      Takakura Ryo、Murakami Seigo、Watanabe Kaname、Takigawa Ryo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 3581-3581

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30376-7

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Surface-activated wafer bonding of ALD Al2O3 ultrathin films2023

    • 著者名/発表者名
      Kenji Uno and Ryo Takigawa
    • 学会等名
      36rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface activated bonding of Lithium Niobate wafers2023

    • 著者名/発表者名
      Takeru Moritomo and Ryo Takigawa
    • 学会等名
      36rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of surface activation of Si wafer for room temperature direct bonding2023

    • 著者名/発表者名
      Seigo Murakami and Ryo Takigawa
    • 学会等名
      36rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 室温接合法により形成されたLiNbO3/Si接合界面の原子スケール解析2023

    • 著者名/発表者名
      村上 誠悟, 渡辺 要, 多喜川 良
    • 学会等名
      第37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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面活性化室温接合法によるInP-on-Insulatorウエハの作製2023

    • 著者名/発表者名
      章 固非, 村上 誠悟, 渡辺 要, 多喜川 良
    • 学会等名
      第37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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] リン化インジウム/シリコンカーバイド常温接合界面の評価2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺 要, 範云翰, 前川 敏輝, 多喜川 良
    • 学会等名
      第37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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of LiTaO3/SiC hybrid wafer using surface activated bonding method2022

    • 著者名/発表者名
      Seigo Murakami, Ryo Takigawa
    • 学会等名
      The 13th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of LNOI/Si optical modulator using room temperature wafer bonding method2022

    • 著者名/発表者名
      Kaname Watanabe, Ryo Takigawa
    • 学会等名
      The 13th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of LiNbO3/Si bond interface using room temperature direct bonding2022

    • 著者名/発表者名
      Seigo Murakami, Kaname Watanabe, Ryo Takigawa
    • 学会等名
      35rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modified surface activated bonding of InP and SiO2 at room temperature2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Gufei, Kaname Watanabe and Ryo Takigawa,
    • 学会等名
      35rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface activated bonding of Au thin microbumps using ultra-violet treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Maeakawa, Kaname Watanabe, Hirofumi Nogami, Yuichiro Kurokawa, Yusuke Tahara, and Ryo Takigawa,
    • 学会等名
      34th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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