超臨界流体中の拡散加速現象の解明と複合マルチスケール材料集積系への応用

• 研究課題/領域番号: 25820122
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 渡邉 満洋 山梨大学, 総合研究部, 助教 (90532036)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 超臨界流体 / 薄膜 / 銅 / 凝集 / 拡散 / 銅薄膜 / 密着性 / 原子拡散

研究成果の概要

本研究では，超臨界CO2流体中アニールによって生じるCu薄膜の凝集ならびに拡散挙動について調べた．Cuはトレンチパターンを有する基板上に直流マグネトロンスパッタリングを用いて堆積した．アニールを4種類の異なる雰囲気で実施し，Cu薄膜の挙動を観察，分析した．その結果，H2を添加した超臨界CO2流体雰囲気でアニールを施したとき，Cu薄膜の顕著な凝集が認められた．これはCu薄膜表面において同時に生じる酸化ならびに還元反応によってCuの拡散が促進されることが原因であると考えられる．また，超臨界流体中アニールにおけるCu薄膜の凝集は，下地層を適切に選定することによって抑制できることがわかった．

研究成果

• [雑誌論文] Formation of zinc oxide thin film using supercritical fluids and its application in fabricating a reliable Cu/glass stack (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe, Shigeaki Tamekuni, and Eiichi Kondoh
  • 雑誌名: Microelectronic Engineering 巻: 141 ページ: 184-187
  • DOI: 10.1016/j.mee.2015.03.031
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Agglomeration and diffusion in Cu thin films under supercritical CO2 annealing (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Nakamura, Mitsuhiro Watanabe, and Eiichi Kondoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 号: 5S ページ: 05EA03-05EA03
  • DOI: 10.7567/jjap.54.05ea03
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Room-temperature intermixing for adhesion enhancement of Cu/SiO2 interface by adopting SiO2 surface dope and noble metal catalyzation (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe, Akira Teraoka, and Eiichi Kondoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 5S2 ページ: 05GA02-05GA02
  • DOI: 10.7567/jjap.53.05ga02
  • NAID: 210000143935
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Codeposition of Cu/Ni thin films from mixed precursors in supercritical carbon dioxide solutions (2014)
  • 著者名/発表者名: Md Rasadujjaman, Mitsuhiro Watanabe, and Eiichi Kondoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 5S2 ページ: 05GA07-05GA07
  • DOI: 10.7567/jjap.53.05ga07
  • NAID: 210000143940
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 高密着性Cu/ガラス構造の常温形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋, 近藤英一
  • 学会等名: 2015年度第2回TSV応用研究会
  • 発表場所: 主婦会館プラザエフ（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Versatility of ZnO as a room-temperature adhesion promoter for Cu/glass stacks (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe, Shigeaki Tamekuni, Koumi Koike, and Eiichi Kondoh
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2015: 25th Asian Session
  • 発表場所: Seoul (Korea)
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] 高密着性Cu/ガラス構造の常温形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋, 近藤英一
  • 学会等名: 2015マイクロエレクトロニクスショー アカデミックプラザ
  • 発表場所: 東京ビッグサイト（東京都江東区）
  • 年月日: 2015-06-03
• [学会発表] 超臨界流体を用いたZnO薄膜の堆積とそれを用いたCu/ガラス構造の高密着化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋, 爲國成昭, 近藤英一
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第21期総会講演会
  • 発表場所: 横浜国立大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [学会発表] 高密着性Cu/ガラス構造におけるZnO堆積手法の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋, 小池光海, 近藤英一
  • 学会等名: 表面技術協会第131回講演大会
  • 発表場所: 関東学院大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-03-04 – 2015-03-06
• [学会発表] 超臨界CO2流体中におけるCu薄膜の凝集ならびに拡散挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村良樹, 渡邉満洋, 近藤英一
  • 学会等名: 応用物理学会SC東海地区学術講演会2014
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-11-08
• [学会発表] Agglomeration and diffusion in Cu thin films under supercritical CO2 annealing (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Nakamura, Mitsuhiro Watanabe, and Eiichi Kondoh
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2014: 24th Asian Session
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-24
• [学会発表] Reliable glass metallization for 3D MEMS with using supercritical fluids (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe, Shigeaki Tamekuni, and Eiichi Kondoh
  • 学会等名: 40th International Conference on Micro and Nano Engineering
  • 発表場所: Lausannne (Switzerland)
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-26
• [学会発表] 超臨界流体を用いたZnO薄膜堆積とそのCu密着層としての利用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 爲國成昭, 渡邉満洋, 近藤英一
  • 学会等名: 表面技術協会第130回講演大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [学会発表] 新しい金属薄膜・ガラス常温接合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋, 近藤英一
  • 学会等名: 平成26年電気学会電子・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 島根大学（島根県松江市）
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-06
• [学会発表] Interfacial reaction in Cu/noble metal/Zn-doped glass stacks (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe
  • 学会等名: Materials for Advanced Metallization 2014 (MAM2014)
  • 発表場所: Gunnewig Hotel Chemnitzer Hof(Chemnitz, Germany)
• [学会発表] Znドープと貴金属触媒効果による拡散加速を利用したCu/ガラス界面の常温接合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺岡暁
  • 学会等名: 第28回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
  • 発表場所: 拓殖大学（東京都文京区）
• [学会発表] 超臨界CO2流体中におけるCu薄膜の凝集ならびに拡散挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋
  • 学会等名: 応用物理学会第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学（神奈川県相模原市）
• [学会発表] Cu/ZnO/ガラス構造の高密着化におけるZnO/ガラス界面の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋
  • 学会等名: 表面技術協会第128回講演大会
  • 発表場所: 福岡工業大学（福岡県福岡市）
• [学会発表] Room-temperature intermixing at Cu/SiO2 interface in reliable metallization by adopting SiO2 surface dope and noble metal catalyzation (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2013: 23st Asian Session (ADMETAPlus2013)
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
• [学会発表] Deposition of Cu-Ni Alloy Thin Films in Supercritical Carbon Dioxide Solutions (2013)
  • 著者名/発表者名: Md Rasadujjaman
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2013: 23st Asian Session (ADMETAPlus2013)
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.szr.yamanashi.ac.jp/lab/kw/
• [備考] 研究者総覧
  • URL: http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_Index.Main
• [備考] 研究者総覧
  • URL: http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_Index.Main