| 研究概要 |
本研究では,超音波顕微鏡により測定される弾性表面波速度を用いて半導体デバイスの残留応力および接合信頼性を評価する手法を確立することを目的とし,弾性表面波速度による樹脂封止デバイスの応力評価方法について検討した.次に半導体のバリアメタルとして使用されるTiN薄膜の弾性率を推定する方法の提案を行った.また,半導体デバイスの熱応力特性・接合信頼性について数値解析結果をもとに検討を行った.得られた結果は以下の通りである.
(1)引張,圧縮荷重下で高精度に弾性表面波速度測定を行い,弾性表面波速度の応力に対する依存性を調べた結果,樹脂材料の音弾性定数を求めることができた.また,応力分布をもつ試験片の応力評価が可能であることも明らかとなった.そして,得られた結果をもとに,超音波顕微鏡で測定される弾性表面波速度による残留応力評価法を提案した.
(2)TiN薄膜を基板上にイオンミキシング蒸着法により形成した皮膜材の弾性表面波速度は基板の影響を受け,薄膜のみの弾性表面波速度を測定できないことがわかった.そこで,弾性理論から簡易式を算出し,実験結果を整理した結果,薄膜のみの弾性表面波速度を求めることができた.また,その結果から薄膜の弾性率を逆解析する手法を提案することができた.
(3)実装時に生じる熱応力特性を解明するため,熱応力に影響をおよぼす各種パラメータを簡易理論と数値解析により検討し,それらの熱応力におよぼす影響を明らかにした.そして接合安定性をさらに高めるための基礎知見を得た.また接着剤のはく離強度を限界エネルギー解放率で評価し、はく離が小さな場合にははく離が生じていても接合安定性は確保されることを明らかにした.
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