| 研究概要 |
近年、電子機器の小型化、高速化、高性能化を実現するために、異なる機能材料薄膜デバイス(シリコン系、化合物系、誘電体など)を接合技術によって、同一基板上に集積化することも必要となる。そのため、新しい薄膜材料の接合技術の開発は大いに期待されている。その中では、我々は化合物半導体薄膜の接合技術に焦点を当て、犠牲層エッチング技術をベースとした薄膜接合技術を検討する。本研究は以下のことを目的とする。
1)薄膜接合技術の量産化を実現する。具体的に3インチのようなウエハレベルから、厚さ5μm以下、面積数十μm^2〜数百μm^2の多くのGaAs薄膜の剥離方法、保護材料やハンドリング方法を開発する。2) 剥離した薄膜を複数ガラス基板や誘電体基板上に同時に接合できる技術の開発とプロセス条件を確立するとともに、2次元磁気センサの作製技術を確立する。
成果として
1)大面積で取り扱える保護材料として、UV感光シードを用いて、パターンニング条件を確立し、厚さ1μm〜5μmのGaAs化合物半導体を剥離し、他の基板上にボンディングすることができた。剥離時間はGaAs薄膜の厚さに比例することがわかった。UV感光シードの厚さは厚さ20μmから50μmが適当であった。
2)各種基板(Si SiO_2、LiNbO_3)にボンディングした薄膜について、X線回折法やラマン分光法を用いて、薄膜の内部応力を評価した。1cm^2エリアにボンディングした薄膜内の応力分布が均一になって、ボンディングによる薄膜の劣化がなかった。
3)確立した薄膜ボンディング技術を用いてプロセス条件を検討し、二次元ホール素子を作製することが出来た。センサの感度はそれぞれBz=9.2mV/mA・T, Bx=4.5mV/mA・Tであった。さらに市販のセンサと比較してほぼ同じ測定結果が得られた。
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