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2012 年度 実績報告書

形態機能性マイクロ接合によるナノデバイス/CMOS融合型三次元集積回路の創生

研究課題

研究課題/領域番号 21246061
研究機関九州大学

研究代表者

浅野 種正  九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (50126306)

研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワード三次元集積回路 / 3D-LSI / インターコネクト / マイクロ接合 / 常温接合 / プリンティッドエレクトロニクス / フレキシブルエレクトロニクス / 超音波接合
研究概要

・三次元LSIには,コスト負担が少ない銅を使用できるマイクロインターコネクト技術を開発することに対する要望が極めて強い.昨年度までに,先鋭形状のバンプ(突起)電極と開孔をもつ電極との組み合わせで銅電極どうしを常温で接合する技術を開発した.一方,この技術ではフォトリソグラフィー工程を追加する必要があり,コスト高を招くことから実用技術としては受け入れ難い.今年度は,先鋭バンプ電極を超音波を印加して接合することを試み,単純な形状の銅電極に対して常温接合が可能であることを示した.
・銅電極表面を1-ヘキサンチオールの自己組織化単分子膜で保護することで酸化防止ができ,常温接合を安定に実現するのに有効であることを示した.これを銅電極どうしの常温超音波接合に応用した結果,電極形成後の放置による接合性の変化を小さくできることがわかった.しかし,接合強度を大きくするには,接合前に単分子膜を除去する技術を開発する必要があることがわかった.
・InPを基板にしたInGaAs化合物半導体による光検出用回路チップとシリコンCMOSを用いた読み出し集積回路チップを,金製の先鋭バンプと超音波接合を用いて常温で積層接続する技術を開発し,320×240画素(qVGA解像度)の近赤外線イメージセンサーの作製に成功した.
・フレキシブルエレクトロニクス用基材であるポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に形成した配線電極に対して,シリコンLSIを常温で接合できることを示した.機械的強度もシリコンLSIどうしの積層接合と同様であることを示した.
・開発した常温マイクロインターコネクト技術を有機強誘電体メモリー素子に応用し,スイッチ部分に不揮発メモリー機能を導入した三次元再構成論理集積回路を実現することをめざし,PVDF強誘電体薄膜を用いた薄膜トランジスタメモリー素子を試作し,記憶動作することを示した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Room-Temperature Cu Microjoining with Ultrasonic Bonding of Cone-Shaped Bump2013

    • 著者名/発表者名
      Lijing Qiu
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 ページ: 04

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ltrasonic Bonding of Cone Bump for Integration of Large-Scale Integrated Circuits in Flexible Electronics2013

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shuto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 ページ: 05

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-Temperature High-Density Interconnection using Ultrasonic Bonding of Cone Bump for Heterogeneous Integration2013

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shuto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 63rd Electronic Components and Technology Conference

      巻: 63 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-Temperature Microjoining of LSI Chips on Poly(ethylene naphthalate) Film Using Mechanical Caulking of Au Cone Bump2012

    • 著者名/発表者名
      T. Shuto, N. Watanabe, A. Ikeda, and T. Asano
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 51 ページ: 04DB04

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.51.04DB04

  • [雑誌論文] 自己組織化単分子膜を用いた銅とはんだのフラックスレス接合の研究2012

    • 著者名/発表者名
      池田晃裕
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C

      巻: J95-C ページ: 304-311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-Temperature Microjoining Using Ultrasonic Bonding of Compliant Bump2012

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Iwanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd IEEE International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration

      巻: 3 ページ: 165-170

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface protection of copper by self assembled monolayer for low-temperature chip bonding2012

    • 著者名/発表者名
      Lijing Qiu
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd IEEE International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration

      巻: 3 ページ: 75-78

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room Temperature Microjoining of qVGA Class Area-Bump Arrary Using Cone Bump2012

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shuto
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE CPMT Symposium Japan

      巻: 1 ページ: 43-46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-Temperature Cu Microjoining Using Ultrasonic Bonding of Cone Shaped Bump2012

    • 著者名/発表者名
      Lijing Qiu
    • 雑誌名

      Ext. Abs. 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials

      巻: 44 ページ: 1181-1182

    • 査読あり
  • [学会発表] Room-Temperature High-Density Interconnection using Ultrasonic Bonding of Cone Bump for Heterogeneous Integration2013

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shuto
    • 学会等名
      63rd Electronic Components and Technology Conference
    • 発表場所
      Las Vegas
    • 年月日
      20130528-20130531
  • [学会発表] Room Temperature Microjoining of qVGA Class Area-Bump Arrary Using Cone Bump2012

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shuto
    • 学会等名
      IEEE CPMT Symposium Japan 2012
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20121210-20121212
  • [学会発表] Room-Temperature Cu Microjoining Using Ultrasonic Bonding of Cone Shaped Bump2012

    • 著者名/発表者名
      Lijing Qiu
    • 学会等名
      2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20120925-20120927
  • [学会発表] Surface protection of copper by self assembled monolayer for low-temperature chip bonding2012

    • 著者名/発表者名
      Lijing Qiu
    • 学会等名
      3rd IEEE International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20120521-20120523
  • [学会発表] Room-Temperature Microjoining Using Ultrasonic Bonding of Compliant Bump2012

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Iwanabe
    • 学会等名
      3rd IEEE International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20120521-20120523
  • [備考] 研究者情報

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002917/index.html

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公開日: 2014-07-24  

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