| 研究課題/領域番号 |
23246125
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
須賀 唯知 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40175401)
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| 研究分担者 |
島津 武仁 東北大学, 国際高等研究教育機構学際科学フロンティア研究所, 教授 (50206182)
日暮 栄治 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (60372405)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 接合 / 実装 / 集積化 / 常温接合 / 表面活性化 |
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| 研究概要 |
小径対応常温大気中接合装置の試作し、本研究過程で提案されたSi-Feナノ密着層を適用することで、高分子フィルムの接合を実現した。界面の詳細な検討から、Siが接合部のポリマー内部に常温でも拡散し、接合強度の増加に寄与していることを明らかにした。さらに、SiC-SiCの常温接合が可能であり、接合が1000℃の高温にまで安定であることを明らかにした。これらは、今後のSiCペパワーデバイスの製造に寄与するものと期待される。
また大気中の常温接合を実現するため、接合雰囲気と接合メカニズムに関する結果を元に、酸化物生成能が低いAu膜をナノ密着層に用いて放熱用金属バルク材料とデバイスウエハを室温で強固に接合することに成功した。一方、安価で熱伝導性が高いものの室温で僅かに酸化物形成能を有するAg膜の室温接合では、接合時に加圧することでAu膜と同等の大きな接合強度が得られた。しかし，接合界面に空隙が散在し接合性能が低下することが明らかとなった。
光素子の大気中常温接合については、大気圧プラズマを用いたAu-Au表面活性化接合技術を開発し、半導体レーザチップへ適用した。特に、水素ラジカル処理によるSnAgCu はんだの大気中での再酸化抑制効果を検証し、Au膜との低温固相接合を実現した。本技術を高い透過率を有するナノワイヤグリッド偏光子を集積した小型偏光センサに適用し、回転偏光面の計測が可能であることを実証した。
以上の研究成果は、我が国が先行する常温接合を世界に先駆けて実用化・量産化に結びつけていくための新しい視点として、大気中常温接合を実現したものである。同時に、常温接合の基盤技術を体系化し、イオン衝撃を主体にした表面活性化+数原子層極薄膜形成プロセス、ないしは大気圧プラズマ 、といった複合プロセスを提案し、これが、さまざまなデバイスの接合・封止技術等へ適用できることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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