【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.21】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24TU0100

利用課題名 / Title

低温接合技術の開発

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,ボンディング/ Bonding

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

竹内 魁

所属名 / Affiliation

東北大学大学院工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TU-251：SUSS ウェハ接合装置
TU-312：超音波顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ウェハ接合は、MEMSを含む電子デバイスプロセスに不可欠な技術であるが、一般的な接合手法では400°C程度の高温プロセスが必要となる。高温プロセスはデバイスへのダメージや接合界面の残留応力が発生するため、低温での接合が求められる。本研究では、プラズマ表面処理に基づくAuの表面活性化接合技術を応用し、ウェハ接合プロセスの検証を行う。

実験 / Experimental

6インチSiウェハに、Au薄膜をスパッタリングにより成膜した試料を接合実験に用いた。ウェハ表面のAu表面にArプラズマを照射し、表面を活性化したのち、ウェハ接合装置を用いて大気中で貼り合わせ、300℃で加熱した。また、接合界面の観察のため、超音波顕微鏡による観察と、ブレード挿入による接合強度評価を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

超音波顕微鏡観察により、ウェハ中心部にボイドが形成されたものの、端部では接合が達成されたことが確認された。また、ブレード試験の結果、母材破壊に至り、強固な接合が得られた。これらの結果から、Arプラズマを用いた表面活性化処理がAuの低温接合に有効であることが示された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件