【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1134
利用課題名 / Title
半導体異種材料接合の研究
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
異種材料接合,ダイヤモンド,GaN,断面TEM観察,ダイシングソー,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology
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)
重川 直輝
所属名 / Affiliation
大阪公立大学 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
大村英治
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
SiC層を表面に製膜したダイヤモンドとGaNを直接接合し、断面TEM観察により接合界面が高耐熱性を備えることを実証した。
実験 / Experimental
Si（111）上GaNエピタキシャル基板をダイシングし、予めSiC薄層を表面に堆積したCVDダイヤモンド基板と直接接合した。熱処理前及び1000 ℃熱処理後のGaN/SiC薄層/ダイヤモンド構造の断面TEM観察を行い、界面の耐熱性を検証した。
結果と考察 / Results and Discussion
熱処理前のGaN/SiC薄層/ダイヤモンド構造の断面TEM像及び高分解能断面TEM像をFigure 1(a)、1(b)に、1000 ℃熱処理後の断面TEM像及び高分解能断面TEM像をFigure 2(a)、2(b)に示す。熱処理前の界面には欠陥を伴うダイヤモンド層とアモルファス層が形成されている。1000 ℃熱処理後の界面にはSiC多結晶層が形成されている。GaN/Si接合界面と異なり、1000 ℃熱処理後の界面においてメルトバックエッチングは観察されない。今回の結果は、SiC層を中間層とすることにより1000 ℃乃至それ以上の高い耐熱性を備えるGaN/ダイヤモンド接合が形成されることを示す。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Figure 1. (a) TEM and (b) HRTEM images taken along the GaN [1-100] zone axis of an as-bonded GaN/diamond interface. FFT images of the interface are overlayed in (b).
Figure 2. (a) TEM and (b) HRTEM images taken along the GaN [1-100] zone axis of a 1000-℃-annealed GaN/diamond interface. FFT images of the interface are overlayed in (b).
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)
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Ayaka Kobayashi, Room-temperature bonding of GaN and diamond via a SiC layer, Functional Diamond, 2, 142-150(2022).
DOI: 10.1080/26941112.2022.2145508
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- J. Liang, et al., "Fabrication of High-Thermal-Stability GaN/Diamond Junctions via Intermediate Layers," in Abstracts of Conference on Wafer Bonding for Microsystems, 3D- and Wafer Level Integration (WaferBond '22), Schmalkalden, Germany, Oct. 2022, P12.
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