【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1102
利用課題名 / Title
ガスセンシングデバイスの作製
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
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）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
リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,スパッタリング/Sputtering,IoTセンサ/ IoT sensor
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)
野間 真樹子
所属名 / Affiliation
新電元工業株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
中西 克文(新電元工業株式会社),吉田 賢一(新電元工業株式会社),黎 学思(東京大学大学院新領域創成科学研究科),李 昂(東京大学大学院新領域創成科学研究科),吉田 雅貴(東京大学大学院新領域創成科学研究科),米谷 玲皇(東京大学大学院新領域創成科学研究科),割澤 伸一(東京大学大学院新領域創成科学研究科)
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
三田吉郎
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
UT-505：レーザー直接描画装置 DWL66+2018
UT-711：LL式高密度汎用スパッタリング装置(2019)
UT-800：クリーンドラフト潤沢超純水付
UT-906：ブレードダイサー
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
SnO2を利用したガスセンサ試作を行っている。ポジ型レジストの塗布、LL式高密度汎用スパッタリング装置を用いたSnO2の成膜及びリフトオフプロセスを武田先端知スーパークリーンルーム内の設備を利用して行った。
実験 / Experimental
酸化膜付き4インチSi基板をブレードダイサーで15mm□に切り出したのち、SIPR 3251レジストを塗布し、レーザー直接描画装置を用いて1層目のパターンを描画した。その上に、LL式高密度汎用スパッタリング装置を用いてSnO2膜を成膜し、剥離104液にてリフトオフした。再びSIPR 3251レジストを塗布し、レーザー直接描画装置を用いて2層目のパターンを描画し、LL式高密度汎用スパッタリング装置を用いてパッドメタルを成膜し、剥離104液にてリフトオフした。また、チップ裏全面には、LL式高密度汎用スパッタリング装置を用いてTi/Ni/Ag膜を連続成膜した。その後自社に持ち帰り、基板へのはんだ付けおよびワイヤボンドを実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
今回はチップ裏面を基板にはんだ付けする際に表側のパッドメタルに膨れが発生した。再現実験を行ったところ、310℃、5分以上の加熱で膨れが再現した。パッドメタル成膜前に逆スパッタを実施しているが、取り切れなかった吸着水がSnO2表面上に残っており、その蒸発が膨れの原因であると考えている。そこで、成膜前のチップの乾燥方法・成膜するメタルの種類などの条件を変え、対策実験を行った。その結果、SnO2直上にTiが存在する場合に剥離しやすいことを突き止めた。Alを直接成膜すると、加熱による膨れは発生しにくい。しかしながら、SnO2とAlの密着性はよくない上、加熱により、抵抗が増加した。熱力学計算を行ったところ、Al2O3が生成することが確認できたため、現在はほかのメタルでの実験を継続中である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1．310℃加熱による膨れ再現実験
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究に関して貴重なアドバイスをいただいた三田吉郎先生に感謝する。
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