【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.01】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0163
利用課題名 / Title
半導体基板の直接接合のための塩素終端の分析
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
松前 貴司
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
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
大塚 照久,川又 彰夫
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（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)
表面処理を行った2枚の半導体基板を反応させ結合させるwafer bondingによる異種材料の複合化が注目されている。この表面処理として一般的に酸素プラズマを用いた-OH終端面が用いられるが、この酸化処理にて表面酸化層が成長し、接合後に複合基板間にて熱・電気的なバリア層となるという課題があった。この酸化層を薄く接合出来れば特性の高い複合材料が可能になる。今回、酸化処理に代わり塩化処理を用いることで、表面酸化膜を除去しながら表面を活性化し接合できれば、基板間にて良好な熱・電気伝導が期待できる。本研究では塩化処理した基板表面の接合技術への応用可能性を検討した。
実験 / Experimental
半導体基板に低密度の塩素プラズマを短時間照射した。また表面に酸化処理を用いて-OH基を形成した透明基板を作製し、これらの表面を大気中で接触させた。これら基板を透明基板側から光学観察することで、表面同士の接触を評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1に半導体基板表面に接触させた透明基板の写真を示す。この半導体基板は”AT-082：化合物半導体エッチング装置（ICP-RIE）”を用いて塩化処理を行っている。これに-OH終端された透明基板を接触させた際、Fig. 1のように大部分が暗く見えた。一般に基板同士が密着しなければ基板間にはニュートンリングが見える。これより塩化処理した半導体基板が他基板と密着できていることが分かり、適切に反応させていくことで高性能な複合基板への展開が可能になる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Figure 1. Photograph of transparent substrate bonded on semiconductor substrate treated with Cl2 plasma.
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