高電力パワーIC実現に向けたヘテロジニアスインテグレーション技術の研究

实现大功率电源IC的异构集成技术研究

• 批准号: 21H01314
• 负责人: 松本 聡
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01314/
• 关键词: パワーIC; ヘテロジニアスインテグレーション; 3次元パワーIC; GaNパワーデバイス; GaN; ３次元集積回路; ３次元IC; ヘテロジニアスインテフレーション

GaN/Si(111)基板とSi(100)基板とを貼り合わせ後、Si(111)基板とbuffer及びGaNの除去プロセスの検討を進めた。Si(111)基板除去の際、ドライエッチングの条件によってはSi(111)層上に付着物が形成すること、ウエットエッチングによるSi(111)基板除去のプロセスの際、膜剥がれが生じることが明らかなった。付着物を除去するプロセスと膜剥がれを生じないプロセスを開発した。これらの開発したプロセスを用いてSi(111)基板を除去した後、buffer層をエッチングするプロセス条件を明らかにした。またGaN層やbuffer層にThrough Semiconductor Viaを形成する際レジストパタンを形成する必要があるが、レジスト塗布条件を明らかにするとともにパタン形成が可能なことを明らかにした。4インチ配線パタン付きSi(100)基板と4インチGaN/Si(111)基板の接着及び、研削・研磨、CMPによるSi(111)層の薄層化を実現した。開発したプロセスにおける接着強度はダイシングに耐えうる接着強度であった。ラマン分光法および有限要素法解析により、GaN/AlGaN界面の応力場を評価した。ラマン分光法では界面のナノオーダー領域の応力評価を行うことは難しいことが示唆さたため、R5年度は分子静力学法により評価を実施する。SOIパワーデバイスに対し、プロセスや実装残留応力に起因する電気特性変動を実験とシミュレーションで評価した。その結果、寄生バイポーラ領域で電気特性変動が加速されることを示した。TEM画像にサンプリングモアレ法を適用し、GaN/AlGaN界面の応力場評価を行うための試験片をFIB加工により作製した。

After the GaN/Si(111) substrate and the Si(100) substrate are bonded together, the Si(111) substrate and the buffer and the GaN substrate are removed and put into place. Si (111) substrate removal conditions, conditions for the removal of Si (111) substrate and the formation of attachments on the Si (111) layer . The attachments are removed and the film is peeled off and the hair is peeled off.これらの开発したプロセスを Use いてSi(111) substrate to remove the したAfter that, the buffer layer is set as follows: GaN layer and buffer layerThrough Semiconductor Via を Formation するinterior レジストパタンを Formation するNecessary があるが、レジストpaint Cloth condition を明らかにするとともにパタン がpossibleなことを明らかにした. The bonding, grinding and polishing of the 4-conductor Si (100) substrate and the 4-conduct GaN/Si (111) substrate, and the thinning of the CMP Si (111) layer are now available.开発したプロセスにおけるthen intensityはダイシングにresistantえうるthen intensityであった.ラマン spectrometry and finite element method analysis により, GaN/AlGaN interface の応force field を evaluation 価した.ラマンspectrometry and interface のナノオーダーfield の応review価を行うことはdifficultyしいことが时憆さたため、R5 annual molecular statics method により evaluation 価を実时する. SOI パワーデバイスに対し, プロセスや実装 residual power Due to the characteristics of the electric power, the electric power is changed. As a result, the parasitic field's electric characteristics change and the acceleration is accelerated. The application of TEM image processing method and the force field evaluation of GaN/AlGaN interface were carried out and the test piece and FIB processing were produced.

项目成果

Fully integrated transformer less floating gate driver for 3D power supply on chip

用于片上 3D 电源的完全集成无变压器浮动栅极驱动器

• 发表时间: 2021
• 作者: R. Nakazawa;M. Takemoto;S. Ogasawara and K. Orikawa;亀田 卓;Y. Ogushi and S.Matsumoto
• 通讯作者: Y. Ogushi and S.Matsumoto

ゲートドライバーICの１チップ化・高機能化に向けての検討

对单芯片和高性能栅极驱动器IC的考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: 大串悠介;松本聡
• 通讯作者: 松本聡

SOI-nMOSFETにおける機械的応力効果のゲート長さおよび負荷方向依存性のデバイスシミュレーション

SOI-nMOSFET 中机械应力效应的栅极长度和负载方向依赖性的器件仿真

• 发表时间: 2022
• 作者: Kanazawa Seiji;Mizeraczyk Jerzy;Nakatani Toshiaki;Kuno Akihito;Furuki Takashi;Tachibana Kosuke;Ichiki Ryuta;Kocik Marek;塩田智基，小金丸正明，塩塚航生，松本聡，池田徹
• 通讯作者: 塩田智基，小金丸正明，塩塚航生，松本聡，池田徹

アルコール希釈TMAHを用いた窒化ガリウムのウエットエッチング

使用酒精稀释的 TMAH 湿法蚀刻氮化镓

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Izumiya;R. Tsunata;M. Takemoto;J. Imai;T. Saito and T. Ueno;濵屋有志，岡本萌，新海聡子
• 通讯作者: 濵屋有志，岡本萌，新海聡子

有限要素法解析とラマン分光法によるパワーデバイス用GaN-on-Si構造の応力場評価

使用有限元分析和拉曼光谱评估功率器件的 GaN-on-Si 结构的应力场

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Hagiwara;I. Koh;K. Suthiwanich;A. Tkano;亀田 卓;尾ノ上義喜，小金丸正明，松本聡，池田徹
• 通讯作者: 尾ノ上義喜，小金丸正明，松本聡，池田徹