Adhesion control using photo-catalytic effect and room temperature bonding for transfer-printing

2022年度の主な研究成果を以下に示す．①SAM成膜条件の確立：平坦なガラス基板に光触媒となるTiO2をスパッタ成膜したものを準備し，同TiO2表面に親水性アミノシラン系自己組織化単分子膜（SAM）のAHAPSおよびAPTESを作製した．いずれも一般的な浸漬法（溶液からの液相成膜）とともに，技術導入性の高い小型密閉容器内での簡易気相成膜法でも実証した．後者により煩雑なグローブボックス内での作業を大幅に縮小でき，ほぼ大気環境下での成膜が可能になった．主に，成膜時間と成膜温度の影響を調査し，APTESの場合は100℃で1.5時間以上が適切な条件であることを明らかにした．②離型層となるSAMの分解特性の調査：APTESとAHAPSのSAMに対して，紫外線（UV）照射量が分解性に及ぼす影響を調査した．UV照射後の表面粗さから，APTESに比べてAHAPSの方が分解性が高いことを明らかにした．これまで高分子膜を離型層としていた光触媒援用トランスファプリントに比べると，上記SAMを離型層として採用することで，トランスファプリントのための離型層の分解時間すなわちプロセス時間を1/2以下に短縮できることがわかった．③常温接合援用トランスファプリントにおける薄膜性状とスタンプ弾性率の影響調査：Au薄膜を対象として常温接合援用トランスファプリントを行った．ウェハ接合の場合に比べて，拡散接合のための表面粗さの条件が比較的緩く，Saで1nm程度まではトランスファプリントできる程度の接合が生じることがわかった．また，その効果はウェハよりも低いスタンプの弾性率に起因しており，より弾性率が低いスタンプの方が転写率を高めることを明らかにした．

2022年度の主な研究成果を以下に示す．①SAM成膜条件の確立：平坦なガラス基板に光触媒となるTiO2をスパッタ成膜したものを準備し，同TiO2表面に親水性アミノシラン系自己組織化単分子膜（SAM）のAHAPSおよびAPTESを作製した．いずれも一般的な浸漬法（溶液からの液相成膜）とともに，技術導入性の高い小型密閉容器内での簡易気相成膜法でも実証した．後者により煩雑なグローブボックス内での作業を大幅に縮小でき，ほぼ大気環境下での成膜が可能になった．主に，成膜時間と成膜温度の影響を調査し，APTESの場合は100℃で1.5時間以上が適切な条件であることを明らかにした．②離型層となるSAMの分解特性の調査：APTESとAHAPSのSAMに対して，紫外線（UV）照射量が分解性に及ぼす影響を調査した．UV照射後の表面粗さから，APTESに比べてAHAPSの方が分解性が高いことを明らかにした．これまで高分子膜を離型層としていた光触媒援用トランスファプリントに比べると，上記SAMを離型層として採用することで，トランスファプリントのための離型層の分解時間すなわちプロセス時間を1/2以下に短縮できることがわかった．③常温接合援用トランスファプリントにおける薄膜性状とスタンプ弾性率の影響調査：Au薄膜を対象として常温接合援用トランスファプリントを行った．ウェハ接合の場合に比べて，拡散接合のための表面粗さの条件が比較的緩く，Saで1nm程度まではトランスファプリントできる程度の接合が生じることがわかった．また，その効果はウェハよりも低いスタンプの弾性率に起因しており，より弾性率が低いスタンプの方が転写率を高めることを明らかにした．