Vapor-assisted hybrid bonding of organic/inorganic substrates at low temperature and atmospheric pressure

低温常压下有机/无机基材的气相辅助杂化键合

• 批准号: 23686057
• 负责人: SHIGETOU Akitsu
• 金额: $ 18.14万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23686057/
• 关键词: 接合; 実装; 低温; 大気圧; 異種材料; ハイブリッド; MEMS; インターコネクション; ヘテロインテグレーション; インターコネクト

Vapor-assisted hybrid bondings of Cu, Ti, glass, quartz, and polydimethylsiloxane (PDMS) were realized at 150 C and atmospheric pressure. Unlike the conventional Ar fast atom beam bombardment in high vacuum, we utilized the vacuum ultraviolet (VUV) irradiation in the nitrogen gas. We found out that the initial surface contaminants were successfully removed, a part of metal oxide was reduced due probably to the hydrogen radical created from the residual water. For such surfaces, the molecular water was coordinated and created thin bridging layer, where the hydrogen bond contributed to the initial contact between surfaces, followed by the dehydration shrinkage to make the interfacial structure stable. All the starting materials were tightly bonded; in particular, the interface between PDMS substrates indicated considerably small loss of transparency among 380 - 1000 nm. Moreover, this method was applied for the interconnection of ultrathin graphite electrodes.

在150℃和常压下，实现了Cu、Ti、玻璃、石英和聚二甲基硅氧烷（PDMS）的气相辅助杂化键合。与传统的高真空氩快原子束轰击不同，我们采用了真空紫外（VUV）在氮气中辐照。我们发现最初的表面污染物被成功地去除了，一部分金属氧化物被减少了，这可能是由于残留的水产生的氢自由基。对于这样的表面，分子水被配位并形成了薄的桥接层，其中氢键有助于表面之间的初始接触，随后的脱水收缩使界面结构稳定。所有的原料都是紧密粘合的；特别是，PDMS衬底之间的界面显示相当小的透明度损失在380 - 1000 nm。并将该方法应用于超薄石墨电极的互连。

项目成果

Nanoadhesion layer for enhanced Si-Si and Si-SiN wafer bonding

• DOI: 10.1016/j.microrel.2010.12.006
• 发表时间: 2012-02
• 期刊: Microelectron. Reliab.
• 作者: R. Kondoh;Chenxi Wang;A. Shigetou;T. Suga

低温.大気圧下の異種材料接合技術に熱い注目,課題は信頼性評価手法の確立, 日経BP電子版IEEE CPMT ICEP速報記事,2013/04/12

热点关注低温常压异种材料键合技术，挑战在于建立可靠性评价方法，日经BP电子版IEEE CPMT ICEP突发新闻文章，2013/04/12

環境調和型実装技術:省エネルギ,新材料,新しい技術第二部低環境負荷な接合手法による異種材料のハイブリッド化

环保包装技术：节能、新材料、新技术第2部分采用对环境影响较小的粘合方法进行异种材料的杂化

• 发表时间: 2012
• 期刊: エレクトロニクス実装学会誌
• 作者: Dimitrios L. Sounas;Burak Gurlek;Toshiro Kodera;Christophe Caloz;Ryota Yoshizawa and Hideki Ochiai;重藤暁津,水野潤,安田清和
• 通讯作者: 重藤暁津,水野潤,安田清和

大気圧低温で実行可能な異種材料混載接合手法

可在常压低温下进行的异种材料混合粘合方法

• 发表时间: 2013
• 作者: Dimitrios L. Sounas;Toshiro Kodera;Christophe Caloz;安台浩，橋本達朗，森田卓，岸利治;本庄泰徳,長谷川英之,金井浩;重藤暁津
• 通讯作者: 重藤暁津

Hybrid solder-adhesive bonding using simple resin planarization technique for 3D LSI

使用简单树脂平坦化技术进行 3D LSI 混合焊料-粘合剂接合

• 发表时间: 2012
• 作者: R. Hamazaki;Y. Oda ;S. Fukamizu ;A. Yamamoto;T. Minemoto;H. Takakura;Masatsugu Nimura
• 通讯作者: Masatsugu Nimura