表面活性化：プラスマ活性化を用いたAu-Au接合によるLiNbO3/Si実装
出典: finemems
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次世代の小型、低コスト高機能光デバイスの実現のためには、シリコン(Si)オプティカルベンチ上にサブミクロン台の高精度な位置決めを行いながら異種材料光素子を表面実装するパッシブアライメント実装技術が求められている。現状の課題としては(1) 低温接合技術の確立 (2)低コストパッケージングの実現が挙げられる。従来の光素子のダイボンディングに利用される金錫(AuSn)共晶はんだ接合は、高温プロセス(300℃以上)であり、素子の劣化や熱膨張係数差の大きな材料へ適用できないといった課題があった。表面活性化接合法は比較的低温接合が可能であるが、超高真空中で行われる。しかしながら、光素子のような高精度の位置決めを行うためには低真空中プロセスがコストの点でも好ましい。本論文では、Auパターンを利用して熱膨張係数が１桁異なるニオブ酸リチウムとSiの大気中低温接合を実現した。
LNチップの接合面上に、電子ビーム蒸着装置により厚さ 20 nmのTi膜を介してAu薄膜(100nm)を蒸着し、基板の接合面上には、電子ビーム蒸着装置により厚さ10 nmのTi膜を介して2 μm のAu膜を成膜し、ドライエッチングによりパターンを作製した。パターンの寸法は、直径約5μm、パターン間隔は25 μmである。図1はLNチップとSi基板を大気中、100℃の比較的低温で接合を行った場合の接合界面断面の走査電子顕微鏡(SEM)写真である (荷重：45kgf 、プラズマ照射時間：150秒)。Auパターンが潰れ、密着していることがわかる。
対象材料
装置
条件
禁則事項
留意事項
文献情報，参考文献
R.Takigawa, E. Higurashi, T. Suga, S. Shinada, T. Kawanishi, "Low-temperature Au-to-Au bonding for LiNbO3/Si structure achieved in ambient air", IEICE Transaction on Electoronics
