表面活性化：nano-adhesion layer
出典: finemems
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表面活性化手法とは，常温で表面に高い結合エネルギーを付与するために行うArイオンビーム・中性原子ビーム・プラズマ照射による物理衝撃などの表面清浄化プロセス全般を指す．強固な材料間直接接合を得るためには．接合材料の結晶構造(結合状態)に適合した表面活性化プロセスを選択する必要がある．表面電子密度分布が局在化する共有結合性材料・イオン結合性材料は上記のビーム照射プロセスで新生面を創製しただけでは表面間の電子移動が起こりにくく，接合強度に寄与しにくい．したがって，膜厚などを制御可能な材料，たとえは厚さ数nm以下の金属極薄膜を介した「nano-adhesion layer接合」が有効な手段の一つとして提案されている．図は，Fe nano-adhesion layer を介した8インチシリコンウエハ/4インチウエハニオブ酸リチウムの接合界面の透過電子顕微鏡(transmission electron microscope, TEM)による拡大像の例である．このFe層はArイオンビーム照射とFeのスパッタ蒸着を併用することで膜厚が5nm以下の極薄膜をウエハ表面に均一に形成したもので，イオンビーム処理及び基板接合は全て高真空中において行われた．シリコン/ニオブ酸リチウム接合基板に対して引張試験を行ったところ，一部で40MPa近い接合強度が得られた．また，接合界面にはビーム照射によるダメージとFeの蒸着によって形成された約3nm厚のアモルファス層が存在することがEELS(Electron Energy-Loss Spectroscopy)によって確認された．
対象材料
共有結合性材料，イオン結合性材料
装置
条件
禁則事項
留意事項
文献情報，参考文献
M. M. R. Howlader, T. Suga, "Activation process and bonding mechanism of Si-LiNbO3 and LiNbO3-LiNbO3 at room temperature", ECS Transactions, Semiconductor Wafer Bonding 8: Science, Technology, and Applications, Volume 2, Issue 6 (2005) 319.
