半導体接合強度を直接定量化する新技術の登場！

半導体接合強度を定量化する新たな技術

株式会社東レリサーチセンター（TRC）が発表した新技術は、半導体のハイブリッド接合において重要な「実デバイス内部の接合強度」を直接的に評価することを目的としています。このサービスは、半導体の高性能化と集積化が進む中、接合界面の信頼性がますます重視される現状に対応しています。

技術の背景

最近の技術革新により、AIや高性能計算の分野での半導体の進化は目覚ましいものがあります。特に、3次元実装技術の重要性が高まり、これに寄与するハイブリッド接合技術が注目されています。この接合技術は、金属配線同士の接続と絶縁層の結合を同時に行うことで、高密度かつ低抵抗な接続が可能となります。
しかしながら、接合界面はナノメートルからマイクロサイズと異常に小さく、通常の測定方法では評価が困難であるという課題がありました。従来の接合強度評価法の多くは、モデル試料や端部における評価に限られ、実際のデバイス構造を反映した評価ができませんでした。

新技術の概要

TRCはこの問題を解決するため、ナノインデンテーション法を用いた新たな評価手法を開発しました。この方法により、特定の接合界面を前処理（研磨やエッチング）によって選択的に露出させることが可能になり、内部に埋もれていた接合界面の評価も実施できるようになりました。
具体的には、露出した界面に対してナノインデンテーション試験を行い、押し込みによって発生する剥離を観察します。剥離領域の形状や大きさを計測することで、接合強度を厳密に評価します。剥離が広がるほど強度は低く、逆に剥離が抑制される場合は高強度であると直感的に理解できます。