ど無く、長期的に安定していることがわかった。最後に放熱シミュレーションによって FSAでの実装は、発熱の大きなデバイスに有効であることを示した。
第４章では、以前の簡易的なFSAの手法を改善し、歩留まりを向上させるために超 音波振動を加えることを検討した。その結果振動なしと比べ約12倍の歩留まり向上を 確認できた。このことからFSAにおいて超音波振動を加えることは必須であると考え られる。
第5章では、FSAのアプリケーションとして極短パルス生成器を検討し、MEMSデバ イスを集積化した周波数変調ΔΣ型AD変換器について議論した。Gaバンプを用い たFSAを実際の回路に適用する際に問題となる点の洗い出しを目的とする。抵抗や MIMキャパシタの成膜時に段差が発生する問題が生じた。この原因としてリセスを形 成するSU-8レジストの膨潤が考えられ、これを改善するプロセスを検討した。SU-8レ ジスト上にSiO2膜を成膜することによって膨潤を防ぎ、断線が改善された。次に MEMSデ バイ ス を 集 積化 した 周波 数変 調 ΔΣ型 AD変換 器に つい て議 論 した 。
FMΔΣADCはアナログ信号により周波数変調される発振器とサンプリング回路からな
り、共に高周波化・高速化によって性能が飛躍的に向上する。これらの集積化には 様々な材料からなるデバイスの集積化技術が必要となり、FSAは非常に有望な技術 であると言える。
最後に、Gaバンプを用いたFluidic Self-Assemblyの今後の課題について述べる。
ダミーブロックを用いた場合で最大84%の歩留まりが得られたが、実際の複雑な回路 に適用するには十分ではない。超音波振動の印加によりある程度の改善は見られる が、Gaを用いたFSAの場合、歩留まりを決定する最大の要因はアセンブルに用いる 溶液であると考えられる。Gaバンプの表面を活性に保ちつつ、溶出をできる限り抑え る最適なプロセス条件を求める必要がある。このプロセスの確立により、集積度の高い 回路への適用や、デバイスブロックのさらなる縮小化が実現できると考えられる。
本論文に関する発表
Ⅰ . 学会誌
1. J. Nakano, T. Shibata, H. Morita, H. Sakamoto, M. Mori, K. Maezawa,
"Fluidic Self-Assembly Using Molten Ga Bumps and Its Application to Resonant Tunneling Diodes",
Jpn. J. Appl. Phys. Vol.52 (2013) 116501.
2. 藤野舜也，水野雄太，高岡和央，中野純，森雅之，前澤宏一,
"周波数ΔΣ変調方式を用いたデジタルマイクロフォンのノイズシェーピング実証", 電子情報通信学会論文誌 Vol.J96-C, No.12 (2013) pp.554-555.
3. K. Maezawa, J. Pan, D. Wu, Y. Kakutani, J. Nakano, M. Mori,
"Possibility of THz detection with resonant tunneling super regenerative detectors based on extremely high order harmonics",
IEICE Electronics Express, Vol.10, No.20 (2013) pp.20130676.
4. 中野純、柴田知明、森田弘樹、坂本宙、森雅之，前澤宏一,
"溶融Gaバンプを用いたFluidic Self-Assemblyで配置された微小デバイスの熱的信 頼性",
電子情報通信学会論文誌 Vol.J97-C, No.3 (2014) pp.124-125.
Ⅱ . 国際会議
1. J. Nakano, T. Shibata, T. Okatsu, M.Mori, K. Maezawa,
“Fluidic Self-Assembly for Heterogeneous Integration of High Performance Resonant Tunneling Diodes Using Low-Melting Point Alloy Bumps”,
2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011), Nagoya, Japan, Sep. 27-30 (2011) Oral.
2. J. Nakano, T. Shibata, H. Morita, H. Sakamoto, M. Mori, and K. Maezawa,
“Fluidic Self-Assembly for Heterogeneous Integration of High Performance Resonant Tunneling Diodes Using Molten Gallium Bumps”,
37th Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits held in Europe (WOCSDICE 2013),
Warnemünde, Germany, May. 26-29 (2013) Oral.
Ⅲ . 国内会議
1. 中野純、大勝崇外、森雅之、前澤宏一,
"Fluidic Self-Assembly (FSA)のための微小はんだバンプの作製", 2010年電子情報通信学会ソサイエティ大会 (C-10-1).
2. 中野純、大勝崇外、柴田知明、森雅之、前澤宏一,
"Fluidic Self-Assembly (FSA)のための微小はんだバンプの作製(II)", 2011年電子情報通信学会総合大会 (C-10-17).
3. 柴田知明、中野純、大勝崇外、森雅之、前澤宏一,
"Fluidic Self-Assembly (FSA)のための微小はんだバンプの作製", 2011年電気学会電子・情報・システム部門大会 (GS10-4).
4. 森田弘樹、中野純、柴田知明、坂本宙、森雅之、前澤宏一,
"超音波ディップコート法を用いた微小はんだバンプの作製", 平成24年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会 (17a-B-1).
5. 中野純、柴田知明、森田弘樹、坂本宙、森雅之、前澤宏一,
"高性能共鳴トンネルダイオードのための溶融ガリウムバンプを用いたFluidic Self-Assembly",
電子情報通信学会、電子デバイス研究会(ED)報告 ED2013-38.
6. 坂本宙、中野純、柴田知明、森田弘樹、森雅之、前澤宏一,
"異種材料デバイス集積化のための低融点金属バンプの信頼性", 平成25年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会 (22p-C-2).
7. 前澤宏一、潘杰、呉東坡、中野純、森雅之,
"共鳴トンネル素子を活かす集積化技術とTHz信号処理への挑戦",
電気学会「シリコンナノデバイス集積化技術」、「クラウド時代のユビキタス電子デバイ ス」合同委員会, 2012年11月.