“Opening the Future with Atomic-Level

従来の常温接合では困難だった sapphire–SiC の直接接合に成功

IFB（Ion Flow Bonding）技術により初めて実現

​

■ IFBゼロレディーボンディング技術で、従来困難だった異種材料接合領域を突破

SHW Tech株式会社と、台湾国立成功大学半導体学院、水野潤教授研究グループは、SHW Tech株式会社特許、IFB（Ion Flow Bonding）ゼロレディーボンディング技術により、従来の常温・低温接合では技術的に困難とされていた sapphire（サファイヤ）– SiC（炭化ケイ素）の直接接合に成功しました。

この成果は、VUV（真空紫外線）とプラズマを活用した化学的酸化膜還元プロセスにより、酸化膜内部から酸素・炭素を原子レベルで除去し、高活性表面を形成できるIFB技術の特性によって実現されたものです。

従来技術SABや（PAB、フュージョンボンディング）では、高硬度・高結晶性・親水化の弱さから sapphire–SiC の直接接合は不可能に近いとされており、今回の成功は新しい材料接合領域の扉を開く成果となります。

​

■ IFB技術とは：VUV＋プラズマ＋ケミカル反応で界面を「Siリッチ化」する新方式：

• VUV（真空紫外線）照射により、自然酸化膜内部に深く浸透してSi–OおよびC–O結合を解離

• プラズマイオンアタックによる表面活性化

• プラズマラジカルケミカル反応により酸素・炭素をガス化し排出

• 表面をSi-rich（SiC）およびAl-rich（サファイヤ）状態へ変換

• 従来のPABのようなOH基親水化に依存せず、原子レベルの直接結合を形成

• nmレベル凹凸の“立体的埋め込み”が起きるため、異物耐性が高い接合界面を実現

​

■ ハイブリッドボンディングへの応用

IFB技術は以下の領域で大きな利点があります：

• SiC–SiC 常温ボンディング
  　自然酸化膜をナノレベルでコントロールし、Si-rich界面を形成

• SiO₂–SiO₂ ハイブリッドボンディング
  　酸化膜同士の界面でもVUVが深く浸透し、OH過剰の残留を抑制

• パワーデバイス・RFデバイスの3D集積化
  　高耐熱材料の異種接合が可能に

• 透明材料・光学材料の積層
  　サファイヤ・Al₂O₃・SiC を利用した新構造デバイスに対応

​

ハイブリッドボンディングでは金属表面酸化膜の還元作用が働き、ピュアな金属パット面を維持した酸化膜接合が可能な点も特徴です。