ポスト5G時代に向けた極薄チップ技術の革新とその影響

ポルト5Gにおける半導体の進化

ポスト5G時代において、情報通信システムはますます高度な性能と省エネルギーを求められています。これを実現するためには、半導体チップの薄型化が不可欠であり、特にチップ厚が20µm以下の場合、ハンドリングの難易度や歩留まりの低下といった課題が存在します。これらの課題を乗り越えるために、技術革新が求められていたのです。

極薄チップ実装技術の革命

このような背景の中、東レエンジニアリング株式会社が開発した新たな実装技術が注目を集めています。ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業の一環として、業界最高水準のスループットを図ることができる極薄チップの実装技術を確立しました。この技術は、マイクロ発光ダイオード（LED）をディスプレイ基板に実装する際に用いる「レーザー転写技術」を応用し、極薄チップを高効率で生産することを可能にする手法です。

具体的には、厚み20µm以下の半導体チップ、そして次世代光集積回路に用いる1µm以下の化合物チップを量産性を保ちつつ、従来の10倍以上のスループットで製造することに成功しました。これまでハンドリングが難しいとされていた極薄チップが、安定した歩留まりで実装可能となるのです。

先進技術の導入

今回の技術開発では、高精度レーザー加工位置制御技術とレーザー転写プロセスに最適化されたレーザー光学系を組み合わせ、微小なレーザー光をチップの端部から順に照射していく新たな「スキャン方式」を採用しました。この方式により、極薄チップが高精度でキャリア基板から剥離され、無理なく転写されることが実現されました。

実証装置は、300mmウェーハや515mm x 500mmのパネルサイズに対応しており、多様なデバイスへの極薄チップの実装評価も可能です。これにより、半導体業界が抱える多くの課題を解決する道が拓かれました。

実証試験の成功

この技術の実績を示すために、5mm×5mm、厚み10µmの半導体チップを用いた試作が行われ、±2µmの精度での転写に成功しました。また、転写後のチップの外観検査や抗折強度測定も行われ、有意なダメージが生じないことが確認されました。さらに、0.15mm×0.70mmで厚み1µm以下の化合物チップの転写にも成功しており、ポスト5G時代における次世代技術の実現に向けた期待が一層高まっています。

今後の展望

東レエンジニアリングは今回の成果を活用し、更なる技術改善や最適化を図りながら、半導体メーカーや関連企業と連携し次世代半導体の実用化を進めていきます。この取り組みにより、半導体の高性能化と低電力化を進め、持続可能な社会の実現に向けた貢献が期待されます。

このように、東レエンジニアリングが開発した極薄チップ実装技術は、次世代の情報通信システム構築における新たな希望の光となり、革新をもたらすことは間違いありません。