JPH10163378A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
配線基板およびその製造方法Info
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- JPH10163378A JPH10163378A JP8323978A JP32397896A JPH10163378A JP H10163378 A JPH10163378 A JP H10163378A JP 8323978 A JP8323978 A JP 8323978A JP 32397896 A JP32397896 A JP 32397896A JP H10163378 A JPH10163378 A JP H10163378A
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄膜導体を利用した配線基板においては、簡
易な膜構成で、熱処理工程を経た後においてもＡｕ等の
拡散を再現性よく防止して、接合強度を保持すると共
に、拡散バリア層の構成元素自体の表面側への拡散等を
抑制することによって、ボンディング性や半田付け性等
の低下を防止することが求められている。 【解決手段】 窒化物系セラミックス基板１等の基板上
に、Ｍ2 Ｎ（ＭはＴｉ、ＺｒおよびＨｆから選ばれる少
なくとも 1種の元素）を主体とする中間層２を拡散バリ
ア層として設け、この中間層２を介してＡｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｎ等を主成分とする薄膜導体
層３を形成する。
易な膜構成で、熱処理工程を経た後においてもＡｕ等の
拡散を再現性よく防止して、接合強度を保持すると共
に、拡散バリア層の構成元素自体の表面側への拡散等を
抑制することによって、ボンディング性や半田付け性等
の低下を防止することが求められている。 【解決手段】 窒化物系セラミックス基板１等の基板上
に、Ｍ2 Ｎ（ＭはＴｉ、ＺｒおよびＨｆから選ばれる少
なくとも 1種の元素）を主体とする中間層２を拡散バリ
ア層として設け、この中間層２を介してＡｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｎ等を主成分とする薄膜導体
層３を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケー
ジ、ハイブリッドＩＣ、半導体モジュール、表面実装部
品、半導体素子等の各種電子部品に使用される配線基板
およびその製造方法に関する。
ジ、ハイブリッドＩＣ、半導体モジュール、表面実装部
品、半導体素子等の各種電子部品に使用される配線基板
およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の搭載用等として用いられる
配線基板やパッケージ基体等には、樹脂材料やセラミッ
クス材料等が用いられているが、近年の半導体素子の高
集積化や高出力化等に伴って、高放熱化が期待できるセ
ラミックス材料が多用されるようになってきている。中
でも窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化物系セラミッ
クス材料は、熱膨張係数がシリコンの熱膨張係数とほぼ
等しく、半導体素子の熱的応力を十分小さくできると共
に、高熱伝導率を有していることから半導体素子の高集
積化や高速化に伴う発熱量の増大にも十分対応できるも
のとして注目されている。
配線基板やパッケージ基体等には、樹脂材料やセラミッ
クス材料等が用いられているが、近年の半導体素子の高
集積化や高出力化等に伴って、高放熱化が期待できるセ
ラミックス材料が多用されるようになってきている。中
でも窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化物系セラミッ
クス材料は、熱膨張係数がシリコンの熱膨張係数とほぼ
等しく、半導体素子の熱的応力を十分小さくできると共
に、高熱伝導率を有していることから半導体素子の高集
積化や高速化に伴う発熱量の増大にも十分対応できるも
のとして注目されている。
【０００３】上述したようなＡｌＮ等の窒化物系セラミ
ックス基板の表面に回路パターンを形成する方法として
は、活性金属法や銅直接接合法等を適用して銅回路板を
接合する方法が一般的であるが、このような方法では微
細な回路パターンの実現が難しいことから、高密度配線
の形成方法としてはスパッタ法や蒸着法等の薄膜形成法
を利用することが検討されている。
ックス基板の表面に回路パターンを形成する方法として
は、活性金属法や銅直接接合法等を適用して銅回路板を
接合する方法が一般的であるが、このような方法では微
細な回路パターンの実現が難しいことから、高密度配線
の形成方法としてはスパッタ法や蒸着法等の薄膜形成法
を利用することが検討されている。
【０００４】例えば、ＡｌＮ基板上に薄膜導体を形成す
る場合、表面粗さＲa を 100nm以下としたＡｌＮ基板の
表面に、スパッタ法等でＴｉ／Ｎｉ／Ａｕの順に金属薄
膜を形成することが行われている。ＴｉはＡｌＮとの接
合を主目的とするものであり、ＮｉはＡｕの拡散防止を
主目的とするものであり、またＡｕは低抵抗配線の実現
やワイヤボンディング性の確保、さらにはＮｉの酸化防
止等を主目的とするものである。Ｎｉ部分には、同族の
８族材料であるＰｄやＰｔを使用することも行われてい
る。このように形成するＴｉ／Ｎｉ／Ａｕの厚さはおお
むね50nm/500nm/100nmであるが、ワイヤボンディング性
を高める目的からＡｕを 1〜 4μm 程度の厚さで形成す
る場合もある。
る場合、表面粗さＲa を 100nm以下としたＡｌＮ基板の
表面に、スパッタ法等でＴｉ／Ｎｉ／Ａｕの順に金属薄
膜を形成することが行われている。ＴｉはＡｌＮとの接
合を主目的とするものであり、ＮｉはＡｕの拡散防止を
主目的とするものであり、またＡｕは低抵抗配線の実現
やワイヤボンディング性の確保、さらにはＮｉの酸化防
止等を主目的とするものである。Ｎｉ部分には、同族の
８族材料であるＰｄやＰｔを使用することも行われてい
る。このように形成するＴｉ／Ｎｉ／Ａｕの厚さはおお
むね50nm/500nm/100nmであるが、ワイヤボンディング性
を高める目的からＡｕを 1〜 4μm 程度の厚さで形成す
る場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したような構成を
有する従来の薄膜導体層においては、Ｎｉの拡散防止作
用が十分ではなく、はんだ付け、ろう付け、アニール等
の473K以上の熱処理工程によりＮｉの拡散防止効果（バ
リア層効果）が薄れることから、ＡｕがＡｌＮ／Ｔｉ反
応層に拡散して接合強度を低下させたり、さらにはＡｌ
Ｎマトリクスにまで拡散が進行して薄膜導体層の接台強
度を低下させるというような問題を招いていた。薄膜導
体層の接合強度の低下は、搭載部品（ピン、受動チップ
部品、半導体チップ、ボンデイングワイヤ、半導体パッ
ケージ等）の脱落や剥がれ等を引き起こすことになる。
有する従来の薄膜導体層においては、Ｎｉの拡散防止作
用が十分ではなく、はんだ付け、ろう付け、アニール等
の473K以上の熱処理工程によりＮｉの拡散防止効果（バ
リア層効果）が薄れることから、ＡｕがＡｌＮ／Ｔｉ反
応層に拡散して接合強度を低下させたり、さらにはＡｌ
Ｎマトリクスにまで拡散が進行して薄膜導体層の接台強
度を低下させるというような問題を招いていた。薄膜導
体層の接合強度の低下は、搭載部品（ピン、受動チップ
部品、半導体チップ、ボンデイングワイヤ、半導体パッ
ケージ等）の脱落や剥がれ等を引き起こすことになる。
【０００６】また、上記したような熱処理工程によって
Ｎｉ（特にＮｉ酸化物）がＡｕ層に拡散し、ワイヤボン
ディング性や半田付け性等を低下させるという問題も生
じている。このような問題には、通常、Ａｕ層の厚さを
厚くすることで対処しているが、Ａｕ層を前述したよう
に 1〜 4μm 程度と厚くすることにより、製造コストが
大幅に上昇してしまう。さらに、Ｎｉはスパッタレート
が低く、作業工数の増加を招く上に、 3ターゲットのス
パッタ装置そのものが高価であること等から、工業化の
促進のために薄膜導体層の構成の簡素化が求められてい
た。
Ｎｉ（特にＮｉ酸化物）がＡｕ層に拡散し、ワイヤボン
ディング性や半田付け性等を低下させるという問題も生
じている。このような問題には、通常、Ａｕ層の厚さを
厚くすることで対処しているが、Ａｕ層を前述したよう
に 1〜 4μm 程度と厚くすることにより、製造コストが
大幅に上昇してしまう。さらに、Ｎｉはスパッタレート
が低く、作業工数の増加を招く上に、 3ターゲットのス
パッタ装置そのものが高価であること等から、工業化の
促進のために薄膜導体層の構成の簡素化が求められてい
た。
【０００７】上述したように、従来の薄膜導体層におい
ては、簡易な膜構成で、熱処理工程を経た後においても
Ａｕ等の拡散を再現性よく防止することによって、接合
強度の保持を可能にすると共に、拡散バリア層の構成元
素自体の表面側への拡散等を抑制することによって、ボ
ンディング性や半田付け性等の低下を防止することが課
題とされていた。
ては、簡易な膜構成で、熱処理工程を経た後においても
Ａｕ等の拡散を再現性よく防止することによって、接合
強度の保持を可能にすると共に、拡散バリア層の構成元
素自体の表面側への拡散等を抑制することによって、ボ
ンディング性や半田付け性等の低下を防止することが課
題とされていた。
【０００８】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもの、簡易な膜構成で、各種熱処理工程後に
おいても安定して導体層の接合強度を保持することがで
き、かつ導体層のボンディング性や半田付け性等の低下
を防止することを可能にした配線基板およびその製造方
法を提供することを目的としている。
になされたもの、簡易な膜構成で、各種熱処理工程後に
おいても安定して導体層の接合強度を保持することがで
き、かつ導体層のボンディング性や半田付け性等の低下
を防止することを可能にした配線基板およびその製造方
法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、請
求項１に記載したように、基板と、前記基板上にＭ2Ｎ
（ただし、ＭはＴｉ、ＺｒおよびＨｆから選ばれる少な
くとも 1種の元素を示す。以下同じ）を主体とする中間
層を介して設けられた導体層とを具備することを特徴と
している。
求項１に記載したように、基板と、前記基板上にＭ2Ｎ
（ただし、ＭはＴｉ、ＺｒおよびＨｆから選ばれる少な
くとも 1種の元素を示す。以下同じ）を主体とする中間
層を介して設けられた導体層とを具備することを特徴と
している。
【００１０】また、本発明の他の配線基板は、請求項２
に記載したように、セラミックス基板と、前記セラミッ
クス基板上にＭ2 Ｎを主体とする中間層を介して設けら
れた、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、ＰｄおよびＳｎ
から選ばれる少なくとも 1種を主成分とする薄膜導体層
とを具備することを特徴としている。
に記載したように、セラミックス基板と、前記セラミッ
クス基板上にＭ2 Ｎを主体とする中間層を介して設けら
れた、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、ＰｄおよびＳｎ
から選ばれる少なくとも 1種を主成分とする薄膜導体層
とを具備することを特徴としている。
【００１１】本発明における第１の配線基板の製造方法
は、請求項３に記載したように、基板上に、Ｍ元素の薄
膜を形成した後に熱処理を施して、Ｍ2 Ｎを主体とする
中間層を形成する工程と、前記Ｍ2 Ｎを主体とする中間
層上に、薄膜導体層を形成する工程とを具備することを
特徴としている。
は、請求項３に記載したように、基板上に、Ｍ元素の薄
膜を形成した後に熱処理を施して、Ｍ2 Ｎを主体とする
中間層を形成する工程と、前記Ｍ2 Ｎを主体とする中間
層上に、薄膜導体層を形成する工程とを具備することを
特徴としている。
【００１２】また、第２の配線基板の製造方法は、請求
項４に記載したように、基板上に、Ｍ金属膜を介して、
あるいは直接Ｍ2 Ｎ薄膜からなる中間層を形成する工程
と、前記中間層上に薄膜導体層を形成する工程とを具備
することを特徴としている。Ｔｉ2 Ｎ、Ｚｒ2 Ｎ、Ｈｆ
2 Ｎ等のＭ2 Ｎは、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等の導体層構成元
素に対して高い高温バリア性を有することから、はんだ
付け、ろう付け、アニール等の473K以上の熱処理工程を
経ても、基板と導体層との間の元素移動を有効に抑制す
ることができる。従って、基板／中間層界面の接合が良
好に保持され、その結果として各種熱処理工程後におい
ても安定して導体層の接合強度を維持することが可能と
なる。また、Ｔｉ2 Ｎに代表されるＭ2 Ｎ自体が導体層
側に拡散することもないため、導体層を厚くすることな
く、良好なボンディング性や半田付け性等を得ることが
できる。
項４に記載したように、基板上に、Ｍ金属膜を介して、
あるいは直接Ｍ2 Ｎ薄膜からなる中間層を形成する工程
と、前記中間層上に薄膜導体層を形成する工程とを具備
することを特徴としている。Ｔｉ2 Ｎ、Ｚｒ2 Ｎ、Ｈｆ
2 Ｎ等のＭ2 Ｎは、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等の導体層構成元
素に対して高い高温バリア性を有することから、はんだ
付け、ろう付け、アニール等の473K以上の熱処理工程を
経ても、基板と導体層との間の元素移動を有効に抑制す
ることができる。従って、基板／中間層界面の接合が良
好に保持され、その結果として各種熱処理工程後におい
ても安定して導体層の接合強度を維持することが可能と
なる。また、Ｔｉ2 Ｎに代表されるＭ2 Ｎ自体が導体層
側に拡散することもないため、導体層を厚くすることな
く、良好なボンディング性や半田付け性等を得ることが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
態について説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施形態の配線基板を
示す断面図である。同図において、１は窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）基板、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基板、窒
化ホウ素（ＢＮ）基板等の窒化物系セラミックス基板で
ある。この窒化物系セラミックス基板１上には、Ｍ2 Ｎ
（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）を主体とする中間層２を介し
て薄膜導体層３が形成されており、これらによって配線
基板４が構成されている。薄膜導体層３には、用途等に
応じて各種の金属を用いることができ、例えばＡｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、ＰｄおよびＳｎから選ばれる少
なくとも 1種を主成分とする薄膜が用いられる。
示す断面図である。同図において、１は窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）基板、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基板、窒
化ホウ素（ＢＮ）基板等の窒化物系セラミックス基板で
ある。この窒化物系セラミックス基板１上には、Ｍ2 Ｎ
（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）を主体とする中間層２を介し
て薄膜導体層３が形成されており、これらによって配線
基板４が構成されている。薄膜導体層３には、用途等に
応じて各種の金属を用いることができ、例えばＡｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、ＰｄおよびＳｎから選ばれる少
なくとも 1種を主成分とする薄膜が用いられる。
【００１５】上述した中間層２はＴｉ2 Ｎ、Ｚｒ2 Ｎ、
Ｈｆ2 Ｎ等のＭ2 Ｎを主体とする層である。Ｔｉ2 Ｎに
代表されるＭ2 Ｎは、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等の薄膜導体層
３の構成元素に対して高い高温バリア性を有することか
ら、はんだ付け、ろう付け、アニール等の473K以上の熱
処理工程を経ても、窒化物系セラミックス基板１と薄膜
導体層３との間の元素移動、具体的には薄膜導体層３か
ら窒化物系セラミックス基板１への元素移動を有効に抑
制することができる。すなわち、中間層２は窒化物系セ
ラミックス基板１と薄膜導体層３との間の拡散バリア層
として良好に機能する。また、後に詳述するように、Ｍ
2 Ｎを主体とする中間層２は、窒化物系セラミックス基
板１への接合層としても機能するものである。
Ｈｆ2 Ｎ等のＭ2 Ｎを主体とする層である。Ｔｉ2 Ｎに
代表されるＭ2 Ｎは、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等の薄膜導体層
３の構成元素に対して高い高温バリア性を有することか
ら、はんだ付け、ろう付け、アニール等の473K以上の熱
処理工程を経ても、窒化物系セラミックス基板１と薄膜
導体層３との間の元素移動、具体的には薄膜導体層３か
ら窒化物系セラミックス基板１への元素移動を有効に抑
制することができる。すなわち、中間層２は窒化物系セ
ラミックス基板１と薄膜導体層３との間の拡散バリア層
として良好に機能する。また、後に詳述するように、Ｍ
2 Ｎを主体とする中間層２は、窒化物系セラミックス基
板１への接合層としても機能するものである。
【００１６】このように、薄膜導体層３から窒化物系セ
ラミックス基板１への元素移動を防止することによっ
て、窒化物系セラミックス基板１／中間層２界面の接合
が保持され、その結果として各種熱処理工程後において
も安定して薄膜導体層３の接合強度を維持することが可
能となる。また、Ｔｉ2 Ｎに代表されるＭ2 Ｎ自体が薄
膜導体層３側に拡散することもないため、薄膜導体層３
を厚くすることなく、良好なボンディング性や半田付け
性等を得ることができる。
ラミックス基板１への元素移動を防止することによっ
て、窒化物系セラミックス基板１／中間層２界面の接合
が保持され、その結果として各種熱処理工程後において
も安定して薄膜導体層３の接合強度を維持することが可
能となる。また、Ｔｉ2 Ｎに代表されるＭ2 Ｎ自体が薄
膜導体層３側に拡散することもないため、薄膜導体層３
を厚くすることなく、良好なボンディング性や半田付け
性等を得ることができる。
【００１７】ここで、上記したような薄膜導体層３の構
成元素の拡散バリア効果とそれ自体の拡散防止性とは、
Ｔｉ2 Ｎに代表されるＭ2 Ｎ化合物によって初めてもた
らされるものである。通常、ＡｌＮ基板等の表面にＴｉ
膜等を形成して熱処理した場合、ＡｌＮ等と反応してＴ
ｉ等の窒化物が形成されるが、単に熱処理を施しただけ
ではＴｉＮ等の化合物が主として生成される。このＴｉ
Ｎ等の化合物やＴｉメタルは拡散バリア効果等を有して
いない。本発明はあくまでもＴｉ2 Ｎに代表されるＭ2
Ｎを主体とする中間層２を用いることに特徴を有するも
のである。
成元素の拡散バリア効果とそれ自体の拡散防止性とは、
Ｔｉ2 Ｎに代表されるＭ2 Ｎ化合物によって初めてもた
らされるものである。通常、ＡｌＮ基板等の表面にＴｉ
膜等を形成して熱処理した場合、ＡｌＮ等と反応してＴ
ｉ等の窒化物が形成されるが、単に熱処理を施しただけ
ではＴｉＮ等の化合物が主として生成される。このＴｉ
Ｎ等の化合物やＴｉメタルは拡散バリア効果等を有して
いない。本発明はあくまでもＴｉ2 Ｎに代表されるＭ2
Ｎを主体とする中間層２を用いることに特徴を有するも
のである。
【００１８】図２は、ＡｌＮ基板上に厚さ 100nmのＴｉ
2 Ｎ層と厚さ50nmのＡｕ層とを順に形成した試料の膜形
成後と、それに873K×10min の条件で大気中熱処理を施
した後に、それぞれＴｉ2 Ｎ層／Ａｕ層界面におけるラ
ザフォート後方散乱分析装置（ＲＢＳ(1.5MeV,Ｈ
ｅ+ ））で組成の深さ方向分布を測定した結果を示すも
のである。図２から明らかなように、熱処理後において
も深さ方向の組成変動はほとんどなく、Ｔｉ2 Ｎに代表
されるＭ2 Ｎを主体とする中間層２は、極めて良好な薄
膜導体層３の構成元素の拡散バリア効果とそれ自体の拡
散防止性とを有していることが分かる。
2 Ｎ層と厚さ50nmのＡｕ層とを順に形成した試料の膜形
成後と、それに873K×10min の条件で大気中熱処理を施
した後に、それぞれＴｉ2 Ｎ層／Ａｕ層界面におけるラ
ザフォート後方散乱分析装置（ＲＢＳ(1.5MeV,Ｈ
ｅ+ ））で組成の深さ方向分布を測定した結果を示すも
のである。図２から明らかなように、熱処理後において
も深さ方向の組成変動はほとんどなく、Ｔｉ2 Ｎに代表
されるＭ2 Ｎを主体とする中間層２は、極めて良好な薄
膜導体層３の構成元素の拡散バリア効果とそれ自体の拡
散防止性とを有していることが分かる。
【００１９】一方、図３はＡｌＮ基板上に厚さ 100nmの
Ｔｉ層と厚さ50nmのＡｕ層とを順に形成した試料の膜形
成後と、それに873K×10min の条件で大気中熱処理を施
した後に、それぞれＴｉ層／Ａｕ層界面における組成の
深さ方向分布を上記と同様に測定した結果を示すもので
ある。図３から明らかなように、熱処理後にＴｉおよび
Ａｕが拡散しており、本発明のような薄膜導体層３の構
成元素の拡散バリア効果とそれ自体の拡散防止性とは得
られていないことが分かる。また、図４は従来のＴｉ(5
0 nm) ／Ｎｉ(500nm) ／Ａｕ(100nm) 構造膜を形成した
ＡｌＮ基板に773K×5minの条件で大気中熱処理を施した
後、オージェ電子分光装置（ＡＥＳ）で深さ方向の組成
分布を測定した結果である。図４から、従来構造の積層
膜ではＡｕのＡｌＮ／Ｔｉ界面への拡散やＮｉＯの表面
方向への拡散が生じていることが分かる。
Ｔｉ層と厚さ50nmのＡｕ層とを順に形成した試料の膜形
成後と、それに873K×10min の条件で大気中熱処理を施
した後に、それぞれＴｉ層／Ａｕ層界面における組成の
深さ方向分布を上記と同様に測定した結果を示すもので
ある。図３から明らかなように、熱処理後にＴｉおよび
Ａｕが拡散しており、本発明のような薄膜導体層３の構
成元素の拡散バリア効果とそれ自体の拡散防止性とは得
られていないことが分かる。また、図４は従来のＴｉ(5
0 nm) ／Ｎｉ(500nm) ／Ａｕ(100nm) 構造膜を形成した
ＡｌＮ基板に773K×5minの条件で大気中熱処理を施した
後、オージェ電子分光装置（ＡＥＳ）で深さ方向の組成
分布を測定した結果である。図４から、従来構造の積層
膜ではＡｕのＡｌＮ／Ｔｉ界面への拡散やＮｉＯの表面
方向への拡散が生じていることが分かる。
【００２０】上述した中間層２は、Ｍ2 Ｎを主体とする
層であればよいが、具体的にはＭ2Ｎを50体積% 以上含
む層であることが好ましい。さらには、後述する窒化物
系セラミックス基板１との界面側に形成される反応生成
物を除いて、ほぼＭ2 Ｎからなる層であることが望まし
い。このような中間層２の厚さは、良好な拡散バリア効
果を得るために10nm以上とすることが好ましい。ただ
し、あまり厚くすると中間層２自体の剥離等を招くおそ
れがあることから、 2μm 以下とすることが好ましい。
層であればよいが、具体的にはＭ2Ｎを50体積% 以上含
む層であることが好ましい。さらには、後述する窒化物
系セラミックス基板１との界面側に形成される反応生成
物を除いて、ほぼＭ2 Ｎからなる層であることが望まし
い。このような中間層２の厚さは、良好な拡散バリア効
果を得るために10nm以上とすることが好ましい。ただ
し、あまり厚くすると中間層２自体の剥離等を招くおそ
れがあることから、 2μm 以下とすることが好ましい。
【００２１】Ｍ2 Ｎを主体とする中間層２は例えば以下
のようにして形成する。すなわち、まず窒化物系セラミ
ックス基板１上に、Ｔｉ膜、Ｚｒ膜、Ｈｆ膜等の金属膜
（Ｍ元素膜）をスパッタ法、蒸着法等の各種薄膜形成法
で形成し、これら金属膜に対して制御された条件下で熱
処理を施して、Ｍ2 Ｎを生成する。Ｍ2 Ｎを生成する際
の条件としては、熱処理雰囲気中の窒素分圧と温度が重
要であり、例えばＡｒ雰囲気のような実質的にＮ2 を含
まない雰囲気中で熱処理する場合には、800K以上の高温
で熱処理することが好ましい。一方、Ｎ2 とＡｒとの混
合雰囲気中等で熱処理する場合には、雰囲気中のＮ2 分
圧を 1×10-3〜 1Paとすると共に、 800〜 1300Kの温度
で熱処理することが好ましい。このような熱処理条件か
ら外れると、Ｍ2 Ｎの生成量が不十分となったり、また
ＴｉＮ等のＭＮ化合物が優先して生成してしまう。
のようにして形成する。すなわち、まず窒化物系セラミ
ックス基板１上に、Ｔｉ膜、Ｚｒ膜、Ｈｆ膜等の金属膜
（Ｍ元素膜）をスパッタ法、蒸着法等の各種薄膜形成法
で形成し、これら金属膜に対して制御された条件下で熱
処理を施して、Ｍ2 Ｎを生成する。Ｍ2 Ｎを生成する際
の条件としては、熱処理雰囲気中の窒素分圧と温度が重
要であり、例えばＡｒ雰囲気のような実質的にＮ2 を含
まない雰囲気中で熱処理する場合には、800K以上の高温
で熱処理することが好ましい。一方、Ｎ2 とＡｒとの混
合雰囲気中等で熱処理する場合には、雰囲気中のＮ2 分
圧を 1×10-3〜 1Paとすると共に、 800〜 1300Kの温度
で熱処理することが好ましい。このような熱処理条件か
ら外れると、Ｍ2 Ｎの生成量が不十分となったり、また
ＴｉＮ等のＭＮ化合物が優先して生成してしまう。
【００２２】このように、まずＭ金属膜を形成した後に
熱処理を施して、Ｍ2 Ｎを主体とする中間層２を形成す
る場合には、成膜時や熱処理時にＴｉ膜等のＭ金属膜と
窒化物系セラミックス基板１とが界面で反応し、ＴｉＡ
ｌ3 等の界面反応物が生成することによって、窒化物系
セラミックス基板１と中間層２とが強固に接合する。Ｍ
2 Ｎを主体とする中間層２は、反応性スパッタ等で直接
形成することも可能である。このような場合には、Ｍ2
Ｎ中のＴｉ等のＭ元素の窒化物系セラミックス基板１に
対する反応性を利用して、窒化物系セラミックス基板１
と中間層２とを接合してもよいし、また窒化物系セラミ
ックス基板１上に予めＴｉ膜等のＭ金属膜を形成し、こ
のＭ金属膜上にＭ2 Ｎ膜を形成してもよい。
熱処理を施して、Ｍ2 Ｎを主体とする中間層２を形成す
る場合には、成膜時や熱処理時にＴｉ膜等のＭ金属膜と
窒化物系セラミックス基板１とが界面で反応し、ＴｉＡ
ｌ3 等の界面反応物が生成することによって、窒化物系
セラミックス基板１と中間層２とが強固に接合する。Ｍ
2 Ｎを主体とする中間層２は、反応性スパッタ等で直接
形成することも可能である。このような場合には、Ｍ2
Ｎ中のＴｉ等のＭ元素の窒化物系セラミックス基板１に
対する反応性を利用して、窒化物系セラミックス基板１
と中間層２とを接合してもよいし、また窒化物系セラミ
ックス基板１上に予めＴｉ膜等のＭ金属膜を形成し、こ
のＭ金属膜上にＭ2 Ｎ膜を形成してもよい。
【００２３】上述したように、窒化物系セラミックス基
板１と薄膜導体層３との間に、Ｍ2Ｎを主体とする中間
層２を介在させることによって、窒化物系セラミックス
基板１と薄膜導体層３間での元素移動を良好に防止する
ことができる上に、中間層２の構成元素自体の拡散等を
招くこともない。また、中間層２自体は窒化物系セラミ
ックス基板１および薄膜導体層３に対して強固な接合力
を発揮する。
板１と薄膜導体層３との間に、Ｍ2Ｎを主体とする中間
層２を介在させることによって、窒化物系セラミックス
基板１と薄膜導体層３間での元素移動を良好に防止する
ことができる上に、中間層２の構成元素自体の拡散等を
招くこともない。また、中間層２自体は窒化物系セラミ
ックス基板１および薄膜導体層３に対して強固な接合力
を発揮する。
【００２４】従って、各種熱処理工程後においても、窒
化物系セラミックス基板１／中間層２界面の接合が保持
されるため、薄膜導体層３の接合強度を安定して維持す
ることが可能となる。また、薄膜導体層３への元素拡散
等を招くこともないため、導電性、ボンディング性、半
田付け性等を確保し得る範囲で薄膜導体層３の厚さを薄
くすることができる。これは、薄膜導体層３に高価なＡ
ｕ等を用いる場合に製造コストの低減に繋がる。さら
に、上述したような作用・効果をＭ2 Ｎを主体とする中
間層２／薄膜導体層３という簡易な膜構成で得られるた
め、従来構造の積層膜に対して成膜コストの低減を図る
ことが可能となる。膜構成の簡素化に加えて、従来の拡
散バリア層であるＮｉ膜（スパッタ時間：20nm/min（Ｒ
Ｆ出力500W））に比べてＭ2 Ｎを主体とする中間層２
は、成膜時間自体を短くすることができることから、成
膜工数の低減ならびに製造コストの低減を図ることがで
きる。またさらに、Ｍ2 Ｎを主体とする中間層２を熱処
理で形成することによって、場所による厚さ変化や膜質
変化が少なく、均一で再現性の良い膜が得られる。
化物系セラミックス基板１／中間層２界面の接合が保持
されるため、薄膜導体層３の接合強度を安定して維持す
ることが可能となる。また、薄膜導体層３への元素拡散
等を招くこともないため、導電性、ボンディング性、半
田付け性等を確保し得る範囲で薄膜導体層３の厚さを薄
くすることができる。これは、薄膜導体層３に高価なＡ
ｕ等を用いる場合に製造コストの低減に繋がる。さら
に、上述したような作用・効果をＭ2 Ｎを主体とする中
間層２／薄膜導体層３という簡易な膜構成で得られるた
め、従来構造の積層膜に対して成膜コストの低減を図る
ことが可能となる。膜構成の簡素化に加えて、従来の拡
散バリア層であるＮｉ膜（スパッタ時間：20nm/min（Ｒ
Ｆ出力500W））に比べてＭ2 Ｎを主体とする中間層２
は、成膜時間自体を短くすることができることから、成
膜工数の低減ならびに製造コストの低減を図ることがで
きる。またさらに、Ｍ2 Ｎを主体とする中間層２を熱処
理で形成することによって、場所による厚さ変化や膜質
変化が少なく、均一で再現性の良い膜が得られる。
【００２５】上記した実施形態では窒化物系セラミック
ス基板１を使用した配線基板４について説明したが、本
発明の配線基板は図５に示すように、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）基板等の酸化物系セラミックス基板５を用いる場
合にも適用することができ、上述した実施形態と同様な
効果を得ることができる。酸化物系セラミックス基板５
上にＭ2 Ｎを主体とする中間層２を形成する場合には、
Ｍ元素の酸化・還元作用によって、酸化物系セラミック
ス基板５と中間層２とが強固に接合される。
ス基板１を使用した配線基板４について説明したが、本
発明の配線基板は図５に示すように、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）基板等の酸化物系セラミックス基板５を用いる場
合にも適用することができ、上述した実施形態と同様な
効果を得ることができる。酸化物系セラミックス基板５
上にＭ2 Ｎを主体とする中間層２を形成する場合には、
Ｍ元素の酸化・還元作用によって、酸化物系セラミック
ス基板５と中間層２とが強固に接合される。
【００２６】また、酸化物系セラミックス基板５を適用
した際のＭ2 Ｎを主体とする中間層２の形成方法として
は、Ｍ2 Ｎ膜を反応性スパッタ等で直接形成してもよい
し、Ｎ2 とＡｒとの混合雰囲気中等でＭ金属膜に熱処理
を施し、雰囲気中からＮを供給することによって、Ｍ2
Ｎを生成することもできる。このような場合の熱処理条
件は、雰囲気中のＮ2 分圧を 1×10-3〜 1Paとし、熱処
理温度を 800〜 1300Kの範囲とすることが好ましい。
した際のＭ2 Ｎを主体とする中間層２の形成方法として
は、Ｍ2 Ｎ膜を反応性スパッタ等で直接形成してもよい
し、Ｎ2 とＡｒとの混合雰囲気中等でＭ金属膜に熱処理
を施し、雰囲気中からＮを供給することによって、Ｍ2
Ｎを生成することもできる。このような場合の熱処理条
件は、雰囲気中のＮ2 分圧を 1×10-3〜 1Paとし、熱処
理温度を 800〜 1300Kの範囲とすることが好ましい。
【００２７】図６は、本発明の他の実施形態を示す図で
あり、同図において１１はＳｉ基板等の半導体基板であ
る。この半導体基板１１上には、前述した実施形態と同
様なＭ2 Ｎを主体とする中間層１２を介して、Ａｌ配線
等の薄膜導体層１３が形成されている。ここで、Ａｌ配
線にアニール処理等を施すと、Ａｌの拡散が生じて半導
体基板１１の特性劣化等を招くおそれがある。これに対
して、Ｍ2 Ｎを主体とする中間層１２は、前述したよう
にＡｌ等の拡散バリア効果を有することから、Ａｌ等の
拡散に伴う特性劣化等を防止することができる。このよ
うに、本発明は半導体基板上の配線用薄膜導体層等に対
しても有効である。
あり、同図において１１はＳｉ基板等の半導体基板であ
る。この半導体基板１１上には、前述した実施形態と同
様なＭ2 Ｎを主体とする中間層１２を介して、Ａｌ配線
等の薄膜導体層１３が形成されている。ここで、Ａｌ配
線にアニール処理等を施すと、Ａｌの拡散が生じて半導
体基板１１の特性劣化等を招くおそれがある。これに対
して、Ｍ2 Ｎを主体とする中間層１２は、前述したよう
にＡｌ等の拡散バリア効果を有することから、Ａｌ等の
拡散に伴う特性劣化等を防止することができる。このよ
うに、本発明は半導体基板上の配線用薄膜導体層等に対
しても有効である。
【００２８】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００２９】実施例１ ＡｌＮ製セラミックス基板・TAN170（商品名、（株）東
芝製）（形状：50.8mm×50.8mm×厚さ0.6mm)を用意し、
まずこのＡｌＮ製セラミックス基板の表面を、表面粗さ
Ｒa =30nm まで鏡面状に研磨した。この研磨面上にＲＦ
スパッタ法によりＴｉ膜を成膜した。成膜条件は、基板
温度298K、ＲＦ周波数13.56MHz、ＲＦ出力500W、Ｔｉタ
ーゲット純度99.99%、Ａｒガス雰囲気（純度99.9999
%）、初期Ａｒガス圧 2×10-4Pa、作業時Ａｒ圧力 6×1
0-1Paとした。
芝製）（形状：50.8mm×50.8mm×厚さ0.6mm)を用意し、
まずこのＡｌＮ製セラミックス基板の表面を、表面粗さ
Ｒa =30nm まで鏡面状に研磨した。この研磨面上にＲＦ
スパッタ法によりＴｉ膜を成膜した。成膜条件は、基板
温度298K、ＲＦ周波数13.56MHz、ＲＦ出力500W、Ｔｉタ
ーゲット純度99.99%、Ａｒガス雰囲気（純度99.9999
%）、初期Ａｒガス圧 2×10-4Pa、作業時Ａｒ圧力 6×1
0-1Paとした。
【００３０】上述したような条件下でＴｉを 100nm堆積
した後（所要時間10分）、上記高純度のＡｒ雰囲気を有
する同一スパッタ装置内で、連続的に基板温度を773Kに
上昇させ、この温度で 5分間保持することによって、Ｔ
ｉ2 Ｎを生成させた。熱処理後の膜のＸ線回折結果（Ｃ
ｕ−Ｋα／ 0.5°）を図７に示す。図７からＴｉ2 Ｎが
生成していることが確認できる。
した後（所要時間10分）、上記高純度のＡｒ雰囲気を有
する同一スパッタ装置内で、連続的に基板温度を773Kに
上昇させ、この温度で 5分間保持することによって、Ｔ
ｉ2 Ｎを生成させた。熱処理後の膜のＸ線回折結果（Ｃ
ｕ−Ｋα／ 0.5°）を図７に示す。図７からＴｉ2 Ｎが
生成していることが確認できる。
【００３１】上記した熱処理の後に、冷却して基板温度
が303K以下に低下したことを確認してから、ＲＦスパッ
タ法で連続して厚さ50nmのＡｕ膜を成膜した。Ａｕの成
膜条件は、上記Ｔｉ膜の成膜条件と同一とした。基板を
スパッタ装置から取り出し、電解Ａｕめっきを実施し
て、電極形成を終了した。
が303K以下に低下したことを確認してから、ＲＦスパッ
タ法で連続して厚さ50nmのＡｕ膜を成膜した。Ａｕの成
膜条件は、上記Ｔｉ膜の成膜条件と同一とした。基板を
スパッタ装置から取り出し、電解Ａｕめっきを実施し
て、電極形成を終了した。
【００３２】この後、周知の方法によりＡｕ膜およびＴ
ｉ2 Ｎ膜の積層膜を所望の配線形状にエッチングして、
目的とする配線基板を得た。このようにして形成した配
線層の機械的特性として接合強度を測定した。接合強度
は、成膜後の配線層と上記配線基板に大気中で773K×5m
inの熱処理を施した後にそれぞれ実施した。ＡｕＳｎは
んだやＡｕＳｉ共晶マウントを実施する場合には、おお
むねこのような温度条件に晒されることから、上記熱処
理条件を決定した。表１にその測定結果を、従来のＴｉ
(50nm)／Ｎｉ(500nm) ／Ａｕ(100nm) 構造膜を形成した
ＡｌＮ基板（比較例１）に同様な熱処理を施した後の配
線層の接合強度と比較して示す。
ｉ2 Ｎ膜の積層膜を所望の配線形状にエッチングして、
目的とする配線基板を得た。このようにして形成した配
線層の機械的特性として接合強度を測定した。接合強度
は、成膜後の配線層と上記配線基板に大気中で773K×5m
inの熱処理を施した後にそれぞれ実施した。ＡｕＳｎは
んだやＡｕＳｉ共晶マウントを実施する場合には、おお
むねこのような温度条件に晒されることから、上記熱処
理条件を決定した。表１にその測定結果を、従来のＴｉ
(50nm)／Ｎｉ(500nm) ／Ａｕ(100nm) 構造膜を形成した
ＡｌＮ基板（比較例１）に同様な熱処理を施した後の配
線層の接合強度と比較して示す。
【００３３】表１から明らかなように、実施例１による
配線基板では、熱処理後においても十分な接合強度を有
しており、高温安定性が確認できた。また、実施例１に
よる成膜工程は比較例１の成膜工程に対して 3/4に減少
し、製造の容易化および製造時間の短縮が図れた。さら
に、得られた配線基板を用いてモジュールを作製したと
ころ、導体抵抗や半導体マウント等で良好な特性が得ら
れた。
配線基板では、熱処理後においても十分な接合強度を有
しており、高温安定性が確認できた。また、実施例１に
よる成膜工程は比較例１の成膜工程に対して 3/4に減少
し、製造の容易化および製造時間の短縮が図れた。さら
に、得られた配線基板を用いてモジュールを作製したと
ころ、導体抵抗や半導体マウント等で良好な特性が得ら
れた。
【００３４】実施例２ ＡｌＮ製セラミックス基板・TAN170（商品名、（株）東
芝製)(形状：50.8mm×50.8mm×厚さ0.600mm)を用意し、
まずこのＡｌＮ製セラミックス基板の表面を、表面粗さ
Ｒa =30nm まで鏡面状に研磨した。この研磨面上にＲＦ
スパッタ法によりＴｉ膜を成膜した。成膜条件は、基板
温度298K、ＲＦ周波数13.56MHz、ＲＦ出力 1kW、Ｔｉタ
ーゲット純度99.99%、Ａｒガス雰囲気（純度99.9999
%）、初期Ａｒガス圧 2×10-4Pa、作業時Ａｒ圧力 6×1
0-1Paとした。このような条件下でＴｉを50ｎｍ堆積
（所要時間 2分30秒）した。
芝製)(形状：50.8mm×50.8mm×厚さ0.600mm)を用意し、
まずこのＡｌＮ製セラミックス基板の表面を、表面粗さ
Ｒa =30nm まで鏡面状に研磨した。この研磨面上にＲＦ
スパッタ法によりＴｉ膜を成膜した。成膜条件は、基板
温度298K、ＲＦ周波数13.56MHz、ＲＦ出力 1kW、Ｔｉタ
ーゲット純度99.99%、Ａｒガス雰囲気（純度99.9999
%）、初期Ａｒガス圧 2×10-4Pa、作業時Ａｒ圧力 6×1
0-1Paとした。このような条件下でＴｉを50ｎｍ堆積
（所要時間 2分30秒）した。
【００３５】引き続いて、連続的にΤｉ2 Ｎ膜を同様な
条件下で反応性スパッタ法により形成した。ターゲット
にはＴｉＮx (x=0.5）合金ターゲットを使用し、Ａｒ／
Ｎ2混合ガス雰囲気（Ａｒ／Ｎ2 圧力比=0.53Pa/0.1Pa)
中で成膜した。この状態ではアモルファス状であるた
め、アニール処理として同一チャンバ内で、基板をＷハ
ロケンランプアニールにより 773〜873Kに昇温し、Ｎ2
雰囲気圧力を制御しながら約30秒間熱処理した。
条件下で反応性スパッタ法により形成した。ターゲット
にはＴｉＮx (x=0.5）合金ターゲットを使用し、Ａｒ／
Ｎ2混合ガス雰囲気（Ａｒ／Ｎ2 圧力比=0.53Pa/0.1Pa)
中で成膜した。この状態ではアモルファス状であるた
め、アニール処理として同一チャンバ内で、基板をＷハ
ロケンランプアニールにより 773〜873Kに昇温し、Ｎ2
雰囲気圧力を制御しながら約30秒間熱処理した。
【００３６】上記した熱処理の後に、冷却して基板温度
が303K以下に低下したことを確認してから、ＲＦスパッ
タ法で連続して厚さ50nmのＡｕ膜を成膜した。Ａｕの成
膜条件は、上記Ｔｉ膜の成膜条件と同一とした。基板を
スパッタ装置から取り出し、電解Ａｕめっきを実施し
て、電極形成を終了した。
が303K以下に低下したことを確認してから、ＲＦスパッ
タ法で連続して厚さ50nmのＡｕ膜を成膜した。Ａｕの成
膜条件は、上記Ｔｉ膜の成膜条件と同一とした。基板を
スパッタ装置から取り出し、電解Ａｕめっきを実施し
て、電極形成を終了した。
【００３７】この後、周知の方法によりＡｕ膜およびＴ
ｉ2 Ｎ膜の積層膜を所望の配線形状にエッチングして、
目的とする配線基板を得た。このようにして形成した配
線層の機械的特性として接合強度を、実施例１と同様に
して測定した。表１に測定結果を示す。実施例２による
配線基板では、熱処理後においても十分な接合強度を有
しており、高温安定性が確認できた。また実施例１によ
る配線基板と同様に、製造の容易化や製造時間の短縮が
図れ、さらに導体抵抗や半導体マウント等においても良
好な特性が得られた。
ｉ2 Ｎ膜の積層膜を所望の配線形状にエッチングして、
目的とする配線基板を得た。このようにして形成した配
線層の機械的特性として接合強度を、実施例１と同様に
して測定した。表１に測定結果を示す。実施例２による
配線基板では、熱処理後においても十分な接合強度を有
しており、高温安定性が確認できた。また実施例１によ
る配線基板と同様に、製造の容易化や製造時間の短縮が
図れ、さらに導体抵抗や半導体マウント等においても良
好な特性が得られた。
【００３８】実施例３ ＡｌＮ製セラミックス基板として、熱伝導率200W/m Kを
有するパッケージ用多層基板（形状：50.8mm×50.8mm×
厚さ0.600mm)を用意した。多層基板は、予め半導体パッ
ケージとしての内部配線が 6層以上形成されている。基
板組成はＡｌＮが97重量% で、残部の元素構成はイット
リウム（Ｙ）が主体の酸窒化物である。このパッケージ
用多層基板の表面を平均粗さＲa =30nm まで鏡面状に研
磨した。上記パッケージ用多層基板の研磨面上に、ＲＦ
スパッタ法によりＴｉ膜を成膜した。成膜条件は、基板
温度298K、ＲＦ周波数13.56MHz、ＲＦ出力500W、Ｔｉタ
ーゲット純度99.99%、Ａｒガス雰囲気（純度99.9999
%）、初期Ａｒガス圧 2×10-4Pa、作業時Ａｒ圧力 6×1
0-1Paとした。
有するパッケージ用多層基板（形状：50.8mm×50.8mm×
厚さ0.600mm)を用意した。多層基板は、予め半導体パッ
ケージとしての内部配線が 6層以上形成されている。基
板組成はＡｌＮが97重量% で、残部の元素構成はイット
リウム（Ｙ）が主体の酸窒化物である。このパッケージ
用多層基板の表面を平均粗さＲa =30nm まで鏡面状に研
磨した。上記パッケージ用多層基板の研磨面上に、ＲＦ
スパッタ法によりＴｉ膜を成膜した。成膜条件は、基板
温度298K、ＲＦ周波数13.56MHz、ＲＦ出力500W、Ｔｉタ
ーゲット純度99.99%、Ａｒガス雰囲気（純度99.9999
%）、初期Ａｒガス圧 2×10-4Pa、作業時Ａｒ圧力 6×1
0-1Paとした。
【００３９】上述したような条件下でＴｉを 100nm堆積
した後（所要時間10分）、上記高純度のＡｒ雰囲気を有
する同一スパッタ装置内で、連続的に基板温度を773Kに
上昇（タングステンハロゲンランプアニール法による）
させ、この温度で 1分間保持することによって、Ｔｉ2
Ｎを生成させた。
した後（所要時間10分）、上記高純度のＡｒ雰囲気を有
する同一スパッタ装置内で、連続的に基板温度を773Kに
上昇（タングステンハロゲンランプアニール法による）
させ、この温度で 1分間保持することによって、Ｔｉ2
Ｎを生成させた。
【００４０】上記した熱処理の後に、冷却して基板温度
が303K以下に低下したことを確認してから、ＲＦスパッ
タ法で連続して厚さ50nmのＡｕ膜を成膜した。Ａｕの成
膜条件は、上記Ｔｉ膜の成膜条件と同一とした。基板を
スパッタ装置から取り出し、電解Ａｕめっきを実施し
て、電極形成を終了した。
が303K以下に低下したことを確認してから、ＲＦスパッ
タ法で連続して厚さ50nmのＡｕ膜を成膜した。Ａｕの成
膜条件は、上記Ｔｉ膜の成膜条件と同一とした。基板を
スパッタ装置から取り出し、電解Ａｕめっきを実施し
て、電極形成を終了した。
【００４１】この後、周知の方法によりワイヤボンディ
ングパターン、電源バイパスコンデンサ用電極パター
ン、Ι／Ｏ用電極パターンほかをエッチングし、Ａｕ膜
およびＴｉ2 Ｎ膜の積層膜を所望の配線形状にエッチン
グして所望の回路を形成し、目的とする配線基板を得
た。このようにして形成した配線層の機械的特性として
接合強度を、実施例１と同様にして測定した。表１にそ
の測定結果を、従来のＴｉ(50nm)／Ｎｉ(500nm) ／Ａｕ
(100nm) 構造膜を形成したＡｌＮ多層基板（比較例２）
に同様な熱処理を施した後の配線層の接合強度と比較し
て示す。
ングパターン、電源バイパスコンデンサ用電極パター
ン、Ι／Ｏ用電極パターンほかをエッチングし、Ａｕ膜
およびＴｉ2 Ｎ膜の積層膜を所望の配線形状にエッチン
グして所望の回路を形成し、目的とする配線基板を得
た。このようにして形成した配線層の機械的特性として
接合強度を、実施例１と同様にして測定した。表１にそ
の測定結果を、従来のＴｉ(50nm)／Ｎｉ(500nm) ／Ａｕ
(100nm) 構造膜を形成したＡｌＮ多層基板（比較例２）
に同様な熱処理を施した後の配線層の接合強度と比較し
て示す。
【００４２】表１から明らかなように、実施例３による
配線基板では、熱処理後においても十分な接合強度を有
しており、高温安定性が確認できた。また、実施例３に
よる成膜工程は比較例２の成膜工程に対して 3/4に減少
し、製造の容易化および製造時間の短縮が図れた。さら
に、得られた多層基板にＬＳＩチップのマウント、Ａｕ
Ｓｎはんだによる封止（作業温度:573K)を実施したとこ
ろ、熱抵抗および気密性共に良好な特性が得られた。
配線基板では、熱処理後においても十分な接合強度を有
しており、高温安定性が確認できた。また、実施例３に
よる成膜工程は比較例２の成膜工程に対して 3/4に減少
し、製造の容易化および製造時間の短縮が図れた。さら
に、得られた多層基板にＬＳＩチップのマウント、Ａｕ
Ｓｎはんだによる封止（作業温度:573K)を実施したとこ
ろ、熱抵抗および気密性共に良好な特性が得られた。
【００４３】
【表１】 実施例４ 実施例１で用いたＡｌＮ基板に代えて、Ａｌ2 Ｏ3 基板
を用いて実施例１と同様な条件で配線層の形成を行った
ところ、実施例１と同様な結果を得た。
を用いて実施例１と同様な条件で配線層の形成を行った
ところ、実施例１と同様な結果を得た。
【００４４】実施例５ 実施例１で用いたＡｌＮ基板に代えて、Ｓｉ基板を用い
て実施例１と同様な条件で配線層の形成を行ったとこ
ろ、実施例１と同様な結果を得た。
て実施例１と同様な条件で配線層の形成を行ったとこ
ろ、実施例１と同様な結果を得た。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の配線基板
によれば、簡易な膜構成で、各種熱処理工程後において
も導体層の接合強度を保持することができると共に、良
好なボンディング性や半田付け性等を安定して得ること
ができ、さらには製造工数ならびに製造コストの低減を
図ることが可能となる。
によれば、簡易な膜構成で、各種熱処理工程後において
も導体層の接合強度を保持することができると共に、良
好なボンディング性や半田付け性等を安定して得ること
ができ、さらには製造工数ならびに製造コストの低減を
図ることが可能となる。
【図１】 本発明の配線基板の一実施形態を示す断面図
である。
である。
【図２】 本発明の代表的な配線基板におけるＴｉ2 Ｎ
／Ａｕ界面のＲＢＳ測定結果を示す図である。
／Ａｕ界面のＲＢＳ測定結果を示す図である。
【図３】 本発明との比較としてのＴｉＮ／Ａｕ界面の
ＲＢＳ測定結果を示す図である。
ＲＢＳ測定結果を示す図である。
【図４】 従来構造の配線基板におけるＡＥＳ測定結果
を示す図である。
を示す図である。
【図５】 図１に示す配線基板の変形例を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】 本発明の配線基板の他の実施形態を示す断面
図である。
図である。
【図７】 実施例１により形成した中間層のＸ線回折結
果を示す図である。
果を示す図である。
１……窒化物系セラミックス基板 ２、１２……Ｔｉ2 Ｎを主体とする中間層 ３、１３……薄膜導体層 ４、１４……配線基板 ５……酸化物系セラミックス基板 １１…半導体基板
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、前記基板上にＭ2 Ｎ（ただし、
ＭはＴｉ、ＺｒおよびＨｆから選ばれる少なくとも 1種
の元素を示す）を主体とする中間層を介して設けられた
導体層とを具備することを特徴とする配線基板。 - 【請求項２】 セラミックス基板と、前記セラミックス
基板上にＭ2 Ｎ（ただし、ＭはＴｉ、ＺｒおよびＨｆか
ら選ばれる少なくとも 1種の元素を示す）を主体とする
中間層を介して設けられた、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、
Ｎｉ、ＰｄおよびＳｎから選ばれる少なくとも 1種を主
成分とする薄膜導体層とを具備することを特徴とする配
線基板。 - 【請求項３】 基板上に、Ｍ元素（ただし、ＭはＴｉ、
ＺｒおよびＨｆから選ばれる少なくとも 1種の元素を示
す）の薄膜を形成した後に熱処理を施して、Ｍ2 Ｎを主
体とする中間層を形成する工程と、 前記Ｍ2 Ｎを主体とする中間層上に、薄膜導体層を形成
する工程とを具備することを特徴とする配線基板の製造
方法。 - 【請求項４】 基板上に、Ｍ金属膜（ただし、ＭはＴ
ｉ、ＺｒおよびＨｆから選ばれる少なくとも 1種の元素
を示す）を介して、あるいは直接Ｍ2 Ｎ薄膜からなる中
間層を形成する工程と、 前記中間層上に薄膜導体層を形成する工程とを具備する
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
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| JP (1) | JP3569093B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7875956B2 (en) | 2003-11-28 | 2011-01-25 | Paratek Microwave, Inc. | Multi-level thin film capacitor on a ceramic substrate and method of manufacturing the same |
| US8569142B2 (en) | 2003-11-28 | 2013-10-29 | Blackberry Limited | Multi-level thin film capacitor on a ceramic substrate and method of manufacturing the same |
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- 1996-12-04 JP JP32397896A patent/JP3569093B2/ja not_active Expired - Lifetime
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