| 研究課題/領域番号 |
23560875
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
八重 真治 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00239716)
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| 研究分担者 |
松田 均 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60118015)
福室 直樹 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10347528)
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| キーワード | めっきプロセス / 密着性 / 触媒活性 / ナノ粒子 / 配線 / 金－シリコン合金 / 拡散 / コンタクト抵抗 |
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| 研究概要 |
シリコン(Si)上への金属膜形成は、ULSIなどのnmから太陽電池などのdmスケールまで、幅広く利用されている。金属膜形成法の一つである無電解めっき法は、生産性、均一成膜性に優れ、非導電性材料にも成膜できる特長を持つが、Si上では得られるめっき膜の密着
性に課題があった。我々は、これまでにない高密着な無電解めっき膜をSi上に直接形成できる新規活性化処理法を開発した。この方法の特長は無電解置換析出した金ナノ粒子が特異的に高密着性を発現することである。本研究では、この機能性発現機構を解明し、めっき膜の厚さやパターニングなどの適応範囲拡大、金に代わる低コスト触媒材料開発などへの応用展開を目指した。
本研究の方法は、無電解置換析出液すなわち金イオンとフッ化水素酸との混合水溶液にSiウェーハを数秒から数十秒間浸すことにより金ナノ粒子を形成した後に、一般的な無電解自己触媒めっき液に浸して、Si上に高密着な金属薄膜を得るものである。
当初２年間に、密着性がナノ粒子形成条件に依存すること、得られた密着性は長期に安定であること、Si－金界面に合金相が形成される一方でSi酸化物層は金－めっき膜界面に存在しないこと、めっき膜の剥離によって金ナノ粒子が破断していることを見いだし、金ナノ粒子によって特徴的に密着性が発現していることを明らかにした。さらに、フォトレジストを用いてウェーハ全面にマイクロメートルオーダーの配線パターンを形成することに成功した。
最終年度は、産業界との情報交換に基づき、実用上重要なめっき膜の導電性向上とめっき膜－Si間のコンタクト抵抗低減を目標とした。従来の無電解ニッケルめっきのみでは膜厚に限界があるが、さらに電解めっきを施す多層化により比較的膜厚の大きな導電性の高いめっき膜パターンの形成に成功した。薄膜の平面方向の抵抗を考慮することで真のコンタクト抵抗を評価することができた。
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