JPS6360537A - 金属積層体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属積層体、特にＳｉチップとリード線とをＰ
ｂ−Ｓｎ系半田付けにより強い接合力でオーミック接触
させるための金属積層体薄膜電極及びその製造方法に関
する。

（従来の技術） 近年半導体デバイスの開発・応用か盛んになりその信頼
性を確保する為に薄膜・表面・界面の諸物性研究の重要
性が増している。“マイクロソルダリングと言う言葉に
表わされる電子工業に於ける微小部の半田付けはその典
型的な例である。

マイクロソルダリングにはその応用面から（ｉ）Ｓｉ等
の半導体素子とリード線等の導体との接続、及び（１１
）半導体やＩＣパッケージの接合。

等かある。とくにＳｉに代表される半導体チップのセラ
ミックス基板への接合や、リード線とり出し用の半田付
けはデバイスの高信頼性の為にも最も重要な技術である
。

Ｓｉチップの半田付けにはＡｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｃ；ｅ、
Ａｕ−３ｒｒ等のＡｕ系共晶半田の他にｐｂ−Ｓｎ系共
晶半田が用いられる。安価で生産性に富むことからＰｂ
−Ｓｎ系半田の使用か一般的である。しかしＰｂ−Ｓｎ
半田は直接Ｓ１チツプ上に接合出来ないことから現実に
はＮｉ膜を介在させるか、更に高い信頼性を得る為には
Ｔ　ｉ　／　Ｎ　ｉ／　Ａ　ｕ又はＣｒ　／　Ｎ　ｉ　
／　Ａ　ｕ　３層構造膜を介して半田付けしている。こ
れらの電極の各構成元素の役割は、Ｔｉ、Ｃｒ等はＳｉ
と反応し金属シリサイドを形成しオーミック接触を得る
もので、３層膜中間層のＮｉは半田中のＳｎのＳｉチッ
プ側への拡散を阻止し、Ａｕは酸化防止と良好な半田付
は確保の為である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、いずれの場合も、金属シリサイドとその上の金
属層との接合不良、高温雰囲気中での使用２通電に伴う
自己発熱によりＳｎのＮｉ層中への拡散、さらには金属
層との界面への偏析によるは″く離２等の問題があった
。さらには多層電極の場合、生産性、コストの面で非常
に高くなるばかりかｔ隻数の界面を有することから各層
間の接合力不足等の問題が常にあった。その結果、Ｓｉ
チップ上に金属膜を形成し、熱処理することによりオー
ミック接触を確保出来且つ半田付けにより強い接合力を
得ることの可能な金属積層体電極の出現が強く望まれて
いた。

（問題点を解決するための手段） 前述した様な理由から半導体デバイス用電極材、なかん
ずく自動車に搭載可能なＳ１デバイス用電極材には、（
１）半田層とＳｉとの間にオーミック接触が得られる。

　　（ｉｔ）少くとも１５０°Ｃ雰囲気下に於ける長時
間使用下でも半田中のＳｎの拡散が阻止されること、　
（ｉｌｌ）強い接合力か？１１られること１等の条件が
必要である。Ｐｂ−Ｓｎ系゛ト山付けか出来る金属とし
てはＣｕ、Ｎｉ。

Ｆｅ合金等が挙げられるが、Ｓｉとの間でシリサイドを
形成するものとしてはＮｉ、Ｆｅ等である。しかしよく
知られているようにＦｅに１〜２％のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ
などの不純物が混入すれば半田付けは極めて困難となる
。一方Ｎｉ合金のうち発明者らはＮｉ・−Ｓｉ又はＮｉ
−Ｓｉ−Ｂ合金が半田付は性にすぐれていることを見出
した。さらにこれらの合金はその組成範囲によってＳｎ
の拡散速度に著しいｔ目迎があることも判明した。また
Ｎｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ合金又はＦｅ金属はＳｉ
チップとの間で安定したシリサイドを形成することも実
験的に確かめた。これらの事実からＳ　ｉ　Ｊ：に特定
の組成領域のＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ層
を形成し、その後の熱処理によるシリサイドの形成後、
半田付けすることによりＳｉチップからのリード線取り
出しを行えば、　　Ｓ’ｉとの間にＦｅ又はＮｉシリサ
イドが形成出来、Ｎｉ−Ｓｉ若しくはＮ　ｉ−Ｓ　ｉ−
Ｂ合金又はＦｅ金属層かＳｎの拡散を阻止又は減速し且
つ元来−層だけであったＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ
又はＦｅ層の両側からＮｉ（又はＦｅ）−Ｓｎ層、　　
Ｎｉ　　（又はＦｅ）シリサイド層が成長したことにな
り不連続な界面の無い強固な接合を有する金属積層電極
が得られ本発明に至ったのである。

本発明の金属積層体はＳｎを含有する第１金属層とＮｉ
（又はＦｅ）とＳｎとを含有する第２金属層とＮｉ−Ｓ
ｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ合金又はＦｅ金属から成る第３金
属層とＮｉ（又はＦｅ）とＳｉとを含む第４金属層とか
ら成り該Ｎ　１−Ｓｉ若しくはＮｉ−Ｓｉ−Ｂ合金又は
Ｆｅ金属から成る第３金属層は第２金属層から第４金属
層へのＳｎの拡散を阻止する層であることを特徴とする
。

第１金属層Ｃ以下単に第１層と記す）とは少くともＳｎ
を含有する金属のことをさす。すなわちＳｎは第１層の
必須成分である。第１層は少くとも数片子９６以上のＳ
ｎを含有し、他の成分としてはＰｂ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｎｉ
、Ｉｎ等を含有する半田、青銅、活字合金等の合金をさ
す。半導体分野での電極接合用半田としては通常Ｐｂ−
Ｓｎ合金が用いられておりＳｎを５〜９０重−％、Ｐｂ
を１０〜９５重量％含有する。また、青銅は通常Ｃｕ−
Ｓｎ合金が用いられておりＳｎを２〜３５重量％、Ｃｕ
を６５〜９８重量％含有する。また、活字合金は通・常
Ｐｂ−３ｂ−Ｓｎ合金が用いられておりＳｎを１〜１０
重量％、Ｐｂを７０〜９４重量％、Ｓｂを３〜２０重量
％含有する第２層はＮｉ（又はＦｅ）とＳｎを必須成分
として含む金属である。第２層にはＳｎを２０〜８０原
子％含むほか、Ｓｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ。

Ｉｎ、Ｓｂ、等を２〜３原子％以下含むことかできる。

第２層はＳｎを含む第１層とＮｔ又はＦｅを含む第３層
とを接合する役割を果すものである。

第３層はＮｉ−Ｓｉ合金又はＮ　ｉ−Ｓｉ−Ｂ合金又は
Ｆｅ金属から成り本発明の金属積層体に於ける最も顕著
な技術的特徴である。Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ合金がＳｎの拡散
防止層として働く組成領域を第１図に示す。第１図に於
ける領域■は２８原子％≦Ｓｉ＋Ｂ≦５０原子％且つＳ
ｉ≧１０原子％、領域■は２０原子９６≦Ｓｉ＋Ｂ＜２
８原子％、且つＳｉ≧１０原子％、領域■は１０原子％
≦Ｓｉ十Ｂ＜２０原子％、且つＢ≦ｌＯ原子％である。

領域■、領域■、領域■はいずれもＳｎの拡散防止層と
しての役割を果たすがそれらの間の相違はＳｎの拡散防
止効果の程度である。つまり拡散防止能は■〉■〉■の
順である。

また、Ｎｉ−Ｓｉ合金の場合はＳｎの拡散防止に有効な
組成範囲はＳｉ≦５０原子％でありＮｉ１００％の場合
は除く。

さらに領域■、■、■はいずれもＰｂ−Ｓｎ半田による
ぬれ性が良好で半田付は可能となる。

Ｆｅ金属はＦｅ又はＦｅ合金（以下Ｆｅて代表する）か
ら成り、　　Ｃ＜　　０．２重量％、Ｓｉ＜０．５重量
％、Ｍｎ＜１重量％、　　Ｐ＜　　０．０３重量％、Ｓ
く０．０３　ｍｍ％、　Ｎ　ｉ　＜　３重ＡＭ　％＋　
　Ｃｒ　＜　２重量％、Ｍｏ＜Ｑ、５重量％から成るも
のは、Ｓｎの拡散防止効果がある。Ｆｅ中に含まれる不
純物に関しては、Ｓｉ基板との間でのシリサイド（Ｆｅ
ンリサイド）形成には問題ないが、Ｐｂ−Ｓｎとの反応
（半田付け）に影響し、各元素か−Ｌ、記は以−１−含
まれると十分な半田付は強度か得られない。

第４　ＦＡはＮｉ（又はＦｅ）とＳｉとを含む金属層で
実質的にはＮｉ（又はＦｅ）シリサイド層である。Ｓｉ
チップからオーミック接触でリード線をとり出すにはシ
リサイドの介在が不可欠である。Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＮ
ｉ−Ｓｉ合金層又はＦｅ金属をＳｉ上に成膜しその後の
固相−固相金属拡散によりＮｉ（又はＦｅ）シリサイド
層（第４層）を形成する。Ｎｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−
Ｂ又はＦｅとＳｉとの間のシリサイドの成長はその成長
温度・シリサイドの形態に於いて通常の１００％Ｎ１と
の反応の場合とは若干異なるが。

オーミック性には全く問題なくＳｉとＮｉ合金層又はＦ
ｅ金属層との間に強固な接合が得られる。

本発明の技術的特徴である第３層の厚さは０．０５μｍ
〜２０μｍとすることが好ましい。

０．０５μｍ未満ではＳｎの拡散防止能が不十分であり
２０μｍを超えると内部応力によりはく離が生じ易い。

本発明の金属積層体は次の２通りの方法により製造され
る。第１の方法はまず清浄化されたｎ形又はｎ形のＳｉ
基板に物理的手法（例えばスパッタリング、真空蒸着、
イオンブレーティング等）によりＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−
Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ膜を形成し、その後に固相−固相の金
属間相互拡散の生じる温度で焼鈍し、界面にＮｉ（又は
Ｆｅ）シリサイドを形成する。この場合焼鈍条件を、未
反応のＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ層が残存
するように選ぶことが肝要である。その後Ｓ　ｎを含む
合金Ｌ４を物理的手法（スパッタリング、真空蒸石、イ
オンブレーティング等）又は化学的手法（メッキ法等）
により形成しその後に固相−固相又は固相−液相の金属
間相互拡散の生じるｍ度で焼鈍し界面にＮｉ（又はＦｅ
）　−Ｓｎ層を形成する。

次いで第２の製造方法を示す。まず清浄化されたｎ形又
はｎ形のＳｉ基板上に物理的手法（例えばスパッタリン
グ、２！空蒸着、イオンブレーティング等）によりＮｉ
−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ膜を形成し、続いて
物理的手法又はメッキ等の化学的手法によりＳｎを含む
合金層を形成する。その後に固相−固ｔＩｊ又は固相−
液相の金属間相互拡散の生じる温度で焼鈍し、Ｓｉ基板
とＮ１−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅとの界面にＮ
ｉ（又はＦｅ）シリサイド層をさらにＮｉ−Ｓｉ又はＮ
ｉ−Ｓｉ−Ｂ合金又はＦｅ金属とＳｎを含む合金層との
界面にＮｉ（又はＦｅ）−Ｓｎ層を同時に形成する。こ
こで大切なことはＮｉ（又はＦｅ）シリサイド層及びＮ
ｉ（又はＦｅ）−Ｓ　ｎ　ＩＡの成長速度を充分考慮し
焼鈍温度を決定することである。

いずれにせよ最終的にはＳｎを含有する第１層、　Ｎｉ
　　（又はＦｅ）−Ｓｎ合金から成る第２層、Ｎｉ−Ｓ
ｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅから成る第３層、及びＮ
ｉ（又はＦｅ）シリサイド層を形成する第４層から成る
ことを特徴とする金属積層体となる。

第１層がＰｂ−Ｓｎ合金で第２層がＮｉ−Ｓｉ−Ｂ合金
の場合、Ｐｂは両合金層間の反応に関与せず２反応層度
はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ膜中のＳｉとＢの量の増加に１′１′
って減少する。Ｐ　ｂ　−Ｓ　ｎ　／　Ｎ　１−Ｓｉ−
Ｂ界面反応は１５０℃以上の温度で生じ得るが、半田の
ぬれ性などの理由から２通常３３０°Ｃ以上で行うのが
よい。

また、Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ合金層とＳｉ基板との界面反応で
Ｎｉシリサイドを得るには２合金組成により若干異なる
が１通常３００℃以」二の温度にするのがよい。しかし
、４００〜４５０°Ｃ以上ではＮｉ−Ｓｉ−Ｂが結晶化
し、ＳｉデバイスてはＡで配線の断線も生じるので、結
局３００〜４５０℃の反応温度が好ましい。

以上の理由から、Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ合金の組成は半田付は
最適７１ｕ度（３３０〜４００°Ｃ）てｐｂ−８ｎ／Ｎ
ｉ−Ｓｉ−Ｂ界面で適当に（あまり反応が進み形成層が
厚くなるともろくなる）反応層が形成されるように選択
する必要があり、シリサイドの形成温度は３００〜４５
０°Ｃが望ましい。

従って、第１の製造法ではそれぞれの独立に最適熱処理
して第２層及び第４層を形成すれば良いが、第２の製造
法ではその処理温度とＮｉ−Ｓｉ−Ｂの組成を適切に選
択する必要がある。

例えば、第２の製造法で熱処理温度Ｔ−３２０℃の時シ
リサイド層形成速度Ｄ　　　とＳｎ−１−９ｊ Ｎｉ層形成速度Ｄ　　　とを比較すると、−役に１−Ｓ
ｎ Ｎｉ−Ｓｉ　　　Ｎ１−Ｓｎとなる。ここでＮｉ−Ｓｉ
−Ｄ　　　　　　くくＤ Ｂ合金中のＳｔ、Ｂｕを増加させるとＤ　　　が１−Ｓ
ｎ 遅くなるのでＤ　　　　＜Ｄ　　　　又はＤＮｉ−３ｔ
　　　Ｎｉ−Ｓｎ　　　　Ｎｉ−Ｓｉ　　’ＤＮｉ−Ｓ
ｎとすることができる。

又Ｔ−４００℃とするとＤ　　　も速くなるがＮｉ−Ｓ
ｉ Ｄ　　　も極めて速くなる。そこでＳｉ、ＢＱＮｉ−Ｓ
ｎ を更に増加させＤ　　　の反応を押えＤＮｉ−Ｓｉ　”
１−８ｎ Ｄ　　　と出来る。

１−Ｓｎ 本発明の用途例としては大電流を流すパワートランジス
タ又はダイオード用Ｓｉチップからの半田付けによるリ
ード線のとり出しに用いることができる。これらの半導
体デバイスは、具体的には自動車用ＩＣとしてイグナイ
ター制御用又はオールタネータ制御用等に利用される。

（作用及び効果） Ｓｎを含む第１金属層とＮｉ（又はＦｅ）−Ｓｎ合金か
ら成る第２金属層とＮ　ｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又
はＦｅ合金から成る第３層とＮｉ（又はＦｅ）シリサイ
ドから成る第４層とから成る金属積層体の作用効果につ
いて記述する。

本発明の金属積層体における最も顕著な技術的特徴であ
るＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ層（第３層）
の役割を中心に説明する。Ｓｉ基板からのＰｂ−８ｎ系
半田によるリード線の取り出しには通常Ｎｉ膜が用いら
れる。しかしＳｎはＮｉ中を比較的低温（約１５０’Ｃ
）で拡散することからＳｉデバイスの使用ｌＨ度環境に
よってはＳｎの拡散がｌヒまらす進行し、トラブルを誘
発する。Ｎｉ膜にＳｉ又はＳｉ＋Ｂを添加することによ
り膜のミクロな構造が著しく変化しＳｎとの相互拡散に
影響することが判明した。さらにＳｉとＢの合計量を５
０原子％以下にすればＰｂ−Ｓｎ系半田とのぬれ性も良
好でＮｉ膜のＳｉ＋Ｂ又はＳｉＱを、’ｌ！１４ｉする
ことによりＳｎ−Ｎｉ反応層の成長が制御出来る。また
Ｆｅ膜においても類似の効果が見られた。一方Ｓｉ基板
との間でＮｉ（又はＦｅ）シリサイドを形成しオーミッ
ク性を確保することが必要であるがＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ
−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ膜とＳｉとの界面反応により安定し
たシリサイドを形成し、Ｂは反応に関与しない。この様
にＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ層はＳｉとの
間でのＮｉ（又はＦｅ）シリサイド形成、Ｓｎ−Ｎｉ（
又はＦｅ）合金層の形成、及びＳｎの拡散を阻ＩＬ又は
制御すると言う合５１３つの役割を単一層で同時に実現
するものである。また、　Ｎｉ　　（又はＦｅ）−Ｓｎ
層、Ｎｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ層及びＮｉ
（又はＦｅ）シリサイド層は元来単一層から成るもので
不連続な界面は存在せず接合性は万全である。

この様に本発明の金属積層体及びその製造方法によりコ
スト、生産性、特性（熱安定性）のいずれも従来品に比
して著しく改善することが可能となった。

（実施例） 本発明の金属積層体の作製法・評価プロセスについてそ
の共通した条件を以下に示す。用いたＳｉ基板は１０　
”’ａｍ−３程度にボロンをドープしたｐ形（１１１）
ウェハーでその表面は鏡面に仕上げられ抵抗率は約１２
０Ω・ｃｍである。Ｓｉ基基土上室温にてＤＣ又はＲＦ
マグネトロンスパッタ法によりＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓ
ｉ−８合金膜を約１００００人層する。その後は二通り
の方法により処理される。つまり第１の方法はＮｆ−Ｓ
ｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ膜形成後、３００℃〜４
５０℃の範囲で膜組成に応じた温度を選び。

真空中で約１時間の熱処理を施こしＮｉ−Ｓｉ／Ｓｉ又
はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ／Ｓｉ又はＦｅ／Ｓｉ界而にＮ界面Ｓ
ｉの拡散（Ｎｉシリサイドの拡散層）又はＦｅシリサイ
ドの拡散層を形成する。次いでＰｂ−Ｓｎ合金膜を約１
００００人の厚さにＤＣ又はＲＦマグネトロンスパッタ
法により形成し、再び３００℃〜４５０°Ｃの温度範囲
で真空中で１０分〜６０分の熱処理を施こしＰｂ−Ｓｎ
合金／　Ｎ　ｉ　−Ｓ　ｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ
界面１：、Ｎｉ（叉はＦｅ）−Ｓｎの拡散層を形成する
。

第２の方法はＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦｅ膜
上に続いてＰｂ−Ｓｎ膜を形成し、その後に一括して熱
処理を施こしＰｂ−Ｓｎ合金／Ｎｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓ
ｉ−Ｂ又はＦｅ界面にＮｉ（又はＦｅ）−Ｓｎの拡散層
を、またＮｉ−Ｓｉ又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又はＦ　ｅ　／
　Ｓ　ｉ界面にＮｉ（又はＦｅ）シリサイドの拡散層を
形成するものである。

尚熱処理方法の詳細は以下に示す通りである。つまり３
００　’Ｃ〜４５０°Ｃに保持された１０−”Ｔｏｒｒ
以下の真空雰囲気中に試料を挿入し１０〜６０分保持し
、その後室温に戻る迄同一真空中に保持しその後大気中
にとり出した。この方法では試料が所定の温度に達する
のに２−３分を要すことから実際には熱処理時間がその
分だけ若干短くなる。

上記方法により作製した本発明の金属積層体の断面構造
を第２図に示す。又対応するオージェ電子分析によりＰ
ｂ−Ｓｎ合金表面から内部への深さ方向元素分布分析結
果の線図を第３図に例示する。第３図から第２層はＮｉ
−Ｓｎから又第４層はＮｉ−Ｓｉ（Ｎｉシリサイド）か
ら成っていることが判る。

電極としての評価はオーミック性（５に、良。

可、不可で評価）、Ｐｂ−Ｓｎ膜又は半田のぬれ性（優
、Ｑ、可、不可で評価）、及び接着力（優、良、可、不
可で評価）とで行った。オーミック性の良ψ不良はＮｉ
−Ｓｉ層（第４層Ｎｉシリサイド層）の形成と、又ぬれ
性はＮｉ−Ｓｎ層（第２層）の形成と対応している。

優、良、可、不可の基準はそれぞれ次のようである。

■オーミック性に関しては、電流と電圧とのりニアリテ
ィと、接触抵抗との関連について述べる必要があるが、
ここでは、接触抵抗で判定した。

接触抵抗　数ｍ０７口以下　　、　優 数１０ｍΩ／口程度：　良 数Ω／口程度　　　：　　ｒＩＪ １０Ω／口以」−二　　不可 ■ハンダのぬれに関しての評価は、接触角により判定し
た。

接触角　　１０’以下　：　　優 １０〜３００：良 ３０〜８０’：可 ８０’以上　：　　不可 ■接着力についての判定は 接着力　　７　ｋｇ　／　ｍｍ　　以上：　優２゜ ７〜４ｋｇ／＋＋＋ｎ＋　、良 ２゜ ４〜１ｋｇ／ｍ＋ａ　、可 １　ｋｇ　／　ｍｍ　　以下：　不可 とした。

以下に実施例１〜１２及びＮｉ−Ｓｎの拡散層が形成さ
れていない比較例１．Ｎｉシリサイドの拡散層とＮｉ−
Ｓｎの拡散層が形成されていない比較例２を示す。また
、これらの評価結果は第１表に示す。

実施例１ 第３層製ｊ漠：Ｎ１−１５原子％Ｓｉ−２５原子％Ｂ、
　５０００人↓ 熱処理：４００°Ｃ，１時間、真空中 ↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：Ｐｂ−１０屯Ｗ％Ｓｎ、　　ｔｏｏ
ｏｏ人↓ 熱処理＝３００°Ｃ２３０分、真空中 実施例２ 第３層製膜：Ｎｉ−１５原子％Ｓｉ−２５原子％ｒ３．
５０００人↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜、Ｐｂ−１０重ＱＸＳｎ、　　１００
００人↓ 熱処理・３５０℃、１時間、真空中 実施例３ 第３層製膜：Ｎｊ−３５原子％Ｓｉ−１０原子％Ｂ、　
５０００人↓ 熱処理：４５０°Ｃ，１時間、真空中 ↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：Ｐｂ−１０重Ｑ％Ｓｎ、　　１００
００人ハ処理：３００°Ｃ１３０分、真空中 実施例４ 第３層製膜：Ｎｉ−１５原子％Ｓｉ−１０原子％Ｂ、　
５０００人↓ 熱処理：３８０℃、１時間、真空中 Ｐｌ）−８ｎ層製膜：Ｐｂ−１０市Ｈ％Ｓｎ、　　１０
０００人↓ 熱処理＝３００°Ｃ１３０分、真空中 実施例５ 第３層製膜：Ｎｊ−２０原子％Ｓｉ−５原子％Ｂ、　５
０００人↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：Ｐｂ−１０重量％Ｓｎ、　　１００
００人↓ 熱処理：３３０°Ｃ，１時間、真空中 実施例６ 第３層装膜：Ｎｉ−１２原子％Ｓｉ−４原子％Ｂ、　５
０００人↓ 熱処理＝３５０°Ｃ，１時間、真空中 Ｐｂ　−Ｓｎｎ層膜膜　Ｐｂ−１０重ｕ％ｓｎ、　　１
００００人↓ 熱処理、３００℃、３０分、真空中 実施例７ 第３層装膜：Ｎｉ−７原子９６Ｓｉ−７原子％Ｂ、　５
０００人↓ Ｐｂ　−Ｓｎｎ層膜膜Ｐｂ−１０重二％Ｓｎ、　１００
００人↓ 熱処理：３００℃、３０分、真空中 実施例８ 第３層製膜：Ｎｉ−４２原子％Ｓｉ、５０００人↓ 熱処理：４００℃、１時間、真空中 ↓ Ｐｂ−８ｎ層裂膜：Ｐｂ−１０重Ｑ％Ｓｎ、　　１００
００人↓ 熱処理、３００℃、３０分、真空中 実施例９ 第３層製膜：Ｎｌ−２５１皇子％Ｓｔ、５０００人熱処
理＝３５０℃、１時間、真空中 ↓ Ｐｂ　−Ｓｎｎ層膜膜Ｐｂ−１０ｉＴ＋ｆａ％Ｓｎ、　
　１００００人↓ 熱処理＝３００°Ｃ１３０分、真空中 実施例１０ 第３層製膜：Ｎｉ−１５原子％Ｓｉ ↓ 熱処理：３００℃、１時間、真空中 ↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：Ｐｂ−１０重量％Ｓｎ、ｔｏｏｏｏ
入善 熱処理＝３００℃、３０分、真空中 実施例１１ 第３層製膜：Ｎｉ−１５原子％Ｓ！、５０００人↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：Ｐｂ−１０重−％Ｓｎ、　　１００
００人↓ 熱処理＝３００°Ｃ，１時間、真空中 実施例１２ 第３層製膜：　ＦＱ　　５０００人 ↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：　Ｐｂ−１０重ｕ％ｓｎ、　　１０
０００人工 熱処理：３００’Ｃ，１時間、真空中 比較例１ 第３層製膜・Ｎｉ−１５原子％Ｓｉ−１５原子％Ｂ、　
５０００人↓ 熱処理：４００°Ｃ，１時間、真空中 ↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：Ｐｂ−１０重量％Ｓｎ、１００００
人比較例２ 第３層製膜：Ｎ１−１５原子％Ｓｉ−１５原子％１３．
５０００人↓ Ｐｂ−Ｓｎ層製膜：Ｐｂ−１０重量％Ｓｎ、　１０００
０人尚実施例１〜１２の金属績ｉＡ体を１５０°Ｃの大
気中に４週間放置しＮｉ−Ｓｉ、又はＮｉ−Ｓｉ−Ｂ又
はＦｅ層の拡散防止効果をオージェ電子分析により、凋
べたところＳｎの拡散は全く見られず１本発明の実施例
はいずれも高温耐久性を宵することが判った。

また、従来技術との比較例として第３層にＮ１１００％
層（５０００人）を採用したところ、シリサイド形成、
Ｎｉ−Ｓｎ層の形成ノ（に正常であったが、１５０℃の
大気中で１週間放置すると、ＳｎはＮｉ−Ｓｎ層を通過
して未反応Ｎｉ領域に拡散しＮｉシリサイドとＳｉ基板
との界面にまで拡散することがオージェ電子分析によっ
て明らかになった。

尚１本発明の実施例１〜１２の電極に関してその熱的安
定性を１５０°Ｃの大気中にて、放置又は電流の０Ｎ１
０ＦＦをくり返しながら１〜２週ＩＨＩ継続したか、電
極部分のオーミック接触性１層間密也−性ともに全く変
化が見られなかった。これは電極作製時の３００°Ｃ以
上の熱処理履歴により本発明の電極構造が安定化されて
いることによるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金炙積層体の第３層の組成範囲、第２
図は本発明の金属積層体の断面構造（実施例１〜１２）
、第３図は第２図構造に対応するオージェ電子分析結果
の代表例（深さ方向分布）（実施例１〜８）、第４図は
本発明の金属積層体の第１の製造方法、第５図は本発明
の金属積層体の第２の製造方法を示す。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面から順次、Ｓｎ合金から成る第１層と、Ｓｎ
   −Ｎｉ合金又はＳｎ−Ｆｅ合金から成る第２層と、Ｎｉ
   −Ｓｉ若しくはＮｉ−Ｓｉ−Ｂアモルファス合金又はＦ
   ｅ金属から成る第３層と、Ｎｉ−Ｓｉ又はＦｅ−Ｓｉ合
   金から成る第４層と、Ｓｉ基板から成ることを特徴とす
   る金属積層体。
2. （２）上記Ｎｉ−Ｓｉ合金のＳｉ含有量が１０〜５０原
   子％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の金属積層体。
3. （３）上記Ｎｉ−Ｓｉ合金のＳｉ含有量が１０〜２８原
   子％であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の金属積層体。
4. （４）上記Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ合金がＳｉとＢを合計量で１
   ０〜５０原子％含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の金属積層体。
5. （５）上記Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ合金がＳｉとＢを合計量で２
   ８〜５０原子％含み、かつＳｉを１０原子％以上含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の金属積層体
   。
6. （６）上記Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ合金がＳｉとＢを合計量で２
   ０〜２８原子％含み、かつＳｉを１０原子％以上含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の金属積層体
   。
7. （７）上記Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ合金がＳｉとＢを合計量で１
   ０〜２０原子％含み、かつＢを１０原子％以下含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の金属積層体。
8. （８）上記Ｆｅ金属は実質的に不純物を含まないことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属積層体。
9. （９）Ｓｉ基板上にＮｉ−Ｓｉ若しくはＮｉ−Ｓｉ−Ｂ
   アモルファス合金又はＦｅ金属からなる第３層を形成し
   、熱処理によりＳｉ基板と第３層の界面に、Ｎｉ−Ｓｉ
   又はＦｅ−Ｓｉ合金からなる第４層を形成し、その後第
   ３層の表面にＳｎ合金からなる第１層を形成し、熱処理
   により第１層と第３層の界面に、Ｎｉ−Ｓｎ又はＦｅ−
   Ｓｎ合金層からなる第２層を形成することを特徴とする
   金属積層体の製造方法。
10. （１０）Ｓｉ基板上にＮｉ−Ｓｉ若しくはＮｉ−Ｓｉ−
    Ｂアモルファス合金又はＦｅ金属からなる第３層を形成
    し、その表面にＳｎ合金からなる第１層を形成し、その
    後、熱処理により第１層と第３層の界面にＮｉ−Ｓｎ又
    はＦｅ−Ｓｎ合金からなる第２層、および第３層とＳｉ
    基板の界面に、Ｎｉ−Ｓｉ又はＦｅ−Ｓｉ合金層からな
    る第４層を形成することを特徴とする金属積層体の製造
    方法。