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素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法、及び素子電極用の多層膜構造 コモンズ

国内特許コード P03A003353
整理番号 U2001P260
掲載日 2004年1月23日
出願番号 特願2002-130561
公開番号 特開2003-324078
登録番号 特許第3876307号
出願日 平成14年5月2日(2002.5.2)
公開日 平成15年11月14日(2003.11.14)
登録日 平成18年11月10日(2006.11.10)
発明者
  • 安田 幸夫
  • 財満 鎭明
  • 酒井 朗
  • 中塚 理
  • 土屋 義規
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法、及び素子電極用の多層膜構造 コモンズ
発明の概要 ニッケルシリコン系薄膜を作製する際の熱処理温度範囲を拡大し、前記ニッケルシリコン系薄膜を比較的短時間で作製しうるとともに、熱処理温度マージンを拡大し、前記ニッケルシリコン系薄膜の実用的な作製方法を提供する。シリコン基板1上に、公知の成膜手法を用いてゲルマニウム含有薄膜2及びニッケル薄膜3を順次に形成して多層膜構造5を作製する。次いで、この多層膜構造5に対して熱処理を施し、ゲルマニウム含有薄膜2中のシリコン元素及びゲルマニウム元素とニッケル薄膜3中のニッケル元素とを化学的に反応させ、Ni(Si1-yGe)(0≦y≦1)なる組成を有するニッケルシリコン系薄膜6を得る。
従来技術、競合技術の概要
ニッケルシリコン系薄膜は、低抵抗かつ平坦な表面を有することから、電子素子における素子電極として注目されている。前記ニッケルシリコン系薄膜を素子電極などとして用いる場合、従来はシリコン基板上にニッケル薄膜を蒸着、スパッタリング、及びCVDなどの成膜手法を用いて形成した後、前記ニッケル薄膜を含めた前記シリコン基板の全体を所定温度に加熱して熱処理を行い、前記シリコン基板のシリコン元素と前記ニッケル薄膜のニッケル元素との化学的な反応を通じて、前記ニッケルシリコン系薄膜を作製していた。
【0003】
しかしながら、前記ニッケルシリコン系薄膜の作製をより短時間で効率良く行うべく、前述した熱処理温度を例えば750℃以上の高温で行うと、前記ニッケルシリコン系薄膜中のNiSi相が高抵抗かつ低い表面及び界面平坦性を有するNiSi相に相転移してしまう場合があった。したがって、従来の方法によりニッケルシリコン系薄膜を作製する場合は、比較的低い温度で熱処理を行う必要があり、熱処理マージンが低下してしまうという問題があった。この結果、現状においては、素子電極などとして使用することのできる実用的なニッケルシリコン系薄膜の作製技術が確立されていない。
産業上の利用分野
本発明は、素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法及び多層膜構造に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 シリコン基板上にゲルマニウム含有薄膜及びニッケル薄膜を順次に形成して、前記シリコン基板、前記ゲルマニウム含有薄膜、及び前記ニッケル薄膜からなる多層膜構造を作製する工程と、
前記多層膜構造を所定温度に加熱することによって、前記シリコン基板中のシリコン元素と、前記ゲルマニウム含有薄膜中のゲルマニウム元素と、前記ニッケル薄膜中のニッケル元素とが化学的に反応して、前記多層膜構造の上層部分にNi(Si1-yGe)なる組成を有するニッケルシリコン系薄膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする、素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項2】 前記ゲルマニウム含有薄膜中のゲルマニウム含有量が1モル%~100モル%であることを特徴とする、請求項1に記載の素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項3】前記ゲルマニウム含有薄膜はシリコンゲルマニウム混晶膜であることを特徴とする、請求項2に記載の素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項4】 前記ゲルマニウム含有薄膜の厚さが1nm~1000nmであることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一に記載の素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項5】 前記ニッケル薄膜の厚さが1nm~100nmであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一に記載の素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項6】 前記多層膜構造は750℃以上の温度で加熱することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一に記載の素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項7】 前記シリコン基板、前記ゲルマニウム含有薄膜、及び前記ニッケル薄膜の少なくとも一つにおいてn型不純物又はp型不純物を含有させることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一に記載の素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項8】 前記ゲルマニウム含有薄膜中のゲルマニウム含有量が、0.1モル%~50モル%であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一に記載の素子電極用のニッケルシリコン系薄膜の作製方法。
【請求項9】 シリコン基板上にゲルマニウム含有薄膜及びニッケル薄膜を順次に形成して、前記シリコン基板、前記ゲルマニウム含有薄膜、前記ニッケル薄膜からなる多層膜構造であって、
前記多層膜構造が所定温度に加熱されることによって、前記多層膜構造の上層部分に形成されるニッケルシリコン系薄膜を含み、前記ニッケルシリコン系薄膜Ni(Si1-yGeなる組成を有し且つNiSi相を有さないことを特徴とする、素子電極用の多層膜構造。
【請求項10】 前記ゲルマニウム含有薄膜中のゲルマニウム含有量が、0.1モル%~50モル%であることを特徴とする、請求項9に記載の素子電極用の多層膜構造。
【請求項11】 前記ゲルマニウム含有薄膜の厚さが1nm~100nmであることを特徴とする、請求項9又は10に記載の素子電極用の多層膜構造。
【請求項12】 前記ニッケル薄膜の厚さが1nm~100nmであることを特徴とする、請求項9~11のいずれか一に記載の素子電極用の多層膜構造。
【請求項13】 前記シリコン基板及び前記ニッケル薄膜の少なくとも一つn型不純物又はp型不純物を含有していることを特徴とする、請求項9~12のいずれか一に記載の素子電極用の多層膜構造。
【請求項14】 請求項9~13のいずれか一に記載の素子電極用の多層膜構造を用いて作製したことを特徴とする、素子電極。
【請求項15】 請求項14に記載の素子電極を含むことを特徴とする、電子素子。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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