(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英、水晶または石英ガラスよりなる基板上に配線導体層とＣＶＤ法により形成された石英から成る絶縁層とが順次積層された回路基板であって、前記配線導体層は、第１の密着金属層、第１の拡散防止層、主導体層、第２の拡散防止層および第２の密着金属層が順次積層されて成るとともに、前記第１の密着金属層、前記第１の拡散防止層、前記主導体層および前記第２の拡散防止層の両側面が前記第２の密着金属層で覆われていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記絶縁層は前記配線導体層の上面から上方に向かって漸次高密度化されているとともに厚さが０．０５μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記第１および第２の密着金属層がＣｒまたはＴｉの少なくとも1種から成り、前記第１および第２の拡散防止層がＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＲｕまたはＲｈのうち少なくとも1種から成り、前記主導体層がＡｕ、ＡｇまたはＣｕのうち少なくとも1種から成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩ，ＩＣ等の半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載する回路基板に関し、特に液体ヘリウム温度以下で動作するＧｅ：Ｇａ（ガリウムをドープしたゲルマニウム）半導体からなる半導体素子を搭載するのに適した回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＬＳＩ，ＩＣ等の半導体素子を搭載するための回路基板を図２に示す。
【０００３】
図２において、１１はアルミナセラミックス等からなる基板、１２は配線導体層である。この配線導体層１２は４層の金属層より構成され、１２ａはＴｉ層、１２ｂは第１のＰｄ層、１２ｃはＡｕ層、１２ｄは第２のＰｄ層である。１３はポリイミドによって形成された絶縁層、１４は第２のＰｄ層１２の上面の一部に接続された、絶縁層１３上部の配線導体層である。このように、第２のＰｄ層１２ｄを、配線導体層１２と絶縁層１３とを強固に接続するために設けた回路基板が提案されている（従来例１：特公平２−４１１９２号公報参照）。
【０００４】
また、この従来例１に対して、アルミナセラミックス等からなる基板１１に代えてガラス基板を用い、ポリイミドによって形成された絶縁層１３に代えてＳｉＯ2層を用いて、さらに、配線導体層１２の層構成をＣｒ層、Ｃｕ層およびＣｒ層の３層からなる構成にすることによって剥離の発生しない信頼性の高い回路基板を構成することが提案されている（従来例２：特開平７−１７００４３号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、遠赤外光と呼ばれる３０μｍ〜３００μｍ程度の波長領域の電磁波を高感度に検出するためにＧｅ：Ｇａ半導体からなる半導体素子を用いた検出器が開発され、その検出器の動作温度が液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）以下であるため、従来の回路基板では、配線導体層や絶縁層の剥離が発生しない信頼性の高いものを製造することは困難であった。
【０００６】
上記従来例１の回路基板の場合、アルミナセラミックス等からなる基板１１の熱膨張係数（約７×１０-6／℃）と、ポリイミドからなる絶縁層１３の熱膨張係数（約５×１０-5／℃）との差が大きいために、アルミナセラミックス等からなる基板１１と絶縁層１３とが剥がれ易くなるという問題があった。
【０００７】
また、従来例２の回路基板の場合、配線導体層１２上部に形成するＳｉＯ2層からなる絶縁層１３の成膜方法については詳細に言及されていないが、一般に、絶縁層１３を配線導体層１２およびガラス基板に強固に接着するためには、２５０℃以上好ましくは５００℃以上に加熱した状態での成膜処理が必要である。
【０００８】
しかしながら、配線導体層１２の層構成がＣｒ層、Ｃｕ層およびＣｒ層から構成されているため、ＳｉＯ2層の成膜時の熱によって、Ｃｒ層とＣｕ層とが相互拡散し、合金化するため配線導体層１２の導通抵抗が大きくなって、回路基板として使用できなくなったり、また、強固に接着させるためのＣｒ層の密着金属としての作用が弱くなり、配線導体層１２と絶縁層１３との界面または配線導体層１２とガラス基板との界面が剥がれ易くなる問題があった。
【０００９】
さらに、ＳｉＯ2層をスパッタリング法等の比較的低温で成膜する方法によって成膜した場合、配線導体層１２の上部に形成されるＳｉＯ2層は、その層の密度が略一定であり、Ｃｒ層の熱膨張係数約０．８×１０-5／℃と、絶縁層を構成するＳｉＯ2層の熱膨張係数５×１０-7〜６×１０-7／℃との差が大きいので、配線導体層１２や絶縁層１３の剥がれが生じ易いという問題があった。
【００１０】
従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は、液体ヘリウム温度下においても、配線導体層や絶縁層の剥がれ等が発生せず、強固に接着された回路基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路基板は、石英、水晶または石英ガラスよりなる基板上に配線導体層とＣＶＤ法により形成された石英から成る絶縁層とが順次積層された回路基板であって、前記配線導体層は、第１の密着金属層、第１の拡散防止層、主導体層、第２の拡散防止層および第２の密着金属層が順次積層されて成るとともに、前記第１の密着金属層、前記第１の拡散防止層、前記主導体層および前記第２の拡散防止層の両側面が前記第２の密着金属層で覆われていることを特徴とする。
【００１２】
本発明は上記構成により、液体ヘリウム温度下においても、配線導体層や絶縁層の剥がれ等が発生せず、強固に接着された回路基板を提供することができる。また、従来、Ａｕ等から成る主導体層は酸素と結合しにくいため、酸化物である石英から成る絶縁層との密着性が低く、その結果主導体層の側面に絶縁層が形成され難くなっていたのを解消することができる。従って、絶縁層の上部に配線導体層を形成した場合、絶縁層の上部の配線導体層と下部の配線導体層とがショートするのを防止することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、前記絶縁層は前記配線導体層の上面から上方に向かって漸次高密度化されているとともに厚さが０．０５μｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成により、絶縁層の上面付近の密度が均一化され、複数の絶縁層を積層させても熱膨張の差等によりクラックや剥離等が発生しにくいものとなり、絶縁層の密着性が向上する。
【００１５】
また好ましくは、前記第１および第２の密着金属層がＣｒまたはＴｉの少なくとも1種から成り、前記第１および第２の拡散防止層がＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＲｕまたはＲｈのうち少なくとも1種から成り、前記主導体層がＡｕ、ＡｇまたはＣｕのうち少なくとも1種から成ることを特徴とする。
【００１６】
このような構成により、液体ヘリウム温度下においても、配線導体層や絶縁層の剥がれ等が発生せず、強固に接着された回路基板を容易に作製できることとなる。また、主導体層と第１および第２の密着金属層との間に第１および第２の拡散防止層をそれぞれ形成しているため、絶縁層の成膜の際に発生する熱による配線導体層内の相互拡散を抑制することができ、配線導体層の導通抵抗の変化を防ぐことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の回路基板について以下に説明する。図１は本発明の回路基板の断面図であり、回路基板上に搭載される半導体素子については省略してある。同図において、１は石英、水晶または石英ガラスよりなる基板、２は５層の金属層より構成された配線導体層、２ａは第１の密着金属層、２ｂは第１の拡散防止層、２ｃは主導体層、２ｄは第２の拡散防止層、２ｅは第２の密着金属層である。３は石英よりなる絶縁層であり、絶縁層３はＣＶＤ法により形成され、好ましくは配線導体層２の上面から上方に向かって漸次高密度化されているとともに厚さが０．０５μｍ以上である。４は絶縁層３上に形成した配線導体層である。
【００１８】
本発明において、石英、水晶または石英ガラスよりなる基板１は、熱膨張係数が５×１０-7〜６×１０-7／℃で、アルミナセラミックスやソーダガラスの熱膨張係数と比較して小さいので、温度による膨張収縮が小さいという利点がある。また、石英、水晶または石英ガラスは比誘電率が１ＭＨｚ（高周波信号の周波数）で約３．６とアルミナセラミックス製の基板（比誘電率が約１０）の３分の１であり、高周波信号に対して、ノイズなどの原因となる浮遊容量が小さい回路基板を形成することができる点でも好適である。
【００１９】
配線導体層２は、第１の密着金属層２ａ、第１の拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃ、第２の拡散防止層２ｄ、第２の密着金属層２ｅの５層の金属層より構成される。これらの金属層は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法等の薄膜形成法により被着され、フォトリソグラフィ法、エッチング法、リフトオフ法等によりパターン加工される。
【００２０】
第１の密着金属層２ａおよび第２の密着金属層２ｅは、Ｃｒ、Ｔｉの少なくとも1種、あるいは、Ｔａ、ＴｉＮまたはＴａ2Ｎのうちのいずれかから成るのがよく、特にＣｒまたはＴｉがそのパターンの加工性の点から好適である。また、第１の密着金属層２ａおよび第２の密着金属層２ｅの厚さは０．０１〜０．２μｍがよい。０．０１μｍ未満では、密着金属層の密着性が弱く、０．２μｍを超えると成膜時および成膜後の内部応力が大きくなり、剥がれやクラック等の欠陥が経時的に発生し易くなり、信頼性が低下する。また、エッチング法により配線パターンをパターン加工する際に、サイドエッチングが大きくなる点で不適である。
【００２１】
第１の拡散防止層２ｂおよび第２の拡散防止層２ｄは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＲｕまたはＲｈのうち少なくとも1種からなるのがよい。その厚さは０．０５〜１μｍが良い。０．０５μｍ未満では拡散防止性が失われ、１μｍを超えると成膜時および成膜後の内部応力が大きくなり、剥がれやクラック等の欠陥が経時的に発生し易くなり、信頼性が低下する。また、エッチング法により配線パターンをパターン加工する際に、サイドエッチングが大きくなる点で不適である。
【００２２】
主導体層２ｃは、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕのうち少なくとも1種から成るのがよい。その厚さは０．１μｍ以上が良い。０．１μｍ未満では、導通抵抗が大きくなる点で不適である。またＡｕの場合、厚くなると高コスト化となるため、より好ましくは０．５〜２μｍとするのがよい。
【００２３】
本発明において、第１の密着金属層２ａ、第１の拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃおよび第２の拡散防止層２ｄの両側面が第２の拡散防止層２ｄにより覆われているが、これは以下の理由による。
【００２４】
従来、主導体層２ｃとして例えばＡｕを用い、絶縁層３をＴＥＯＳ（Tetra  Ethyl  Ortho  Silicate）−ＣＶＤ法により形成し、さらに絶縁層３の上部に配線導体層４を形成した場合、絶縁層３の下部の配線導体層２と上部の配線導体層４とがショートし易いという問題があった。また、回路基板の製造後の直後にはショートしていなくても、長期信頼性試験をした場合その開始後すぐにショートが発生していた。このようなショートの原因を明らかにするために、ＳＥＭ（Scanning  Eletron  Microscope：走査型電子顕微鏡）によって断面観察を行ったところ、絶縁層３の下部の配線導体層２の両側面の絶縁層３が他の部分に比べて薄くなっていることが判明した。さらに詳しく調べたところ、配線導体層２の主導体層２ｃの両側面に相当する絶縁層３が極端に薄くなっていることが判った。
【００２５】
この原因として、Ａｕは酸素と結合しないため、酸化物である石英の絶縁層３に対しても結合しにくいことから、主導体層２ｃと絶縁層３との密着性が小さくなっていることが考えられる。従って、配線導体層２の両側面、特に主導体層２ｃの両側面に絶縁層３が形成されにくくなり、絶縁層３が薄くなっているものと推察される。これを確認するために、未成膜の基板１の全面にＡｕを成膜したサンプルを作製し、このサンプルの表面にＴＥＯＳ−ＣＶＤ法により石英の絶縁層３を形成したところ、その絶縁層３は成膜装置から取り出した段階で剥がれを生じていることが確認された。
【００２６】
従って、第１の密着金属層２ａ、第１の拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃおよび第２の拡散防止層２ｄの両側面を第２の拡散防止層２ｄにより覆うことにより、配線導体層２の両側面の絶縁層３の薄膜化を防ぎ、絶縁層３の上部の配線導体層４と下部の配線導体層２とのショートを防止するという作用効果を有するものとなる。
【００２７】
なお、第１の密着金属層２ａ、第１の拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃおよび第２の拡散防止層２ｄの両側面は、その配線の線路方向（長手方向）に平行な端面に相当する。
【００２８】
これらの第１および第２の密着金属層２ａ，２ｅ、第１および第２の拡散防止層２ｂ，２ｄ、主導体層２ｃは以下のように形成される。まず、公知の２層レジスト法により、基板１の主面の配線導体層２形成部以外の部分にレジスト層を塗布形成し、その後、基板１のレジスト層を形成した主面全体にスパッタリング法、蒸着法、メッキ法等の薄膜形成法により第１の密着金属層２ａ、第１の拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃ、第２の拡散防止層２ｄ、第２の密着金属層２ｅを順次積層させる。次に、レジスト剥離液に基板１を浸漬させ、余分なレジスト層をリフトオフすることにより、所定のパターンの配線導体層２が形成される。
【００２９】
その後、さらに第２の密着金属層２ｅを基板１の配線導体層２が形成された主面の全体に、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法等の薄膜形成法により被着させる。次に、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により、第２の密着金属層２ｅをパターン加工する。このとき、被着形成された第２の密着金属層２ｅのパターン幅を、先に形成された配線導体層２のパターン幅に対して１〜２０μｍ程度大きくすることによって、配線導体層２の両側面を第２の密着金属層２ｅで覆うことができる。第２の密着金属層２ｅのパターン幅が配線導体層２のパターン幅に対して１μｍよりも小さいと、先に形成された配線導体層２とそれを覆うための第２の密着金属層２ｅとに僅かな位置ずれが生じただけでも、第２の密着金属層２ｅが配線導体層２の両側面をカバーするのが困難になる。これは、一般に回路基板上の配線導体の位置ずれは１〜３μｍ程度発生し易く、高精度の装置を使用しても１μｍ程度のずれが発生し易いためである。
【００３０】
第２の密着金属層２ｅのパターン幅が配線導体層２のパターン幅に対して２０μｍよりも大きいと、配線全体の幅が大きくなり過ぎて微細な配線を形成することが困難になる。
【００３１】
なお、上記の配線導体層２の加工形成法では、第２の密着金属層２ｅが２層形成されるが、下層側の第２の密着金属層２ｅは被着させなくてもよい。また、下層側の第２の密着金属層２ｅを被着させてそれをエッチング法により完全に取り除くこともでき、またその際第２の密着金属層２ｅの表層部分を取り除いてもよい。
【００３２】
また、本発明においては、配線導体層２のパターン加工は上記の２層レジスト法に限らず、３層レジスト法、画像反転レジスト法等によって行ってもよい。また、公知のフォトリソグラフィ法、エッチング法によって配線導体層２のパターン加工を行ってもよい。
【００３３】
また、基板１の配線導体層２が形成される主面に逆スパッタリング処理を施して、その主面の不要な付着物を除去することにより、配線導体層２の密着性、形成安定性を向上させ、高周波信号の伝送損失等の劣化が少なく、電気的特性の安定した回路基板を作製できる。
【００３４】
配線導体層２を形成した後、石英から成る絶縁層３をＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition：化学気相成長法）法により形成する。ＣＶＤ法には、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法またはＴＥＯＳ（Ｔetra  Ethyl  Ortho  Silicate）−ＣＶＤ法などがあり、いずれの手法を用いても構わないが、基板１を成膜時に２５０℃以上の温度に加熱した方が好ましい。加熱成膜することで、基板１と絶縁層３との密着がより強固になる。
【００３５】
さらに、配線導体層２上部の絶縁層３に関しては、配線導体層２と石英よりなる絶縁層３とでは、熱膨張の差が大きく、クラックが生じたり、剥がれが生じたりするため、配線導体層２の上部に密度の低い石英を形成し、上方に向かって高密度化する。例えば、配線導体層２上にＴＥＯＳ−ＣＶＤ法で石英から成る絶縁層３を形成する場合、基板１温度を成膜中に変えることによってその密度を変えることができる。具体的には、成膜開始時の基板１温度を約２５０℃に設定し、成膜中に基板１温度を２５０〜６００℃程度の範囲で徐々に上昇させる。このように、配線導体層２の上面付近に低密度の石英を形成することで、配線導体層２と絶縁層３との熱膨張差によって生じるストレスを逃がすことが可能となり、クラックや剥がれのない信頼性の高い回路基板を作製することができる。
【００３６】
例えば、配線導体層２の最上層である第２の密着金属層２ｅとしてＣｒを用いた場合、Ｃｒの原子配列に対して石英（ＳｉＯ2）の各元素の配列を一部欠落するように積層させることにより、熱膨張差によって生じるストレス（応力）を緩和することができ、第２の密着金属層２ｅの上部の絶縁層３にクラックや剥がれが発生しにくい信頼性の高い回路基板を作製し得る。
【００３７】
石英から成る絶縁層３の密度の差は、例えば、以下のような光学的手法によって分析できる。絶縁層３を成膜する際に、同じ成膜装置内にモニタ基板を設置し、絶縁層３を０．０１μｍ形成後、モニタ基板を取り出し、エリプソメータにより屈折率を測定することによって、絶縁層３の密度を定量化することができる。酸化層の場合、例えば、屈折率が低いと多孔質の密度の低い層となっていることがわかる。
【００３８】
さらに、０．０５μｍ、０．１μｍ、１μｍおよび５μｍと、それぞれの厚みで形成後、モニタ基板の屈折率を測定することで、絶縁層３が配線導体層２の上面から上方に向かって高密度化していることを確認できる。
【００３９】
配線導体層２の上部の絶縁層３の厚さは０．０５μｍ以上とするのがよく、０．０５μｍ未満では、絶縁層３の最上部付近の密度が石英のそれ（密度約２．２ｇ／ｃｍ3）になっておらず、基板１との界面付近の絶縁層３の密度より低い状態となっている。言い換えると、絶縁層３の最上部付近の密度が均一になっていない。そのため、複数の絶縁層３を積層した場合、熱膨張の差等によりクラックや剥離等が生じやすくなる。
【００４０】
また、配線導体層２の上部の絶縁層３の厚さは０．５〜５μｍがより好ましく、０．５μｍ未満では、配線導体層２の側端部のカバレッジが十分でなく、絶縁層３の上部に新たな配線導体層４を形成した場合、ショートし易くなる。５μｍを超えると成膜時および成膜後の内部応力が大きくなり、剥がれやクラック等の欠陥が経時的に発生し易くなり、信頼性が低下する。また、エッチング法により絶縁層３にスルーホール加工する際に、サイドエッチングが大きくなる点で不適である。
【００４１】
このような本発明の回路基板は、放射線に対する劣化が小さい、石英、水晶または石英ガラスからなる基板、および同様の石英から成る絶縁層より構成されているため、通信衛星、天体観測衛星、気象観測衛星等に搭載された場合、宇宙線等の放射線に対する劣化が小さく長寿命のものとなる。
【００４２】
【実施例】
本発明の実施例を以下に説明する。
【００４３】
（実施例１）
図１の回路基板を以下の工程［１］〜［８］により作製した。
【００４４】
［１］基板１として、寸法が縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ１ｍｍで石英からなるものを用意し、基板１を洗浄後、２層レジスト法により、フォトレジスト加工を行った。
【００４５】
［２］表１に示すように、このフォトレジスト加工面に真空蒸着法により、第１の密着金属層２ａ（Ｔｉ）、第１の拡散防止層２ｂ（ＰｔまたはＰｄ）、主導体層２ｃ（Ａｕ）、第２の拡散防止層２ｄ（Ｐｔ，Ｐｄ，ＮｉまたはＲｕ）、第２の密着金属層２ｅ（ＴｉまたはＣｒ）を順次積層させ、各種サンプルとした。これらの厚さは、第１の密着金属層２ａが０．１μｍ、第１の拡散防止層２ｂが０．１μｍ、主導体層２ｃが１μｍ、第２の拡散防止層２ｄが０．０５〜０．３μｍ、第２の密着金属層２ｅが０．０５μｍまたは０．１μｍであった。
【００４６】
［３］レジスト剥離液に基板１を浸漬させ、余分なレジスト層をリフトオフすることにより、所定のパターンの配線導体層２を形成させた。
【００４７】
［４］基板１の配線導体層２の形成面を逆スパッタリング処理した後、スパッタリング法により、さらに０．０５μｍの厚さの第２の密着金属層２ｅを被着させた。
【００４８】
［５］フォトリソグラフィ法およびエッチング法により、第２の密着金属層２ｅのパターン加工を行った。第２の密着金属層２ｅのパターン幅を、先に形成した、第１の密着金属層２ａ、第１の拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃ、第２の拡散防止層２ｄ、および第２の密着金属層２ｅのパターン幅より５μｍ大きくするすることにより、第１の密着金属層２ａ、第１の拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃ、第２の拡散防止層２ｄ、および第２の密着金属層２ｅの両側面を覆うことができた。
【００４９】
［６］石英から成る絶縁層３は、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法により形成し、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により電気導通を取るための穴開け加工を行った。
【００５０】
［７］穴開け加工を行った部分には、配線導体層２の最上層の第２の密着金属層２ｅが露出しており、その第２の密着金属層２ｅの露出部のみをエッチング法により除去した。
【００５１】
［８］絶縁層３のさらに上面に配線導体層４として、厚さ０．１μｍのＣｒ層と厚さ１μｍのＡｕ層を真空蒸着法により順次積層させ、フォトリソグラフィ法およびエッチング法によりパターン加工した。
【００５２】
上記実施例で作製した回路基板（サンプル番号１〜１７）と、配線導体層２の第２の拡散防止層２ｄおよび／または第２の密着金属層２ｅを形成しておらず、さらに上記工程［４］，［５］を実施していないこと以外は上記実施例と同様にして作製した比較例の回路基板（サンプル番号１８〜２０）について、導通抵抗の変化および密着性に関して以下のような評価を行った。
【００５３】
（導通抵抗の変化の評価）３０ｍｍの長さの配線導体層２を加工後、電気抵抗値を測定し、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法により形成した石英から成る絶縁層３を除去し、再度電気抵抗値を測定し、その変化率を評価した。電気抵抗値の変化率が１．０％未満は良好であり◎、１．０％以上３．０％未満は概ね使用可能であるので○、３．０％以上５．０％未満は使用可能な場合もあるので△、５．０％以上は殆ど使用困難なため×とした。
【００５４】
（密着性の評価）絶縁層３の上面に形成した配線導体層４パターンに、Ａｕワイヤによるワイヤボンディングを１０箇所行い、これを垂直方向に引っ張り、破断のモードによって評価した。Ａｕワイヤに破断が生じたモードの場合○、１箇所でもＡｕワイヤ以外の部分で破断した場合×とした。
【００５５】
２０種類のサンプルの構成と、上記２種類の評価結果をまとめたものを表１に示す。比較例であるサンプル番号１８〜２０のものでは、抵抗値の変化および密着性に問題があることが明らかになった。
【００５６】
【表１】
0004355090.tif 000002
【００５７】
（実施例２）
第１の密着金属層２ａ（Ｔｉ）、第１の拡散防止層２ｂ（Ｐｄ）、主導体層２ｃ（Ａｕ）、第２の拡散防止層２ｄ（Ｐｄ）、第２の密着金属層２ｅ（Ｃｒ）を順次積層させ、これらの厚さについては、第１の密着金属層２ａが０．１μｍ、第１の拡散防止層２ｂが０．１μｍ、主導体層２ｃが１μｍ、第２の拡散防止層２ｄが０．１μｍ、第２の密着金属層２ｅが０．０５μｍであるものを、上記工程［１］，［２］，［３］，［６］〜［８］により作製したものを比較例２１とした。
【００５８】
また、上記比較例２１の層構成の配線導体層２について、上記工程［１］〜［８］を施して作製したものを実施例２とした。
【００５９】
この実施例２の回路基板Ａと比較例２１の回路基板Ｂとについて、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で断面観察を行った。
【００６０】
回路基板Ａでは、配線導体層２の側面に形成された絶縁層３の厚さは１．２μｍ程度であり、配線導体層２の上面に形成された絶縁層３の厚さ１．４μｍ程度とほぼ同じ厚さになっていることが確認された。
【００６１】
一方、回路基板Ｂでは、配線導体層２の側面に形成された絶縁層３の厚さは、主導体層２ｃの側面で０．５μｍ程度とかなり薄くなっていることが確認された。このように、絶縁層３が部分的に薄くなっていると、最も薄い部分から絶縁破壊が進行し、また配線導体層２と配線導体層４とが絶縁層３の薄い部分を通じてショートし易くなる。従って、本実施例２の回路基板Ａは絶縁破壊、ショートが発生しないという点で優れていることが判った。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、石英、水晶または石英ガラスよりなる基板上に配線導体層とＣＶＤ法により形成された石英から成る絶縁層とが順次積層された回路基板であって、配線導体層は、第１の密着金属層、第１の拡散防止層、主導体層、第２の拡散防止層および第２の密着金属層が順次積層されて成るとともに、第１の密着金属層、第１の拡散防止層、主導体層および第２の拡散防止層の両側面が第２の密着金属層で覆われていることにより、液体ヘリウム温度以下の環境においても、基板と絶縁層とが熱膨張係数が小さくかつ類似の材料により形成されているため、基板と絶縁層との界面より剥がれにくくなる。また、配線導体層は主導体層の上下層に拡散防止層を形成しているため、絶縁層を形成する際の熱による主導体層と密着金属層との相互拡散を防止する。これにより、配線導体層の抵抗値の変化を抑制し、かつ密着金属層の密着性を確保する。さらに、石英、水晶または石英ガラスの比誘電率は小さいため、高周波信号に対してノイズの原因となる浮遊容量を小さくできる。また、主導体層の側面に絶縁層が形成され難くなっていたのを解消することができ、絶縁層の上部に配線導体層を形成した場合、絶縁層の上部の配線導体層と下部の配線導体層とがショートするのを防止することができる。
【００６４】
好ましくは、絶縁層は配線導体層の上面から上方に向かって漸次高密度化されているとともに厚さが０．０５μｍ以上であることにより、配線導体層の上面付近に密度の低い石英を形成し、上方に向かって高密度化しているため、配線導体層と絶縁層との熱膨張の差に起因するクラックや膜剥がれが生じにくくなる。
【００６５】
また好ましくは、第１および第２の密着金属層がＣｒまたはＴｉの少なくとも1種から成り、第１および第２の拡散防止層がＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＲｕまたはＲｈのうち少なくとも1種から成り、主導体層がＡｕ、ＡｇまたはＣｕのうち少なくとも1種から成ることにより、液体ヘリウム温度下においても、配線導体層や絶縁層の剥がれ等が発生せず、強固に接着された回路基板を容易に作製できることとなる。また、主導体層と第１および第２の密着金属層との間に第１および第２の拡散防止層をそれぞれ形成しているため、絶縁層の成膜の際に発生する熱による配線導体層内の相互拡散を抑制することができ、配線導体層の導通抵抗の変化を防ぐことができる。
【００６６】
また、本発明の回路基板は、通信衛星、天体観測衛星、気象観測衛星等に搭載された場合、石英、水晶または石英ガラスからなる基板および石英から成る絶縁層より構成されるので、宇宙線等の放射線に対する劣化が小さく長寿命のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回路基板の断面図である。
【図２】従来の回路基板の断面図である。
【符号の説明】
１：基板
２：配線導体層
２ａ：第１の密着金属層
２ｂ：第１の拡散防止層
２ｃ：主導体層
２ｄ：第２の拡散防止層
２ｅ：第２の密着金属層
３：絶縁層
４：配線導体層
【図１】
0004355090.tif 000003
【図２】
0004355090.tif 000004