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Ag合金濺射靶及Ag合金膜的制造方法與流程

文檔序號:11141523閱讀:1227來源:國知局
Ag合金濺射靶及Ag合金膜的制造方法與制造工藝

本發明涉及一種用于形成Ag合金膜的Ag合金濺射靶及Ag合金膜的制造方法,所述Ag合金膜能夠適用于例如顯示器或LED等的反射電極膜、觸控面板等的配線膜或透明導電膜等中。

本申請主張基于2015年2月27日于日本申請的專利申請2015-037949號、及2016年2月2日于日本申請的專利申請2016-017804號的優先權,并將其內容援用于此。



背景技術:

在觸控面板或太陽能電池、有機EL元件等的電子器件中形成有圖案化的導電膜(配線膜),作為這些導電膜(配線膜)廣泛使用電阻值較低的Ag膜及Ag合金膜。

然而,Ag及Ag合金根據制造工藝及使用中的環境的溫度及濕度、進一步因Cl等引起的污染等,存在光學特性和電特性容易變差的問題。

因此,專利文獻1中提出有能夠進行改善了耐環境性的Ag合金膜的成膜的Ag合金濺射靶。

該專利文獻1中,通過適量添加Sb及Mg來實現耐環境性的提高。

專利文獻1:日本特開2014-159628號公報(A)

然而,近年來在顯示器、LED、觸控面板、有機EL元件等中逐漸推進電極圖案及配線圖案的微細化。其中,由于Ag容易發生所謂的離子遷移現象,因此在微細化的電極圖案及配線圖案中,施加電力時有可能發生短路。因此,要求耐離子遷移性尤其優異的Ag合金膜。



技術實現要素:

本發明是鑒于前述情況而完成的,其目的在于提供一種能夠進行耐環境性(耐濕熱性)及耐離子遷移性優異的Ag合金膜的成膜的Ag合金濺射靶、及使用該Ag合金濺射靶的Ag合金膜的制造方法。

為了解決上述課題,本發明的一方式的Ag合金濺射靶(以下稱作“本發明的Ag合金濺射靶”)的特征在于,所述Ag合金濺射靶為如下組分:以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S,且剩余部分由Ag及不可避免的雜質構成。

根據本發明的Ag合金濺射靶,以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,因此,提高成膜后的Ag合金膜的潤濕性,并能夠抑制膜的凝聚。由此,能夠提高濕熱環境下的特性的穩定性,并且能夠提高耐離子遷移性。

并且,本發明的Ag合金濺射靶中,進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S,因此,在成膜后的Ag合金膜的表面上形成硫化銀,可進一步提高耐離子遷移性。

在此,本發明的Ag合金濺射靶中,優選以總計1.0原子%以上且10.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Ti、Sn中的兩種以上的元素。

此時,含有選自Cu、Ti、Sn中的兩種以上的元素,因此,進一步提高成膜后的Ag合金膜的潤濕性,且能夠抑制膜的凝聚,由此,能夠將Ag合金膜的電導性維持在較高的水平的同時提高耐離子遷移性。

并且,本發明的Ag合金濺射靶中,優選以總計0.1原子%以上的范圍含有標準電極電位高于Ag的一種以上金屬元素,且所述標準電極電位高于Ag的一種以上金屬元素與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計在15.0原子%以下的范圍內。

此時,通過在Ag中添加標準電極電位較高的金屬元素來提升合金化的Ag的標準電極電位,并通過抑制Ag的離子化,能夠進行進一步提高耐離子遷移性的Ag合金膜的成膜。

而且,本發明的Ag合金濺射靶中,優選所述不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量為100質量ppm以下。

此時,硫化物的生成自由能較低的元素即Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量為100質量ppm以下,因此,通過S(硫)與這些元素進行反應來抑制S的消耗,能夠可靠地在成膜后的Ag合金膜的表面上形成硫化銀,從而能夠進行可靠地提高了耐離子遷移性的Ag合金膜的成膜。并且,能夠抑制因上述元素的硫化物而導致在濺射時產生異常放電和飛濺。

并且,本發明的Ag合金濺射靶中,優選所述不可避免的雜質中Na、Si、V、Cr的總含量為100質量ppm以下。

此時,由于對Ag的固溶度較小的元素即Na、Si、V、Cr的總含量為100質量ppm以下,因此,能夠抑制這些元素富集在晶界等或形成化合物的現象,并且能夠可靠地抑制濺射時的異常放電的產生。

本發明的另一方式的Ag合金膜的制造方法(以下稱作“本發明的Ag合金膜的制造方法”)的特征在于,通過上述Ag合金濺射靶而進行成膜。

根據該結構的Ag合金膜的制造方法,所得到的Ag合金膜中含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,因此,抑制膜的凝聚,提高耐濕熱性及耐離子遷移性。并且,通過在Ag合金膜的表面上形成硫化銀,從而能夠大幅提高耐離子遷移性。

根據本發明,能夠提供一種可進行耐環境性(耐濕熱性)及耐離子遷移性優異的Ag合金膜的成膜的Ag合金濺射靶、及使用該Ag合金濺射靶的Ag合金膜的制造方法。

附圖說明

圖1A為表示在實施例中進行離子遷移評價的結果的一例的圖,并表示本發明例25的結果。示出了與用灰色表示的三個基板對應的區域、及與用白色表示的兩個Ag合金膜對應的區域。

圖1B為表示在實施例中進行離子遷移評價的結果的一例的圖,并表示比較例14的結果。示出了與用灰色表示的三個基板對應的區域、及與用白色表示的兩個Ag合金膜對應的區域。

具體實施方式

以下,對本發明的一實施方式的Ag合金濺射靶、及Ag合金膜的制造方法進行說明。

本實施方式的Ag合金濺射靶為進行Ag合金膜的成膜時所使用的濺射靶。其中,通過本實施方式的Ag合金膜的制造方法而得到的Ag合金膜,作為例如觸控面板或太陽能電池、有機EL元件等的電子器件的導電膜及配線膜而使用。

<Ag合金濺射靶>

本實施方式的Ag合金濺射靶為如下組分:以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S,且剩余部分由Ag及不可避免的雜質構成,或者該Ag合金濺射靶為如下組分:具有上述組分,并且為以0.1原子%以上的范圍含有標準電極電位高于Ag的一種以上金屬元素,且標準電極電位高于Ag的一種以上金屬元素與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計在15.0原子%以下的范圍內,剩余部分由Ag及不可避免的雜質構成。另外,S(硫)以硫化銀(Ag2S)分散在靶中。并且,在Ag合金濺射靶中,銀的平均晶體粒徑在20μm以上且200μm以下的范圍內。

另外,本實施方式中,所述不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量為100質量ppm以下。

而且,本實施方式中,所述不可避免的雜質中Na、Si、V、Cr的總含量為100質量ppm以下。

以下,對如上所述規定本實施方式的Ag合金濺射靶的組分的理由進行說明。

(Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量:0.1原子%以上且15.0原子%以下)

上述Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti這種元素在成膜后的Ag合金膜中對銀原子具有釘扎效果,并且具有抑制因熱或電化學反應而引起的膜的凝聚及移動的作用效果。由此,提高Ag合金膜的耐濕熱性及耐離子遷移性。

在此,選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素的總含量小于0.1原子%時,有可能無法完全發揮上述作用效果。另一方面,若選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素的總含量大于15.0原子%,則成膜后的Ag合金膜的電阻上升,有可能導致導電性降低。

根據這種理由,本實施方式中將Ag合金濺射靶中的選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素的總含量設定在0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍內。

另外,為了通過抑制膜的凝聚來可靠地提高耐濕熱性及耐離子遷移性,優選將選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素的總含量的下限設為0.2原子%以上,進一步優選設為1.0原子%以上。

并且,為了可靠地確保成膜后的Ag合金膜的導電性,優選將選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素的總含量的上限設為10.0原子%以下,進一步優選設為5.0原子%以下。

而且,為了將成膜后的Ag合金膜的導電性可靠地維持在較高的水平,優選以總計1.0原子%以上且10.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Ti、Sn中的兩種以上的元素。

(S:0.5原子ppm以上且200原子ppm以下)

S(硫)濃集在成膜后的Ag合金膜的表面上并在Ag合金膜的最表面上形成較薄的硫化銀被膜,具有大幅提高耐離子遷移性的作用效果。

在此,S的含量小于0.5原子ppm時,有可能無法完全發揮上述作用效果。另一方面,若S的含量大于200原子ppm,則有可能使Ag合金膜的光學特性和電特性變差。并且,靶內存在過多的硫化銀,有可能在濺射時容易產生異常放電。

根據這種理由,本實施方式中將Ag合金濺射靶中的S的含量設定在0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍內。

另外,為了通過可靠地在Ag合金膜的最表面上形成硫化銀被膜來可靠地提高耐離子遷移性,優選將S的含量的下限設為1原子ppm以上,進一步優選設為5原子ppm以上。

并且,為了可靠地抑制Ag合金膜的光學特性和電特性的變差,并且抑制異常放電的產生,優選將S的含量的上限設為100原子ppm以下,進一步優選設為50原子ppm以下。

(標準電極電位高于Ag的金屬元素的總含量:0.1原子%以上且標準電極電位高于Ag的金屬元素的總含量與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計為15.0原子%以下)

上述標準電極電位高于Ag的金屬元素(Pd、Pt、Au)具有通過與Ag合金化來提升Ag合金的標準電極電位的效果。因此,通過抑制Ag的離子化而能夠進一步提高耐離子遷移性。另外,通過抑制Ag的離子化的效果,也能夠抑制因Cl引起的對Ag的電化學性腐蝕反應。

在此,上述標準電極電位高于Ag的金屬元素的總含量小于0.1原子%時,有可能無法完全發揮上述作用效果。另一方面,若上述標準電極電位高于Ag的金屬元素的總含量與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計大于15.0原子%,則成膜后的Ag合金膜中電阻上升,有可能導致導電性下降。

根據這種理由,本實施方式中將Ag合金濺射靶中的標準電極電位高于Ag的一種以上的金屬元素的總含量設定在0.1原子%以上,且將該標準電極電位高于Ag的一種以上的金屬元素的總含量與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計設定在15.0原子%以下的范圍內。

另外,為了提高Ag合金的標準電極電位并進一步提高耐離子遷移性,優選將標準電極電位高于Ag的金屬元素的總含量的下限設為0.5原子%以上,進一步優選設為1.0原子%以上。

并且,為了可靠地確保成膜后的Ag合金膜的導電性,優選將標準電極電位高于Ag的金屬元素的總含量的上限與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計設為10.0原子%以下,更優選設為5.0原子%以下。

(Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量:100質量ppm以下)

不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co這種元素的硫化物生成自由能較低,因此,與S(硫)進行反應后容易形成硫化物。因此,導致S(硫)被消耗,從而抑制在Ag合金膜的最表面上形成硫化銀被膜,有可能無法充分提高耐離子遷移性。

根據這種理由,本實施方式中,在Ag合金濺射靶中,不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量限制在100質量ppm以下。

另外,為了抑制這些元素的硫化物的形成并可靠地形成硫化銀被膜來提高耐離子遷移性,優選將不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量設為50質量ppm以下,進一步優選設為10質量ppm以下。

(Na、Si、V、Cr的總含量:100質量ppm以下)

不可避免的雜質中Na、Si、V、Cr這種元素對Ag的固溶度較小,因此,偏析于Ag合金濺射靶的晶界,例如與氧進行反應后形成氧化物。Ag合金濺射靶中存在氧化物,由此,有可能在濺射中產生異常放電及飛濺。并且,Na、Si、V、Cr這種元素在成膜后的Ag合金膜中也容易偏析于晶界,且在濕熱環境下這些元素氧化而Ag合金膜的結晶性降低,從而有可能降低耐環境性。

根據這種理由,本實施方式中,在Ag合金濺射靶的不可避免的雜質中Na、Si、V、Cr的總含量限制在100質量ppm以下。

另外,為了進一步抑制異常放電次數,優選將不可避免的雜質中Na、Si、V、Cr的總含量設為50質量ppm以下,進一步優選設為10質量ppm以下。

<Ag合金濺射靶的制造方法>

接著,對本實施方式所涉及的Ag合金濺射靶的制造方法進行說明。

首先,作為熔化原料準備純度99.9質量%以上的Ag、及純度99.9質量%以上的Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti,進一步作為標準電極電位高于Ag的金屬元素,準備純度99.9質量%以上的Pd、Pt、Au。另外,S(硫)使用純度99.9質量%以上的硫化銀(Ag2S)。

在此,降低不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量、及Na、Si、V、Cr的總含量時,通過ICP分析等來分析Ag原料中所含的這些元素,并進行分選后使用。另外,為了可靠地降低不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量、及Na、Si、V、Cr的總含量,優選用硝酸或硫酸等浸出Ag原料后,使用規定的Ag濃度的電解液來進行電解精煉。

稱量出分選后的Ag原料、添加元素(Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti、Pd、Pt、Au)及硫化銀,以使其成為規定組分。接著,在熔化爐中,在高真空或惰性氣體氣氛下熔化Ag,將所得到的熔融液中添加規定量的添加元素及硫化銀。之后,在真空或惰性氣體氣氛中進行熔化,從而制作出如下組分的Ag合金鑄錠:以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S,剩余部分由Ag及不可避免的雜質構成;及以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,進一步以總計0.1原子%以上的范圍含有標準電極電位高于Ag的一種以上金屬元素(Pd、Pt、Au),且該標準電極電位高于Ag的一種以上金屬元素(Pd、Pt、Au)與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計在15.0原子%以下的范圍內,進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S,且剩余部分由Ag及不可避免的雜質構成。

通過對所得到的Ag合金鑄錠進行冷軋及熱處理之后,進行機械加工來制造出本實施方式所涉及的Ag合金濺射靶。另外,Ag合金濺射靶的形狀并無特別限定,可以為圓板型、角板型,也可以為圓筒型。

<Ag合金膜的制造方法>

本實施方式的Ag合金膜的制造方法使用上述本實施方式的Ag合金濺射靶而進行成膜。對通過該制造方法成膜得到的Ag合金膜的膜厚并無特別限制,但用作透明導電膜時,優選將該Ag合金膜的膜厚設為5nm以上且20nm以下的范圍,用作導電膜及配線膜時,優選將該Ag合金膜的膜厚設為5nm以上且500nm以下的范圍。

并且,用作反射膜時,優選將該Ag合金膜的膜厚設在80nm以上且500nm以下的范圍內。

該Ag合金膜中,硫化銀(Ag2S)作為被膜形成于該Ag合金膜的最表面,且該硫化銀被膜作為保護膜發揮作用,從而提高耐離子遷移性。

另外,本實施方式所涉及的Ag合金膜的制造方法中,進行Ag合金膜的成膜時,優選應用磁控濺射方式,作為電源可選擇直流(DC)電源、高頻(RF)電源、中頻(MF)電源、交流(AC)電源中的任一個。

作為成膜的基板,能夠使用玻璃板或箔、金屬板或箔、樹脂板或樹脂薄膜等。并且,對于成膜時的基板的配置,能夠采用靜止對置方式或直列方式等。

根據如上構成的本實施方式的Ag合金濺射靶,以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,因此在成膜后的Ag合金膜中,潤濕性提高而抑制膜的凝聚,從而提高耐濕熱性。具體而言,在濕熱環境下能夠抑制Ag合金膜的光學特性及電特性的降低。

并且,本實施方式的Ag合金濺射靶中,進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S,因此在所成膜的Ag合金膜的最表面上形成硫化銀被膜,能夠大幅提高耐離子遷移性。因此,也可適用于微細化的配線圖案及電極圖案。

并且,本實施方式的Ag合金濺射靶中,以總計0.1原子%以上的范圍含有標準電極電位高于Ag的金屬元素,且該標準電極電位高于Ag的金屬元素與Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量的合計在15.0原子%以下的范圍內,因此,在成膜后的Ag合金膜中,Ag合金的標準電極電位提高并抑制Ag的離子化,從而能夠進一步提高耐離子遷移性。

并且,本實施方式的Ag合金濺射靶中,將不可避免的雜質中硫化物生成自由能較低的Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量限制在100質量ppm以下,因此,能夠抑制這些元素形成硫化物,并在可靠地成膜的Ag合金膜的最表面上形成硫化銀被膜,從而能夠提高耐離子遷移性。并且,能夠抑制因上述元素的硫化物而引起的濺射時的異常放電及飛濺的產生,從而能夠穩定地進行成膜。

另外,本實施方式的Ag合金濺射靶中,將不可避免的雜質中對Ag的固溶度較小的元素即Na、Si、V、Cr的總含量限制在100質量ppm以下,因此,能夠抑制這些元素偏析于晶界而生成氧化物,從而能夠抑制濺射時的異常放電和飛濺的產生。

并且,成膜的Ag合金膜中,也抑制這些元素偏析于晶界,從而能夠抑制Ag合金膜的耐環境性下降。

由于本實施方式的Ag合金膜的制造方法通過上述本實施方式的Ag合金濺射靶而進行成膜,因此成膜后的Ag合金膜的耐濕熱性優異,且在濕熱環境下也能夠使光學特性及電特性穩定化。并且,該Ag合金膜的耐離子遷移性尤其優異,因此,即使在形成微細的配線圖案及電極圖案的情況下,也能夠抑制配線之間發生短路。

另外,本實施方式中,作為添加S的原料,使用硫化銀,因此能夠以較好的成品率添加S,并能夠以較高的精確度調整S的含量。

并且,本實施方式中,用硝酸或硫酸等浸出Ag原料后,使用規定的Ag濃度的電解液進行電解精煉,因此,Ag原料中的雜質量減少,可制造出如上所述限制了不可避免的雜質量的Ag合金濺射靶。

以上,對本發明的實施方式進行了說明,但本發明并不限于此,在不脫離其發明的技術思想的范圍內可進行適當變更。

例如,本實施方式中,對將成膜后的Ag合金膜用作例如觸控面板或太陽能電池、有機EL元件等的電子器件的導電膜及配線膜的情況進行了說明,但并不限于此,也可用于其它用途。

并且,對于Ag合金膜的膜厚,不受本實施方式的限定而根據使用用途可進行適當變更。

而且,本實施方式中,對將不可避免的雜質中Y、Nd、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量限制在100質量ppm以下、進一步將不可避免的雜質中Na、Si、V、Cr的總含量限制在100質量ppm以下的情況進行了說明,但并不限于此,只要以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素,進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S即可。此時,無需嚴格地進行Ag原料的分選。

實施例

以下,對為了確認本發明的有用性而進行的確認實驗的結果進行說明。

<Ag合金濺射靶>

首先,作為熔化原料,準備純度99.9質量%以上的Ag、純度99.9質量%以上的Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti,進一步作為標準電極電位高于Ag的金屬元素,準備純度99.9質量%以上的Pd、Pt、Au。而且,準備純度99.9質量%以上的硫化銀(Ag2S)。

在此,為了減少雜質元素的含量,采用了用硝酸或硫酸浸出Ag原料后,使用規定的Ag濃度的電解液來進行電解提純的方法。對通過該提純方法讓這些雜質減少的Ag原料進行基于ICP法的雜質分析,并將Y、Nd、Ti、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量為100質量ppm以下、及Na、Si、V、Cr的總含量為100質量ppm以下的Ag原料作為濺射靶的制造原料。

稱量出分選后的Ag原料和所要添加的Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti、Pd、Pt、Au及硫化銀(Ag2S),以使其成為規定的組分。接著,在高真空或惰性氣體氣氛中熔化Ag,在所得到的Ag熔融液中添加Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti、Pd、Pt、Au及硫化銀(Ag2S),并在真空或惰性氣體氣氛中進行熔化。之后,將其澆鑄在鑄模中,制造Ag合金鑄錠。在此,熔化Ag時,一旦氣氛為真空(5×10-2Pa以下)之后,在由Ar氣體取代的氣氛下進行熔化。并且,在Ar氣體氣氛中添加Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti、Pd、Pt、Au及硫化銀(Ag2S)。

另外,本發明例27~29中使用沒有進行如上所述分選的Ag原料,制造了Ag合金濺射靶。

接下來,對所得到的Ag合金鑄錠以70%的壓下率進行冷軋之后,在大氣中進行600℃下保持1小時的熱處理。并且,通過進行機械加工,制作具有直徑152.4mm、厚度6mm的大小的Ag合金濺射靶。另外,所制造的Ag合金濺射靶中,銀的平均晶體粒徑在20μm以上且200μm以下的范圍內。而且,靶中分散有硫化銀(Ag2S)。

(組分分析)

從鑄造后的Ag合金鑄錠中采集分析用樣品,根據ICP發射光譜分析法對該樣品進行分析。將分析結果示于表1~4。

(異常放電次數)

利用銦焊錫在無氧銅制的墊板上焊接上述本發明例及比較例的Ag合金濺射靶,從而制作靶復合體。

在一般的磁控濺射裝置中安裝上述靶復合體,并排氣至1×10-4Pa為止之后,在Ar氣體壓力:0.5Pa、輸入功率:直流1000W、靶基板間距離:60mm的條件下進行濺射。對于濺射時的異常放電次數,通過MKS Instruments公司制DC電源(RPDG-50A)的弧計數功能,測量從放電開始起1小時內的異常放電次數。將評價結果示于表5~8。

<Ag合金膜>

在濺射裝置中安裝上述本發明例及比較例的Ag合金濺射靶,并在下述條件下進行Ag合金膜的成膜。

基板:已清洗的玻璃基板(Corning公司制EAGLE XG)

極限真空度:5×10-5Pa以下

使用氣體:Ar

氣體壓力:0.5Pa

濺射功率:直流200W

靶/基板間距離:70mm

膜厚:100nm

(離子遷移評價)

通過旋轉涂布機在已制作的Ag合金膜上涂布抗蝕劑(TOKYO OHKA KOGYO.CO.,LTD.制OFPR-8600),并以110℃進行預烘后曝光,之后,通過顯影液(TOKYO OHKA KOGYO.CO.,LTD.制NMD-W)對圖案進行顯影,并以150℃進行后烘。由此,在Ag合金膜上形成寬100μm、間隔100μm的梳型配線圖案。之后,使用蝕刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制SEA-5)進行蝕刻,并使用光刻膠剝離劑(TOKYO OHKA KOGYO.CO.,LTD.制TOK-104)來剝離光刻膠。由此,將Ag合金膜加工成上述梳型配線圖案形狀,并作為測定試樣。

接著,在ESPEC CORP.制離子遷移評價系統(AMI-50-U)中,連接測定試樣,并在溫度85℃-濕度85%、施加直流電壓10V的條件下進行100小時的保持試驗,根據測定各配線間的絕緣電阻值來記錄短路時間。作為短路的判定,將配線間電阻為1MΩ以下的時間作為短路時間。將評價結果示于表5~8。

并且,將本發明例25及比較例14的測定試樣的離子遷移評價結果的圖片示于圖1A及圖1B。

(配線電阻的評價)

通過與上述同樣的步驟在所得到的Ag合金膜中實施光微影,形成寬100μm、長200μm的配線圖案,并作為配線膜。

利用source meter 2400(KEITHLEY.INC制),通過四端子法測定該配線膜的電阻值。

另外,在溫度85℃、濕度85%的恒溫恒濕槽中進行保持100小時的恒溫恒濕試驗前后進行電阻值的測定,并求出其變化率。將評價結果示于表4~6。另外,若變化率的絕對值較小,則濕熱環境下的特性的穩定性較高,耐濕熱性優異。

選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素的總含量小于0.1原子%的比較例1、3、5、7、9、11、16中,在恒溫恒濕試驗之后配線電阻大幅變化,耐濕熱性不夠充分。

選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素的總含量大于15.0原子%的比較例2、4、6、8、10、12、17中,Ag合金膜的配線電阻較高,作為配線膜電特性不夠充分。

Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti的總含量與標準電極電位高于Ag的元素(Pd、Pt、Au)的含量的合計大于15.0原子%的比較例13中,Ag合金膜的配線電阻較高,作為配線膜電特性不夠充分。

S的含量小于0.5原子ppm的比較例14中,在離子遷移評價中短路時間較短且為6小時。并且,如圖1B所示,確認到Ag合金的配線之間生長有Ag的情形。

S的含量大于100原子ppm的比較例15中,異常放電次數多達89次,無法穩定地進行濺射。

相對于此,以總計0.1原子%以上且15.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Sn、Sb、Mg、In、Ti中的一種或兩種以上的元素、進一步以0.5原子ppm以上且200原子ppm以下的范圍含有S的本發明例1~42中,配線電阻較低,進行恒溫恒濕試驗之后配線電阻也沒有大幅變化,耐濕熱性優異。并且,在離子遷移評價中短路時間也足夠長,耐離子遷移性也優異。尤其,本發明例25中,如圖1A所示,完全沒有確認到Ag合金的配線之間生長有Ag的情形。

并且,含有標準電極電位高于Ag的元素(Pd、Pt、Au)的本發明例27~31、42中,確認到耐離子遷移性更加優異。

另外,不可避免的雜質中Y、Nd、Ti、Ni、Mo、W、Zn、Ga、Al、Fe、Co的總含量、及Na、Si、V、Cr的總含量較多的本發明例32~34中,確認到耐離子遷移性稍微較差。

而且,以總計1.0原子%以上且10.0原子%以下的范圍含有選自Cu、Ti、Sn中的兩種以上的元素的本發明例16、38、39、41中,配線電阻較低,耐離子遷移性優異。

由以上的確認實驗的結果確認到,根據本發明例,能夠提供一種可進行耐濕熱性及耐離子遷移性優異的Ag合金膜的成膜,并且可抑制產生異常放電等的Ag合金濺射靶及Ag合金膜。

產業上的可利用性

可進行耐環境性(耐濕熱性)及耐離子遷移性更加優異的Ag合金膜的成膜,并且能夠實現顯示器、LED、觸控面板等的高質量化及抑制質量變差。

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