金屬膜形成方法
【專利說(shuō)明】金屬膜形成方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)半導(dǎo)體裝置的電極形成等有用的金屬膜形成方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，蒸鍍或者濺射法被用于金屬膜形成方法。應(yīng)用電子束或者高頻的 真空蒸鍍法等被廣泛用于蒸鍍，并且，用直流電源或者交流電源產(chǎn)生等離子體，隨后，用等 離子體濺射陽(yáng)極金屬，在陰極沉積金屬的手法等被廣泛用于濺射法中。但是，蒸鍍或者濺射 法需要真空工序，為此，在成本花費(fèi)、大型化、量產(chǎn)化上還存在課題。
[0003] 并且，熟知涂敷方法等被廣泛用于金屬膜形成方法。涂敷金屬膏，干燥之后煅燒的 手法被用于涂敷方法。但是，這樣的涂敷方法中，煅燒需要650Γ以上的高溫，金屬膜形成方 法未必令人滿意。另外，已知有有機(jī)金屬氣相沉積法等，和涂敷方法一樣需要高溫工序，并 且未必能充分獲得密合性。
[0004] 對(duì)此，近年來(lái)嘗試使用膏體來(lái)分散超微粒子，在基板上形成圖案化金屬膜。例如專 利文獻(xiàn)1中，已知一種手法，使由金屬芯部和有機(jī)物涂敷層構(gòu)成的復(fù)合金屬超微粒子分散 在溶劑中調(diào)制成金屬膏，使該金屬膏附著在半導(dǎo)體元件的電極上低溫煅燒形成超微粒子電 極。但是，Ag或者Au等貴金屬超微粒子形成的金屬薄膜難與平滑的無(wú)機(jī)酸化物基板發(fā)生 反應(yīng)，不能得到充分的密合性，尤其在為了增加導(dǎo)電性在薄金屬排線上形成金屬鍍覆被膜 時(shí)，由于電鍍前處理或者電鍍液導(dǎo)致的化學(xué)反應(yīng)，存在金屬排線從無(wú)機(jī)酸化物基板剝離的 問(wèn)題。
[0005] 并且，在近年，正在研究通過(guò)氣溶膠沉積法形成金屬膜。專利文獻(xiàn)2中記載一種方 法，將金屬離子氣霧化，通過(guò)將所述氣霧化金屬粒子吹到基板上，在所述基板上形成由金屬 薄膜構(gòu)成的電極或者排線圖案，專利文獻(xiàn)3中記載了一種方法，在透明電極表面通過(guò)氣溶 膠沉積法形成有金屬薄膜構(gòu)成的輔助電極。但是，根據(jù)氣溶膠沉積法，電極和基板的密合性 非常差，尤其不適用于在電極上形成需要的厚膜，并且，因?yàn)槌赡r(shí)需要真空工序，成膜之 后需要高溫?zé)崽幚?，并不令人滿意。 【【背景技術(shù)】文獻(xiàn)】 【專利文獻(xiàn)】
[0006] 【專利文獻(xiàn)1】日本專利特開2001-168141號(hào)公報(bào) 【專利文獻(xiàn)2】日本專利特開2011-153329號(hào)公報(bào) 【專利文獻(xiàn)3】日本專利特開2013-129887號(hào)公報(bào) 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】 【發(fā)明要解決的課題】
[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠有利于工業(yè)成膜的密合性優(yōu)良的金屬膜形成方法 以及通過(guò)其方法形成的金屬膜。 【為了解決課題的技術(shù)手段】
[0008] 本發(fā)明人等為了達(dá)到上述目的進(jìn)行了認(rèn)真的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用含有氧化劑、 胺化合物或者質(zhì)子酸的有機(jī)溶劑作為溶劑，霧化CVD法形成金屬膜的話，與金屬酸化物膜 成膜時(shí)不同，容易形成密合性優(yōu)良的金屬膜。 并且，本發(fā)明人等得到了上述見解后，加以研究，完成了本發(fā)明。
[0009] 即，本發(fā)明涉及到以下發(fā)明。
[1] 一種在基體上形成金屬膜的金屬膜形成方法，特征是包括在含有氧化劑、胺化合物 或者質(zhì)子酸的有機(jī)溶劑中，使金屬溶解或分散形成原料溶液，將原料溶液霧化產(chǎn)生霧的霧 化工序，將載氣提供給所述霧的載氣供給工序，通過(guò)所述載氣將所述霧提供給所述基體的 供給工序和使所述霧熱反應(yīng)，在所述基體表面的一部分或者全部層積金屬膜的金屬膜形成 工序。
[2] 如所述[1]中所述的金屬膜形成方法，所述有機(jī)溶劑包括氧化劑。
[3] 如所述[2]中所述的金屬膜形成方法，所述氧化劑與所述有機(jī)溶劑的體積比在 1:99~50:50范圍內(nèi)。
[4] 如所述[2]或[3]中所述的金屬膜形成方法，所述氧化劑為水或過(guò)氧化氫。
[5] 如所述[1]中所述的金屬膜形成方法，所述有機(jī)溶劑包括胺化合物。
[6] 如所述[5]中所述的金屬膜形成方法，所述胺化合物為二胺。
[7] 如所述[1]中所述的金屬膜形成方法，所述有機(jī)溶劑包括質(zhì)子酸。
[8] 如所述[7]中所述的金屬膜形成方法，所述質(zhì)子酸為鹵化氫酸。
[9] 如所述[1]~[8]中任意一項(xiàng)所述的金屬膜形成方法，所述熱反應(yīng)在200°C~ 650 °C的溫度進(jìn)行。
[10] 如所述[1]~[9]中任意一項(xiàng)所述的金屬膜形成方法，所述熱反應(yīng)惰性氣體或在 還原氣體的環(huán)境下進(jìn)行。
[11] 如所述[1]~[10]中任意一項(xiàng)所述的金屬膜形成方法，所述金屬?gòu)慕穑ˋu)，銀 (Ag)，白金（Pt)、銅（Cu)、鐵（Fe)、錳（Mn)、鎳（Ni)、鈀（Pd)、鈷（Co)、銠（Rh)、釕（Ru)、鉻 (Cr)、鉬（Mo)，鎢（W)以及鋁（Al)中選出的1種或兩種以上金屬的。
[12] 如所述[1]~[11]中任意一項(xiàng)所述的金屬膜形成方法，所述有機(jī)溶劑為乙醇。
[13] 如所述[1]~[12]中任意一項(xiàng)所述的金屬膜形成方法，所述原料溶液為為如下溶 液a)和b)的混合物，a)含有氧化劑，胺化合物或包括質(zhì)子酸的有機(jī)溶劑，b)含有所述金屬 的金屬絡(luò)化物溶液或金屬鹽溶液。
[14] 一種利用所述[1]~[13]中任意一項(xiàng)記載的金屬膜形成方法形成的金屬膜。
[15] 如所述[14]中所述的金屬膜作為電極。
[16] 如所述[15]中所述的金屬膜作為電極時(shí)，還至少具備半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體裝置。
[17] -種用于形成金屬膜的霧之前體溶液，特征為含有氧化劑，胺化合物或質(zhì)子酸的 有機(jī)溶劑中，使金屬溶解或分散形成溶液。
[18] 如所述[17]中所述的用于形成金屬膜的霧之前體溶液，所述有機(jī)溶劑包括氧化 劑。
[19] 如所述[18]中所述的用于形成金屬膜的霧之前體溶液，所述氧化劑和所述有機(jī) 溶劑的體積比在1:99~50:50范圍內(nèi)。
[20] 如所述[17]中所述的用于形成金屬膜的霧之前體溶液，所述有機(jī)溶劑包括胺化 合物或質(zhì)子酸。 【發(fā)明效果】
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的金屬膜形成方法，能夠形成密合性優(yōu)良的有利于工業(yè)成膜的金屬 膜。并且，本發(fā)明的金屬膜密合性優(yōu)良。 【【附圖說(shuō)明】】
[0011] 【圖1】實(shí)施例1使用的霧化發(fā)生裝置的構(gòu)成圖。 【圖2】表示實(shí)施例1中橫截面SEM像的圖。 【圖3】表示實(shí)施例1中金屬膜表面的SEM像的圖。 【圖4】實(shí)施例4使用的霧化發(fā)生裝置的概略構(gòu)成圖。 【圖5】表示實(shí)施例4中XRD測(cè)量結(jié)果的圖。 【圖6】表示實(shí)施例5中XRD測(cè)量結(jié)果的圖。 【圖7】表示實(shí)施例6中XRD測(cè)量結(jié)果的圖。 【圖8】表示實(shí)施例5中金屬膜表面照片的圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0012] 本發(fā)明的金屬膜形成方法是一種在基體上形成金屬膜的金屬膜形成方法，特征是 包括：在含有氧化劑、胺化合物或者質(zhì)子酸的有機(jī)溶劑中，使金屬溶解或分散形成原料溶 液，將原料溶液霧化產(chǎn)生霧的霧化工序；將載氣提供給所述霧的載氣供給工序；通過(guò)所述 載氣將所述霧提供給所述基體的供給工序和使所述霧熱反應(yīng)，在所述基體表面的一部分或 者全部層積金屬膜的金屬膜形成工序。
[0013] 所述霧化工序是在含有氧化劑、胺化合物或者質(zhì)子酸的有機(jī)溶劑中使金屬溶解或 分散調(diào)制成原料溶液，使原料溶液霧化產(chǎn)生霧。
[0014] 本工序中使用的含有氧化劑的有機(jī)溶劑（以下，也說(shuō)成「含有氧化劑的有機(jī)溶 劑」），有機(jī)溶劑中沒(méi)有特別限定含有氧化劑，例如，可以通過(guò)公知的有機(jī)溶劑和氧化劑混合 得到。所述氧化劑和所述有機(jī)溶劑的體積比，優(yōu)選1:99~50:50范圍內(nèi)，更優(yōu)選1:99~ 40:60范圍內(nèi)，更優(yōu)選1:99~10:90范圍內(nèi)，最優(yōu)選1:99~5:95范圍內(nèi)。通過(guò)這樣的優(yōu)選 范圍，霧更適于成膜，并且膜質(zhì)更加良好。
[0015] 作為所述氧化劑可以是例如水，水溶性或非水溶性的公知的氧化劑等，不過(guò)，在 本發(fā)明中，所述氧化劑優(yōu)選水或水溶性的氧化劑，更優(yōu)選水或過(guò)氧化氫更可喜，最優(yōu)選水。 并且，使用水溶性氧化劑作為所述氧化劑時(shí)，優(yōu)選和水混合的水溶液形態(tài)（例如過(guò)氧化氫 水等）。
[0016] 作為所述氧化劑，更具體的可以是例如水，過(guò)氧化氫（H2O2)，過(guò)氧化鈉（Na2O 2)，過(guò) 氧化鋇（BaO2)