專利名稱：電子部件用層疊布線膜以及覆蓋層形成用濺射靶材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及要求耐濕性、耐氧化性的電子部件用層疊布線膜以及用于形成覆蓋該層疊布線膜的主導(dǎo)電層的一面和/或另一面的覆蓋層的覆蓋層形成用濺射靶材。
背景技術(shù)：
不僅在液晶顯示器(以下稱為IXD)、等離子體顯示面板(以下稱為rop)、用于電子紙等的電泳型顯示器等的平面顯示裝置(平板顯示器、以下稱為FPD)中需要形成低電阻的布線膜，而且在各種半導(dǎo)體器件、薄膜傳感器、磁頭等薄膜電子部件中也需要形成低電阻的布線膜。例如，就在玻璃基板上形成薄膜器件的LCD、PDP、有機(jī)EL顯示器等的FPD而言，伴隨著大畫面、高精細(xì)、高速應(yīng)答化，對其布線膜要求低電阻化。進(jìn)而，近年來，已 開發(fā)出對FPD賦予操作性的觸摸面板、使用了樹脂基板的柔性FPD等新產(chǎn)品。近年來，被用作FPD的驅(qū)動元件的薄膜晶體管(TFT)使用Si半導(dǎo)體膜，若作為低電阻布線膜的Al與Si直接接觸，則因TFT制造中的加熱エ序而導(dǎo)致熱擴(kuò)散，使TFT的特性劣化。因此，可使用以耐熱性優(yōu)異的純Mo、Mo合金在Al與Si之間作為遮擋膜的層疊布線膜。另外，在從TFT接出的像素電極或用于便攜型終端、平板電腦等的觸摸面板的位置檢測電極中，通常使用作為透明導(dǎo)電膜的ITO(銦-錫氧化物)。在這種情況下，若作為布線膜的Al與ITO接觸，則在其界面生成氧化物而也使電接觸性劣化。因此，在Al與ITO之間形成純Mo、Mo合金作為接觸膜而確保與ITO的接觸性。如上所述，要獲得發(fā)揮Al的低電阻特性的布線膜，純Mo、Mo合金膜必不可少，需要制成將Al用純Mo、Mo合金覆蓋的層疊布線膜。進(jìn)而，近年來，積極進(jìn)行著使用了被認(rèn)為比非晶質(zhì)Si半導(dǎo)體更適于高速驅(qū)動的氧化物的透明半導(dǎo)體膜的研究，對這些氧化物半導(dǎo)體的Al層疊膜的接觸膜、遮擋膜的覆蓋層，也在研究純Mo的應(yīng)用。因此，作為改善純Mo特性的手段，本申請人提出了耐腐蝕性、耐熱性、與基板的密合性優(yōu)異且低電阻的對Mo添加3 50原子％的V、Nb等而得的Mo合金膜(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I:日本特開2002-190212號公報

發(fā)明內(nèi)容
上述專利文獻(xiàn)I中提出的Mo-V、Mo_Nb合金等由于與Mo相比耐腐蝕性、耐熱性、與基板的密合性優(yōu)異，所以被廣泛用于在玻璃基板上形成FPD的用途。
toon] 然而，在制造Fro時，在基板上形成層疊布線膜后移至下一個エ序之際有時被長時間地放置于大氣中。另外，在為了提高簡便性而使用了樹脂膜的輕量且柔性的Fro等中，由于樹脂膜與迄今為止的玻璃基板等相比有透濕性，所以對層疊布線膜要求更高的耐濕性。進(jìn)而，有時在對FPD的接頭部等安裝信號線電纜時在大氣中進(jìn)行加熱，因此，對層疊布線膜還要求耐氧化性的提高。除此以外，在使用了氧化物的半導(dǎo)體膜中，有時為了提高特性、穩(wěn)定化而在含 氧的氣氛下、在形成含氧的保護(hù)膜之后，在350°C以上的高溫下進(jìn)行加熱處理。因此，對層疊布線膜也提高了提升耐氧化性的要求，以使之在經(jīng)過這些加熱處理后也能維持穩(wěn)定的特性。根據(jù)本發(fā)明人的研究，確認(rèn)了若用上述Mo-V、Mo-Nb合金、純Mo，則有時產(chǎn)生如下問題在上述環(huán)境下的耐濕性、耐氧化性不充分，在FPD制造工序中制成層疊布線膜的覆蓋層時，發(fā)生變色。若耐氧化性不充分，則使電接觸性劣化而導(dǎo)致電子部件的可靠性下降。此外，本發(fā)明人確認(rèn)了如下問題由于高速驅(qū)動，TFT制造工序中的加熱溫度存在上升的傾向，若經(jīng)過更高溫度下的加熱工序，則層疊布線膜所含的合金元素擴(kuò)散至Al中而使電阻值增大。本發(fā)明的目的在于提供一種使用了由Mo合金構(gòu)成的覆蓋層的電子部件用層疊布線膜以及用于形成覆蓋層的濺射靶材，其中，所述覆蓋層可改善耐濕性、耐氧化性，在與低電阻的主導(dǎo)電層Al層疊時，即使經(jīng)過加熱工序，也可維持低電阻值。本發(fā)明人鑒于上述課題，致力于新添加至Mo中的元素的最優(yōu)化，其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)通過將特定量的Ni與Ti復(fù)合添加至Mo中，使耐濕性、耐氧化性提高，并且在制成作為主導(dǎo)電層的Al的覆蓋層時，即使經(jīng)過加熱工序，也可維持低電阻值，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明為一種電子部件用層疊布線膜，是在基板上形成金屬膜的電子部件用層疊布線膜，由以Al為主成分的主導(dǎo)電層和覆蓋該主導(dǎo)電層的一面和/或另一面的覆蓋層構(gòu)成，該覆蓋層為，原子比的組成式由M0l.x_y-Nix-Tiy，10彡X彡30,320所表示，余量由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選將上述組成式的x、y分別設(shè)為10彡X彡20,9彡y彡15。另外，本發(fā)明為一種覆蓋層形成用濺射靶材，其為利用濺射法形成上述覆蓋層時的靶材,所述覆蓋層形成用濺射靶材為，原子比的組成式由Mo1QQ_x_y-Nix-Tiy，10彡X彡30、3 ^ y ^ 20所表示，余量由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選上述組成式的x、y分別為10彡X彡20、9彡y彡15。本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜可提高耐濕性、耐氧化性。另外，即使在與Al進(jìn)行層疊時的加熱工序中也可抑制電阻值增大而維持低電阻值。由此，具有通過用于在各種電子部件、例如形成于樹脂基板上的FPD等的布線膜而能夠?qū)﹄娮硬考姆€(wěn)定制造、可靠性提高作出大的貢獻(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，為在電子部件的制造中不可缺少的技術(shù)。尤其是成為對于使用觸摸面板、樹脂基板的柔性FH)非常有用的層疊布線膜。這是由于對于這些制品而言，尤其是耐濕性、耐氧化性非常重要。


圖I是本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的截面示意圖的一例。
具體實施例方式將本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的示意圖示于圖I。本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜包含覆蓋以Al為主成分的主導(dǎo)電層3的一面和/或另一面的覆蓋層2、4，例如形成在基板I上。雖然在圖I中在主導(dǎo)電層3的兩面形成覆蓋層2、4，但可根據(jù)電子部件的形態(tài)而僅覆蓋一面，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。應(yīng)予說明，僅將主導(dǎo)電層的一面用本發(fā)明的覆蓋層進(jìn)行覆蓋時，在主導(dǎo)電層的另一面上可根據(jù)電子部件的用途而用與本發(fā)明組成不同的覆蓋層進(jìn)
行覆蓋。本發(fā)明的重要特征在于發(fā)現(xiàn)了一種新的Mo合金，其通過在圖I所示的電子部件用層疊布線膜的覆蓋層中，向Mo復(fù)合添加特定量的Ni與Ti，使耐濕性、耐氧化性提高，在與Al層疊時的加熱エ序中能夠維持低電阻值。下面，對本發(fā)明的電子部件用布線膜進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)予說明，以下說明中，“耐濕性”是指在高溫高濕環(huán)境下的布線膜的電阻值變化。另外，“抗氧化性”是指高溫環(huán)境下的電接觸性劣化難度，可利用布線膜的變色確認(rèn)，例如可利用反射率進(jìn)行定量評價。在形成本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的覆蓋層的Mo合金中添加Ni的理由在于 提高覆蓋層的耐氧化性。純Mo在大氣中加熱后，發(fā)生氧化，膜表面變色，電接觸性劣化。本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的覆蓋層通過對Mo添加特定量的Ni而具有抑制覆蓋層變色的效果，可提高耐氧化性。其效果在Ni的添加量為10原子％以上時變得顯著。另ー方面，Ni是比Mo容易向Al進(jìn)行熱擴(kuò)散的元素。若Ni向Mo的添加量超過30原子％，則在制造Fro等電子部件時的加熱エ序中，覆蓋層的Ni容易擴(kuò)散至主導(dǎo)電層的Al而變得難以維持低電阻值。因此，將Ni的添加量設(shè)為1(T30原子％。另外，在對主導(dǎo)電層的Al形成覆蓋層，以高于350°C的溫度進(jìn)行加熱時，覆蓋層的Ni變得容易擴(kuò)散至主導(dǎo)電層的Al，有時電阻值上升。本發(fā)明中為了維持低電阻值，優(yōu)選將Ni的添加量設(shè)為20原子％以下。向形成本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的覆蓋層的Mo合金添加Ti的理由是由于由此提高耐濕性。Ti是具有容易與氧、氮結(jié)合的性質(zhì)的金屬，具有在高溫高濕氣氛中對表面形成鈍態(tài)膜而保護(hù)布線膜內(nèi)部的效果。因此，本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的覆蓋層可通過向Mo添加特定量的Ti而大幅提高耐濕性。該效果在Ti的添加量為3原子％以上時變得顯著。另ー方面，若Ti的添加量超過20原子％，則耐腐蝕性過度提高，使得通過Al用蝕刻劑進(jìn)行蝕刻的速度下降，在蝕刻與Al層疊的層疊膜時產(chǎn)生殘渣，或者變得無法進(jìn)行蝕亥IJ。因此，本發(fā)明中，將Ti的添加量設(shè)為:T20原子％。另外，要穩(wěn)定地得到比以往的Mo-Nb合金更高的耐濕性，Ti的添加量可為9原子％以上，優(yōu)選使Ti的添加量為9 15原子％。另外，在主導(dǎo)電層Al膜的一面和/或另一面形成覆蓋層且制造エ序中的加熱溫度為350°C以上的高溫時，優(yōu)選使在形成覆蓋層的Mo合金中復(fù)合添加的Ni與Ti的總和為35原子％以下。其理由為，不僅Ni是熱擴(kuò)散至Al的元素，Ti也是熱擴(kuò)散至Al的元素，若Ni與Ti的總和超過35原子％，則覆蓋層的Ni、Ti擴(kuò)散至主導(dǎo)電層的Al層，變得難以維持低電阻值。另外，在形成覆蓋層的Mo合金中復(fù)合添加的Ni與Ti優(yōu)選以原子比計，Ni/Ti為I以上。如上所述，Ti是與耐濕性提高相關(guān)的元素，但降低耐氧化性，因此在Ti的添加量比Ni的添加量多時，變得難以得到提高耐氧化性的效果。因此，通過以Ni與Ti的原子比成為I以上的方式分別添加，從而能夠更穩(wěn)定地獲得覆蓋層的耐濕性和耐氧化性。本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜中，為了穩(wěn)定地獲得低電阻值和耐濕性、耐氧化性，優(yōu)選將主導(dǎo)電層的膜厚設(shè)為10(Tl000nm。若主導(dǎo)電層的膜厚比IOOnm薄，則因薄膜特有的電子散射的影響，電阻值變得容易增加。另一方面，若主導(dǎo)電層的膜厚變得比IOOOnm厚，則為了形成膜需要花費(fèi)時間，或者因膜應(yīng)力而導(dǎo)致基板變得容易發(fā)生翹曲。主導(dǎo)電層的膜厚的更優(yōu)選的范圍為20(T500nm。另外，以Al為主成分的主導(dǎo)電層優(yōu)選能夠得到最低的電阻值的純Al。另外，考慮到耐熱性、耐腐蝕性等可靠性，可使用向Al添加了過渡金屬、半金屬等的Al合金。此時，為了得到盡可能低的電阻值，向Al添加的元素的添加量優(yōu)選5原子％以下。另外，本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜中，要穩(wěn)定地得到低電阻值和耐濕性、耐氧化性，優(yōu)選將覆蓋層的膜厚設(shè)為2(Tl00nm。覆蓋層的膜厚低于20nm時，Mo合金膜的連續(xù)性 低，有時無法充分得到上述特性。另一方面，若覆蓋層的膜厚超過lOOnm，則覆蓋層的電阻值變高，在與主導(dǎo)電層的Al膜進(jìn)行層疊時，作為電子部件用層疊布線膜，變得難以得到低電阻值。另外，要抑制加熱時原子向形成主導(dǎo)電層的Al的擴(kuò)散，優(yōu)選將覆蓋層的膜厚設(shè)為20 70nmo要形成本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的各層，使用濺射靶的濺射法是最適合的。形成覆蓋層時，可應(yīng)用使用與覆蓋層的組成相同組成的Mo合金濺射靶來成膜的方法；通過使用Mo-Ni合金濺射靶和Mo-Ti濺射靶進(jìn)行共濺射而成膜的方法等。從濺射條件設(shè)定的簡便、易于得到所需組成的覆蓋層這樣的方面出發(fā)，最優(yōu)選使用與覆蓋層的組成相同組成的Mo合金濺射靶來進(jìn)行濺射成膜。因此，要形成本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的覆蓋層，通過使用原子比的組成式由Mo1QQ_x_y-Nix-Tiy，10 ^ 30,3 ^ y ^ 20所表示，余量由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的濺射靶，從而能夠穩(wěn)定地形成覆蓋層。另外，如上所述，要在成為高達(dá)350°C的溫度的加熱工序的情況下也得到低電阻值的電子部件用層疊布線膜，優(yōu)選使Mo中含有10 20原子％的Ni、9 15原子％的Ti。作為本發(fā)明的覆蓋層形成用濺射靶材的制造方法，例如可應(yīng)用粉末燒結(jié)法。粉末燒結(jié)法中，例如可用氣體霧化法制造合金粉末來作為原料粉末，或可將多種合金粉末、純金屬粉末以成為本發(fā)明的最終組成的方式進(jìn)行混合，將該混合粉末作為原料粉末。作為原料粉末的燒結(jié)方法，可使用熱等靜壓壓制、熱壓制、放電等離子體燒結(jié)、擠出壓制燒結(jié)等的加壓燒結(jié)。形成本發(fā)明的電子部件用層疊布線膜的覆蓋層的Mo合金中，為了確保耐氧化性、耐濕性，優(yōu)選作為占有除必需元素Ni、Ti以外的余量的Mo以外的不可避免的雜質(zhì)的含量少，但是在不損害本發(fā)明作用的范圍內(nèi)，可含有屬于氣體成分的氧、氮、碳，屬于過渡金屬的Fe、Cu,半金屬的Al、Si等不可避免的雜質(zhì)。例如，氣體成分的氧、氮分別為1000質(zhì)量ppm以下，碳為200質(zhì)量ppm以下，F(xiàn)e、Cu為200質(zhì)量ppm以下,Al、Si為100質(zhì)量ppm以下等，作為氣體成分除外的純度，優(yōu)選為99. 9質(zhì)量％以上。實施例I 舉出以下實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。首先，制作了用于形成成為覆蓋層的Mo合金膜的濺射靶材。將平均粒徑為6 y m的Mo粉末、平均粒徑為100 ii m的Ni粉末和平均粒徑為150 y m的Ti粉末，以成為規(guī)定組成的方式進(jìn)行混合，填充到軟鋼制罐中后，邊加熱邊進(jìn)行真空排氣，除去罐內(nèi)的氣體成分后，進(jìn)行了密封。接著，將密封的罐放入熱等靜壓壓制裝置，在800°C、120MPa、5小時的條件下進(jìn)行燒結(jié)后，利用機(jī)械加工，制作了直徑100_、厚度5_的濺射靶材。另外，還同樣制作了作為對比的純Mo、Mo-Nb合金、Mo-Ni合金的濺射靶材。將上述得到的各濺射靶材焊接至銅制的背襯板而安裝于濺射裝置中。濺射裝置使用了 CANON ANELVA 公司制的 SPF-440H。在25mmX50mm的玻璃基板上，分別以表I所示的膜厚構(gòu)成，用濺射法形成添加了表I所示的規(guī)定量的Ni和Ti的覆蓋層即Mo合金膜，在其上面 形成主導(dǎo)電層即Al膜，進(jìn)而在其上面形成Mo合金膜，得到電子部件用層疊布線膜。另外，為了比較，將純Mo、Mo-Nb合金膜、Mo-Ni合金膜分別與Al膜進(jìn)行層疊，也制作了層疊布線膜。作為耐氧化性的評價，測定了在大氣中于200で、250で、300で、350で加熱I小時后的反射率的變化，另外，作為耐濕性的評價，測定在85°C X85%的高溫高濕氣氛下放置100小時、200小時、300小時之際的反射率的變化。反射率的測定中使用KONICA MINOLTA公司制造的分光測色計CM-2500d，測定可見光區(qū)域的反射特性。其結(jié)果示于表I。表I
高溫高濕放置時間與反射 Il厚構(gòu)成(flirt 大氣下的加熱溫度與發(fā)射季季(％)
覆i屋材貭組上覆蓋屋————-----一一一一——■
成(原予》 /主.爭電層
/下麋蓋層成麟時2001C 2501C 3 §r 3501；成膜時^ ^
—i50/300/5 54 53 47 39 H 54 ~~~TI~~~!I U 比較倒
2Mo-IiNb 5ft/30ft/5057 53 40 6 20 56 47 33 21 Ib 較倒
350/300/506§ 60 59 SI 45 60 20 21 14 比較例
4Mo-2ONi 5 /300/5 61 59 59 58 53 61 32 23 19 比較倒
5>to....3Wi Sft/300/50 _60_57 _56 _Si_44 _|f _29^2i_25 比較例
6Mo-lMi-2Ti 50/300/5 59 59 58 6§ 53 59 44 19 3S 太發(fā)明例 lto....25Mi.....3Ti 50/300/50__59_59_57_56_54 _59 ^55 ^U_26 本發(fā)明例
8M ....13Ni....9Ti50/300/50575 56555356565554 本發(fā)明例
9Mo-15Ni-15Ti50/300/50595857565559575553 本發(fā)明例
10Mo 2 Mj50/300/5 _M _59 _58 _57_54 _60 _58 ^55_52 本發(fā)明例
11Mh-3_i-15Ti50/300/5 595656504659585755 東Jfc明例
12Mo...2Sm....22Ti50/300/5 575655525057565656 比較例
13M 40Ni .34Ti50/300/5 575654514757535(149 比較例
14Mo-5_i-5Ti50/300/5 575648483257544234 比較倒
15Mo -IOIii -33Ti50/300/5 595856504459595 57 比較例 16「M -M’fi I50/300/50f 5i 156「Slf43「35"58157156fS6fejj 如表I所示，層疊布線膜的反射率具有如下傾向若在大氣中加熱，則下降，即使在高溫高濕氣氛下放置也下降。就比較例的對覆蓋層使用了純Mo的層疊布線膜的反射率而言，在大氣中加熱時，從250°C開始降低，在350°C下進(jìn)ー步大幅下降，耐氧化性低，若在高溫高濕氣氛下放置100小時，則反射率大幅下降。另外，可知就比較例的覆蓋層為Mo-IO原子％Nb的層疊布線膜的反射率而言，若在大氣中加熱，則在250°C以上時與純Mo相比大幅降低，耐氧化性低，但是在高溫高濕氣氛下放置時的下降比Mo少，耐濕性得到稍許改善。
另外，可知就比較例的對覆蓋層使用了 Mo-Ni合金的層疊布線膜的反射率而言，在大氣中加熱時的反射率下降少，耐氧化性得到改善。然而，在高溫高濕氣氛下，與純Mo同樣，反射率從100小時開始下降，耐濕性的改善效果低。另外，比較例的Mo-30原子％Ti的層疊膜的反射率，在大氣中加熱則350°C以上時大幅下降，抗氧化性低，但高溫高濕氣氛下放置時其下降少，可知Ti的添加非常有助于耐濕性的改善。與此相對，可確認(rèn)就本發(fā)明的覆蓋層中向Mo添加了規(guī)定量的Ni和Ti而得的Mo-Ni-Ti合金的反射率而言，在350°C的大氣下的加熱后，即使在300小時的高溫高濕氣氛下放置，其下降也少，可大幅改善耐氧化性、耐濕性兩者。其改善效果通過添加10原子％以上的Ni、添加3原子％以上的Ti而變得明確，在9原子％時耐濕性得到大幅改善，確認(rèn)了是在電子部件中優(yōu)選的層疊布線膜。實施例2·接著，對于實施例I中制作的一部分層疊布線膜在真空中進(jìn)行加熱處理時的電阻值變化進(jìn)行了確認(rèn)。電阻值是使用Dia Instruments公司制造的4接頭薄膜電阻率測定器MCP-T400進(jìn)行測定的。加熱溫度為在250°C、30(TC、35(rC、40(rC、45(rC下加熱了 I小時。測定結(jié)果示于表2。表 權(quán)利要求
1.一種電子部件用層疊布線膜，其特征在于，是在基板上形成金屬膜的電子部件用層疊布線膜，由以Al為主成分的主導(dǎo)電層和覆蓋該主導(dǎo)電層的一面和/或另一面的覆蓋層構(gòu)成， 該覆蓋層為，原子比的組成式由M0lQQ_x_y-Nix-Tiy，10彡X彡30,3 ^ 20所表示，余量由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求I所述的電子部件用層疊布線膜，其特征在于，所述組成式的x、y分別為10彡X彡20,9彡y彡15。
3.一種覆蓋層形成用濺射靶材，其特征在于，是用于形成權(quán)利要求I所述的覆蓋層的濺射靶材， 該覆蓋層形成用濺射靶材為，原子比的組成式由Mo1QQ_x_y-Nix-Tiy，10彡X彡30、3 ^ y ^ 20所表示，余量由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的覆蓋層形成用濺射靶材，其特征在于，所述組成式的x、y分別為10彡X彡20,9彡y彡15。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用了如下由Mo合金構(gòu)成的覆蓋層的電子部件用層疊布線膜以及用于形成覆蓋層的濺射靶材，其中，所述覆蓋層改善耐濕性、耐氧化性，進(jìn)而在與低電阻的主導(dǎo)電層Al進(jìn)行層疊時，即使經(jīng)過加熱工序也能維持低電阻值。所述電子部件用層疊布線膜是在基板上形成金屬膜的電子部件用層疊布線膜，由以Al為主成分的主導(dǎo)電層和覆蓋該主導(dǎo)電層的一面和/或另一面的覆蓋層構(gòu)成，該覆蓋層為，原子比的組成式由Mo100-x-y-Nix-Tiy，10≤x≤30、3≤y≤20所表示，余量由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
文檔編號G09F9/30GK102956158SQ201210293060
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者村田英夫 申請人:日立金屬株式會社