用于薄膜部件的金属镀层，其制造方法和溅镀靶技术

本发明专利技术涉及一种用于薄膜部件的金属镀层以及用于制造金属镀层的方法。本发明专利技术此外涉及一种含Al以及Ti和常见杂质的由Mo基合金组成的溅镀靶以及一种用于制造由Mo基合金组成的溅镀靶的方法。

Metal coating for thin film parts, method for producing the same, and sputtering target

The invention relates to a metal coating for a thin film component and a method for producing a metal coating. The invention further relates to a sputtering target consisting of Mo based alloys containing Al and Ti, as well as a common impurity, and a method for producing a sputtering target comprising a Mo based alloy.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种薄膜部件的金属镀层以及用于制造金属镀层的方法。本专利技术还涉及一种由Mo基合金组成的溅镀靶以及制造由Mo基合金组成的溅镀靶的方法。
技术介绍
用于薄膜部件的金属镀层可通过适当溅镀靶的溅镀制得。溅镀，亦称为阴极雾化，为通过高能离子撞击而使原子从溅镀靶分离且转变成气相的物理方法。用于薄膜部件的金属镀层可为例如导电带及电极(例如薄膜晶体管(thin-filmtransistor；TFT)中的源电极、汲电极与门电极)，并且用于诸多电子电气设备中，例如液晶显示器(liquidcrystaldisplay；LCD)或有机发光二极管(organiclight-emittingdiode；OLED)显示器；个人计算机(personalcomputer；PC)系统；或诸如移动电话、智能电话、平板PC、个人数字助理(personaldigitalassistant；PDA)、携带型音乐播放器、太阳能电池等行动设备。此类金属镀层的基本结构由至少一个用作例如导电带或电极的导电层组成。另外，已知该金属镀层的多层的实施方式。此类导电层可例如含有具有良好电导率的金属(例如Al、Cu、Ag或Au)或由其组成。特别为了改良对基层的黏着性，可在至少一个导电层与基层之间提供由Mo、W、Ti、Nb或Ta或基于这些金属中之一的合金组成的金属中间层。在一些应用中，该中间层当与半导体材料(例如Si(a-Si/非晶形Si或LTPS/低温多晶硅层))直接接触时，亦可满足扩散屏障的要求。此外，可另外提供由Mo、W、Ti、Nb或Ta或基于这些金属中之一的合金组成的覆盖层，其充当保护层(例如针对机械破坏、腐蚀、氧化、湿气)和/或用于邻接导电层或透明导电层(TCO，例如氧化铟锡)的扩散屏障。该金属镀层(所提供的通常为由Al、Cu、Ag或Au或基于这些金属中之一的合金组成的金属层的导电层以及任何中间层或覆盖层)通常借助于气相沉积方法(例如溅镀)制造，其中个别层的后续结构化借助于光刻与湿式化学或干式蚀刻法的组合进行。为了制造多层金属镀层，金属镀层的个别层具有类似蚀刻速率或能够在相同蚀刻介质中蚀刻为有利的。在此，蚀刻法可在一个步骤中进行，蚀刻介质不必定适于金属镀层的个别层结构化，并且因此可降低制造成本。除如所描述的足够电导率及有利蚀刻性能的外，此类金属镀层应具有其他特性。在含此类金属镀层的薄膜部件的制造制程期间，含氧氛围中可出现高温，例如在制造LTPS时或当需要空气中的中间热处理时。此可导致金属镀层的氧化且因此金属表面的变色，其又可导致电导率降低或在(自动)光学质量控制的情况下导致废品率增加。特定言的，行动设备在操作期间亦暴露于程度增加的不同环境影响(湿气等)，且可能出现腐蚀或其他反应对金属镀层的破坏。再次，电导率可能降低且薄膜部件的功能可能受损。概言的，用于薄膜部件的金属镀层因此必须满足多种电学、化学及光学要求。金属镀层必须具有足够高的电导率(足够低的电阻)以及相对于待接触材料(例如半导体材料、透明导电氧化物(TCO))的极低过渡电阻。金属镀层应具有高抗氧化性以便防止制造制程期间的破坏。此外，金属镀层应具有高耐腐蚀性及耐外部影响性，同时需要金属镀层的极佳蚀刻性能(良好可蚀刻性)。另外，在多层金属镀层的情况下，为了降低制造成本，个别层的蚀刻速率应类似/相似。另外，金属镀层应能够充当针对硅扩散的扩散屏障。该金属镀层使用例如由借助于溅镀(例如磁控溅镀)剥蚀的适当金属或合金组成的溅镀靶制造。因此，已转变成气相的溅镀靶原子再次沉积于待涂布的基层上且形成对应层。由可用于在显示器中产生扩散屏障(Si与Al之间的扩散)的Al合金组成的溅镀靶描述于例如JP2011232654A中。Al合金层的对应用途亦已知，该Al合金层含有含≥30原子％Mo的Al-Mo合金或含Mo及元素X(其中X＝(Mn、Nd、Ni、Mg及Fe))中的至少一种的Al-Mo-X合金的单层。然而，该合金层中的过高Al含量可导致该层不再适合作为扩散屏障，因为Al不适合作为针对Si的扩散屏障。另外，Al与Mo之间可能发生不期望的反应。同样已知由Al-稀土合金组成的溅镀靶，例如从US20120301732A1获知。该溅镀靶为具有组成Al-X-稀土金属的溅镀靶，如有必要进一步添加有Ni、Co、Cu、Ge。此处，X为选自组(Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、Cr及Pt)的至少一种元素且以0.1原子％至5原子％范围内的量存在。各个稀土金属以0.1原子％至4原子％的量存在。然而，含稀土金属的靶因高成本及有限可用性而为极其不利的。此外，借助于该靶所沉积的层作为扩散屏障的适合性因低含量的群X元素而为有限的。其不适于针对Si(与半导体材料接触)的扩散。为了确保良好溅镀特性(例如均匀的溅镀速率、层均质性、均匀层厚度)，溅镀靶必须具有高的相对密度。低的相对密度在溅镀期间减小涂布速率且可导致粒子形成增加，其又可对溅镀层的特性(例如不良层均质性)及涂布方法(例如高电弧发生率、短路)具有不良影响。具有大于或等于98％或99％的高的相对密度的Mo-Al及W-Al合金溅镀靶描述于JP2000064033A及JP2000063971A中。然而，该溅镀靶仅含有3重量％至10重量％的Mo或W，且在微观结构中具有至少一种类型的金属间相(例如，MoAl12、MoAl5、MoAl4、Mo3Al8、MoAl及Mo3Al或WAl12、WAl5及WAl4)。然而，可存在于该溅镀靶的微观结构中的该金属间相可同样在溅镀期间导致粒子形成增加且对溅镀层的特性具有不良影响。术语金属间相指出现在二元、三元或多组分系统中的相，并且其存在范围不延续至纯组分。其时常具有不同于纯组分的晶体结构的晶体结构以及非金属接合类型组份。金属间相的特征主要在于不同价数的组成及有限的均质性范围，亦即化学计量的组成窄。金属间相时常为脆性的，亦即具有低韧度，其可随后对溅镀靶具有不良影响。如可从相图(图1)明显可见，二元系统Al-Mo中存在大量可能的金属间相。制造适用于沉积薄膜部件的金属镀层的溅镀靶可通过已知冶金途径或粉末冶金途径进行。经由粉末冶金途径制造Mo-W溅镀靶的实例描述于例如JP2005097697A中。其中描述了添加少量Al可改良Mo-W溅镀靶的烧结性。所指出的溅镀靶具有0.1重量％至70重量％的W含量及0.1重量％至50重量％的Al含量、余量的Mo，并且通过混合Al、W及Mo粉末、压制并在1300℃至1600℃下烧结来制造。以此方式制造的溅镀靶的微观结构在Mo-W合金粒子之间具有Al相区域。此外，一定组份Al在烧结期间溶解于Mo-W相中。所述烧结方法亦引发在烧结温度下形成液相及Al与Mo-W之间出现强不期望的反应的风险。经由粉末冶金途径制造溅镀靶的另一可能方式描述于WO2008137689A2中。其中，溅镀靶通过粉末或粉末混合物的动力喷涂或冷气喷涂制造，该粉末或粉末混合物由金属Nb、Ta、W、Mo、Ti、Zr、Cr、V、Mg、Sn、Pb、Al、Zn、Cu、Rh、Ag、Au、Co、Fe、Ru、Re、Ga、In及Sb中的至少一种组成。同样描述以此方式制造的溅镀靶用于沉积背面接触层或屏障层的用途。所述实例中之一为MoTi溅镀靶，其通过冷气喷涂制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于薄膜部件的金属镀层，其特征在于，所述金属镀层包含至少一个由Mo基合金组成的层，所述层含有Al及Ti的和常见杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.20 AT GM302/20141.一种用于薄膜部件的金属镀层，其特征在于，所述金属镀层包含至少一个由Mo基合金组成的层，所述层含有Al及Ti的和常见杂质。2.根据权利要1所述的金属镀层，其特征在于，所述金属镀层在最高350℃，在特别有利的实施方式中最高400℃下具抗氧化性。3.根据权利要求1或2所述的金属镀层，其特征在于，所述至少一个由Mo基合金组成的层含有10原子％至40原子％的Al及大于0至15原子％的Ti，其中Al及Ti的含量总和不超过50原子％。4.根据前述权利要求中任一项所述的金属镀层，其特征在于，所述至少一个由Mo基合金组成的层含有15原子％至30原子％的Al。5.根据前述权利要求中任一项所述的金属镀层，其特征在于，所述至少一个由Mo基合金组成的层含有5原子％至10原子％的Ti。6.根据前述权利要求中任一项所述的金属镀层，其特征在于，所述金属镀层另外含有至少一个由Al、Cu、Ag或Au或基于这些金属之一的合金组成的金属层。7.根据权利要求6所述的金属镀层，其特征在于，将所述至少一个由Mo基合金组成的层涂覆至由Al、Cu、Ag或Au或基于这些金属的合金组成的金属层的背对基层的一侧。8.一种根据前述权利要求中任一项所述的金属镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·科斯滕鲍尔，朱迪思·科斯滕鲍尔，格哈德·莱希特弗雷德，约尔格·温克勒，黄茂成，马丁·卡特赖因，伊丽莎白·艾登伯格，
申请(专利权)人：攀时奥地利公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT