含钼靶材制造技术

本发明专利技术涉及包括50原子％或更多钼、第二金属元素钛及第三金属元素铬或钽的溅射靶材，以及由所述溅射靶材制造的沉积膜。在本发明专利技术的优选方面，所述溅射靶材包括一富钼相、一富钛相及一富第三金属元素相。

Molybdenum target

The present invention relates to a sputtering target comprising 50 atomic% or more molybdenum, second metal elements, titanium and three metal elements, chromium or tantalum, and a deposition film made from the sputtering target. In the preferred aspect of the present invention, the sputtering target comprises a molybdenum rich phase, a rich titanium phase and a rich third metal element phase.

【技术实现步骤摘要】
含钼靶材本申请是申请号为2010800687697、申请日为2010年7月1日、名称为“含钼靶材”的专利技术专利申请的分案申请。优先权要求本申请要求美国专利申请US12/827,562(于2010年6月30日申请)的权益，该专利通过引用而全文包括在本申请中。
本专利技术主要涉及溅射靶材、制造溅射靶材的方法、使用所述靶材制造含钼薄膜的方法(如那些用于制造平面显示器(如薄膜晶体管-液晶显示器)和光伏电池的薄膜)、由所述靶材制造的薄膜及包括所述薄膜的产品。
技术介绍
溅射沉积是半导体和光电工业中使用的各种制造工艺中用于生产金属层的一种技术。随着半导体和光电工业的进展，需要满足一个或多个电气要求、耐久性要求和加工性要求的溅射靶材。例如，需要加工更容易、价格更便宜、生产的薄膜更均匀的溅射靶材。此外，随着显示器尺寸增大，性能方面即使是温和的改进，其经济益处也被放大。溅射靶材成分稍做变化，可能导致性能发生重大变化。此外，靶材的制造方式不同可能也会使组成相同的靶材具有不同的性能。采用金属，如钼等制造的溅射靶材及其制造方法和其在平面显示器中的用途在美国专利US7,336,336B2和Butzer等于2005年9月1日公开的美国专利申请US2005/0189401A1中进行了说明，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。含钼和钛的溅射靶材、其制造方法及其在平面显示器中的用途在美国专利US7,336,824B2和Gaydos等于2008年12月25日公开的美国专利申请公开US2008/0314737A1，Gaydos等于2007年4月26日公开的US2007/0089984A1及Nitta等于2007年11月1日公开的US2007/0251820A1中进行了描述，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。含钼和第二金属的溅射靶材在Chao等于2004年12月30日公开的美国专利申请公开US2004/0263055A1，Lee等于2007年5月31日公开的US2007/0122649A1，及Inoue等于2005年10月20日公开的US2005/0230244A1，Cho等于2008年3月27日公开的US2008/0073674A1，Iwasaki等于2005年9月1日公开的US2005/0191202A1中进行了描述，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。在许多器件的生产中，薄膜产品通常是通过一个或多个材料脱除步骤(如蚀刻)逐层制造。为了使材料选择广泛，以增强设计选择，能够选择性地控制薄膜蚀刻率(即通过蚀刻脱除材料的速率)是颇有吸引力的。例如，通过选择合适的溅射靶材而能够实现某些蚀刻速率是颇有吸引力的。例如，通过选择合适的溅射靶材而能够实现某些蚀刻速率是颇有吸引力的。可能要求溅射靶材沉积层的蚀刻速率与其它一层或多层的蚀刻速率相容(如蚀刻速率相同或相差小于大约25％)和/或与其它一层或多层的蚀刻速率不同(如相差大约25％或更高)。例如，对于某些应用来说，仍然需要一种由其制造的沉积层的蚀刻率相对较低的溅射靶材，如在铁氰化物溶液中的蚀刻速率低于由50％原子钼和50％原子钛组成的溅射靶材沉积层的蚀刻速率。人们还需要用于制造具有以下一种特性或以下特性任意组合的沉积层的溅射靶材：对基材具有强粘附性、良好的阻隔性能、放置在含硅层和含铜层之间时能够减少或防止形成铜硅化合物(如硅化铜)或具有相对较小的电阻(大约60μΩ·cm或更低)。此外，人们需要具有以上一种或多种特性的溅射靶材，所述靶材是由能够采用轧制步骤加工成溅射靶材的非均质材料制备。
技术实现思路
令人吃惊的是，包括钼(Mo)、钛(Ti)和第三金属元素，其中第三金属元素是钽或铬的溅射靶材可以满足上述一种或多种要求。因此，本专利技术在其各个教导中涉及此类组合物及其制造的溅射靶材，以及由其制造的薄膜产品及相关方法。本专利技术的一个方面是一种用于制造溅射靶材和/或用于制造生产溅射靶材的坯料的方法，包括一个将含大约50原子％或更多钼的第一粉末、含大约50原子％或更多钛的第二粉末，及含大约50原子％或更多选自由铬和钽组成的群组的第三金属元素的第三粉末进行混合的步骤。本专利技术的另一个方面涉及一种溅射靶材和/或用于生产溅射靶材的坯料，包括占所述溅射靶材原子总数大约40原子％或更多的钼；占所述溅射靶材原子总数大约1原子％或更多的钛；及占所述溅射靶材原子总数大约1原子％或更多的第三金属元素，其中所述第三金属元素是钽或铬；这样所述靶材可用于制造包括合金的沉积膜，所述合金包括钼、钛，及第三金属元素。本专利技术的另一个方面涉及溅射靶材和/或用于制造溅射靶材的坯料，包括占溅射靶材总体积至少大约40体积％的第一相，其中所述第一相包括至少大约50原子％第一金属元素(因此可以称为富第一金属元素)，其中所述第一金属元素是钼；占溅射靶材总体积大约1至大约40体积％的第二相，其中所述第二相包括至少大约50原子％的第二金属元素(因此可以称为富第二金属元素)，其中所述第二金属元素是钛，及占溅射靶材总体积大约1至大约40体积％的第三相，其中所述第三相包括至少大约50原子％的第三金属元素(因此可以称为富第三金属元素)，其中所述第三金属元素选自由铬和钽所组成的群组，这样，所述溅射靶材可用于制造包括合金的沉积膜，所述合金包括钼、钛和第三金属元素。应该了解的是，在本申请的教导中，第三金属元素可由铬和钽的组合代替。本专利技术的另一个方面涉及一种薄膜(如溅射-沉积膜)，包括大约50原子％或更多的钼，大约0.5原子％或更多的钛，及大约0.5原子％或更多的选自由铬和钽组成的群组的第三金属元素。举例来说，一种所述薄膜可能有大约50原子％至大约90原子％钼，大约5原子％至大约30原子％钛，及大约5原子％至大约30原子％第三金属元素(即铬、钽或这两者)。根据本申请的蚀刻速率教导，所述薄膜具有相对较低的蚀刻速率。本专利技术的另一个方面涉及包括由本申请所述溅射靶材沉积的薄膜的多层结构。本专利技术的另一个方面涉及一种利用本申请所述溅射靶材在基材上沉积薄膜的方法。本专利技术的溅射靶材用于沉积通常具有较低蚀刻速率的薄膜方面较为有利。例如，所述沉积薄膜在25℃的铁氰化物溶液中的蚀刻速率是大约100nm/min或更低，优选是大约75nm/min或更低，更优选是大约70nm/min或更低，甚至更优选是大约68nm/min或更低，甚至更优选是大约65nm/min或更低，及最优选是大约62nm/min或更低。所述溅射靶材可用于沉积具有下述特点的薄膜：对基材具有较强的粘附性；良好的阻隔性能；当放置在含硅层和含铜层之间时基本上可以避免形成硅化铜；电阻率低；或这些特点的任意组合。有利的是，所述溅射靶材可由，例如，能够通过一种或多种热机械变形操作变形的材料形成。所述溅射材料可由能够轧制(如通过一个或多个轧制操作)的材料制造，优选没有裂纹，从而可以高效地生产较大的溅射靶材。还可以通过将几个单独预成型的结构(如坯料)连接来制作较大的靶材，如在相邻预成型结构之间有粉末或没有粉末时，通过热等静压加工操作扩散粘结。附图说明图1是包括钼、钛和钽的溅射靶材采用二次电子成像的说明性扫描电子显微照片。溅射靶材优选包括含50原子％或更多钼的富钼相、含50原子％或更多钛的富钛相及含50原子％或更多钽的富钽相。图2是包括钼、钛和钽的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸屏器件，包括a)一基材层；b)一导电层；和c)一薄膜层，所述薄膜层包括：i)占所述溅射靶材原子总数50原子％至98原子％的钼；ii)0.5原子％或更多的钛；和iii)占所述溅射靶材原子总数0.5原子％或更多的第三金属元素，其中所述第三金属元素是钽或铬。

【技术特征摘要】
2010.06.30 US 12/827,5621.一种触摸屏器件，包括a)一基材层；b)一导电层；和c)一薄膜层，所述薄膜层包括：i)占所述溅射靶材原子总数50原子％至98原子％的钼；ii)0.5原子％或更多的钛；和iii)占所述溅射靶材原子总数0.5原子％或更多的第三金属元素，其中所述第三金属元素是钽或铬。2.根据权利要求1所述的触摸屏器件，其中所述薄膜层的厚度是10nm至1μm。3.根据权利要求2所述的触摸屏器件，其中所述薄膜层在所述基材层上并接触导电层。4.根据权利要求3所述的触摸屏器件，其中所述薄膜层中钼的浓度是75原子％至98原子％。5.根据权利要求4所述的触摸屏器件，其中所述基材层是一层玻璃。6.根据权利要求5所述的触摸屏器件，其中所述薄膜层的厚度是10nm至200nm以及所述薄膜层中钛的浓度是20原子％或更低。7.根据权利要求6所述的触摸屏器件，其中所述第三金属元素是钽以及其中所述薄膜层中钽的浓度是20原子％或更低。8.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸屏器件，其中所述薄膜层中钛的浓度是1原子％至10原子％以及所述薄膜层中钽的浓度是1原子％至10原子％。9.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸屏器件，其中所述第三金属元素是钽以及其中所述钽和钛的总浓度是25原子％或更低。10.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸屏器件，其中所述薄膜层包括：包括75原子％至98原子％的钼，0.5原子％至10原子％的钛，和0.5原子％至10原子％的钽；和其中所述薄膜层是介于基材层和导电层之间；所述薄膜层的厚度是10nm至200nm。11.根据权利要求1至6中任一项所述的触摸屏器件，其中所述第三金属元素是铬。12.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸屏器件，其中所述导电层主要由Cu、Al、Ag或Au组成。13.一种制造触摸屏器件的方法，包括步骤：i)提供一基材；ii)在所述的基材上沉积一钼合金层；iii)蚀刻所述钼合金层；和iv)沉积一导电层；其中所述导电层和钼合金层相接触；其中通过溅射溅射靶材沉积所述钼合金层，所述溅射靶材包括钼、钽和铌；其中所述合金层包括50原子％至98原子％的钼，0.5原子％或更多的钛，和0.5原子％或更多的钽或铬。14.根据权利要求13所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·罗扎克，M·E·盖多斯，P·A·霍根，S·孙，
申请(专利权)人：H·C·施塔克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US