金属膜形成方法
【专利说明】金属膜形成方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及对半导体装置的电极形成等有用的金属膜形成方法。 【【背景技术】】
[0002] 在现有技术中，蒸镀或者溅射法被用于金属膜形成方法。应用电子束或者高频的 真空蒸镀法等被广泛用于蒸镀，并且，用直流电源或者交流电源产生等离子体，随后，用等 离子体溅射阳极金属，在阴极沉积金属的手法等被广泛用于溅射法中。但是，蒸镀或者溅射 法需要真空工序，为此，在成本花费、大型化、量产化上还存在课题。
[0003] 并且，熟知涂敷方法等被广泛用于金属膜形成方法。涂敷金属膏，干燥之后煅烧的 手法被用于涂敷方法。但是，这样的涂敷方法中，煅烧需要650Γ以上的高温，金属膜形成方 法未必令人满意。另外，已知有有机金属气相沉积法等，和涂敷方法一样需要高温工序，并 且未必能充分获得密合性。
[0004] 对此，近年来尝试使用膏体来分散超微粒子，在基板上形成图案化金属膜。例如专 利文献1中，已知一种手法，使由金属芯部和有机物涂敷层构成的复合金属超微粒子分散 在溶剂中调制成金属膏，使该金属膏附着在半导体元件的电极上低温煅烧形成超微粒子电 极。但是，Ag或者Au等贵金属超微粒子形成的金属薄膜难与平滑的无机酸化物基板发生 反应，不能得到充分的密合性，尤其在为了增加导电性在薄金属排线上形成金属镀覆被膜 时，由于电镀前处理或者电镀液导致的化学反应，存在金属排线从无机酸化物基板剥离的 问题。
[0005] 并且，在近年，正在研究通过气溶胶沉积法形成金属膜。专利文献2中记载一种方 法，将金属离子气雾化，通过将所述气雾化金属粒子吹到基板上，在所述基板上形成由金属 薄膜构成的电极或者排线图案，专利文献3中记载了一种方法，在透明电极表面通过气溶 胶沉积法形成有金属薄膜构成的辅助电极。但是，根据气溶胶沉积法，电极和基板的密合性 非常差，尤其不适用于在电极上形成需要的厚膜，并且，因为成膜时需要真空工序，成膜之 后需要高温热处理，并不令人满意。 【【背景技术】文献】 【专利文献】
[0006] 【专利文献1】日本专利特开2001-168141号公报 【专利文献2】日本专利特开2011-153329号公报 【专利文献3】日本专利特开2013-129887号公报 【
【发明内容】
】 【发明要解决的课题】
[0007] 本发明的目的是提供一种能够有利于工业成膜的密合性优良的金属膜形成方法 以及通过其方法形成的金属膜。 【为了解决课题的技术手段】
[0008] 本发明人等为了达到上述目的进行了认真的研究，结果发现，使用含有氧化剂、 胺化合物或者质子酸的有机溶剂作为溶剂，雾化CVD法形成金属膜的话，与金属酸化物膜 成膜时不同，容易形成密合性优良的金属膜。 并且，本发明人等得到了上述见解后，加以研究，完成了本发明。
[0009] 即，本发明涉及到以下发明。
[1] 一种在基体上形成金属膜的金属膜形成方法，特征是包括在含有氧化剂、胺化合物 或者质子酸的有机溶剂中，使金属溶解或分散形成原料溶液，将原料溶液雾化产生雾的雾 化工序，将载气提供给所述雾的载气供给工序，通过所述载气将所述雾提供给所述基体的 供给工序和使所述雾热反应，在所述基体表面的一部分或者全部层积金属膜的金属膜形成 工序。
[2] 如所述[1]中所述的金属膜形成方法，所述有机溶剂包括氧化剂。
[3] 如所述[2]中所述的金属膜形成方法，所述氧化剂与所述有机溶剂的体积比在 1:99~50:50范围内。
[4] 如所述[2]或[3]中所述的金属膜形成方法，所述氧化剂为水或过氧化氢。
[5] 如所述[1]中所述的金属膜形成方法，所述有机溶剂包括胺化合物。
[6] 如所述[5]中所述的金属膜形成方法，所述胺化合物为二胺。
[7] 如所述[1]中所述的金属膜形成方法，所述有机溶剂包括质子酸。
[8] 如所述[7]中所述的金属膜形成方法，所述质子酸为卤化氢酸。
[9] 如所述[1]~[8]中任意一项所述的金属膜形成方法，所述热反应在200°C~ 650 °C的温度进行。
[10] 如所述[1]~[9]中任意一项所述的金属膜形成方法，所述热反应惰性气体或在 还原气体的环境下进行。
[11] 如所述[1]~[10]中任意一项所述的金属膜形成方法，所述金属从金（Au)，银 (Ag)，白金（Pt)、铜（Cu)、铁（Fe)、锰（Mn)、镍（Ni)、钯（Pd)、钴（Co)、铑（Rh)、钌（Ru)、铬 (Cr)、钼（Mo)，钨（W)以及铝（Al)中选出的1种或两种以上金属的。
[12] 如所述[1]~[11]中任意一项所述的金属膜形成方法，所述有机溶剂为乙醇。
[13] 如所述[1]~[12]中任意一项所述的金属膜形成方法，所述原料溶液为为如下溶 液a)和b)的混合物，a)含有氧化剂，胺化合物或包括质子酸的有机溶剂，b)含有所述金属 的金属络化物溶液或金属盐溶液。
[14] 一种利用所述[1]~[13]中任意一项记载的金属膜形成方法形成的金属膜。
[15] 如所述[14]中所述的金属膜作为电极。
[16] 如所述[15]中所述的金属膜作为电极时，还至少具备半导体层的半导体装置。
[17] -种用于形成金属膜的雾之前体溶液，特征为含有氧化剂，胺化合物或质子酸的 有机溶剂中，使金属溶解或分散形成溶液。
[18] 如所述[17]中所述的用于形成金属膜的雾之前体溶液，所述有机溶剂包括氧化 剂。
[19] 如所述[18]中所述的用于形成金属膜的雾之前体溶液，所述氧化剂和所述有机 溶剂的体积比在1:99~50:50范围内。
[20] 如所述[17]中所述的用于形成金属膜的雾之前体溶液，所述有机溶剂包括胺化 合物或质子酸。 【发明效果】
[0010] 根据本发明的金属膜形成方法，能够形成密合性优良的有利于工业成膜的金属 膜。并且，本发明的金属膜密合性优良。 【【附图说明】】
[0011] 【图1】实施例1使用的雾化发生装置的构成图。 【图2】表示实施例1中横截面SEM像的图。 【图3】表示实施例1中金属膜表面的SEM像的图。 【图4】实施例4使用的雾化发生装置的概略构成图。 【图5】表示实施例4中XRD测量结果的图。 【图6】表示实施例5中XRD测量结果的图。 【图7】表示实施例6中XRD测量结果的图。 【图8】表示实施例5中金属膜表面照片的图。 【【具体实施方式】】
[0012] 本发明的金属膜形成方法是一种在基体上形成金属膜的金属膜形成方法，特征是 包括：在含有氧化剂、胺化合物或者质子酸的有机溶剂中，使金属溶解或分散形成原料溶 液，将原料溶液雾化产生雾的雾化工序；将载气提供给所述雾的载气供给工序；通过所述 载气将所述雾提供给所述基体的供给工序和使所述雾热反应，在所述基体表面的一部分或 者全部层积金属膜的金属膜形成工序。
[0013] 所述雾化工序是在含有氧化剂、胺化合物或者质子酸的有机溶剂中使金属溶解或 分散调制成原料溶液，使原料溶液雾化产生雾。
[0014] 本工序中使用的含有氧化剂的有机溶剂（以下，也说成「含有氧化剂的有机溶 剂」），有机溶剂中没有特别限定含有氧化剂，例如，可以通过公知的有机溶剂和氧化剂混合 得到。所述氧化剂和所述有机溶剂的体积比，优选1:99~50:50范围内，更优选1:99~ 40:60范围内，更优选1:99~10:90范围内，最优选1:99~5:95范围内。通过这样的优选 范围，雾更适于成膜，并且膜质更加良好。
[0015] 作为所述氧化剂可以是例如水，水溶性或非水溶性的公知的氧化剂等，不过，在 本发明中，所述氧化剂优选水或水溶性的氧化剂，更优选水或过氧化氢更可喜，最优选水。 并且，使用水溶性氧化剂作为所述氧化剂时，优选和水混合的水溶液形态（例如过氧化氢 水等）。
[0016] 作为所述氧化剂，更具体的可以是例如水，过氧化氢（H2O2)，过氧化钠（Na2O 2)，过 氧化钡（BaO2)