CN1197990C - 导电薄膜用的合金靶材及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导电薄膜用的合金靶材，是包括银(Ag)、铜(Cu)以及至少一种贵重金属选自由钯(Pd)、金(Au)及铂(Pt)构成的组群，其中银含量为80至99.8原子百分比；铜含量为0.1至10原子百分比；贵重金属含量为0.1至10原子百分比；且合金靶材的总原子百分比为100。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电薄膜用的合金靶材及其制造方法，尤指一种适用于半导体基板或有机电激发光显示基板的导线或电极的合金靶材及其制造方法。
背景技术
平面显示器(例如有机电激发光显示器(Organnic ElectroLuminescent Display，OELD等) 由于具有轻薄短小的特性，因此渐渐取代阴极射线管显示器成为显示器的焦点。而各式的平面显示器的组成构造或其显示影像的技术手段虽各有差异，但各式平面显示器结构中多利用具导电性物质(例如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)或铝锌氧化物(Aluminum Zinc Oxide；AZO)于基板上作为阳极，再配合低功函数金属或合金的阴极作为发光像素的控制结构。
目前的半导体或有机电激发光显示装置，多使用铬金属作为导线的材料。铬金属本身虽具有一定的导电性、良好的抗腐蚀性及材料成本低等材质特点，但是以铬金属作为导电薄膜时，因为铬本身的电阻值高于铜、银等金属，故有不易达到低电压驱动发光层显示影像的情形，让平面显示器的影像呈现方面无法达到最佳的控制效果，同时，其电阻值略高，会因升温而使耗电量增大，降低能源使用效率，且于操作时，不仅会使平面显示器升温，并会影响介于导电薄膜阳极与低功率函数阴极间发光层的影像显示。因此研究者一直在寻求利用阻值较低的金属作为晶片或显示装置导线或电极的材料。以往曾经有提议以银作为晶片或显示装置导线或电极的材料，但是因为无适当稳定的靶材或蚀刻液组成物，所以并未有广泛的运用。
而含银量超过80％以上的银合金，虽然阻值不如银金属一般低，但是其阻值远低于铬金属，仍为适当的晶片或显示装置导线或电极材料，然而由于银合金未具有适当的靶材或蚀刻液，所以并没有广泛应用于晶片或显示面板的黄光制程。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种导电薄膜用的合金靶材，能于制作时，于显示面板或基板上形成电阻值低、导电性佳及高附着性的导电薄膜。
本发明的另一目的是在提供一种导电薄膜用合金靶材的制造方法，能形成一合金靶材，以于制作时，于显示面板或基板上形成电阻值低、导电性佳及高附着性的导电薄膜。
为达成上述的目的，本发明提供一种导电薄膜用的合金靶材，是包括银(Ag)、铜(Cu)以及至少一种贵重金属选自由钯(Pd)，金(Au)及铂(Pt)构成的群组；其中银含量为80至99.8原子百分比；铜含量为0.1至10原子百分比；贵重金属含量为0.1至10原子百分比；且合金靶材的总原子百分比为100。
所述的合金靶材，其中贵重金属为钯。
所述的合金靶材，其中贵重金属为金。
所述的合金靶材，其中贵重金属为铂。
所述的合金靶材，其更包含至少一抗腐蚀性金属，其中抗腐蚀性金属为钛，铝，镍，钴或铬。
所述的合金靶材，其中抗腐蚀性金属为钛；且其钛含量为0.01至5原子百分比。
所述的合金靶材，其中抗腐蚀性金属为镍；且其镍含量为0.01至5原子百分比。
所述的合金靶材，其中抗腐蚀性金属为铝；且其铝含量为0.01至5原子百分比。
所述的合金靶材，其中抗腐蚀性金属为钴；且其钴含量为0.01至5原子百分比。
所述的合金靶材，其中抗腐蚀性金属为铬；且其铬含量为0.01至5原子百分比。
所述的合金靶材，其是用于形成平面显示基板电极或导线的制作。
一种导电薄膜用合金靶材的制造方法，是包含下述的步骤：
(A)将银(Ag)、铜(Cu)以及至少一种贵重金属的粉末组合物均匀研磨及混合后以电弧熔化产生母合金，其中铜含量为0.1至10原子百分比；贵重金属含量为0.1至10原子百分比；且贵重金属为至少一种选自由钯(Pd)，金(Au)及铂(Pt)构成的组群的金属；
(B)将银与先前制成的母合金混合，置于坩锅中，进行真空熔炼，制成铸锭；以及
(C)将铸锭进行锻造、热滚压、热处理等热机加工，以形成合金靶材。
所述的制造方法，其中步骤(A)的金属母合金更包含至少一抗腐蚀性金属粉末，其中抗腐蚀性金属为钛，铝，镍，钴或铬。
所述的制造方法，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为钛；且金属母合金中其钛含量为0.01至5原子百分比。
所述的制造方法，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为镍；且金属母合金中其镍含量为0.01至5原子百分比。
所述的制造方法，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为铝；且金属母合金中其铝含量为0.01至5原子百分比。
所述的制造方法，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为钴；且金属母合金中其钴含量为0.01至5原子百分比。
所述的制造方法，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为铬；且其铬含量为0.01至5原子百分比。
依据所欲配制的合金比例及铸锭重量，计算尚需添加银(Ag)的数量，使银含量为总含量的80至99.8原子百分比，将先前所制成的母合金与银混合备料，置于真空熔炼炉中进行熔炼，待混合料完全熔化后，将金属熔汤倒入模具中，待其冷却固化后，自模具中取出银合金铸锭，所得的铸锭依所需的靶材尺寸，再进行热机加工(例如锻造、热滚压与热处理等)，以形成合金靶材。
附图说明
图1是本发明导电薄膜合金靶材实施时的示意图。
具体实施方式
本发明导电薄膜用的合金靶材银含量约为80至99.8原子百分比，较佳为银含量90至99.8原子百分比，本发明导电薄膜用的合金靶材中添加使用的贵重金属可为钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)或其任何混合的形式。本发明导电薄膜用的合金靶材也可视需要地添加至少一抗腐蚀性金属，以加强靶材于制作在显示面板或基板后的抗腐蚀性以及改善导电薄膜在显示面板或基板上的附着性；其中添加的抗腐蚀性金属较佳可为钛、铝、镍、钴、铬或其混合物。本发明合金靶材中包含的抗腐蚀性金属的含量无特殊的限制，较佳为抗腐蚀性金属含量介于0.01至5原子百分比范围。本发明导电薄膜用的合金靶材可以适用于任何基板的制作，较佳为适合于形成平面显示基板电极或导线的制作之用。本发明导电薄膜用的合金靶材的制造方法，是先将银(Ag)，铜(Cu)以及至少一种贵重金属混合熔炼制成铸锭以形成合金靶材。其中较佳可更包含至少一抗腐蚀性金属，其中抗腐蚀性金属为钛、铝、镍、钴、铬或其混合物。本发明合金靶材的熔炼方法可为已有的熔炼方法，较佳为大气熔炼法、真空熔炼法或真空精炼法。
实施例1
导电薄膜用的合金靶材的制作
将2250克重量的银(Ag)，250克重量的铜(Cu)以及1000克重量的钯(Pd)混合备料。之后，将混合后的金属以电弧熔化产生母合金。添加46500克重量的银(Ag)与先前所制成的母合金混合备料，置于真空熔炼炉中于摄氏1100-1300度下加热3-5小时进行熔炼，待混合料完全熔化后，将金属熔汤倒入模具中，待其冷却固化后，自模具中取出银合金铸锭。所得的铸锭依所需的靶材尺寸，以600-800吨缎造方式及80匹马力以上热滚压方式，控制其结晶方向为无优选方向，再经热处理后控制其微观组织的结晶粒度约为20-50微米，以形成合金靶材。
实施例2
导电薄膜用的合金靶材的制作
将1000克重量的银(Ag)，350克重量的铜(Cu)，600克重量的钯(Pd)以及10克重量的铬混合备料。之后，将混合后的金属以电弧熔化产生母合金。添加47045克重量的银(Ag)与先前所制成的母合金混合备料，置于真空熔炼炉中于摄氏1100-1300度温度下加热3-5小时进行熔炼，待混合料完全熔化后，将金属熔汤倒入模具中，待其冷却固化后，自模具中取出银合金铸锭。所得的铸锭依所需的靶材尺寸，以600-800吨锻造方式及80匹马力以上的热滚压方式，控制其结晶方向为无优选方向，再经热处理后控制其微观组织的结晶粒度约为20-50微米，以形成合金靶材。
实施例3
将实施例1制造的靶材置入一溅度室。溅度室结构如图1所示；包含一直流电源供应器100、一接地遮蔽物250、一气体入口700、一真空泵600，以及置放面板的基座400。进行溅度时，将靶材200与电源100阴极相连，并置入一平面显示装置的面板300于溅度室，之后通入流量20sccm的氩气，以200W的直流电功率，溅度室维持5mtorr真空度下溅度10分钟于显示面板300上形成一厚度为21300的银合金层。银合金层经导电度测试，可得良好的导电性，其电阻抗为0.0279ohm/γ，经85H/85℃高温高湿实验以胶带进行剥离实验peeling test，可得其良好的附着性的验证。
实施例4
将实施例1制造的靶材置入一溅度室，并置入一平面显示装置面板于溅度室，之后于通入流量20sccm的氩气，以100W的直流电功率，溅度室维持5mtorr真空度下溅度6.3分钟，于面板上形成一厚度为4000的银合金层。银合金层经导电度测试，可得良好的导电性，其电阻抗为0.076ohm/□，经85H/85°高温高湿实验以胶带进行剥离试验，可得良好的附着性的验证。
本发明首度制造适合制作于显示面板或基板的银合金靶材，以成功地于显示面板或基板形成具80％以上含量的银合金沉积层，因此可以进一步配合银合金的蚀刻液以完成显示面板或基板上银合金的导线或电极图样的形成，以具体化银合金导电薄模，并可进一步完成具银合金导线或电极的显示面板或基板。本发明制造的银合金靶材，可以适用于如半导体基板、有机电激发光显示面板、液晶显示面板，甚而任何平面显示面板皆可适用。
Claims (14)
1.一种导电薄膜用的合金靶材，是包括银、铜以及至少一种贵重金属选自由钯，金及铂构成的组群；其特征在于，
其中银含量为80至99.8原子百分比；
铜含量为0.1至10原子百分比；
贵重金属含量为0.1至10原子百分比；
且合金靶材的总原子百分比为100。
2.如权利要求1所述的合金靶材，其特征在于，其更包含至少一抗腐蚀性金属，其中抗腐蚀性金属为钛、铝、镍、钴或铬。
3.如权利要求2所述的合金靶材，其特征在于，其中抗腐蚀性金属为钛；且其钛含量为0.01至5原子百分比。
4.如权利要求2所述的合金靶材，其特征在于，其中抗腐蚀性金属为镍；且其镍含量为0.01至5原子百分比。
5.如权利要求2所述的合金靶材，其特征在于，其中抗腐蚀性金属为铝；且其铝含量为0.01至5原子百分比。
6.如权利要求2所述的合金靶材，其特征在于，其中抗腐蚀性金属为钴；且其钴含量为0.01至5原子百分比。
7.如权利要求2所述的合金靶材，其特征在于，其中抗腐蚀性金属为铬；且其铬含量为0.01至5原子百分比。
8.一种导电薄膜用合金靶材的制造方法，是包含下述的步骤：
(A)将银，铜以及至少一种贵重金属的粉末组合物均匀研磨及混合后以电弧熔化产生母合金，其中铜含量为0.1至10原子百分比；贵重金属含量为0.1至10原子百分比；且贵重金属为至少一种选自由钯、金及铂构成的组群的金属；
(B)将银与先前制成的母合金混合，置于坩锅中，进行真空熔炼，制成铸锭；其中银含量为总含量的80至99.8原子百分比；以及
(C)将铸锭进行锻造、热滚压与热处理的热机加工，以形成合金靶材。
9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，其中步骤(A)的金属母合金更包含至少一抗腐蚀性金属粉末，其中抗腐蚀性金属为钛、铝、镍、钴或铬。
10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为钛；其钛含量为0.01至5原子百分比。
11.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为镍；且镍含量为0.01至5原子百分比。
12.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为铝；且其铝含量为0.01至5原子百分比。
13.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为钴；且其钴含量为0.01至5原子百分比。
14.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，其中步骤(A)的抗腐蚀性金属为铬；且其铬含量为0.01至5原子百分比。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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