(57)【要約】【課題】プロセス設備が簡単になるだけでなく、相対的に、低温且つ低コストになり、また、大量生産に適合し、環境保護的な塩素（Ｃｌ）無しのものを適用でき、また、環境に親しく、電子材料業界に適合する新規金属窒素酸化物プロセスを提供する。    【解決手段】アンモニア液（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）を混合した溶液を利用して、その体積比例が、１：１：１〜１００の範囲にあって、エッチングしてからなる構造である新規金属窒素酸化物プロセスであって、溶液エッチングにより、基板表面の保護薄膜を除去すた後、下方にあるチタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜と、反応させて、アニール（Ａｎｎｅａｌ）することにより、基板表面にチタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイ（ＴｉＯＮ、ＴａＯＮ、ＺｒＯＮ）の薄膜が沈積される構造体である。その中、基板に対して、蒸着法やスパッタリング処理により、基板の表面に、チタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜と保護薄膜が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア液（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）を混合した溶液を利用して、その体積比例が、１：１：１〜１００の範囲にあって、エッチングしてからなる構造である新規金属窒素酸化物プロセスであって、
上記溶液エッチングにより、基板表面の保護薄膜を除去すた後、下方にあるチタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜と、反応させて、アニール（Ａｎｎｅａｌ）することにより、上記基板表面にチタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイ（ＴｉＯＮ、ＴａＯＮ、ＺｒＯＮ）の薄膜が沈積される、
ことを特徴とする新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項２】
陰極線銃蒸着法やヒート蒸着法、スパッタリング法、電解めっき法或いは無電解めっき法により、上記基板の表面に、上記チタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜及び上記保護薄膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項３】
上記溶液の処方は、体積比例が、１：１：１０の範囲にする。ことを特徴とする請求項１に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項４】
上記チタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜の厚さは、１ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項５】
上記保護薄膜は、銀薄膜で、厚さが、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項６】
上記銀薄膜の厚さは、６５ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項７】
上記チタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイ薄膜は、窒素環境や窒素水素環境或いは無酸素真空下において、４５０°Ｃ以上で、アニールプロセスが行なわれ、完全にアニールされたチタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイ薄膜が得られるものであることを特徴とする請求項１に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項８】
上記タンタルオキシナイ薄膜は、アニールプロセスされず、タンタルオキシナイ薄膜が形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【請求項９】
上記基板は、ステンレスやセラミック、プラスチック、高分子或いはガラスからなる群から選ばれた何れかの一つであることを特徴とする請求項１に記載の新規金属窒素酸化物プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイ（ＴｉＯＮ、ＴａＯＮ、ＺｒＯＮ）の薄膜構造に関し、特に、環境保護の塩素（Ｃｌ）無しで、電子材料業界に適用でき、プロセス設備が簡単で、相対的に、低温且つ低コストになり、また、大量生産に適合し、耐腐食性や導電性及び飾り機能を得られるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
既存のプロセス技術によれば、基板を窒素ガス（Ｎ２）の環境にセットし、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）とアンモニアガス（ＮＨ３）を反応ガスとして使用され、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）とアニール（Ａｎｎｅａｌ）とにより、直接に、上記基板に、（ＴｉＮ）薄膜を形成する。しかしながら、一般の従来技術によれば、薄膜を形成する時、５００°Ｃ〜６００°Ｃの範囲の高沈積温度で行うため、基材品質が安定しなくて不純物の浸透の恐れがあるだけでなく、高温によるエネルギーの消費のため、プロセスコストが高くなる。そのため、一般の従来のものは、実用的とは言えない。
【０００３】
本発明者は、上記欠点を解消するため、慎重に研究し、また、学理を活用して、有効に上記欠点を解消でき、設計が合理である本発明を提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、従来技術の上記問題点を解消して、環境保護的な塩素（Ｃｌ）無しのものを提供でき、特に、電子材料業界に適合し、プロセス設備が簡単で、相対的に、低温且つ低コストになり、また、大量生産に適合し、耐腐食性や導電性及び飾り機能を得られる新規金属窒素酸化物プロセスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の目的を達成するための新規金属窒素酸化物プロセスであり、アンモニア液（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）を混合した溶液を利用して、その体積比例が、１：１：１〜１００の範囲にあって、基板表面にある保護薄膜をエッチング除去した後、下方にあるチタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜と、反応させて、上記基板表面に沈積形成された構造体であり、上記基板に対して、蒸着法やスパッタリング処理により、上記基板の表面に、チタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜と保護薄膜が形成される。最後に、アニールプロセスを介して、本発明に係る新規的な、完全にアニールプロセスされたチタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイ薄膜の構造である。
【０００６】
以下、図面を参照しながら、本発明の特徴や技術内容について、詳しく説明するが、それらの図面等は、参考や説明のためであり、本発明は、それによって制限されることが無い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のより良い実施例の構造断面概念図
【図２】本発明のより良い実施例の構造の整備流れの概念図
【図３】本発明の他のより良い実施例の構造の整備流れの概念図
【図４】本発明の更に他のより良い実施例の構造の整備流れの概念図
【図５】本発明に係るチタンオキシナイ薄膜について行った定性と定量解析の概念図
【図６】本発明に係るタンタルオキシナイ薄膜について行った定性と定量解析の概念図
【図７】本発明に係るジルコニウムオキシナイ薄膜について行った定性と定量解析の概念図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明のより良い実施例の構造断面概念図である。図のように、本発明は、新規金属窒素酸化物プロセスであり、アンモニア液（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と水（Ｈ２Ｏ）を混合した溶液を利用して、その体積比例が、１：１：１〜１００の範囲にあって、基板２表面の保護薄膜をエッチング除去した後、下方にあるチタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜と、反応させ、また、アニール（Ａｎｎｅａｌ）処理を行って、上記基板２表面に、チタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイ（ＴｉＯＮ、ＴａＯＮ、ＺｒＯＮ）薄膜を沈積形成する構造体である。
【０００９】
上記基板２は、陰極線銃蒸着法やヒート蒸着法、スパッタリング法、電解めっき法或いは無電解めっき法により、上記基板２の表面に、チタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜と保護薄膜が、形成され、また、上記のチタンやタンタル或いはジルコニウム薄膜は、厚さが、１ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲にあり、上記保護薄膜は、銀薄膜で、厚さが、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にある。
【００１０】
図２は、本発明のより良い実施例の構造の整備流れの概念図である。図のように、より良い実施例において、本発明は、チタンオキシナイ薄膜である構造であり、ステンレスやセラミック、プラスチック、高分子或いはガラスからなる群から選ばれた何れかの一つである基板２を、真空状態にセットし、そして、上記基板２に、ヒート蒸着法により、厚さが１０ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲にある金属チタン薄膜３を形成した後、同じ操作条件で、上記チタン薄膜３の上に、上記チタン薄膜３が酸化反応を発生することを防止するための金属銀薄膜４をヒート蒸着し、また、上記銀薄膜４の厚さが、６５ｎｍであり、その後、係数ｘ：ｙ：ｚの比例が、１：１：１０の範囲であるｘ（ＮＨ４ＯＨ）＋ｙＨ２Ｏ２＋ｚＨ２Ｏ溶液を利用して、上記銀薄膜４をエッチングし、上記溶液により、上記銀薄膜４が剥離された後、更に、下方にあるチタン薄膜３と反応させ、チタンオキシナイ薄膜が形成され、最後に、窒素環境や窒素水素環境或いは無酸素真空下で、４５０°Ｃ以上のアニール（Ａｎｎｅａｌ）プロセスを行うと、本発明に係る新規な、完全にアニールプロセスのチタンオキシナイ薄膜１の構造が得られる（図１のように）。
【００１１】
また、図３は、本発明の他のより良い実施例の構造の整備流れの概念図である。図のように、本発明は、タンタルオキシナイ薄膜構造であり、本実施例において、上記と同じような基板２と銀薄膜４を使用する。まず、上記基板２を、真空状態にセットし、そして、上記基板２に、ヒート蒸着法により、一層の金属タンタル薄膜６を形成した後、同じ操作条件で、上記タンタル薄膜６に、上記タンタル薄膜６が酸化反応を発生することを防止するための金属銀薄膜４をヒート蒸着し、その後、体積比例が１：１：１〜１００の範囲にあるアンモニア液と過酸化水素と水を混合した溶液を利用して、上記銀薄膜４をエッチングし、上記溶液により、上記銀薄膜４が剥離された後、更に、下方にあるタンタル薄膜６と反応させ、タンタルオキシナイ薄膜５ａが形成され、そして、本実施例において、更に、そのタンタルオキシナイ薄膜５ａに対して、窒素環境や窒素水素環境或いは無酸素真空下で、４５０°Ｃ以上のアニールプロセスを行う。そのため、本発明に係るタンタルオキシナイ薄膜は、必要に応じて、アニールプロセスを介せず得られたタンタルオキシナイ薄膜５ａの構造と、完全にアニールプロセスを行ったタンタルオキシナイ薄膜５の構造とから、選択することができる。
【００１２】
図４は、本発明の更に他のより良い実施例の構造の整備流れの概念図である。図のように、本発明は、ジルコニウムオキシナイ薄膜構造であり、本実施例において、上記と同じような基板２と銀薄膜４を使用する。まず、上記基板２を、真空状態にセットし、そして、上記基板２に、ヒート蒸着法により、一層の金属ジルコニウム薄膜８を形成した後、同じ操作条件で、上記ジルコニウム薄膜８に、上記ジルコニウム薄膜８が酸化反応を発生することを防止するための金属銀薄膜４をヒート蒸着し、その後、体積比例が１：１：１〜１００の範囲にある、アンモニア液と過酸化水素と水を混合した溶液を利用して、上記銀薄膜４をエッチングし、上記溶液により、上記銀薄膜４が剥離された後、更に、下方にあるジルコニウム薄膜８と反応させ、ジルコニウムオキシナイ薄膜が形成され、最後に、窒素環境や窒素水素環境或いは無酸素真空下で、４５０°Ｃ以上のアニールプロセスを行うと、本発明に係る新規な、完全にアニールプロセスを行ったジルコニウムオキシナイ薄膜７の構造が得られる。
【００１３】
図５〜図７は、それぞれ、本発明に係るチタンオキシナイ薄膜について行った定性と定量解析の概念図と、本発明に係るタンタルオキシナイ薄膜について行った定性と定量解析の概念図と、本発明に係るジルコニウムオキシナイ薄膜について行った定性と定量解析の概念図である。図のように、本発明は、記各実施例において得られたチタンオキシナイやタンタルオキシナイ及びジルコニウムオキシナイについて、Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）により、定性と定量解析を行い、その解析結果によれば、本発明による得られたチタンオキシナイ薄膜は、チタンが、窒素と酸素との間に、結合があることを（図５のように）、タンタルオキシナイ薄膜は、タンタルが、窒素と酸素との間に、結合があることを（図６のように）、そして、ジルコニウムオキシナイ薄膜は、ジルコニウムが、窒素と酸素との間に、結合があることを（図７のように）、確認でき、そのため、一般のチタンオキシナイやタンタルオキシナイ及びジルコニウムオキシナイの性質に類似し、耐腐食性や導電性及び飾り機能が得られ、従来技術と比較すると、本発明は、プロセス設備が簡単になるだけでなく、相対的に、低温且つ低コストになり、また、大量生産に適合し、環境保護的な塩素（Ｃｌ）無しのものを適用でき、また、環境に親しく、電子材料業界に適合する。
【００１４】
以上のように、本発明に係る新規金属窒素酸化物プロセスは、有効に従来の諸欠点を解消でき、一般のチタンオキシナイやタンタルオキシナイ或いはジルコニウムオキシナイの性質に類似して、耐腐食性や導電性及び飾り機能を発揮でき、プロセス設備が簡単になるだけでなく、相対的に、低温や低コストになり、大量生産に適合し、生産過程において、塩素無しで、環境に親しく、電子材料業界に適合する。
【００１５】
そのため、本発明は、より進歩的かつより実用的で、法に従って特許請求を出願する。
【００１６】
以上は、ただ、本発明のより良い実施例であり、本発明は、それによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００１７】
１  チタンオキシナイ薄膜
２  基板
３  チタン薄膜
４  銀薄膜
５、５ａ  タンタルオキシナイ薄膜
６  タンタル薄膜
７  ジルコニウムオキシナイ薄膜
８  ジルコニウム薄膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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