(57)【要約】【課題】Ｃｕ配線材料の保護膜として用いられ、ＩＴＯ膜との仕事関数の差が減少してＩＴＯ膜との接続がオーミック接続になり、かつ、エッチング性、耐酸化性及び耐食性に優れたＣｕ配線保護膜と、当該保護膜を形成するためのＣｕ合金スパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つＣｕ配線保護膜。好ましくはＣｕ合金の組成が、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａ１と、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つことを特徴とするＣｕ配線保護膜。
【請求項２】
前記Ｃｕ合金の組成が、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成である請求項１に記載のＣｕ配線保護膜。
【請求項３】
１５０℃で１時間大気加熱処理の前後における、前記Ｃｕ配線保護膜表面の６５０ｎｍにおける反射率変化が、２０％以内である請求項1又は２に記載のＣｕ配線保護膜。
【請求項４】
５％食塩水で２４時間塩水処理の前後における、前記Ｃｕ配線保護膜表面の６５０ｎｍにおける反射率変化が、２０％以内である請求項１又は２に記載のＣｕ配線保護膜。
【請求項５】
２５０℃で１時間大気加熱処理の前後における、前記Ｃｕ配線保護膜表面の６５０ｎｍにおける反射率変化が、２０％以内である請求項１から４のいずれかに記載のＣｕ配線保護膜。
【請求項６】
前記Ｃｕ合金の組成が、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが３１質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６２質量％からなる点Ａ’と、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成である請求項５に記載のＣｕ配線保護膜。
【請求項７】
Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つことを特徴とするＣｕ合金スパッタリングターゲット。
【請求項８】
前記Ｃｕ合金の組成が、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成である請求項７に記載のＣｕ合金スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、ＩＴＯ膜をセンサーとして用いる静電容量型タッチパネルにおいて、ＩＴＯと駆動ドライバーの間を結ぶＣｕ配線を保護するための保護膜、及び該保護膜をスパッタリングで形成するためのＣｕ合金スパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、スマートフォンやタブレットに、静電容量型タッチパネルが広く採用されている。これはガラスやフィルム基材の上に、ＩＴＯでＸ−Ｙ極のパターンを形成し、電極間に指などが近づくことで静電容量が変化し位置検出を行うものである。
【０００３】
このＩＴＯと駆動ドライバー間は配線で接続されている。この配線材料にはＡｇペーストやＡｌ、Ｍｏなどが用いられている。近年、タッチパネルの動作も、単一からジェスチャー動作（拡大、縮小、移動）が行われるようになり、更なる高速化が求められている。またパネルの大画面化に対応するため、さらなる狭額縁化も求められている。そこで従来のＡｇペーストから、微細化が可能なＡｌやＭｏ膜がスパッタリングで成膜されている。
【０００４】
しかし、Ｍｏ膜は高価であり、スパッタ効率も悪いため、生産性にも問題がある。また、Ａｌ膜の場合は、配線に流れる電流密度が大きくなることにより金属原子・空孔が移動する現象（エレクトロマイグレーション）が生じ、また、配線にかかる引張応力を緩和させようと金属原子・空孔が移動する現象（ストレスマイグレーション）も生じる。これらエレクトロマイグレーション、ストレスマイグレーションによるボイドの発生により、抵抗値の増加、更にはボイドの発生により断線する問題があり信頼性が問題となっている。
【０００５】
そのため、配線材のコスト低減や低抵抗化の観点から、ＡｌやＭｏ膜より安価で低い抵抗値を持つ配線材が求められ、Ｃｕを配線材に用いる要求が強くなっている。しかし、Ｃｕは酸化しやすく、耐候性に問題がある。そのため、Ｃｕ配線材の上に保護膜を設けるのが一般的である。
【０００６】
保護膜に要求される特性として、高い耐食性や良好なエッチング特性など求められる。それらの問題を解決するために、たとえば、下記の特許文献に記載された技術が開示されている。
【０００７】
特許文献１では、ディスプレー用ＴＦＴ素子を構成する配線材で、ＣｕにＰｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｓｍを０．０１から０．５原子％含有するか、又は、ＣｕにＮｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｄ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｗを０．０１から０．５原子％含有させることで、ガラスとの密着に優れるＣｕ合金配線膜が得られることが開示されている。しかし、上記組成では十分な耐候性が得られない。
【０００８】
特許文献２では、Ｃｕ電極の保護膜として、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｍｎを含有するＮｉＣｕ合金スパッタリングターゲット材が開示されている。しかしながら、Ｎｉは耐食性に優れた材料であることから、パターン形成加工時のウェットエッチング処理時にはＣｕの保護膜であるＣｕＮｉ合金が残渣として残り、電極としての特性を損なう。
【０００９】
特許文献３では、Ｃｕ電極保護膜の形成に用いられるＮｉＣｕ合金スパッタリングターゲット材が開示されている。しかし、上記特許文献２と同様に、Ｎｉを多く含む組成であるので、エッチングに特殊な薬液を用いる必要がある。
【００１０】
特許文献４では、シリコン（Ｓｉ）半導体層上に、銅（Ｃｕ）合金からなる電極が設けられた接合電極構造であって、前記半導体層と前記電極との界面に、当該界面自体の熱拡散領域からなるオーミックコンタクト層を備えたことを特徴とする接合電極構造が開示されている。しかし、上記組成では十分な耐候性が得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０６９２１４号国際公開パンフレット
【特許文献２】特開２０１１−０５２３０４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１９３４４４号公報
【特許文献４】特開２０１０−２６３０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
近年、配線パターンが複雑になり、保護膜の上にさらにＩＴＯを成膜する場合がある。その際にその保護膜とＩＴＯ膜の仕事関数が違うと、ショットキー接続になり配線として用いることができない場合がある。保護膜とＩＴＯ膜がオーミック接続となるためには、保護膜の仕事関数がＩＴＯ膜の仕事関数よりも低いことが重要となる。しかし、これまで、仕事関数がＩＴＯ膜よりも低く、さらに高い耐食性や良好なエッチング特性を同時に満たす保護膜は得られておらず、特に、ＩＴＯ膜との接続に着目した合金組成は上記いずれの特許文献にも開示も示唆もない。
【００１３】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、Ｃｕ配線の保護膜として用いられ、ＩＴＯ膜の仕事関数とほぼ同じ値を持ち、耐酸化性及び耐食性に優れたＣｕ配線保護膜と、該保護膜を形成するためのＣｕ合金スパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ＣｕＮｉ合金は耐候性に優れるため、Ｃｕ配線保護膜として従来用いられてきた。しかし、ＩＴＯ膜よりも仕事関数が高いため、ＩＴＯ膜との接続がオーミック接続とならずに問題となっていた。上記課題を解決するために本発明者らは鋭意研究を進めた結果、ＣｕＮｉ合金に、さらにＭｇを添加することで、耐候性を保ちつつＣｕ合金の仕事関数を調整することが可能とあることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には本発明は以下のものを提供する。
【００１５】
本発明の第１の発明は、Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つことを特徴とするＣｕ配線保護膜である。
【００１６】
本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記Ｃｕ合金の組成が、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成であるＣｕ配線保護膜である。
【００１７】
本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、１５０℃で１時間大気加熱処理の前後における、前記Ｃｕ配線保護膜表面の６５０ｎｍにおける反射率変化が、２０％以内であるＣｕ配線保護膜である。
【００１８】
本発明の第４の発明は、第１から第３の発明において、５％食塩水で２４時間塩水処理の前後における、前記Ｃｕ配線保護膜表面の６５０ｎｍにおける反射率変化が、２０％以内であるＣｕ配線保護膜である。
【００１９】
本発明の第５の発明は、第１から第４の発明において、２５０℃で１時間大気加熱処理の前後における、前記Ｃｕ配線保護膜表面の６５０ｎｍにおける反射率変化が、２０％以内であるＣｕ配線保護膜である。
【００２０】
本発明の第６の発明は、第５の発明において、前記Ｃｕ合金の組成が、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが３１質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６２質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成であるＣｕ配線保護膜である。
【００２１】
本発明の第７の発明は、Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つことを特徴とするＣｕ合金スパッタリングターゲットである。
【００２２】
本発明の第８の発明は、第７の発明において、前記Ｃｕ合金の組成が、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａ’と、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成であるＣｕ合金スパッタリングターゲットである。
【発明の効果】
【００２３】
静電容量型タッチパネルに用いられるＩＴＯ膜上に積層される保護膜の構成、具体的には、当該保護膜上にＩＴＯ膜が形成されるようなＣｕ配線／Ｃｕ配線保護膜／ＩＴＯ膜の積層構成を備えるパターン配線において、ＩＴＯ膜との接続がオーミック接続であり、かつ、エッチング性、耐酸化性及び耐食性に優れたＣｕ配線保護膜と、該保護膜を形成するためのＣｕ合金スパッタリングターゲットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例におけるＮｉ−Ｍｇ−Ｃｕ合金組成を示す平面三角座標である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明のＣｕ配線保護膜及びＣｕ合金スパッタリングターゲットについて、その実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
＜Ｃｕ配線保護膜＞
本発明のＣｕ配線保護膜は、Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つＣｕ合金であり、好ましくは、
Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成であるＣｕ合金である。上記組成範囲の合金とすることで、ＩＴＯ膜との仕事関数の差が減少してＩＴＯ膜との接続がオーミック接続になり、かつ、エッチング性、耐酸化性及び耐食性に優れた配線材料保護膜となるものである。
【００２７】
合金に用いるＣｕは、例えば、硫酸銅溶液等の電解液中で電気分解により陰極に海綿状又は樹枝状の形状のＣｕを析出させて製造されるものを使用できる。なお、Ｃｕは、これらの方法以外で製造されたものを使用してもよい。
【００２８】
ＣｕとＮｉとＭｇの組成は、Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つＣｕ合金であり、好ましくは、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成である。
【００２９】
この組成範囲について図１を用いて説明する。図１は後述する実施例における、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕ合金組成を示す平面三角座標である。図１の三角座標は、Ｎｉが５０質量％を頂点として０質量％まで、Ｍｇが５０質量％を頂点として０質量％まで、Ｃｕが１００質量％を頂点として５０質量％まで、の３成分の組成を表し、３成分の合計は常に１００％となる。
【００３０】
このなかで、本発明のＣｕ合金の組成範囲、すなわちＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つＣｕ合金の組成範囲は、図１の点線より下の範囲となる。このことは、図１の実施例と比較例との関係から明らかである。
【００３１】
上記のＣｕ合金の好ましい組成範囲としては、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成である。これは、図１における点Ａ、Ｂ、Ｃを結ぶ三角形の領域内を意味する。
【００３２】
ここで、Ｃｕは主に導電性、Ｎｉは主に耐食性、Ｍｇは主にエッチング性の改善や仕事関数を調整する金属として選択している。この組成内では、１５０℃で加熱しても保護膜の変色が抑制され、エッチングやＩＴＯ膜とのオーミック接続にも問題を生じない。
【００３３】
特に、Ｎｉが３１質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６２質量％からなる点Ａ’と、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃとを結んだ三角形の領域内の組成の場合には、ＩＴＯ膜の低抵抗化のため、耐熱基板を用いて大気加熱温度を２５０℃とした場合でも保護膜の変色が抑制されるので組成範囲としてより好ましい。
【００３４】
なお、本発明においては、上記の仕事関数の値を満たす範囲内においては、他の元素を含んでいてもよい。たとえばＣｕとは９０質量％以上がＣｕであることを意味し、残部にはＭｇ以外に、ＡｌやＴｉなどを含んでもよいが、これらはＭｇより少ないことが好ましく、より好ましくはすべてがＣｕである。なお、本発明におけるＣｕには、本発明に係る合金由来の、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｇなどの金属以外の不可避的不純物は含む意味である。なお、上記のＮｉ−Ｍｇ−Ｃｕ合金の組成は、他の元素が存在する場合には、これを除いてＮｉ−Ｍｇ−Ｃｕのみで上記の組成範囲内であれば本発明の範囲内である。
【００３５】
得られたＣｕ配線保護膜の仕事関数は、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の値を持つ。好ましくは０ｅＶから−０．１ｅＶの範囲の値である。Ｃｕ配線保護膜の仕事関数がＩＴＯ膜の仕事関数よりも大きい時、接触前のＩＴＯ膜の方がフェルミ準位が高いため、接触によってＩＴＯ膜の電子がＣｕ配線保護膜に流れ込んでフェルミ準位が一致する。ＩＴＯ膜の内部エネルギー準位は仕事関数の差だけ下がる。Ｃｕ配線保護膜と接したＩＴＯ膜界面では電子が金属に流れ込んだため正にイオン化したドナーが残って空間電荷を形成し、電位障壁を生じて、オーミック接続とならない。そのため、Ｃｕ配線保護膜とＩＴＯ膜の仕事関数をできるだけ一致させることが好ましい。
【００３６】
また、Ｃｕ配線保護膜として用いるため、耐酸化性及び耐食性に優れる必要がある。実施例記載の方法によって、大気中、１５０℃で加熱したとき、又は、５％食塩水に２４時間浸漬したときのＣｕ配線保護膜の６５０ｎｍにおける反射率変化が２０％以下であることが好ましい。変化が大きい程、外観変化が顕著となる。より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。さらに、基板にガラスなどの耐熱性の高いものを用いた場合、ＩＴＯ膜の抵抗値を下げるために、より高温で処理される場合がある。その場合、大気中、２５０℃で加熱したときのＣｕ配線保護膜の６５０ｎｍにおける反射率変化が２０％以下であることが好ましい。より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。
【００３７】
＜Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの製造方法＞
以上のようなＣｕ合金配線保護膜は、スパッタリングにより製造される。スパッタリングターゲットは、Ｃｕ合金配線保護膜と同じ組成で製造される。製造方法は、先ず、ＣｕやＮｉ、Ｍｇの元素を、スパッタリングターゲットにおいて、Ｎｉが１５質量％から４６質量％、Ｍｇが３質量％から３５質量％、Ｃｕが５０質量％から６５％質量のＣｕ合金であって、ＩＴＯ膜の仕事関数に対し、０ｅＶから−０．２ｅＶの範囲の仕事関数の値を持つＣｕ合金であり、好ましくは、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕの平面三角座標において、Ｎｉが２８質量％、Ｍｇが７質量％、Ｃｕが６５質量％からなる点Ａと、Ｎｉが１５質量％、Ｍｇが３５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｂと、Ｎｉが４５質量％、Ｍｇが５質量％、Ｃｕが５０質量％からなる点Ｃと、を結んだ三角形の領域内の組成となるように配合する。次に、配合した原料を溶解・鋳造法で合金化させる。合金化する際の温度は、１３００〜１６００℃程度とすることが好ましい。また、使用する坩堝は、特に指定は無いが黒鉛坩堝は好ましくない。黒鉛坩堝を用いた場合には、１３００℃位で添加元素であるＮｉに浸炭するため、得られる鋳塊の品位が低下するおそれがある。溶解・鋳造法により得られる鋳塊品は、均一な組成分布であり、また塑性加工が容易となる。
【００３８】
次に、得られた鋳塊を用いてスパッタリングターゲットを製造する。スパッタリングターゲットに加工する加工方法は何でも良く、熱間鍛造、冷間鍛造でも良く、また、ワイヤーカットでの切り出しでの加工でもよく、板材に形成する。得られた板材は、スパッタリングの冶具であるバッキングプレートにロウ材を用いて貼付けることで、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットを得ることができる。なお、Ｃｕ合金スパッタリングターゲットとは、平面研削やボンディング等のスパッタリングターゲット仕上げ工程前のスパッタリングターゲット材の状態も含むものである。
【００３９】
＜配線の形成方法＞
本発明のＣｕ合金スパッタリングターゲットを用いて形成される配線は以下の方法により作製される。まず、ＩＴＯ基板上に、配線材であるＣｕをスパッタリングなどにより成膜する。Ｃｕ膜の厚さは任意であるが、通常、５０〜５００ｎｍ程度である。
【００４０】
次にスパッタリングターゲットを、本発明のＣｕ合金スパッタリングターゲットに変更して、スパッタリングにより保護膜を形成する。保護膜の厚さは、２０から４０ｎｍである。２０ｎｍより薄いと、保護膜としての機能が十分に得られない場合がある。また、４０ｎｍより厚くなると生産性が低下するので好ましくない。
【００４１】
保護膜の上に、ＩＴＯ膜をスパッタリングで形成後、配線パターンに沿ってエッチングされる。本発明の保護膜はＣｕと同等のエッチング性を持つため、エッチング液には、従来公知の塩化第二鉄を用いることができる。このように、本発明のＣｕ配線保護膜は、Ｃｕ配線／Ｃｕ配線保護膜／ＩＴＯ膜の構成に好適に使用される。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
Ｎｉを２１質量％、Ｍｇを１９質量％、残部がＣｕとなるように出発原料を秤量し、溶解炉として高周波誘導真空溶解炉（富士電波工業株式会社製）用い、アルミナ坩堝に原料を投入してＡｒ雰囲気で１４５０℃まで加熱し、鉄製の鋳型に鋳造した。
【００４４】
次に、得られた鋳塊について表面の異物をグラインダー等で除去した後、熱間圧延にて９００℃まで加熱し、鋳塊を８０％まで圧下させて板状に加工した。そして、得られた板材をワイヤーカットにて直径φ６インチに切り出し、切り出した板材を平面研削にて厚さ５ｍｍに加工した。その後、ロウ材にＩｎを用いてバッキングプレートに貼付け、スパッタリングターゲットを作製した。
【００４５】
このスパッタリングターゲットを用いてＣｕ配線保護膜をマグネトロンスパッタリングにより成膜した。スパッタリング装置には、ＵＬＶＡＣ製スパッタ装置（型番  ＳＨ−４５０）を用いた。スパッタリングターゲットをスパッタリング装置に取り付け、２５ｍｍ×５０ｍｍのＩＴＯが成膜されたガラス基板をスパッタリングスパッタリングターゲットと対向させた位置に取り付け、装置内を真空度が６×１０−４Ｐａになるまで真空引きした後、Ａｒガスをガス圧が０．５Ｐａになるまで導入し、ＩＴＯが成膜されたガラス基板を３０ｒｐｍで回転させながら、投入電力を７００Ｗ、成膜時間を１５０秒として、厚さ１２０ｎｍのＣｕ−Ｎｉ−Ｍｇ合金からなるＣｕ配線保護膜を得た。
【００４６】
得られたＣｕ配線保護膜の組成は、Ｃｕ配線保護膜を酸で溶解してＩＣＰ発光分光分析装置（エスアイアイ・ナノテクノロジー社製  型番  ＳＰＳ３５００）で分析したところ、スパッタリングターゲットと同じ組成であった。
【００４７】
（仕事関数の測定）
このＣｕ配線保護膜の仕事関数を光電子分光装置（理研計器社製、型番  ＡＣ−２）で測定した。成膜したＣｕ配線保護膜の仕事関数は４．７９ｅＶとなりほぼＩＴＯ膜の４．８ｅＶと同じ値になった。
【００４８】
（耐食性及び耐酸化性の評価）
得られた保護膜の耐食性試験及び耐酸化性試験として、それぞれ塩水浸漬試験と耐熱試験を行った。塩水浸漬試験は、保護膜を５％の食塩水に２４時間浸漬し、試験前後の波長６５０ｎｍにおける表面反射率の変化を分光光度計（日立製作所製、型番  Ｕ−４０００）で測定した。耐酸化性試験は、Ｃｕ配線保護膜を１５０℃のオーブンに１時間入れ、試験前後の波長６５０ｎｍにおける表面反射率の変化を同じく分光光度計で測定した。なお、反射変化率とは、試験前−試験後の値を、試験前の値で除した値であり、これを反射率変化（％）として測定し、反射変化率２０％以下の場合を○とし、２０％超を×として評価した。
【００４９】
（エッチング性の評価）
得られた保護膜のエッチング性は、エッチング液として４２°ボーメの塩化第二鉄水溶液を３５℃にして、８０秒浸漬することによりエッチングを行い、その後、水洗することによりエッチングを行い、エッチング処理後の残渣有無を顕微鏡で確認することにより確認し、残渣無を○、残渣有を×として評価した。
【００５０】
（オーミック接続の評価）
ＩＴＯ膜（ジオマテック社製）の上に、上述の条件でＣｕ配線保護膜を作製し、Ｖ−Ｉ特性を調べた。その結果、ＩＴＯ膜とＣｕ配線保護膜の間はオーミック接続であることが判明した（表１中○で標記。オーミック接続でない場合は×と標記）。これらの評価結果をまとめて表１に示す。
【００５１】
（実施例２から１２、比較例１から５）
Ｎｉ、Ｍｇ、残部Ｃｕの割合を表１のように変更した以外は、実施例１と同様にして、Ｃｕ配線保護膜を得て、実施例１と同様の評価を行った結果を表１に示す。なお、Ｎｉ７０質量％の比較例５では、Ｃｕ配線保護膜を作製しようとしたが、スパッタリングターゲットが磁性を持っているためにスパッタリングができず、Ｃｕ配線保護膜を得ることができなかった。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
実施例１から１２、比較例１から４の組成を、Ｎｉ−Ｍｇ−Ｃｕ合金組成を示す平面三角座標上にプロットしたものを図１に示す。ここで、図１の三角座標は、Ｎｉが５０質量％を頂点として０質量％まで、Ｍｇが５０質量％を頂点として０質量％まで、Ｃｕが１００質量％を頂点として５０質量％まで、の３成分の組成を表し、３成分の合計は常に１００％となっている。
【００５４】
表１及び図１から明らかなように、本発明においては、図１における点線部より下の組成領域において所望の仕事関数が得られることが理解できる。
【図１】
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