(57)【要約】【課題】合金作製にあたっての製造容易さ、スパッタリングターゲットとして使用する場合のスパッタリング工程における安定性、簡易性を向上させた薄膜形成用スパッタリングターゲット材を提供する。【解決手段】本発明に係る薄膜形成用スパッタリングターゲット材は、Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料からなることを特徴とする。このような薄膜形成用スパッタリングターゲット材を用いることにより、従来技術の課題を解決し、Ａｇの保有する優位性を活かして各種電子部品や電子機器、電子光学部品、光学記録媒体の構成要素として諸特性に優れた技術を実現しようとするものである。【選択図】                なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料からなることを特徴とする薄膜形成用スパッタリングターゲット材。
【請求項２】
Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする薄膜。
【請求項３】
Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする電極配線層。
【請求項４】
Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料からなることを特徴とする薄膜形成用スパッタリングターゲット材。
【請求項５】
Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする薄膜。
【請求項６】
Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする電極配線層。
【請求項７】
Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成された薄膜を有することを特徴とする光学記録媒体。
【請求項８】
Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成された薄膜を有することを特徴とする光学記録媒体。
【請求項９】
金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする電子部品。
【請求項１０】
金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする電子部品。
【請求項１１】
金属材料により形成された反射膜、電極及び配線のうちの少なくとも一つを備えた電子光学部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする電子光学部品。
【請求項１２】
金属材料により形成された反射膜、電極及び配線のうちの少なくとも一つを備えた電子光学部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする電子光学部品。
【請求項１３】
金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子機器であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子機器であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜形成用スパッタリングターゲット材、薄膜、電極配線層、光学記録媒体、電子部品、電子光学部品及び電子機器に関し、例えば液晶表示パネル、各種半導体デバイス、配線基板、チップ部品等に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ａｇは高反射率，低電気抵抗，高熱伝導率であることが広く知られている。例えば、各種電子部品や電子機器に用いる電極材料、もしくは光学記録媒体に用いる反射層や半透過反射層等へ、その優位性を活かした活用が検討され実現されてきた。
【０００３】
また、Ａｇの特性を保有しつつ耐食性の向上を目指す為に、Ａｇを主成分として２元素もしくは３元素の金属で構成される合金材料が複数開発されている。このようなＡｇ合金を用いることでＡｇ単体では使用が出来なかった領域に対してもＡｇが元来保有する優位性を活用することが実現されている。例えば光学記録媒体においては、その高反射率である特性を活かした反射層の実現、また、電子部品および電子機器においては電極材料として一般的に使用できるようになったことが広く知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＡｇあるいはＡｇ合金により形成した薄膜は、Ａｇ自体の保有する耐食性以外の課題を多く有している。すなわち、高イオン化傾向の抑制および例えばガラスや樹脂などの基板との密着性が低いなど、幾つか解決されていない技術課題を多く有しており、いまだ充分な技術解決がなされているとはいえない。
【０００５】
一方、液晶表示素子においては、Ａｇ系の材料を用いて電極配線層を形成すると、低電気抵抗や耐食性の改善は実現できるが、透明導電層として使用される酸化インジウムや酸化ケイ素とは充分に高い密着性が得られない。また、特定の温度雰囲気下で焼成処理を施した場合に、Ａｇ系の材料は粒子成長が活発である為に、上部層への拡散（スパイク現象とも言われる）やマイグレーション現象と言う粒子および原子レベルでの移動により配線としての信頼性が得られない。このようなことから、Ａｇ系の材料を使用することが実現されていないケースも多く存在している為、最近ではＣｕ系の材料の使用が検討されている。
【０００６】
また、Ａｇは、塩素や酸素、硫黄等の非金属元素や、これらのイオンに対して化学的に活性であるため、電子部品や光学記録媒体を製作する製造工程や製品の構成においては、不必要な制約を設ける必要が生じたり、耐候性の点で問題を有している。
【０００７】
一方、特開昭５７−１８６２４４号公報、特開平７−３３６３号公報、特開平９−１５６２２４号公報には、Ａｇに、所定の不純物を添加することにより、耐候性を向上させるという技術が開示されている。
すなわち、特開昭５７−１８６２４４号公報にはＡｇＣｕ合金（Ａｇの含有量が４０原子％以上）について、特開平７−３３６３号公報にはＡｇＭｇ合金（Ｍｇの含有量が１〜１０原子％以上）、特開平９−１５６２２４号公報にはＡｇＯＭ（ＭはＳｂ，Ｐｄ，Ｐｔ）合金（Ｏの含有量が１０〜４０原子％、Ｍの含有量が０．１〜１０原子％）についての技術が開示されている。
【０００８】
しかし、これらの合金材料においては、その合金を形成する元素の組成範囲が広く、合金を構成する元素の含有量と、耐候性や、薄膜を形成した場合の反射率の関係が必ずしも明確に記載されていない。特に、Ａｇに微量な不純物を添加したことによる耐候性の改善が充分に達成されておらず、光学記録媒体に採用される上での反射膜としての信頼性については、不明確である点が多い。
【０００９】
また、Ｍｇについては、アルカリ土類金属であり、この類の元素あるいはイオンは、化学的に不安定であるため、これを用いた合金については、塩素等に対しての耐候性の改善を図る必要があった。
【００１０】
そこで、本発明者は、上記従来における課題を解決すべく、Ａｇと比較した場合の高反射率の維持、耐候性の改善、低電気抵抗の維持、合金作製にあたっての製造容易さ、スパッタリングターゲットとして使用する場合のスパッタリング工程における安定性、簡易性の種々の問題について鋭意研究を重ねた結果、これらの諸問題の解決を図ることのできる薄膜形成用スパッタリングターゲット材などを開発した。
【００１１】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、合金作製にあたっての製造容易さ、スパッタリングターゲットとして使用する場合のスパッタリング工程における安定性、簡易性を向上させた薄膜形成用スパッタリングターゲット材を提供することにある。また、高反射率と低電気抵抗を維持しつつ、耐候性を改善したＡｇ合金で形成された薄膜、電極配線層、該薄膜を備えた光学記録媒体、電子部品、電子光学部品及び電子機器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄膜形成用スパッタリングターゲット材は、Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料からなることを特徴とする。このような薄膜形成用スパッタリングターゲット材を用いることにより、従来技術の課題を解決し、Ａｇの保有する優位性を活かして各種電子部品や電子機器、電子光学部品、光学記録媒体の構成要素として諸特性に優れた技術を実現しようとするものである。
【００１３】
本発明に係る薄膜は、Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする。
本発明に係る電極配線層は、Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る薄膜形成用スパッタリングターゲット材は、Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料からなることを特徴とする。
上記薄膜形成用スパッタリングターゲット材を用いることにより、従来技術の課題を解決し、Ａｇの保有する優位性を活かして各種電子部品や電子機器、電子光学部品、光学記録媒体の構成要素として諸特性に優れた技術を実現しようとするものである。
【００１５】
本発明に係る薄膜は、Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る電極配線層は、Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成されて成ることを特徴とする。
【００１７】
上記金属材料によれば、薄膜形成用スパッタリングターゲット材、配線電極用の薄膜として適用した場合に、Ａｇの耐水素性、耐酸素性と、Ｍｏの耐塩素性、耐硫黄性の相互作用により、塩素、水素、酸素、硫黄という、大気中、あるいは特殊環境中で存在する非金属元素による汚染や、耐熱性や信頼性での課題の解決を図り、低電気抵抗でかつ信頼性の高い電極配線層などを形成することができる。なお、電極配線層とは、電極又は配線を形成する層である。
【００１８】
本発明に係る光学記録媒体は、Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成された薄膜を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る光学記録媒体は、Ａｇを主成分とし、
Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料を用いて形成された薄膜を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る電子部品は、金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る電子部品は、金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る電子光学部品は、金属材料により形成された反射膜、電極及び配線のうちの少なくとも一つを備えた電子光学部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る電子光学部品は、金属材料により形成された反射膜、電極及び配線のうちの少なくとも一つを備えた電子光学部品であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る電子機器は、金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子機器であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る電子機器は、金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えた電子機器であって、
前記金属材料がＡｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する合金からなることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、従来、ＡｇおよびＡｇを主成分として複数の元素により構成されるＡｇ合金では改善がなし得なかった、高反射率の維持，耐候性の解決を実現し、スパッタリングターゲットとして使用する場合のスパッタリング工程における安定性、工程上のハンドリングにおける容易さを図った合金材および薄膜を得ることにより、電子部品および電子機器またはそれらの製品に使用される薄膜などに関し、従来に比して低抵抗率であり、更に製造工程中での優位性を保有した安定かつ加工性に優れたものを提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態による第１の薄膜形成用スパッタリングターゲット材は、Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料からなるものである。また、第１の薄膜は、前記金属材料を用いて形成される。第１の電極配線層は、前記金属材料を用いて形成される。また、第１の光学記録媒体は、前記薄膜を有するものである。また、第１の電子部品及び第１の電子機器それぞれは、前記金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えたものである。また、第１の電子光学部品は、前記金属材料により形成された反射膜、電極及び配線のうちの少なくとも一つを備えたものである。
【００２８】
また、第２の薄膜形成用スパッタリングターゲット材は、Ａｇを主成分とし、Ｍｏを０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有する金属材料からなるものである。また、第２の薄膜は、前記金属材料を用いて形成される。第２の電極配線層は、前記金属材料を用いて形成される。また、第２の光学記録媒体は、前記薄膜を有するものである。また、第２の電子部品及び電子機器それぞれは、前記金属材料により形成された配線パターン、電極及び接点のうちの少なくとも一つを備えたものである。また、第２の電子光学部品は、前記金属材料により形成された反射膜、電極及び配線のうちの少なくとも一つを備えたものである。
【００２９】
以下、本実施の形態に係るＡｇ合金およびこれを用いて作製した薄膜について説明する。
本実施の形態は、前述したように、高反射率の維持、耐候性の改善、合金作製にあたっての製造容易さ、スパッタリングターゲットとして使用する場合のスパッタリング工程における安定性、簡易性の種々の問題について解決を図るべく、Ａｇに、Ｍｏが、０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有されてなるＡｇＭｏ合金からなる薄膜形成用スパッタリングターゲット材、および、これを用いて形成された薄膜、電極配線層、この薄膜を有する光学記録媒体、電子部品、電子光学部品及び電子機器を得るものである。
【００３０】
また、本実施の形態は、Ａｇに、Ｍｏが０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有された合金に、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１種類以上の元素を合計で０．１ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下含有したＡｇ合金からなる薄膜形成用スパッタリングターゲット材、および、これを用いて形成された薄膜、電極配線層、この薄膜を有する光学記録媒体、電子部品、電子光学部品及び電子機器を得るものである。
【００３１】
本実施の形態に係るＡｇ合金のスパッタリングターゲット材料として、Ｍｏを特に選択したのは、まず、配線電極として使用する場合に従来のＡｇ合金の保有する最大の課題であったマイグレーションやスパイク現象を解決する為であり、Ａｇのイオン化傾向が高いという課題を解決する場合に、Ａｇと固溶されないでかつ、耐熱性や耐食性に富んだ低電気抵抗の元素であることが最大の理由である。このように、耐熱性や耐食性に秀でて、かつ低電気抵抗の元素を添加することで、Ａｇが本来保有する特性を活かして、課題の解決を図る事を目的としている。
【００３２】
また、Ａｇは、大気に含有する硫黄や塩素と大変結合しやすく、大気中に長時間放置すると、大気と接触する表面部が硫黄と反応して、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）を形成して、黒色化して反射特性が劣化してしまったり、表面電気抵抗が劣化してしまう。
【００３３】
また、Ａｇは、塩素とも激しく反応して塩化銀（ＡｇＣｌ）となってしまい、急速に白濁化して組織を破壊してしまう。特に、塩素との反応部が成長、拡大してしまい、白濁化した部分が広がり、さらに電気的な特性が劣化し、Ａｇの物理的特性を損なってしまう。
【００３４】
しかし、一方においてＡｇは、酸素や水素に対しては比較的安定な物質であり、特に水素に対しては非常に安定であり、酸素雰囲気下での長時間放置後の酸素との結合状態や、水中に浸水させて放置した後に水素との結合状態を確認しても、これらとの反応性が安定であることがわかる。このため、対酸素や水素へのバリア性を目的とした感光材用の添加材料や、高融点ロウ材等に適用されている。
【００３５】
Ｍｏは、Ａｇが反応し易い塩素や硫黄，硫酸に対して化学的に大変安定であり、原子密度も１０．２２ｇ／ｃｍ３である。このため、Ｍｏは、Ａｇの原子密度１０．４９ｇ／ｃｍ３と大変近似する。従って、Ｍｏは、安定してＡｇとの合金を形成することが可能であり、更に結晶構造もＡｇと同様に立方晶であることなどから、Ａｇとの合金およびその薄膜の構造も大変安定する。また、Ｍｏは、高温下では水素と反応するが、基本的には水素に対しても安定である為に、Ａｇの水素に対して安定であると言う化学的特性を損なわないで、Ａｇの保有する耐蝕性上の課題を解決することが出来る。
【００３６】
このようなことから、ＡｇとＭｏを合金にした場合には、Ａｇ粒子の粒界にＭｏ粒子が存在して、Ａｇを大気中の塩素や硫黄との活性な反応に対するバリア効果を実現することが出来る為に、Ａｇ合金の耐食性向上を図れる。また、Ａｇの粒界に存在するＭｏはガラス基板や酸化膜と密着性が高い為に、Ａｇ系材料の課題であったガラス基板や酸化膜との密着性を向上させることが出来ると言う効果が実現できた。
【００３７】
しかも、ＡｇとＭｏの合金材料で薄膜を形成した場合、Ａｇは２００℃を越す温度雰囲気下では粒子が隣り合う粒子と結合して粒成長を引き起こし、これにより粒子形状が大きくなる為に、粒界も大きくなり電界を形成し易くなる為に電圧を印加したり、熱を加えた場合に原子レベルの移動を引き起こし、マイグレーション現象を生じる。この場合に、ＡｇにＭｏを添加するとＭｏは融点が２６２０℃と大変高く、熱に対しては極めて安定である為に、Ａｇ粒子が熱により粒子が高い異方性で移動したり、或いは隣り合う粒子と結合することに対するバリア効果を得ることも出来る。このため、Ａｇが材料的に不安定であり配線や電極に使用した場合には長期的な経時変化の観点で信頼性に不安があるが、この信頼性に関する課題の解決を図ることも実現できる。
【００３８】
この様に、ＡｇにＭｏを添加してなるＡｇＭｏ合金は、塩素や硫黄等のＡｇが耐蝕性の上で不安である非金属元素との反応に対するバリア材料になるだけでなく、熱による信頼性向上も実現でき、Ａｇで課題の残っていた材料の長期的安定性や信頼性の向上をも実現することが出来ることが確認されている。
【００３９】
更に、Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｔｉはガラス基板，酸化インジウムや酸化ケイ素からなる酸化膜各種との密着性が高い為に、これを活用した電極や配線，またはその下地材料として活用することもできる。このため、Ｍｏを添加することで、従来、ＡｇおよびＡｇ合金では解決されていなかった、ガラス基板や酸化インジウムや酸化ケイ素を始めとする各種酸化膜との密着性も改善することが出来た。
【００４０】
また、本発明者によりＡｇＭｏ合金は密着性を改善することが確認された。このため、本実施の形態によるＡｇＭｏ合金にて形成された薄膜を用いた配線パターン、電極又は接点を、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかによる下地の上に形成すれば、従来の加工プロセスを適応して充分な密着性を確保でき、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた配線パターン等を得ることができる。
【００４１】
本実施の形態による合金材料からなる配線パターン、電極又は接点を、ガラス又はプラスティック等の樹脂成形の基板上に直接形成すれば、この合金材料にあっては酸素の影響が少ないことにより、例えばＡｌによる場合のような抵抗率の増加が低減され、これにより簡易な製造プロセスにより低抵抗率の配線パターン等を簡易に作成することができる。しかも、Ｍｏおよびその他の添加元素の合計が３ｗｔ％以下の場合には、４００〜８００ｎｍの光学波長領域においては、純Ａｇと比して２％程度の反射率の低下で抑制することが可能である。このように光学反射膜や液晶表示素子に使用される反射電極層としても優位性が得られることが確認されている。
【００４２】
本実施の形態においては、各種電子部品の金属材料に、Ａｇを主成分として、それにＭｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有してなる合金を適用する。なお、ここで各種の電子部品は、透過型液晶表示素子、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル、プラズマディスプレイ、微小ミラーによる電子光学部品等のディスプレイ用デバイス、各種半導体デバイス、プリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等であり、これらの配線パターンの配線材料、電極材料、高反射膜材料、接点材料等、さらにはこれらの配線や電極等の作成に使用するスパッタリングのターゲット材にこれらの合金が適用される。
【００４３】
ここで同知のように、ＡｇにＭｏを添加してＡｇの粒界にＭｏを均質に混入させることにより、Ａｇ全体の耐候性を向上することができる。しかし、単にＡｇにＭｏを添加するだけの場合、十分な下地との密着性や微細な加工精度を要求する高集積配線パターン製造の為のエッチング性が得られない場合も確認された。この為、これに対してさらに、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を添加すれば、低電気抵抗率を維持し、又は抵抗率の増加を抑制して密着性や加工精度の向上を実現することが可能となる。ここで、この第三の元素の添加量は、０．１〜３．０ｗｔ％添加することで密着性や加工精度が向上して低電気抵抗も得ることが出来、３．０ｗｔ％より多く添加すると逆に電気抵抗が高くなり加工精度も劣化する。
【００４４】
このようにして耐候性が改善されてなる銀合金にあっては、金属元素の中で最優れた導電性、熱伝導性を有する純Ａｇの特性が維持され、これにより耐侯性に優れ、低電気抵抗率で、高熱伝導性の金属材料を得ることができる。特に配線材料に適用する場合には、上述した範囲で添加する元素の選定により、配線材料として求められる５μΩｃｍ以下の値を確保することができる。
【００４５】
なお配線材料や電極材料としては、従来一般に用いられているＡｌＳｉ合金と同等であれば優位性が顕著に高く、少なくともＣｒの抵抗率以下であれば実用に供することができると考えられる。実験した結果によれば、本実施の形態による金属材料は、１．６μΩｃｍ以上の抵抗率であって、このＡｌＳｉ合金の抵抗率である３．５μΩｃｍ以下の抵抗率を必要に応じて確保することができる。また、耐候性を確保する為に添加元素の量を増加させた場合でも、Ａｇに対するＭｏの添加量を０．１〜３．０ｗｔ％の範囲とすれば、Ｃｒの電気抵抗値である１２．６μΩｃｍを充分に下回る為に、配線および電極材料として優位性を得ることが出来ることが確認された。
【００４６】
また、このようなＡｇ合金は、いずれも完全固溶体では無く、主元素であるＡｇ粒子の界面に添加元素が存在する粒界析出型の金属合金を形成する。一般的には完全固溶金属合金は材料物性的に安定であるとされているが、完全固溶合金の場合には添加元素の量が少ない場合には主元素の特性そのまま依存する場合が多く、完全に主元素の課題を解決することが難しいことが、特にＡｇ合金の場合には確認されている。
【００４７】
また、最近の液晶表示素子や半導体においては、配線や電極のパターンが大変微細化されているために、配線の機械的強度や耐電圧等の材料的安定性が極端に重要視される中では、粒界析出型の金属合金は主元素の強度を添加元素が飛躍的に高めることが確認されている。このため、従来材料であるＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕと比較して、加工性に優れ、高温下にて安定で、かつ信頼性を向上することが可能となる。
【００４８】
またＡｇの加工方法としては、ドライエッチングにおいては、塩素系の複合ガスを用いる方法が知られており、ウェットエッチングにおいては、硝酸系あるいはＮＨ４ＯＨ等のアルカリ系の溶液等のエッチング液を用いる方法が知られている。本実施の形態に係るＡｇ合金においても、これらの方法にてエッチング加工することができ、更には従来の純Ａｌ、およびＡｌ合金で蓄積された各種加工方法を適用することができる。
【００４９】
また、本実施の形態に係るＡｇ合金は、塩素を含むガス、例えばＣｌ２  、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等の雰囲気中でＲＩＥ、プラズマエッチングなどにより加工が可能である。因みに、このような塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングプロセスを純Ａｇによる配線パターンに適用すると、エッチングの進行によりガス中の塩素とＣｕとが反応して配線パターンの境界面にＡｇＣｌ２が生成され、このＡｇＣｌ２により導電性、熱伝導性が損なわれるが、本実施の形態に係るＡｇ合金からなる薄膜にあっては、このような反応も何ら発生しないことが確認できた。これにより、この種の金属材料を使用した電子部品の作成工程においては、塩素系のガスの雰囲気によるエッチングにより、好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００５０】
また、このようなＡｇを主成分とした２元もしくは３元合金にあっては、フッ素を含み塩素を含まないガス雰囲気中でのドライエッチングが困難であり、これらのガスによっては損傷しない長所が見られる。例えば、ＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６等のガス雰囲気中でのＲＩＥ、プラズマエッチングなどにより、このような２元又は３元合金に何ら影響を与えることなく、例えばＳｉ、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔなどの他の材料をエッチングすることができる。
【００５１】
これらのことから、フッ素を含み塩素を含まないガス雰囲気中での処理により、このような２元又は３元合金以外の部位を選択的にエッチングして処理することができ、これによってもこの種の金属材料に適用して好適なパターンニングの手法を得ることができる。
【００５２】
これに対して、現在、液晶表示素子をはじめとするディスプレイ製造設備におけるウェットエッチングにおいては、燐酸を含有するエッチング液で純Ａｌ等をエッチングするようになされている。このような燐酸系のエッチング液としては、例えばＨ３ＰＯ４＋ＨＮＯ３＋ＣＨ３ＣＯＯＨがあり、従来の純Ａｇ、Ａｇを主成分とする２〜３元素にて構成される合金にあっては、このようなエッチング液によってはエッチングレートが過剰に高速である為にエッチングプロセスにおける工程の制御が困難であった。
【００５３】
ところが、本実施の形態に係るＡｇを主成分として、それにＭｏを０．１〜３．０ｗｔ％含有し、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉからなる群から選ばれた１又は複数の元素を合計で０．１〜３．０ｗｔ％含んでなることを特徴とするＡｇ合金にあっては、このような燐酸系の錯体を用いてエッチングできることが判った。これによりＡｌによる従来のエッチング設備を有効に利用してエッチング加工することができる。因みに、従来と同様に、燐酸、硝酸、酢酸の他、水、硝酸セルウム、塩酸銅等を添加することにより、エッチングレートを制御することも可能である。
【００５４】
なお、エッチング後の洗浄等の後工程においても、純Ａｌ、Ａｌ合金等と同じ工程を使用でき、またＡｌ系をエッチング加工する場合に比して環境を汚染する可能性も低減することができる。これらによっても従来材料であるＡｇおよびＡｇ系合金材料、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕに比して、加工性に優れた金属材料とすることができる。
【００５５】
さらに、本実施の形態に係るＡｇ合金では、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキ法などの従来の成膜プロセスにより簡易かつ確実に成膜することができる。このスパッタリングにおいて、このＡｇ合金は、Ａｌ系材料に比して約３倍の速度によりスパッタリングすることができ、スパッタリング法による薄膜形成速度が速い特徴がある。これにより、成膜時間を短縮することができ、その分生産に要する時間を短縮することができる。
【００５６】
なお、スパッタリング法、蒸着法等により成膜した場合には、加熱により合金化することが必要となり、この処理においては１００℃以上、７５０℃以下の温度範囲により加熱処理して、低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れた金属膜を作成することができる。
【００５７】
さらに、加工プロセスとして重要な下地材料に対する密着性についても、下地にＴｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、インジウムすず酸化物、窒化チタニウム、酸化珪素、窒化シリコンの何れかを適用することにより、良好な密着性が確保され、これにより各種半導体デバイス等において、従来のＡｌ系の配線パターンと簡易に置き換えることができ、また良好な特性を確保することができる。
【００５８】
Ａｌ系の場合には、例えば薄膜によりプラスティック、ガラス上に直接成膜すると、Ａｌが酸素と反応性すること等から、抵抗値がかなり大きくなり、バルク材料における抵抗値の２〜３倍の値となる。
【００５９】
また、純ＡｇおよびＡｇ合金の場合には、プラスティック、ガラス上に直接成膜すると、基盤材料との密着性が悪い為に、成膜直後もしくはその後の工程で剥離してしまうと言う問題が生じてしまう。
【００６０】
これに対して、本実施の形態によるＡｇ合金の場合、酸素の影響が少なく、プラスティック、ガラス上に直接薄膜を形成したことによる抵抗率の増加が低減され、更に密着性が良好である為に、成膜以後の工程での剥離やチッピング等の問題が生じない。これにより、プラスティック、ガラス上に直接成膜して配線パターン等を作製して、良好な特性による配線パターン等を作製することができ、簡易な製造プロセスにより低抵抗率の配線パターン等を作製することができる。
【００６１】
これらにより、例えば透過型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、大画面化、高精彩化により配線長が増大し、また配線が微細化した場合でも、簡易かつ確実に駆動することができ、また信頼性を向上し、さらには消費電力を軽減することができる。
【００６２】
また、反射型液晶表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、透過型液晶表示パネルの場合と同様の効果を得ることができ、また高反射膜に適用して安定に高い反射率を確保することができ、明るい表示画面を形成することができる。
【００６３】
同様に、微小ミラーによる電子光学部品等の光変調デバイスの反射膜、電極又は配線パターンに適用して、反射効率が高く、低抵抗であるため、輝度が高く、かつ、高速動作が可能なデバイスを形成することができる。
【００６４】
また、これら液晶表示パネル、各種半導体デバイスにおいて、Ｔａを用いた陽極酸化法に適用して、例えばこの銀合金とＴａによる２層構造として、充分に小さな抵抗値とすることができる。
【００６５】
さらに、各種半導体デバイスにおいても、配線パターンに適用して、配線長の増大、配線の微細化による抵抗値の増大を防止でき、その分消費電力を軽減することがでる。また、配線による電圧降下を防止でき、さらには信号の遅延を防止でき、これらにより各種特性を向上すると共に、信頼性を向上することができる。
【００６６】
また、プリント配線基板の配線パターン、チップ部品の電極、リレーの接点等に適用して、好適な特性を確保して高い信頼性を確保することができる。
【００６７】
次に、本実施の形態のスパッタリングターゲット材の作製方法の一例について説明する。スパッタリングターゲット材の作製方法としては、大気雰囲気中での溶解法あるいは真空中での溶解法が挙げられる。
Ａｇ合金を溶解法で作製する場合には、先ず、基となる母合金を作製し、これにＡｇを追加で混入して、Ａｇが規定量になるように合金に含有される金属の含有量を整えるものとする。
【００６８】
大気中で行う場合について説明する。
先ず、Ａｒ雰囲気（４００〜６００Ｔｏｒｒ）中で、Ａｇ−Ｍｏ合金又はＡｇ−Ｍｏ−Ｘ（Ｘは、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉ）合金を、アーク溶解にて溶融混合し、母合金を作製する。
【００６９】
次に、高周波溶融炉において、Ａｇの溶解を行う。このときのＡｇの量は、全体溶解量から母合金中のＡｇの量を差し引いた量とする。
【００７０】
完全に溶融した後、酸化防止材を投入し、溶融中の酸素との固溶を抑制、防止する。酸化防止材としては、ホウ砂、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸リチウム、カーボン等を用いることができる。
【００７１】
完全に溶融した状態で、約１時間放置し、上記の母合金を添加してさらに０．５〜１時間溶融させる。
【００７２】
以上、大気中での溶解法について説明したが、その他の溶解法を用いることも可能であり、以下、Ａｒ雰囲気中で行う溶解の場合について説明する。
先ず、Ａｒ雰囲気（４００〜６００Ｔｏｒｒ）中で、Ａｇ−Ｍｏ合金又はＡｇ−Ｍｏ−Ｘ（Ｘは、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉ）合金を、アーク溶解にて溶融混合し、母合金を作製する。
【００７３】
次に、高周波溶融炉において、上記の母合金とＡｇの溶解を行う。このときのＡｇの量は、全体溶解量から母合金中のＡｇの量を差し引いた量とする。
母合金とＡｇを入れた坩堝を高周波溶融炉に入れ、真空引きを行う。酸素を巻き込まない程度に真空に引いた後、溶融炉をＡｒ雰囲気（１００〜６００Ｔｏｒｒ）にしてから溶融を開始する。
【００７４】
次に、例えばアルミナ、あるいはマグネシウム系タルクを内面に塗布してあるＦｅの鋳型に溶融物を注湯する。
Ｆｅの鋳型は、引け巣を防止するため、予め電気炉等で３００〜５００℃程度に熱しておく。
【００７５】
鋳型内の溶融物を、冷却、凝固し、インゴットを鋳型から取り出して、常温まで冷却する。
次に、インゴットの最上部の押湯部を切断除去し、インゴットを圧延機により圧延し、９０ｍｍ×９０ｍｍ×８．１ｍｍの板状の合金を作製する。
【００７６】
その後、例えば電気炉で４００〜５００℃によりＡｒガスを封入した状態で、１〜１．５時間程度、熱処理し、その後さらにプレス機によりそり修正を行う。
【００７７】
その後、製品形状にワイヤーカットし、耐水研磨紙を用いて製品全面を研磨し、表面粗度を調整し、最終的に本実施の形態のＡｇ合金のスパッタリングターゲット材を作製することができる。
【００７８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、合金作製にあたっての製造容易さ、スパッタリングターゲットとして使用する場合のスパッタリング工程における安定性、簡易性を向上させた薄膜形成用スパッタリングターゲット材を提供することができる。また、高反射率と低電気抵抗を維持しつつ、耐候性を改善したＡｇ合金で形成された薄膜、電極配線層、該薄膜を備えた光学記録媒体、電子部品、電子光学部品及び電子機器を提供することができる。