(57)【要約】モリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の電気抵抗率を低下させる方法を提供する。本発明は、モリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の表面上にＭｏＯ２薄膜を形成することを特徴とする。ＭｏＯ２はモリブデン又はモリブデン合金より高い抵抗率を持っているが、通常モリブデンの表面に存在するモリブデンと酸素および窒素との化合物より低い抵抗率を持ちかつこの化合物を分解する働きがある。これにより１０〜１５％程度の層の抵抗率の低下を達成できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
モリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の抵抗率を低下させる方法において、導電層の表面上にＭｏＯ２薄膜を形成することを特徴とする導電層の抵抗率を低下させる方法。
【請求項２】
膜厚５〜５０ｎｍのＭｏＯ２薄膜を形成することを特徴とする請求項１記載のモリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の抵抗率を低下させる方法。
【請求項３】
膜厚２０〜３０ｎｍのＭｏＯ２薄膜を形成することを特徴とする請求項１記載のモリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の抵抗率を低下させる方法。
【請求項４】
導電層の表面帯域を第１の工程で、酸化処理によりまずＭｏＯ３薄膜に、次いでこのＭｏＯ３薄膜を第２の工程で、還元処理によりＭｏＯ２薄膜に変換させることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のモリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の抵抗率を低下させる方法。
【請求項５】
酸化処理を５〜２０分間、２５０〜３２５℃の温度で純酸素流中で、また還元処理を５〜２０分間、３７５〜４５０℃の温度で水素流中で行うことを特徴とする請求項４記載のモリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の抵抗率を低下させる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、モリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の抵抗率を低下させる方法に関する。
【０００２】
モリブデン又はモリブデン合金から成る電気もしくは電子部品用導電層は、とりわけ良好な導電率の他に、高温に対する層の優れた耐久性も重要になるところに使用される。
【０００３】
多くの電気及び電子部品において、例えば条導体の形の導電層の他に、他の機能のために、通常後から条導体上に析出される他の導電層を種々の場合に必要とする。従って専ら被覆中に生じる４５０℃にまでなる温度によって、条導体に熱負荷が加わるので、モリブデン及びモリブデン合金が条導体の層材料として広範囲に使用される。
【０００４】
モリブデン及びモリブデン合金から成る層の典型的な使用例は、フラット・パネル・ディスプレーにおける条導体又は太陽電池の導電層がある。
【０００５】
その際、モリブデンの場合、相対湿度６０％の高い空気湿度で既に、室温で純粋なモリブデンに比べて明らかに高い電気抵抗率を示し、約１２原子％のモリブデン、約７５原子％の酸素及び約８原子％の窒素の化合物から成る表面薄膜が形成される問題がある。
【０００６】
仮にこの表面薄膜が数ｎｍ程度の比較的薄い厚さで形成されたとしても、それにより薄い層の場合、この高い接触抵抗の故に、電気抵抗率が著しく増大する。
【０００７】
従って本発明の課題は、層の抵抗率を低下させる、モリブデン又はモリブデン合金から成る導電層の製造方法を提供することにある。
【０００８】
この課題は、本発明によれば、導電層の表面上にＭｏＯ２薄膜を形成することにより達成される。相応しい空気湿度で、既に室温で自然に形成され、通常存在する表面薄膜により、モリブデン又はモリブデン合金から成る導電層は接触抵抗を高められ、この層の接触部に影響を及ぼし、そのためこの導電層の層の抵抗率は全体として高められる。選定してＭｏＯ２薄膜を導電層の表面に形成することにより、この接触抵抗率は明らかに低下し、それにより層の抵抗率も低下する。
【０００９】
純粋な金属に比べて、通常その酸化物が常に明らかに高い電気抵抗率を示すので、これは全く驚くべきことであった。ＭｏＯ２薄膜もまた、純粋なモリブデンに比べて高い電気抵抗率を示す。
【００１０】
何故表面へのＭｏＯ２薄膜の形成により接触抵抗が低下し、従ってまた層の抵抗率が低下することになるかの説明は、ＭｏＯ２が通常モリブデンの表面に存在する、酸素及び窒素との化合物よりも低い抵抗率を有し、これらの化合物がＭｏＯ２薄膜を目標通りに形成することにより完全に分解されることによる。
【００１１】
この導電層の抵抗率に対する好影響の他に、ＭｏＯ２薄膜は、モリブデン又はモリブデン合金から成るこの導電層中への他の層材料の拡散を阻止する、優れた拡散バリヤでもある。
【００１２】
ＭｏＯ２薄膜にとって、５〜５０ｎｍの膜厚範囲は、一方では通常存在する不特定の表面薄膜を完全に分解し、他方では、導電層の層の抵抗率を更に低下させるべく、その接触抵抗を高めさせ過ぎないことを確認した。膜厚５０ｎｍ以上では、純粋なモリブデンに比べて高いＭｏＯ２の抵抗率の故に、通常層の抵抗率が高まることになる。
【００１３】
２０〜３０ｎｍの範囲の膜厚は、通常５０〜２００ｎｍの層厚範囲の純粋なモリブデンから成る導電層の場合に、１０〜１５％程度の層の抵抗率の低下を達成でき、特に有利であることが実証されている。
【００１４】
有利な１製造方法では、このＭｏＯ２薄膜は、この導電薄膜の表面領域を第１の工程で酸化処理によりまずＭｏＯ３薄膜に変換し、次いでこのＭｏＯ３薄膜を第２の工程で還元処理によりＭｏＯ２薄膜に変換して形成される。
【００１５】
その際５〜２０分間の間、２５０〜３２５℃の温度で酸化処理を純酸素流中で行い、また還元処理を５〜２０分間の間、３７５〜４５０℃の温度の水素流中で行うと特に有利である。
【００１６】
ＭｏＯ２薄膜をこの有利な方法により形成する他に、ＭｏＯ２薄膜を、例えばスパッタリング法のような適切な被覆法により直接析出することも考えられる。
【００１７】
本発明を製造例に基づき以下に詳述する。
【００１８】
例  １
３５０×４５０ｍｍ２の寸法を持ち、厚さ１ｍｍの長方形ガラス板の一側面をスパッタリング法により層厚３００ｎｍのモリブデン層で被覆した。この被覆したガラス板を加熱可能な試料坦体を持つ真空乾燥棚内で残留圧力約５０ｍバールの真空中で３００℃に加熱した。次いでこの容器を乾燥酸素で溢流させ、２０分の反応時間後に再び排気し、１２時間以内に室温に冷却した。こうしてモリブデン層の表面帯域内に厚さ２５ｎｍのＭｏＯ３薄膜を形成した。次いでこの板を全面的に加熱可能な水素炉内に装入し、水素流中で４１０℃の温度に加熱し、２０分の反応時間後に、この温度から２時間以内で再度室温に冷却した。この還元処理によりＭｏＯ３薄膜のＭｏＯ２薄膜への完全変換が起った。膜の組成と膜厚テストを、Ｘ線光電子分光法及びオージェ電子分光器深部断面撮影にて行った。
【００１９】
例  ２
同じ寸法のガラス板を例１のようにして被覆した。この被覆した板の更なる処理を例１のように実施したが、その際例１とは異なり、乾燥棚内での酸化温度は３２５℃とした。例１と同じテスト法により、モリブデン層の表面領域内に厚さ４２ｎｍのＭｏＯ２薄膜が生じたことを確認した。
【００２０】
例  ３
比較テストのため同じ寸法のガラス板を例１のようにして被覆し、被覆後空気中に２０℃で１６８時間貯蔵した。例１と同じテスト法により、モリブデン層の表面領域内に、モリブデン約１２原子％、酸素約７５原子％の及び窒素約８原子％の化合物から成る厚さ約５ｎｍの薄膜が形成されたことが確認された。
【００２１】
例１〜３により処理した試料で、比較のためファンデルポーの４端子法で、層の電気抵抗率を測定した。結果を次の表１にまとめた。
【表１】
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【００２２】
特に膜厚２５ｎｍでは、明らかに表面のＭｏＯ２薄膜の形成により層の抵抗率の低下が確認できた。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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