專利名稱：導電膜形成用組合物、導電膜及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種導電膜形成用組合物、一種使用這種組合物的導電膜和一種制造這種組合物的方法。特別是涉及一種能適用于形成電子元件布線的導電膜形成用組合物、一種制造這種組合物的方法和用此方法制造的膜例如布線或電極。
背景技術：
鋁作為布線材料應用在太陽能電池、半導體元件和多種電子元件如電子顯示裝置中。此前，通常這種鋁膜是用真空工藝如濺射、真空沉積或化學氣相沉積(CVD)來制造的，并把得到的鋁膜用抗蝕劑進行光刻制成鋁圖案(圖形；Pattern)。然而，由于這種方法需要一種大規(guī)模的真空沉積設備，所以它在能耗方面是不利的。此外，由于用此方法很難在大面積的基底上形成均勻的鋁布線，會造成低產(chǎn)量和高成本。
同時，近年來開發(fā)出了一種微小鋁顆粒分散在粘合劑中的漿料(膏；paste)，報道了一種把此漿料絲網(wǎng)印刷制成圖案并使之烘干來制造鋁圖案的方法。由于這種方法是通過印刷鋁漿料直接形成圖案的，所以實行的成本可以很低。但是，由于得到的鋁含有雜質，很難獲得低電阻的鋁圖案，而且用這種方法從工藝上也很難制造精細的圖案。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的一個目的就是要提供一種導電膜形成用組合物，它能夠非常容易和便宜地制成能適用于多種電子元件的布線或電極，提供一種應用此組合物的成膜方法，一種用此方法制成的導電膜，和由此膜組成的布線或電極。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將從后續(xù)的描述中表明。
根據(jù)本發(fā)明，首先，上述的目的和優(yōu)點是通過一種包含胺化合物和氫化鋁的絡合物(complex)以及有機溶劑的導電膜形成用組合物來獲得的。
根據(jù)本發(fā)明，其次，上述的目的和優(yōu)點是通過一種導電膜制造方法來獲得的，這種制造方法的步驟包括把上述本發(fā)明的導電膜形成用組合物涂敷到基底上，然后對涂敷的組合物進行加熱和/或光輻射。
根據(jù)本發(fā)明，第三，上述的目的和優(yōu)點是通過用本發(fā)明上述方法制造的一種導電膜來獲得的。
根據(jù)本發(fā)明，第四，上述的目的和優(yōu)點是通過一種帶圖案導電膜制造方法來獲得的，這種方法的步驟包括，把上述本發(fā)明的導電膜形成用組合物涂敷到表面有親水部分和憎水部分圖案的基底上，以制成圖案狀的涂膜，然后對此膜進行加熱和/或光輻射。
根據(jù)本發(fā)明，最后，上述的目的和優(yōu)點是通過用本發(fā)明的上述方法制造的布線或電極而獲得的。
附圖簡述

圖1是在實施例中用到的鋁烷-胺絡合物的紅外光譜(IR)曲線圖。
圖2是在實施例中用到的鋁烷-胺絡合物的核磁共振譜(NMR)曲線圖。
優(yōu)選的實施方案在下文中將對本發(fā)明進行更加詳細的描述。
本發(fā)明的導電膜形成用組合物包含一種胺化合物與氫化鋁的絡合物以及一種有機溶劑。氫化鋁(也經(jīng)常以它的俗名“鋁烷”來表示)是一種含有鋁原子和氫原子的化合物，且被認為通常用AlH3表示的示構式。
本發(fā)明的導電膜形成用組合物中所用的一種胺化合物與鋁烷的絡合物可以根據(jù)在例如J.K.Ruff等，J.Amer.Chem.Soc.，Vol.82，p.2,141，1960；G.W Fraser等，J.Chem.Soc.，p.3,742，1963；J.L Atwood等，J.Amer.Chem.Soc.，Vol.113，p.8,183，1991中描述的方法來合成。
構成本發(fā)明導電膜形成用組合物中的絡合物的胺化合物可以是一元胺化合物或多胺化合物如二胺或三胺。作為一元胺化合物，由下式(1)代表的化合物可以適用，如R1R2R3N......(1)其中R1、R2和R3各自獨立地是氫原子，具有1到12個碳原子的烷基、烯基、炔基、環(huán)烷基或芳基。
式(1)中R1、R2和R3的具體例包括氫；烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一(烷)基、十二(烷)基；烯基如甲代烯丙基；炔基如苯乙炔基；環(huán)烷基如環(huán)丙基；芳基如苯基和芐基。這些基團都能夠適用。另外，這些烷基、烯基和炔基可以是直鏈、環(huán)狀或支鏈的。
式(1)所代表的一元胺化合物的具體實例包括氨、三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三異丙胺、三環(huán)丙胺、三正丁胺、三異丁胺、三叔丁胺、三-2-甲基丁胺、三正己胺、三環(huán)己胺、三(2-乙基己基)胺、三辛胺、三苯胺、三芐胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺、二異丁基苯胺、甲基二苯胺、乙基二苯胺、異丁基二苯胺、二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二異丙胺、二環(huán)丙胺、二正丁胺、二異丁胺、二叔丁胺、甲乙胺、甲丁胺、二正己胺、二環(huán)己胺、二(2-乙基己基)胺、二辛胺、二苯胺、二芐胺、甲基苯胺、乙基苯胺、異丁基苯胺、甲基丙烯酸甲胺、甲(苯基乙炔基)胺、苯(苯基乙炔基)胺、甲胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、環(huán)丙胺、正丁胺、異丁胺、叔丁胺、2-甲基丁胺、正己胺、環(huán)己胺、2-乙基己胺、辛胺、苯胺和芐胺。多胺化合物的具體例包括乙二胺、N，N’-二甲基乙二胺、N，N’-二乙基乙二胺、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、N，N，N’，N’-四乙基乙二胺、N，N’-二異丙基乙二胺、N，N’-二叔丁基乙二胺、N，N’-二苯基乙二胺、二乙基三胺、1，7-二甲基-1，4，7-三氮雜庚烷、1，7-二乙基-1，4，7-三氮雜庚烷、三乙基四胺、苯二胺、N，N，N’，N’-四甲基二氨基苯、1-氮雜-雙環(huán)[2.2.1]庚烷、1-氮雜-雙環(huán)[2.2.2]辛烷(奎寧環(huán))、1-氮雜環(huán)己烷、1-氮雜-環(huán)己烷-3-烯、N-甲基-1-氮雜環(huán)己烷-3-烯、嗎啉、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、哌嗪和N，N’N”-三甲基-1，3，5-三氮雜-環(huán)己烷。這些胺化合物可以單獨用也可以以兩種或兩種以上的混合物來使用。
盡管本發(fā)明的導電膜形成用組合物包括一種由胺化合物與鋁烷組成的絡合物，但除了該胺化合物與鋁烷的絡合物外它還可以包含一種鋁化合物?？梢园诒景l(fā)明的導電膜形成用組合物中除了該絡合物外的鋁化合物的說明例包括三甲基鋁、三乙基鋁、三正丙基鋁、三環(huán)丙基鋁、三正丁基鋁、三異丁基鋁、三叔丁基鋁、三-2-甲基丁基鋁、三正己基鋁、三環(huán)己基鋁、三(2-乙基己基)鋁、三辛基鋁、三苯基鋁、三芐基鋁、二甲基苯基鋁、二乙基苯基鋁、二異丁基苯基鋁、甲基二苯基鋁、乙基二苯基鋁、異丁基二苯鋁、氫化二乙基鋁、氫化二異丁基鋁、氫化二苯基鋁、二甲基甲基丙烯酸鋁、二甲基(苯乙炔基)鋁、二苯基(苯乙炔基)鋁、二甲胺與二甲基鋁的絡合物、二乙胺與二乙基鋁的絡合物、二甲胺與二乙基鋁的絡合物、二乙胺與二甲基鋁的絡合物、二苯胺與二甲基鋁的絡合物和二苯胺與二乙基鋁的絡合物。這些鋁化合物可以單獨用也可以以兩種或兩種以上的混合物來使用。
把胺化合物與鋁烷的絡合物溶解在一種溶劑中并用作涂敷溶液。對所用的溶劑并無特殊要求，可以是任何能溶解該胺化合物與鋁烷的絡合物又不與此絡合物反應的溶劑。此溶劑的說明例包括烴基溶劑如正戊烷、環(huán)戊烷、正己烷、環(huán)己烷、正庚烷、環(huán)庚烷、正辛烷、環(huán)辛烷、癸烷、環(huán)癸烷、氫化二環(huán)戊二烯、苯、甲苯、二甲苯、杜烯、茚、四氫化萘、十氫化萘和角鯊烷；醚基溶劑如二乙醚、二丙醚、二丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醇、二乙二醇甲乙醚、四氫呋喃、四氫吡喃和對二氧雜環(huán)己烷；以及極性溶劑如二氯甲烷和氯仿。從對該胺化合物與鋁烷的絡合物的溶解性及溶液穩(wěn)定性考慮，這些溶劑中優(yōu)選使用烴基溶劑或烴基溶劑與醚基溶劑的混合物。這些溶劑可以單獨用也可以以兩種或兩種以上的混合物來使用。
該胺化合物與鋁烷的絡合物的溶液，其濃度優(yōu)選為0.1-50wt％。此濃度可以根據(jù)期望的導電膜的厚度適當調整。
為調節(jié)溶液的導電性，可以適當?shù)卦谑褂眠@種組合物前向該胺化合物與鋁烷的絡合物溶液中加入如金、銀、銅、鋁、鎳、鐵、鈮、鈦、硅、銦和錫等金屬和/或半導體的微小顆粒。另外，如有必要，也可在使用此組合物之前向其中加入氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦或氧化硅等金屬氧化物的微小顆粒。此外，為提高溶液對所涂覆物體的潤濕性，為提高涂膜的流平性，和防止在涂膜上發(fā)生結塊和桔皮，可以加入少量的表面張力改性劑如氟基表面活性劑、硅基表面活性劑或非離子表面活性劑，但其量不能削弱目標效果。可以加入的非離子表面活性劑的說明例包括具有氟代烷基或全氟代烷基的氟基表面活性劑，以及具有烷氧基的聚醚烷基表面活性劑。上述氟基表面活性劑的具體例包括C9F19CONHC12H25、C8F17SO2NH-(C2H4O)6H、C9F17O(PLURONIC L-35)C9F17和C9F17O(PLURONIC P-84)C9F17。PLURONIC L-35是ASAHI DENKA有限公司生產(chǎn)的一種聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物，其平均分子量為1900；PLURONICP-84是ASAHI DENKA有限公司生產(chǎn)的一種聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物，其平均分子量為4200。這些氟基表面活性劑的具體例包括EFTOP EF301、EFTOP EF303和EFTOP EF352(SHIN AKITA KASEI有限公司產(chǎn)品)，MEGAFAC F171和MEGAFAC F173(DAINIPPON INK AND CHEMICALS公司產(chǎn)品)，ASAHI GUARD AG710(ASAHI玻璃公司產(chǎn)品)，F(xiàn)LUORAD FC-170C、FLUORAD FC430和FLUORAD FC431(Sumitomo 3M產(chǎn)品)，SURFLON S-382、SURFLON SC101、SURFLON SC102、SURFLON SC103、SURFLON SC104、SURFLON SC105和SURFLON SC106(ASAHI玻璃公司產(chǎn)品)，BM-1000和BM-1100(B.M-Chemie有限公司產(chǎn)品)，以及Schsego-Fluor(Schwegmann有限公司產(chǎn)品)。此外，聚醚烷基表面活性劑的說明例包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烯丙醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、和氧乙烯基-氧丙烯基嵌段共聚物。這些聚醚烷基表面活性劑的具體例包括EMULGEN 105、EMULEGEN 430、EMULGEN 810、EMULGEN 920、RHEODOL SP-40S、RHEODOL TW-L120、EMANOL 3199、EMANOL 4110、EXCEL P-40S、BRIDGE 30、BRIDGE 52、BRIDGE 72、BRIDGE92、ARACEL 20、EMASOL 320、TWIN 20、TWIN 60和MERGE 45(Kao有限公司產(chǎn)品)，以及NONIBAL 55(Sanyo化工有限公司產(chǎn)品)。非離子表面活性劑的說明例除了上面列舉的之外還包括聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、以及聚醚的嵌段共聚物，其具體例包括CHEMISTAT 2500(Sanyo化工有限公司產(chǎn)品)、SN-EX9228(SANNOPCO有限公司產(chǎn)品)，以及NONAL530(Toho化工有限責任公司產(chǎn)品)。
由此得到的溶液組合物被涂敷到基底上以制成包括由胺化合物與鋁烷組成的絡合物的鍍膜。對基底的材料和形狀并無特殊限制?；牧蟽?yōu)選能夠承受接下來的熱處理步驟。要形成鍍膜的基底表面可以是平坦的也可以是不平坦的，對基底的形狀無特殊限制。基底材料的具體例包括玻璃、金屬、塑料和陶瓷。玻璃可以使用石英玻璃、硼硅玻璃、鈉玻璃和鉛玻璃。金屬可以使用金、銀、銅、鎳、硅、鋁、鐵和不銹鋼。塑料可以使用聚酰亞胺砜和聚醚砜。此外，這些材料的形狀可以是塊狀、板狀、膜狀等，并無特殊限制。另外，對上述溶液的涂敷方法并無特殊限制，可以用旋涂、浸涂、幕式淋涂、輥涂、噴涂、噴墨涂、刷涂等。溶液可以一次涂敷，也可多次重涂。
此外，本發(fā)明中，上述基底可以預先用含有有機金屬化合物的溶液進行涂敷，以形成含有有機金屬化合物涂膜(基層)的基底。該有機金屬化合物中含有選自Ti、Pd和Al中的一種金屬原子。通過形成這樣一個基層，可以保持基底與鋁膜之間的附著力的穩(wěn)定。
含Ti原子的有機金屬化合物的說明例包括烷醇鈦、含胺基的鈦化合物、鈦與β-二酮的絡合物、含環(huán)戊二烯基的鈦化合物和含鹵素基團的鈦化合物。
含Pd原子的有機金屬化合物的說明例包括含鹵素基團的鈀絡合物、醋酸鈀、鈀與β-二酮的絡合物、鈀與有共軛羰基的化合物的絡合物、磷化氫Pd絡合物等等。
此外含Al鋁原子的有機金屬化合物的說明例包括烷醇鋁、烷基鋁、以及鋁與β-二酮的絡合物，不包括鋁烷-胺的絡合物在內。
有機金屬化合物的說明例包括醇鈦如甲醇鈦、乙醇鈦、正丙醇鈦、正壬醇鈦、十八烷醇鈦、異丙醇鈦、正丁醇鈦、異丁醇鈦、叔丁醇鈦、四(雙-2，2-(烯丙氧基甲基)丁醇)鈦、三異硬脂?；惐尖?、三甲基硅醇鈦、2-乙基己醇鈦、甲基丙烯酸三異丙醇鈦、(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)三異丙氧鈦酸酯、甲氧基丙醇鈦、酚鈦、甲基酚鈦、聚(鈦酸二丁酯)、聚(鈦酸辛二醇酯)、雙(三乙醇胺)二異丙醇鈦、三(十二烷基苯磺酸酯)異丙醇鈦、三甲基丙烯酸酯甲氧基乙氧基乙醇鈦、三(二辛基焦磷酸)異丙醇鈦和乳酸鈦；具有氨基的鈦化合物如四(二甲氨基)鈦和四(二乙氨基)鈦；鈦與β-二酮的絡合物如雙(乙酰乙酸乙酯)二異丙醇鈦、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸酯)鈦、雙(戊二酸酯)氧化鈦、(四甲基庚二酸酯)氧化鈦、甲基丙烯酰氧基乙酰乙酸酯三異丙醇鈦、(雙-2，4-戊二酸酯)二正丁醇鈦、(雙-2，4-戊二酸酯)二異丙醇鈦、雙(四甲基庚二酸酯)二異丙醇鈦、雙(乙酰乙酸乙酯)二異丙醇鈦、雙(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸酯)二異丙醇鈦和乙酰乙酸烯丙酯三異丙醇鈦；包含環(huán)戊二烯基的鈦化合物如二氯化二茂鈦(titanocenedichloride)、(三甲基)五甲基環(huán)戊二烯基鈦和二甲基雙(正丁基環(huán)戊二烯基)鈦；含有鹵素原子的鈦化合物如三氯化茚基鈦、三氯化五甲基環(huán)戊二烯基鈦、三甲醇五甲基環(huán)戊二烯基鈦、三氯三(四氫呋喃)鈦酸酯、四氯雙(四氫呋喃)鈦、氯化三異丙醇鈦、碘化三異丙醇鈦、二氯二乙醇鈦、二氯雙((2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸酯)鈦、四氯雙(環(huán)己基巰)鈦和氯化鈦；含有鹵素原子的鈀絡合物如氯化鈀、氯化烯丙基鈀、二氯雙(乙腈)鈀和二氯雙(芐腈)鈀；醋酸鹽如醋酸鈀；鈀與β-二酮的絡合物如2，4-戊二酸鈀和六氟戊二酸鈀；鈀與帶有共軛羰基的化合物形成的絡合物如雙(二亞芐基丙酮)鈀；膦基Pd絡合物如雙[1，2-雙(二苯膦基)乙烷]鈀、雙(三苯膦)氯化鈀、雙(三苯膦)醋酸鈀、二醋酸(三苯膦)鈀、二氯[1，2-雙(二苯膦)乙烷]鈀、反-二氯(三環(huán)己膦)鈀、反-二氯雙(三苯膦)鈀、反-二氯雙(三鄰甲苯膦)鈀和四(三苯膦)鈀；烷醇鋁如乙醇鋁、異丙醇鋁、正丁醇鋁、仲丁醇鋁、叔丁醇鋁、乙氧基乙氧乙醇鋁、苯氧基鋁和乳酸鋁；烷基鋁如醋酸鋁、丙烯酸鋁、甲基丙烯酸鋁和環(huán)己烷丁酸鋁；以及鋁與β-二酮的絡合物如2，4-戊二酸鋁、六氟戊二酸鋁、2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸鋁、仲丁醇雙(乙酰乙酸乙酯)鋁、乙酰乙酸乙酯二仲丁醇鋁、乙酰乙酸乙酯二異丙醇鋁。
這些之中，優(yōu)選使用異丙醇鈦、異丙醇鋁、雙(乙酰乙酸乙酯)二異丙醇鈦、2，4-戊二酸鈀、六氟戊二酸鈀、2，4-戊二酸鋁和六氟戊二酸鋁。
對于含有選自Ti、Pd和Al中一種金屬原子的有機金屬化合物溶液中所用的溶劑，可以使用任何獨自或與水混合能夠溶解有機金屬化合物的溶劑。對于這種溶劑，可以使用例如水、醚類如四氫呋喃、二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚和二乙二醇二乙醚；醇類如甲醇、乙醇和丙醇；以及非質子傳遞的極性溶劑如N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺和γ-丁內酯。這些溶劑可以單獨也可以與水混合使用。
可以使用與涂敷鋁烷與胺化合物的溶液的方法相同的方法將這些有機金屬化合物的溶液涂敷在基底上。在脫除溶劑后涂膜基層的厚度優(yōu)選為0.001-10μm，更優(yōu)選0.005-1μm。當厚度太大時，膜的平整性難以達到，而厚度太小時，基層對基底或與它相接觸的膜的附著力不佳?；鶎邮峭ㄟ^涂敷上述溶液并將所涂溶液干燥脫去溶劑后而形成的。
本發(fā)明所用基底也可用上面既具有憎水部分又有親水部分的基底。因此，它也變成了可能只在基底上某一特定部分形成導電膜的。
本發(fā)明中使用的上面既有憎水部分又有親水部分的基底，其憎水部分是通過把六甲基二硅氮烷或含有上述氟基表面活性劑等類似物的溶液涂到要形成憎水部分的地方，再在100-500℃對涂后基底進行烘焙而制成的。要把六甲基二硅氮烷或含有上述氟基表面活性劑的溶液只涂到目標部分，要預先對基底的整個表面按后面所述的方法進行處理以使其變成親水性的，把要保持親水性的部分親水性表面覆蓋起來，接著把目標親水部分處理成憎水性部分。對覆蓋親水部分所用的方法并無特殊限制。例如，有一種可用的方法，它包括以下步驟通過照相平版印刷(光刻)工藝進行圖案化，用一種已知的抗蝕劑把要保持親水性的部分覆蓋起來或用膠紙帶覆蓋起來，在目標部分形成本發(fā)明的導電膜，然后用已知的方法脫去抗蝕劑或膠紙帶。此外，也可以用相似的方法把基底整個表面處理成呈憎水性的，再把它的特定部分處理為呈親水性。
另外本發(fā)明所用基板上既有憎水部分又有親水部分，形成其親水部分的方法可以是，把含有選自Ti、Pd和Al中一種金屬原子的有機金屬化合物的溶液涂到基底上應形成親水部分的地方，然后把涂上的溶液烘干。
對于有機金屬化合物，可以優(yōu)選使用與如上所述基層相同的有機金屬化合物。
在本發(fā)明的方法中，對使用胺化合物與鋁烷的絡合物溶液的涂膜進行熱處理和/或光輻射而使之轉化成導電膜。熱處理溫度優(yōu)選不低于100℃，更優(yōu)選在150-500℃。熱處理時間30秒到120.分鐘已足夠。此外，熱處理優(yōu)選在含有氫氣且含有盡可能少氧氣的烘焙氣氛中進行，才能得到高質量的導電膜。烘焙氣氛中的氫氣也可用其與例如氮氣、氦氣或氬氣的混合氣體。此外，也可以通過光輻射使利用胺化合物與鋁烷的絡合物溶液的涂膜形成導電膜。對于光輻射的光源，可以使用低壓或高壓汞燈、氘燈、惰性氣體如氬氣、氪氣或氙氣的放電光、釔鋁石榴石激光器、氬激光器、二氧化碳激光器或受激準分子激光器如XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF或ArCl等。盡管這些光源，一般使用的功率都在10-5000W，但通常100-1000W的功率已經(jīng)足夠。盡管對這些光源的波長并無特殊限制，但它們一般在170-600nm之間。另外，從對導電膜的改進效果的角度考慮，尤其優(yōu)選使用激光。光輻射時的溫度一般在室溫到200℃的范圍。另外，光輻射可以通過一個掩模來進行，如此就可以只對特定部位光輻射。盡管導電膜的合適厚度隨所使用的涂敷方法和固體的含量而變化，但膜厚優(yōu)選在0.01-100μm，更優(yōu)選0.05-10μm。當厚度太大時，導電膜的平整性難以達到，而當厚度太小時，導電膜對基底或與它相接觸的膜的附著力不佳。
當如此得到的導電膜被放在空氣中時，它很容易氧化，并在表面形成氧化鋁層。當它用于例如布線和/或電極時，這就可能會成為一個要解決的問題。為防止其氧化，優(yōu)選在惰性氣體氣氛中制成導電膜后再在惰性氣體氣氛中形成一層保護膜。對于保護膜，優(yōu)選使用例如(i)選自Ti、Pd和Al的一種金屬的膜或(ii)一種有機聚合物膜。
制得上述金屬膜可以采用的方法是，涂敷一種與用成基層所用的有機金屬化合物溶液相同的溶液，然后對所涂溶液進行熱處理和/或光輻射，把有機金屬化合物轉化成相應的金屬。熱處理和/或光輻射可以在與上述相同的條件下進行。
同時，有機聚合物膜可以通過涂敷一種有機聚合物溶液再把涂敷的溶液在例如50-200℃干燥除去溶劑的方法而制得。對溶液中所用的聚合物并無特殊限制。例如，可以使用的均聚物的例子有聚(甲基)丙烯酸烷基酯類如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯和聚丙烯酸乙酯，聚苯乙烯，聚丁烯，聚乙烯醇，聚乙酸乙烯酯和聚丁二烯以及這些聚合物的共聚物。對于這些聚合物溶液中所用的溶劑，可以使用任何能夠溶解這些聚合物的溶劑。
保護膜在除去溶劑后的厚度優(yōu)選0.001-10μm，更優(yōu)選0.01-1μm。當厚度太大時，保護膜的平整性難以達到，而當厚度太小時，保護膜對基底或與它相接觸的膜的附著力可能不佳。
實施例在下文中，將參照實施例對本發(fā)明做進一步描述。但是，本發(fā)明并不應局限于這些實施例。
在以下實施例中用到的一種鋁烷-胺絡合物按以下方法合成。
在含有20g三乙胺的乙醚(100ml)溶液中，鼓泡送入五倍摩爾數(shù)的氯化氫氣體以引起反應，然后用過濾器把析出的鹽濾出，用100ml乙醚沖洗，烘干合成得24g三乙胺氫氯化物。把得到的三乙胺氫氯化物取14g溶入500ml四氫呋喃中，室溫及氮氣保護下將得到的溶液在1小時內逐滴加入到由3.8g氫化鋰鋁和500ml乙醚組成的懸浮液中，逐滴加完后，將得到的混合物在室溫下再反應6小時。將反應溶液用0.2μm的濾膜進行過濾，把過濾液在氮氣下濃縮，并用0.2μm的濾膜過濾出在濃縮過程中析出的鹽。另外在加入300ml甲苯后，借助氮氣分散溶劑以對溶液進行濃縮。在濃縮過程中析出的鹽用0.2μm的濾膜再次過濾精制，如此得到反應產(chǎn)物10％的甲苯溶液。
通過把所得反應產(chǎn)物10％的甲苯溶液涂在KBr上并在氮氣中將溶劑蒸發(fā)除去，得到一個紅外光譜樣品，圖1所示的就是這個樣品的紅外光譜。圖1中的紅外光譜顯示v(Al-H)的吸收在1,710cm-1，v(Al≡H)和v(N-Al-H)在760cm-1，v(N-Al-N)在470cm-1，表明所得反應產(chǎn)物為三乙胺-鋁烷的絡合物。另外，反應產(chǎn)物的核磁共振譜(測量溶劑氘苯(C6D6)，圖2)顯示，AlH3的質子吸收在4.1ppm，C2H5N基中的甲基和亞甲基的質子吸收在1.5和3.8ppm，表明所得反應產(chǎn)物為三乙胺-鋁烷的絡合物。
實施例1將一玻璃基底浸入雙(乙酰乙酸乙酯)二異丙醇鈦的1％甲苯溶液中1小時，然后在100℃烘焙30分鐘，再在300℃烘焙30分鐘，以制備親水性基底。在氮氣氣氛下將10g三乙胺-鋁烷的絡合物溶解到45g甲苯和45g四氫呋喃組成的混合溶劑中制成溶液，將溶液用旋涂法以1000rpm的速度涂到玻璃基底上，立即將涂過的基底在110℃預烘焙除去溶劑，從而形成主要由三乙胺-鋁烷絡合物組成的膜。當涂膜在氮氣氣氛下進一步在250℃加熱30分鐘，再在350℃加熱30分鐘以將膜熱分解后，在玻璃基底上就形成了具有金屬光澤的膜。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上膜的厚度時，厚度為100nm。測量膜的ESCA時，在73.5eV觀察到有鋁的Al2p峰。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為100μΩ□，電阻為30μΩ·cm。
實施例2使用與實施例1中相同的親水性玻璃基底，用與實施例1同樣的方法制備烘干的膜，只不過用10g氨-鋁烷絡合物代替了10g三乙胺-鋁烷絡合物。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上膜的厚度時，厚度為90nm。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為120μΩ□。
實施例3使用與實施例1中相同的親水性玻璃基底，用與實施例1同樣的方法制備烘干的膜，只不過用10g苯基二甲胺-鋁烷絡合物代替了10g三乙胺-鋁烷絡合物。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上膜的厚度時，厚度為85nm。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為95μΩ□。
實施例4使用與實施例1中相同的親水性玻璃基底，用與實施例1同樣的方法制備烘干的膜，只不過用10g三異丁胺-鋁烷絡合物代替了10g三乙胺-鋁烷絡合物。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上膜的厚度時，厚度為75nm。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為125μΩ□。
實施例5使用與實施例1中相同的親水性玻璃基底，用與實施例1同樣的方法制備烘干的膜，只不過用10g二異丙胺-鋁烷絡合物代替了10g三乙胺-鋁烷絡合物。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上膜的厚度時，厚度為95nm。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為130μΩ□。
實施例6使用與實施例1中相同的親水性玻璃基底，用與實施例1同樣的方法制備烘干的膜，只不過用10g三異丙胺-鋁烷絡合物代替了10g三乙胺-鋁烷絡合物。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上膜的厚度時，厚度為85nm。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為95μΩ□。
實施例7使用與實施例1中相同的親水性玻璃基底，用與實施例1同樣的方法制備烘干的膜，只不過用10g三苯胺-鋁烷絡合物代替了10g三乙胺-鋁烷絡合物。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上膜的厚度時，厚度為85nm。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為110μΩ□。
實施例8將一玻璃基底浸入雙(乙酰乙酸乙酯)二異丙醇鈦的1％甲苯溶液中1小時，然后在100℃烘焙30分鐘，再在300℃烘焙30分鐘，由此制得親水性的含鈦基層。在氮氣氣氛下將10g三乙胺-鋁烷的絡合物溶解到90g甲苯中制成溶液，將溶液用旋涂法以1000rpm的速度涂到玻璃基底上，立即將涂過的基底在110℃預烘焙15分鐘以除去溶劑，從而形成主要由三乙胺-鋁烷絡合物組成的膜。當涂膜進一步在氮氣氣氛下在250℃加熱30分鐘，再在350℃加熱30分鐘以將膜熱分解時，在玻璃基底上就形成了具有金屬光澤的膜。當用α-step(Tenchor有限公司產(chǎn)品)來測量基底上的膜的厚度時，厚度為300nm。測量膜的ESCA時，在73.5eV觀察到鋁的Al2p峰。另外，當檢查膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)膜是導電性的，其表面電阻值為100μΩ□，電阻為30μΩ·cm。接下來，在鋁膜上旋涂了雙(乙酰乙酸乙酯)二異丙醇鈦的5％甲苯溶液，且將得到的基底在350℃烘焙1小時以形成厚度為50nm的保護層。從而就形成了具有由基層、鋁層和頂層(保護層)組成的三層結構的導電膜。當檢查具有三層結構的導電膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)它是一種電阻值為45μΩ·cm的三層導電膜。
實施例9使用與實施例8相同的方法在玻璃基底上形成含鈦基層和導電鋁層。然后在鋁膜上旋涂六氟戊二酸鈀的3％四氫呋喃溶液(THF solution)，得到的基底在350℃烘焙1小時以形成厚度為30nm的保護層。從而就形成了具有由基層、鋁層和頂層(保護層)組成的三層結構的導電膜。當檢查具有三層結構的導電膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)它是一種電阻值為50μΩ·cm的三層導電膜。
實施例10使用與實施例8相同的方法在玻璃基底上形成了含鈦基層和導電鋁層。然后在鋁膜上旋涂正丁醇鋁的3％四氫呋喃溶液，得到的基底在350℃烘焙1小時以形成厚度為35nm的保護層。從而就形成了具有由基層、鋁層和頂層(保護層)組成的三層結構的導電膜。當檢查具有三層結構的導電膜的導電性時，發(fā)現(xiàn)它是一種電阻值為45μΩ·cm的三層導電膜。
對比例1把與實施例1中相同的基底，用溶有10％異丙醇鋁的異丙醇溶液代替實施例1中用的三乙胺-鋁烷絡合物，按與實施例1相同的方法進行處理，并不能形成導電膜。
如上面所詳細描述，根據(jù)本發(fā)明提供了一種能很容易地制造導電膜的工業(yè)方法。此方法與用真空工藝如濺射、真空沉積或化學氣相沉積來制造導電膜的通常方法的不同在于，它的步驟包括用溶液涂敷法如旋涂或噴墨涂敷，在已經(jīng)過特殊處理的基底上涂敷一種特定的含氮化合物的胺與鋁烷的絡合物，以形成涂膜，再對涂膜進行熱處理和/或光輻射以形成導電膜。另外，與通常的CVD工藝包括氣相中的沉積不同，由涂敷法形成的預膜受到熱處理和/或光輻射，由此可以形成經(jīng)濟、均一、致密的導電膜和使用這種導電膜的布線或/和電極。
權利要求
1.一種導電膜形成用組合物，包括一種由胺化合物與氫化鋁組成的絡合物以及一種有機溶劑。
2.一種制造導電膜的方法，此方法的步驟包括在基底上涂敷權利要求1所述的導電膜形成用組合物，然后對涂敷的組合物進行熱處理和/或光輻射以形成鋁膜。
3.權利要求2所述的方法，其中的基底具有一層包括有機金屬化合物的涂膜，此有機金屬化合物含有選自Ti、Pd和Al的一種金屬原子，并將該導電膜形成用組合物涂敷在基底上的涂膜之上。
4.權利要求2或3所述的方法，它還包括步驟在鋁膜上形成一層包括含有選自Ti、Pd和Al中一種金屬原子的有機金屬化合物的涂膜，然后對形成的涂膜進行熱處理和/或光輻射，把涂膜轉化成相應的金屬膜。
5.一種根據(jù)權利要求2到4中任一項所述的方法得到的導電膜。
6.一種制造帶圖案導電膜的方法，這種方法的步驟包括在表面有親水部分和憎水部分圖案的基底上涂敷權利要求1的導電膜形成用組合物，以形成帶圖案的涂膜，然后對形成的涂膜進行熱處理和/或光輻射以形成帶圖案的鋁膜。
7.權利要求6的方法，它還包括步驟在帶圖案鋁膜上形成一層包括含有選自Ti、Pd和Al中一種金屬原子的有機金屬化合物的涂膜，然后對形成的涂膜進行熱處理和/或光輻射，把涂膜轉化成相應的金屬膜。
8.屬于根據(jù)權利要求6或7的方法得到的帶圖案導電膜的布線或電極。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造能夠方便、經(jīng)濟地適用于不同電子元件的布線或電極的導電膜形成用組合物，一種用這種組合物制膜的方法、一種用此方法制成的導電膜，和包含這種膜的布線或電極。包括一種胺化合物與鋁氫化合物的絡合物和一種有機溶劑的導電膜形成用組合物，被涂敷在基底上，然后對它進行熱處理和/或光輻射，從而形成一種導電膜如電極或布線。
文檔編號C23C18/14GK1461779SQ0313678
公開日2003年12月17日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權日2002年4月19日
發(fā)明者橫山泰明, 松木安生, 迫野郁夫, 小林和樹, 竹內安正 申請人:捷時雅株式會社, 夏普公司, 株式會社國際基盤材料研究所