JP2001167633A - 金属成分含有溶液及び金属薄膜形成方法 - Google Patents
金属成分含有溶液及び金属薄膜形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な導電率を持ち膜厚の調整が容易な金属
薄膜を安価かつ容易に製造するのに使用される金属成分
含有溶液及び該溶液を用いた金属薄膜製造方法を提供す
る。 【解決手段】 平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属
成分からなるコア部と該コア部に化学的に結合した有機
物からなる被覆層とからなる複合金属超微粒子と、平均
粒径が１〜１０μｍの金属粉末２２とを溶媒に均一に分
散させた金属成分含有溶液２４を用意する工程と、金属
成分含有溶液２４を基板３０の表面に接触させる工程
と、基板３０の表面に付着した金属成分含有溶液２４の
溶媒を蒸発させて超微粒子コーティング層３２を形成す
る工程と、超微粒子コーティング層３２を熱分解して膜
厚が１０〜１０００μｍの範囲の金属薄膜３４を形成す
る工程とを有する。
薄膜を安価かつ容易に製造するのに使用される金属成分
含有溶液及び該溶液を用いた金属薄膜製造方法を提供す
る。 【解決手段】 平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属
成分からなるコア部と該コア部に化学的に結合した有機
物からなる被覆層とからなる複合金属超微粒子と、平均
粒径が１〜１０μｍの金属粉末２２とを溶媒に均一に分
散させた金属成分含有溶液２４を用意する工程と、金属
成分含有溶液２４を基板３０の表面に接触させる工程
と、基板３０の表面に付着した金属成分含有溶液２４の
溶媒を蒸発させて超微粒子コーティング層３２を形成す
る工程と、超微粒子コーティング層３２を熱分解して膜
厚が１０〜１０００μｍの範囲の金属薄膜３４を形成す
る工程とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属成分含有溶液
及び金属薄膜形成方法に係り、特にシリコン等の半導体
基板上に導電性を有する金属薄膜を形成するのに使用さ
れる金属成分含有溶液及び該溶液を使用した金属薄膜形
成方法に関する。
及び金属薄膜形成方法に係り、特にシリコン等の半導体
基板上に導電性を有する金属薄膜を形成するのに使用さ
れる金属成分含有溶液及び該溶液を使用した金属薄膜形
成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体基板上に導電性を有する
金属薄膜を形成する方法としては、例えばＡｇ−Ｐｄ系
ペーストや銀系ペースト等の金属ペーストを基板の表面
に塗布（印刷）し、焼成するようにしたものが一般に知
られている。ここに、この種の金属ペーストは、銀や銅
等の金属粉末と樹脂成分乃至ガラス成分とを有機溶剤に
分散させた液で一般に構成され、樹脂成分乃至ガラス成
分により膜としての成形性を確保し、金属粉末同士の点
接触により導電性を得るようにしている。
金属薄膜を形成する方法としては、例えばＡｇ−Ｐｄ系
ペーストや銀系ペースト等の金属ペーストを基板の表面
に塗布（印刷）し、焼成するようにしたものが一般に知
られている。ここに、この種の金属ペーストは、銀や銅
等の金属粉末と樹脂成分乃至ガラス成分とを有機溶剤に
分散させた液で一般に構成され、樹脂成分乃至ガラス成
分により膜としての成形性を確保し、金属粉末同士の点
接触により導電性を得るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
金属ペーストを用いて形成した金属薄膜にあっては、金
属粉末同士が互いに点接触して導電性を得るようにして
いるため、導電率に一定に限界があり、これを高めるた
めには、膜厚を厚くして金属粉末同士の点接触の機会を
増やす必要があって、その分、高価になってしまうとい
った問題があった。
金属ペーストを用いて形成した金属薄膜にあっては、金
属粉末同士が互いに点接触して導電性を得るようにして
いるため、導電率に一定に限界があり、これを高めるた
めには、膜厚を厚くして金属粉末同士の点接触の機会を
増やす必要があって、その分、高価になってしまうとい
った問題があった。
【０００４】なお、金属超微粒子を有機溶媒中に分散さ
せたものも開発されているが、金属超微粒子の製造方法
としては、金属を真空中、若干のガスの存在下で蒸発さ
せることによって気相中から金属のみからなる超微粒子
を凝結させる、いわゆるガス中蒸発法など、生産性の低
い手法しかなく、しかも溶媒が蒸発してしまうと粒子ど
うしが凝結してしまうために再利用できず、保管が困難
である等の問題があった。
せたものも開発されているが、金属超微粒子の製造方法
としては、金属を真空中、若干のガスの存在下で蒸発さ
せることによって気相中から金属のみからなる超微粒子
を凝結させる、いわゆるガス中蒸発法など、生産性の低
い手法しかなく、しかも溶媒が蒸発してしまうと粒子ど
うしが凝結してしまうために再利用できず、保管が困難
である等の問題があった。
【０００５】本発明は上記に鑑みて為されたもので、十
分な導電率を持ち膜厚の調整が容易な金属薄膜を安価か
つ容易に製造するのに使用される金属成分含有溶液及び
該溶液を用いた金属薄膜製造方法を提供することを目的
とする。
分な導電率を持ち膜厚の調整が容易な金属薄膜を安価か
つ容易に製造するのに使用される金属成分含有溶液及び
該溶液を用いた金属薄膜製造方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属成分からな
るコア部と、該コア部に化学的に結合した有機物からな
る被覆層とからなる複合金属超微粒子を溶媒に均一に分
散させたことを特徴とする金属成分含有溶液である。
は、平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属成分からな
るコア部と、該コア部に化学的に結合した有機物からな
る被覆層とからなる複合金属超微粒子を溶媒に均一に分
散させたことを特徴とする金属成分含有溶液である。
【０００７】金属粒子の融点は粒径が小さくなると低下
することが知られているが、その効果が現れはじめるの
は２０ｎｍ以下であり、１０ｎｍ以下になるとその効果
が顕著となる。従って、平均粒径が１〜１０ｎｍの実質
的に金属成分からなるコア部は、該金属が持つ融点より
かなり低い温度で互いに溶融結合する。
することが知られているが、その効果が現れはじめるの
は２０ｎｍ以下であり、１０ｎｍ以下になるとその効果
が顕著となる。従って、平均粒径が１〜１０ｎｍの実質
的に金属成分からなるコア部は、該金属が持つ融点より
かなり低い温度で互いに溶融結合する。
【０００８】複合金属超微粒子の結合形態は、金属成分
からなるコア部と、被覆層を構成する有機化合物とが金
属原子を共有しているか、あるいは有機化合物がコア部
とイオン結合により錯体類似構造を形成していると考え
られるが、詳細は明確になっていない。このような複合
金属超微粒子は、液相中での化学的なプロセスにおいて
作製することができるので、大がかりな真空装置を用い
ることなく、簡単な装置を用いて通常の大気雰囲気下に
おいて大量生産が可能であり、コストが安価である。し
かも、粒径が均一であるので一定温度で全ての複合金属
超粒子どうしが融着する。そして、この複合金属超微粒
子は周囲を有機金属化合物で被覆されているので、溶媒
中における凝集性が小さく、従って、基板表面に均一に
分散させることが容易である。また、複合金属超微粒子
が安定であってハンドリングがしやすく、溶媒を飛散さ
せた後も、加熱分解させるまでは化学的安定性を維持す
ることができ、工程管理が容易である。
からなるコア部と、被覆層を構成する有機化合物とが金
属原子を共有しているか、あるいは有機化合物がコア部
とイオン結合により錯体類似構造を形成していると考え
られるが、詳細は明確になっていない。このような複合
金属超微粒子は、液相中での化学的なプロセスにおいて
作製することができるので、大がかりな真空装置を用い
ることなく、簡単な装置を用いて通常の大気雰囲気下に
おいて大量生産が可能であり、コストが安価である。し
かも、粒径が均一であるので一定温度で全ての複合金属
超粒子どうしが融着する。そして、この複合金属超微粒
子は周囲を有機金属化合物で被覆されているので、溶媒
中における凝集性が小さく、従って、基板表面に均一に
分散させることが容易である。また、複合金属超微粒子
が安定であってハンドリングがしやすく、溶媒を飛散さ
せた後も、加熱分解させるまでは化学的安定性を維持す
ることができ、工程管理が容易である。
【０００９】請求項２に記載の発明は、平均粒径が１〜
１０ｎｍの実質的に金属成分からなるコア部と該コア部
に化学的に結合した有機物からなる被覆層とからなる複
合金属超微粒子及び／または有機金属化合物と、平均粒
径が１〜１０μｍの金属粉末とを溶媒に均一に分散させ
たことを特徴とする金属成分含有溶液である。
１０ｎｍの実質的に金属成分からなるコア部と該コア部
に化学的に結合した有機物からなる被覆層とからなる複
合金属超微粒子及び／または有機金属化合物と、平均粒
径が１〜１０μｍの金属粉末とを溶媒に均一に分散させ
たことを特徴とする金属成分含有溶液である。
【００１０】これにより、比較的安価な金属粉末により
溶液中の金属成分の割合を増やし、しかもこの金属粉末
を結合材（バインダ）及び導電体としての如き役割を果
たさせて、導電率が低下するのを防止することができ
る。
溶液中の金属成分の割合を増やし、しかもこの金属粉末
を結合材（バインダ）及び導電体としての如き役割を果
たさせて、導電率が低下するのを防止することができ
る。
【００１１】請求項３に記載の発明は、平均粒径が１〜
１０ｎｍの実質的に金属成分からなるコア部と、該コア
部に化学的に結合した有機物からなる被覆層とからなる
複合金属超微粒子を溶媒に均一に分散させた金属成分含
有溶液を用意する工程と、前記金属成分含有溶液を基板
の表面に接触させる工程と、前記基板の表面に付着した
金属成分含有溶液の溶媒を蒸発させて超微粒子コーティ
ング層を形成する工程と、前記超微粒子コーティング層
を熱分解して膜厚が０．０１〜１０μｍの範囲の金属薄
膜を形成する工程とを有することを特徴とする金属薄膜
形成方法である。
１０ｎｍの実質的に金属成分からなるコア部と、該コア
部に化学的に結合した有機物からなる被覆層とからなる
複合金属超微粒子を溶媒に均一に分散させた金属成分含
有溶液を用意する工程と、前記金属成分含有溶液を基板
の表面に接触させる工程と、前記基板の表面に付着した
金属成分含有溶液の溶媒を蒸発させて超微粒子コーティ
ング層を形成する工程と、前記超微粒子コーティング層
を熱分解して膜厚が０．０１〜１０μｍの範囲の金属薄
膜を形成する工程とを有することを特徴とする金属薄膜
形成方法である。
【００１２】この方法によれば、複合金属超微粒子に含
まれるコア部（金属成分）のみからなり、比較的膜厚の
薄い金属薄膜を基板の表面に一様に形成することができ
る。
まれるコア部（金属成分）のみからなり、比較的膜厚の
薄い金属薄膜を基板の表面に一様に形成することができ
る。
【００１３】請求項４に記載の発明は、平均粒径が１〜
１０ｎｍの実質的に金属成分からなるコア部と該コア部
に化学的に結合した有機物からなる被覆層とからなる複
合金属超微粒子及び／または有機金属化合物と、平均粒
径が１〜１０μｍの金属粉末とを溶媒に均一に分散させ
た金属成分含有溶液を用意する工程と、前記金属成分含
有溶液を基板の表面に接触させる工程と、前記基板の表
面に付着した金属成分含有溶液の溶媒を蒸発させて超微
粒子コーティング層を形成する工程と、前記超微粒子コ
ーティング層を熱分解して膜厚が１０〜１０００μｍの
範囲の金属薄膜を形成する工程とを有することを特徴と
する金属薄膜形成方法である。
１０ｎｍの実質的に金属成分からなるコア部と該コア部
に化学的に結合した有機物からなる被覆層とからなる複
合金属超微粒子及び／または有機金属化合物と、平均粒
径が１〜１０μｍの金属粉末とを溶媒に均一に分散させ
た金属成分含有溶液を用意する工程と、前記金属成分含
有溶液を基板の表面に接触させる工程と、前記基板の表
面に付着した金属成分含有溶液の溶媒を蒸発させて超微
粒子コーティング層を形成する工程と、前記超微粒子コ
ーティング層を熱分解して膜厚が１０〜１０００μｍの
範囲の金属薄膜を形成する工程とを有することを特徴と
する金属薄膜形成方法である。
【００１４】この方法によれば、金属粉末によって金属
薄膜の膜厚の厚みを増すことができ、しかも、複合金属
超微粒子に含まれるコア部（金属成分）または有機金属
化合物を還元することによって形成される金属超微粒子
が熱分解によって溶融結合し、この際にこれらがはんだ
の如き役割を果たし金属粉末と密に接合して高い導電性
を確保することができる。
薄膜の膜厚の厚みを増すことができ、しかも、複合金属
超微粒子に含まれるコア部（金属成分）または有機金属
化合物を還元することによって形成される金属超微粒子
が熱分解によって溶融結合し、この際にこれらがはんだ
の如き役割を果たし金属粉末と密に接合して高い導電性
を確保することができる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、前記金属成分含
有溶液中の金属成分の合計量が３０〜９０重量％である
ことを特徴とする請求項３または４記載の金属薄膜形成
方法である。これにより、溶液中の金属成分の合計量を
調整することで、金属薄膜の膜厚を調節することができ
る。
有溶液中の金属成分の合計量が３０〜９０重量％である
ことを特徴とする請求項３または４記載の金属薄膜形成
方法である。これにより、溶液中の金属成分の合計量を
調整することで、金属薄膜の膜厚を調節することができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。先ず、図１に示すように、実質的
に金属成分からなるコア部１０と、有機化合物からなる
被覆層１２とからなる複合金属超微粒子１４を作製す
る。このような複合金属超微粒子１４は、有機化合物か
らなる被覆層１２により覆われているので安定であり、
しかも溶媒中において凝集する傾向が小さい。
を参照して説明する。先ず、図１に示すように、実質的
に金属成分からなるコア部１０と、有機化合物からなる
被覆層１２とからなる複合金属超微粒子１４を作製す
る。このような複合金属超微粒子１４は、有機化合物か
らなる被覆層１２により覆われているので安定であり、
しかも溶媒中において凝集する傾向が小さい。
【００１７】この複合金属超微粒子１４は、有機化合物
と出発物質である金属塩、例えば炭酸塩・蟻酸塩・酢酸
塩由来の金属成分から構成されており、その中心部が金
属成分からなり、その周りをイオン性の有機化合物が取
り囲んでいる。この時、有機化合物と金属成分とは、そ
の一部又は全部が化学的に結合した状態で一体化して存
在しており、界面活性剤によりコーティングされること
により安定化された従来の超微粒子と異なり、安定性が
高いとともに、より高い金属濃度においても安定であ
る。
と出発物質である金属塩、例えば炭酸塩・蟻酸塩・酢酸
塩由来の金属成分から構成されており、その中心部が金
属成分からなり、その周りをイオン性の有機化合物が取
り囲んでいる。この時、有機化合物と金属成分とは、そ
の一部又は全部が化学的に結合した状態で一体化して存
在しており、界面活性剤によりコーティングされること
により安定化された従来の超微粒子と異なり、安定性が
高いとともに、より高い金属濃度においても安定であ
る。
【００１８】複合金属超微粒子１４のコア部１０の平均
粒径は１〜１０ｎｍとする。このように構成することに
より、コア部１０を構成する金属が持つ融点よりもかな
り低い温度でコア部１０を溶融させることができる。
粒径は１〜１０ｎｍとする。このように構成することに
より、コア部１０を構成する金属が持つ融点よりもかな
り低い温度でコア部１０を溶融させることができる。
【００１９】この複合金属超微粒子１４は、例えば非水
系溶媒中で且つイオン性の有機物の存在下で金属塩、例
えば炭酸塩・蟻酸塩・酢酸塩をその分解還元温度以上で
かつイオン性の有機物の分解温度以下で加熱することに
よって製造することができる。
系溶媒中で且つイオン性の有機物の存在下で金属塩、例
えば炭酸塩・蟻酸塩・酢酸塩をその分解還元温度以上で
かつイオン性の有機物の分解温度以下で加熱することに
よって製造することができる。
【００２０】金属成分としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｚ
ｎ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂａ， Ｂ
ｉ，Ａｌ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ及びＰｂのうちの少なくとも
１種が用いられ、イオン性の有機物としては炭素数５以
上の脂肪酸およびアルキルベンゼンスルフォン酸、アル
キルスルフォン酸が用いられる。
ｎ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂａ， Ｂ
ｉ，Ａｌ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ及びＰｂのうちの少なくとも
１種が用いられ、イオン性の有機物としては炭素数５以
上の脂肪酸およびアルキルベンゼンスルフォン酸、アル
キルスルフォン酸が用いられる。
【００２１】加熱温度は、金属塩、例えば炭酸塩・蟻酸
塩・酢酸塩の分解還元温度以上でかつイオン性の有機物
の分解温度以下であり、例えば酢酸銀の場合、分解開始
温度が２００℃あるので、２００℃以上かつ上記のイオ
ン性有機物が分解しない温度に保持すればよい。この場
合、イオン性有機物が分解しにくいようにするために、
加熱雰囲気は、不活性ガス雰囲気であることが好ましい
が、非水溶剤の選択により、大気下においても加熱可能
である。
塩・酢酸塩の分解還元温度以上でかつイオン性の有機物
の分解温度以下であり、例えば酢酸銀の場合、分解開始
温度が２００℃あるので、２００℃以上かつ上記のイオ
ン性有機物が分解しない温度に保持すればよい。この場
合、イオン性有機物が分解しにくいようにするために、
加熱雰囲気は、不活性ガス雰囲気であることが好ましい
が、非水溶剤の選択により、大気下においても加熱可能
である。
【００２２】また、加熱するに際し、各種アルコール類
を添加することもでき、反応を促進することが可能にな
る。アルコール類は、上記効果が得られる限り特に制限
されず、例えばラウリルアルコール、グリセリン、エチ
レングリコール等が挙げられる。アルコール類の添加量
は、用いるアルコールの種類等に応じて適宜定めること
ができるが、通常は重量部として金属塩１００に対して
５〜２０程度、好ましくは５〜１０とすれば良い。
を添加することもでき、反応を促進することが可能にな
る。アルコール類は、上記効果が得られる限り特に制限
されず、例えばラウリルアルコール、グリセリン、エチ
レングリコール等が挙げられる。アルコール類の添加量
は、用いるアルコールの種類等に応じて適宜定めること
ができるが、通常は重量部として金属塩１００に対して
５〜２０程度、好ましくは５〜１０とすれば良い。
【００２３】加熱が終了した後、公知の精製法により精
製を行う。精製法は例えば遠心分離、膜精製、溶媒抽出
等により行えば良い。
製を行う。精製法は例えば遠心分離、膜精製、溶媒抽出
等により行えば良い。
【００２４】そして、図２（ａ）に示すように、この複
合金属超微粒子１４を所定の溶媒に分散させた超微粒子
分散液２０中に、平均粒径が１〜１０μｍ、好ましくは
８μｍ程度の、例えば銀、銅または鉄等の金属粉末２２
を均一に分散させて、金属成分含有溶液２４を作製す
る。このような超微粒子分散液２０は、分散粒子である
複合金属超微粒子１４が非常に細かいので、複合金属超
微粒子１４を混合して攪拌した状態ではほぼ透明である
が、溶媒の種類、複合金属超微粒子濃度、温度等を適宜
に選択することにより、表面張力、粘性等の物性値を調
整することができる。
合金属超微粒子１４を所定の溶媒に分散させた超微粒子
分散液２０中に、平均粒径が１〜１０μｍ、好ましくは
８μｍ程度の、例えば銀、銅または鉄等の金属粉末２２
を均一に分散させて、金属成分含有溶液２４を作製す
る。このような超微粒子分散液２０は、分散粒子である
複合金属超微粒子１４が非常に細かいので、複合金属超
微粒子１４を混合して攪拌した状態ではほぼ透明である
が、溶媒の種類、複合金属超微粒子濃度、温度等を適宜
に選択することにより、表面張力、粘性等の物性値を調
整することができる。
【００２５】ここで、金属成分含有溶液２４として、膜
厚の薄い金属薄膜を形成する場合には、金属成分の合計
量が３０重量％の希釈な液を、膜厚が厚い金属薄膜を形
成する場合には、金属成分の合計量が９０重量％の濃厚
な液を用い、溶液中の金属成分の合計量を調整すること
で、金属薄膜の膜厚を調節する。
厚の薄い金属薄膜を形成する場合には、金属成分の合計
量が３０重量％の希釈な液を、膜厚が厚い金属薄膜を形
成する場合には、金属成分の合計量が９０重量％の濃厚
な液を用い、溶液中の金属成分の合計量を調整すること
で、金属薄膜の膜厚を調節する。
【００２６】次に、図２（ｂ）に示すように、金属成分
含有溶液２４を基板３０の表面に接触させ、この基板３
０の表面に付着した金属成分含有溶液２４に含まれる溶
媒を蒸発させる処理を、必要に応じて複数回繰り返し行
って、前記複合金属超微粒子１４及び金属粉末２２から
なり、所定の厚みを有する超微粒子コーティング層３２
を形成する。
含有溶液２４を基板３０の表面に接触させ、この基板３
０の表面に付着した金属成分含有溶液２４に含まれる溶
媒を蒸発させる処理を、必要に応じて複数回繰り返し行
って、前記複合金属超微粒子１４及び金属粉末２２から
なり、所定の厚みを有する超微粒子コーティング層３２
を形成する。
【００２７】この金属成分含有溶液２４を基板３０の表
面に接触させる方法としては、金属成分含有溶液２４を
容器に入れて液溜まりを形成し、これに基板３０を浸漬
させる浸漬法、金属成分含有溶液２４を基板３０に向け
て吹付けるスプレー塗布法、金属成分含有溶液２４を基
板３０上に滴下した後、基板３０を回転させるスピンコ
ート等の各種の方法が挙げられる。この際、基板面の不
要箇所にマスキングをしても良い。また、溶媒の乾燥
は、常温乃至加熱下で行うことができる。
面に接触させる方法としては、金属成分含有溶液２４を
容器に入れて液溜まりを形成し、これに基板３０を浸漬
させる浸漬法、金属成分含有溶液２４を基板３０に向け
て吹付けるスプレー塗布法、金属成分含有溶液２４を基
板３０上に滴下した後、基板３０を回転させるスピンコ
ート等の各種の方法が挙げられる。この際、基板面の不
要箇所にマスキングをしても良い。また、溶媒の乾燥
は、常温乃至加熱下で行うことができる。
【００２８】次に、図２（ｃ）に示すように、超微粒子
コーティング層３２を、例えば３００℃程度で熱分解し
て、複合金属超微粒子１４の金属成分からなるコア部１
０（図１参照）を溶融結合させることで、該コア部１０
と金属粉末２２とからなり、膜厚が１０〜１０００μ
ｍ、好ましくは１０〜２００μｍ程度の範囲の金属薄膜
３４を形成する。つまり、複合金属超微粒子１４をこの
被覆層（有機化合物）１２（図１参照）のコア部１０か
らの離脱或いは被覆層１２の分解温度以上に加熱するこ
とで、コア部１０から被覆層１２を離脱或いは被覆層１
２を分解して消滅させ、同時にコア部１０を溶融結合さ
せる。
コーティング層３２を、例えば３００℃程度で熱分解し
て、複合金属超微粒子１４の金属成分からなるコア部１
０（図１参照）を溶融結合させることで、該コア部１０
と金属粉末２２とからなり、膜厚が１０〜１０００μ
ｍ、好ましくは１０〜２００μｍ程度の範囲の金属薄膜
３４を形成する。つまり、複合金属超微粒子１４をこの
被覆層（有機化合物）１２（図１参照）のコア部１０か
らの離脱或いは被覆層１２の分解温度以上に加熱するこ
とで、コア部１０から被覆層１２を離脱或いは被覆層１
２を分解して消滅させ、同時にコア部１０を溶融結合さ
せる。
【００２９】この時、コア部１０がはんだの如き役割
を、金属粉末２２が骨材の如き役割をそれぞれ果たし、
これによって、溶融したコア部１０と金属粉末２２とが
密に接触して、高い導電率が確保される。しかも、比較
的安価な金属粉末２２を使用することにより、膜厚が厚
く、かつ膜厚の調整が容易で、伝導率の高い金属薄膜３
４を安価かつ容易に製造することができる。
を、金属粉末２２が骨材の如き役割をそれぞれ果たし、
これによって、溶融したコア部１０と金属粉末２２とが
密に接触して、高い導電率が確保される。しかも、比較
的安価な金属粉末２２を使用することにより、膜厚が厚
く、かつ膜厚の調整が容易で、伝導率の高い金属薄膜３
４を安価かつ容易に製造することができる。
【００３０】なお、前記実施の形態においては、超微粒
子分散液に金属粉末を均一に分散させて金属成分含有溶
液を作製した例を示しているが、超微粒子分散液をその
まま金属成分含有溶液として使用することもできる。こ
の場合、熱分解によって、複合金属超微粒子の金属成分
からなるコア部が溶融結合して該コア部のみからなり、
膜厚が０．０１〜１０μｍの範囲の金属薄膜が形成され
る。
子分散液に金属粉末を均一に分散させて金属成分含有溶
液を作製した例を示しているが、超微粒子分散液をその
まま金属成分含有溶液として使用することもできる。こ
の場合、熱分解によって、複合金属超微粒子の金属成分
からなるコア部が溶融結合して該コア部のみからなり、
膜厚が０．０１〜１０μｍの範囲の金属薄膜が形成され
る。
【００３１】また、複合金属超微粒子の替わりに有機金
属化合物を使用し、有機金属化合物と金属粉末とを有機
溶媒に均一に分散させて金属成分含有溶液を作製するよ
うにしても良い。この場合、有機金属化合物を還元して
金属超微粒子を形成する必要があるが、この還元は、還
元剤を用いたり、加熱による有機金属化合物の自己還元
分解反応を用いて行うことができる。
属化合物を使用し、有機金属化合物と金属粉末とを有機
溶媒に均一に分散させて金属成分含有溶液を作製するよ
うにしても良い。この場合、有機金属化合物を還元して
金属超微粒子を形成する必要があるが、この還元は、還
元剤を用いたり、加熱による有機金属化合物の自己還元
分解反応を用いて行うことができる。
【００３２】ここで、有機金属化合物は、各種の金属を
含む有機化合物の総称で、例えば、ナフテン酸塩、オク
チル酸塩、ステアリン酸塩、安息香酸塩、パラトルイル
酸塩、ｎ−デカン酸塩等の脂肪酸塩、イソプロポキシ
ド、エトキシド等の金属アルコキシド、上記金属のアセ
チルアセトン錯塩等が挙げられる。
含む有機化合物の総称で、例えば、ナフテン酸塩、オク
チル酸塩、ステアリン酸塩、安息香酸塩、パラトルイル
酸塩、ｎ−デカン酸塩等の脂肪酸塩、イソプロポキシ
ド、エトキシド等の金属アルコキシド、上記金属のアセ
チルアセトン錯塩等が挙げられる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、十分な導電率を持ち膜厚の調整が容易な金属薄膜を
安価かつ容易に製造することができる。
ば、十分な導電率を持ち膜厚の調整が容易な金属薄膜を
安価かつ容易に製造することができる。
【図１】原料となる超微粒子の構造を模式的に示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施の形態の金属薄膜形成方法を工程
順に示す図である。
順に示す図である。
１０ コア部 １２ 被覆層 １４ 複合金属超微粒子 ２０ 超微粒子分散液 ２２ 金属粉末 ２４ 金属成分含有溶液 ３０ 基板 ３２ 超微粒子コーティング層 ３４ 金属薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｚ Ｆターム(参考） 4K022 AA05 BA01 BA02 BA03 BA06 BA07 BA08 BA09 BA10 BA12 BA14 BA17 BA18 BA20 BA21 BA22 BA23 BA24 BA25 BA28 BA31 BA32 DA06 DB19 DB29 4M104 AA01 BB04 BB08 CC01 DD51 DD78 HH16 5G301 DA02 DA03 DA05 DA06 DA22 DD01
Claims (5)
- 【請求項１】 平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属
成分からなるコア部と、該コア部に化学的に結合した有
機物からなる被覆層とからなる複合金属超微粒子を溶媒
に均一に分散させたことを特徴とする金属成分含有溶
液。 - 【請求項２】 平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属
成分からなるコア部と該コア部に化学的に結合した有機
物からなる被覆層とからなる複合金属超微粒子及び／ま
たは有機金属化合物と、平均粒径が１〜１０μｍの金属
粉末とを溶媒に均一に分散させたことを特徴とする金属
成分含有溶液。 - 【請求項３】 平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属
成分からなるコア部と、該コア部に化学的に結合した有
機物からなる被覆層とからなる複合金属超微粒子を溶媒
に均一に分散させた金属成分含有溶液を用意する工程
と、 前記金属成分含有溶液を基板の表面に接触させる工程
と、 前記基板の表面に付着した金属成分含有溶液の溶媒を蒸
発させて超微粒子コーティング層を形成する工程と、 前記超微粒子コーティング層を熱分解して膜厚が０．０
１〜１０μｍの範囲の金属薄膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする金属薄膜形成方法。 - 【請求項４】 平均粒径が１〜１０ｎｍの実質的に金属
成分からなるコア部と該コア部に化学的に結合した有機
物からなる被覆層とからなる複合金属超微粒子及び／ま
たは有機金属化合物と、平均粒径が１〜１０μｍの金属
粉末とを溶媒に均一に分散させた金属成分含有溶液を用
意する工程と、 前記金属成分含有溶液を基板の表面に接触させる工程
と、 前記基板の表面に付着した金属成分含有溶液の溶媒を蒸
発させて超微粒子コーティング層を形成する工程と、 前記超微粒子コーティング層を熱分解して膜厚が１０〜
１０００μｍの範囲の金属薄膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする金属薄膜形成方法。 - 【請求項５】 前記金属成分含有溶液中の金属成分の合
計量が３０〜９０重量％であることを特徴とする請求項
３または４記載の金属薄膜形成方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP35032599A JP2001167633A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 金属成分含有溶液及び金属薄膜形成方法 |
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| KR1020000074898A KR20010070288A (ko) | 1999-12-09 | 2000-12-09 | 금속 성분 함유 용액, 금속 박막 형성 방법 및 장치 |
| EP00127094A EP1107298A3 (en) | 1999-12-09 | 2000-12-11 | Solution containing metal component, method of and apparatus for forming thin metal film |
| US09/733,084 US20010004477A1 (en) | 1999-12-09 | 2000-12-11 | Solution containing metal component, method of and apparatus for forming thin metal film |
| US10/464,551 US7179503B2 (en) | 1999-12-09 | 2003-06-19 | Method of forming thin metal films on substrates |
| US11/707,122 US20070141251A1 (en) | 1999-12-09 | 2007-02-16 | Method of forming thin metal films on substrates |
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|---|---|---|---|
| JP35032599A JP2001167633A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 金属成分含有溶液及び金属薄膜形成方法 |
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|---|---|
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ID=18409726
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|---|---|
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- 1999-12-09 JP JP35032599A patent/JP2001167633A/ja active Pending
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