JP2010534407A

JP2010534407A - 導電体およびそれらを作製し使用する方法

Info

Publication number: JP2010534407A
Application number: JP2010517187A
Authority: JP
Inventors: カセレフ，オスカー; デサイ，ニティン; デベラジャン，サプリヤ; マルジ，マイケル・ティー; シン，バーワ
Original assignee: Frys Metals Inc
Current assignee: Alpha Assembly Solutions Inc
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-11-04
Also published as: US8304062B2; EP2173496A1; WO2009015020A1; KR20100046204A; CN101903114A; CN104821346A; HK1212813A1; US20090061169A1; JP2016066800A; KR20160018819A; EP2173496A4

Abstract

本明細書に開示される特定の実施例は、基板と、基板上に配列された導体とを含む装置に向けられる。一部の実施例において、配列された導体および基板は各々が、互いに溶解しない材料を含み得る。他の実施例において、導体はほぼ純粋な金属をさらに含み得る。特定の実施例において、配列された導体は、接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するように構成され得る。導体を形成する方法も提供される。

Description

関連出願
本出願は、２００７年７月２０日提出の米国仮出願番号第６０／９５１，０５５号ならびに２００８年７月１７日提出の米国特許出願番号第１２／１７５，３８１号の優先権および利益を主張し、各々の開示全体をあらゆる目的で引用によって本明細書に援用する。

技術分野
本明細書に開示される特定の実施形態は、概して、導体およびそれらを作製する方法に関する。特に、本明細書に開示される特定の実施例は、基板上に配列されて太陽電池の１つ以上の導体をもたらす導線に関する。

背景
太陽電池は、太陽からの光エネルギを電気エネルギに変換して、１つ以上の電気装置を作動させるのに使用され得る。太陽電池は典型的に、電流を受けるコレクタを含む。太陽電池の全体効率が高くなるように、太陽電池のコレクタおよび他の導電性部分が高いコンダクタンスを有することが望ましい。

このようなコンダクタンスが高い導体を太陽電池のシリコンウェハ上に生成すると、脆弱なシリコンウェハの損傷に繋がり、製造時の太陽電池の歩留まりが大幅に低下する可能性があり、使用可能な太陽電池グリッドを生成する際の費用が全体的に増大することに繋がる。

概要
第１の局面によれば、基板と、基板上に配列された導体とを含む装置が提供される。特定の実施例において、配列された導体および基板は各々が、互いに溶解しない材料を含み得る。一部の実施例において、配列された導体はほぼ純粋な金属をさらに含み、配列された導体は、接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するようにさらに構成され得る。

一部の実施形態において、当該装置は、導体と基板との間に形成され、かつ導体の材料と基板の材料とで形成される金属間化合物をさらに含み得る。一部の実施例において、金属間化合物は、シリコン−パラジウムおよびシリコン−銅からなるグループから選択され得る。特定の実施例において、導体は銀ナノインクを含み得、基板はシリコンウェハであり得る。他の実施例において、当該装置は、電気めっきされた材料を導体上にさらに含み得る。一部の実施形態において、当該装置の基板は、約４００℃未満の温度においてほぼ不活性であり得る。他の実施形態において、配列された導体は、基板上にパターンまたは線として構成され得る。

さらなる局面によれば、導体を形成する方法であって、導体を基板上に堆積させるステップと、堆積された導体と基板との間に金属間化合物を形成するのに有効な焼結温度で配列された導体を焼結するステップとを含む方法が開示される。特定の実施例において、焼結は、配列された導体と基板との間に冶金接合を生じさせ、金属間化合物は、堆積された導体の材料と基板の材料とで形成される。

特定の実施例において、当該方法は、焼結された導体をさらなる材料で電気めっきするステップをさらに含み得る。一部の実施例において、焼結温度は８５０℃を上回り得る。特定の実施形態において、導体は銀として構成され得、基板はシリコンとして構成され得る。特定の実施例において、当該方法は、導体を基板上に堆積させる前に基板上に金属を堆積させるステップと、堆積された金属を焼結して、堆積された金属および基板から形成される別の金属間化合物を生じさせるステップとをさらに含み得る。一部の実施例において、焼結は、冶金接合によって接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するのに有効な導体が生じるように、有効な時間行なわれ得る。

別の局面によれば、導電体を形成する方法であって、銀ナノインクをシリコン基板上にインクジェット印刷するステップと、印刷された銀ナノインクおよびシリコン基板を、印刷された銀ナノインク導体が接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するような有効温度で焼結するステップとを含む方法が提供される。

特定の実施形態において、当該方法は、印刷された銀ナノインクをさらなる材料で電気めっきするステップをさらに含み得る。他の実施例において、印刷された銀ナノインクは、銅で電気めっきされ得る。一部の実施例において、有効温度は、銀ナノインクおよびシリコン基板から形成される金属間合金の形成を生じさせるのにも有効である。一部の実施例において、銀ナノインクは、シリコン基板上に線またはパターンとして印刷され得る。他の実施例において、当該方法は、銀ナノインクの印刷前にシリコン基板上に金属をインクジェット印刷するステップと、印刷された金属を加熱して、印刷された金属およびシリコン基板から形成される金属間化合物を生じさせるステップとをさらに含み得る。

さらなる局面、特徴および例について、以下により詳細に説明する。
添付の図面を参照し、特定の例示的な実施形態について以下により詳細に説明する。

特定の実施例に係る銀およびシリコンの状態図である。導電体が上に配列された基板を含む装置の斜視図である。特定の実施例に係る、基板と基板上の金属間化合物と金属間化合物上の導電体とを含む装置の断面側面図である。図３Ａ−３Ｃは特定の実施例に係る、基板上に導電体を形成するための処理を概略的に示す図である。接着テープ試験に不合格であった導体を示す写真である。特定の実施例に係る、接着テープ試験に合格する導体を示す写真である。特定の実施例に係る、シリコンおよびパラジウムの状態図である。

図に示されている導体、基板および他の特徴は、必ずしも同じ縮尺で描かれているとは限らない。１つ以上の層または寸法は、本明細書に開示される技術を容易に理解できるように、拡大、変形、または他の方法で示されている場合がある。

詳細な説明
本明細書に開示される装置および方法の特定の実施形態は、既存の装置および方法に対して、ほぼ不活性の基板への伝導性材料の接合の強化、コンダクタンスの向上、費用削減、および製造方法の簡略化を含む利点を有する。これらおよび他の利点は、本開示の恩恵があれば、当業者によって認識されるであろう。以下で行なわれる特定の工程は大気圧および条件にて行なわれ得るが、他の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行なわれ得る。たとえば、インクまたは他の材料が酸化し得る場合は、１つ以上の工程を窒素下で行なうことが望ましい場合がある。

特定の実施例によれば、基板と、基板上に配列された導体とを含む装置が提供される。一部の実施例において、導体および基板は各々が、互いに溶解しない材料を含み得る。たとえば、図１に示す状態図を参照して、銀およびシリコンは互いに溶解しない材料である。特に、純銀は概してシリコンに溶解せず、約８３５℃未満の温度でシリコン基板に銀を接合することは困難となる。約８３５℃を上回る温度では、２つの材料は冶金接合を生じ得る。シリコン自体はほぼ不活性材料であり、約４００℃未満の温度では金属と反応しない（または、ごく低速で反応する）。したがって、互いに溶解しない材料を合せて使用することにはいくつかの課題があるが、少なくともその一部は、本明細書に開示される技術の特定の実施形態を用いて克服される。

図２Ａを参照して、装置２００は、導体２２０が上に配列された基板２１０を含む。基板２１０は、装置２００の使用目的に応じて、さまざまな形態を取り、かつさまざまな材料を含み得る。一部の実施例では、基板２１０は、約１２ｃｍ〜約２５ｃｍ幅×約１２ｃｍ〜約２５ｃｍ長さ×約０．０１ｃｍ〜約０．０２５ｃｍ厚さであり得る。図２Ｂを参照し、第１の材料２７０および第２の材料２８０を含む導体が基板上に配列された基板２６０を含む装置２５０の側面図を示す。特定の実施例では、第１の材料２７０および第２の材料２８０は互いに溶解しない場合がある。基板２６０への全体的な接着力を向上させるために、材料２７０および２８０は材料同士および／または材料と基板との間に金属間化合物を形成するのに有効な焼結温度にて焼結され、たとえば、堆積された材料と基板との間に冶金接合を生じさせ得る。

特定の実施例において、基板は、太陽電池を生成するのに使用されるもののように、シリコンを含んでもよいし、シリコンウェハであってもよい。他の実施例において、基板は、印刷回路基板を生成するのに使用されるもののように、１つ以上のプリプレグを含み得る。難燃剤、エポキシ樹脂、アンダーフィル等のさらなる材料も基板上または基板中に含まれ得る。基板の他の寸法および材料は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。

特定の実施例において、導体は少なくとも１つの伝導性材料を含み得る。一部の実施例において、共通の譲受人に譲渡された２００６年８月３日提出の「粒子およびインク、ならびにそれらを用いた膜("PARTICLES AND INKS AND FILMS USING THEM")」と題された米国特許出願番号第１１／４６２，０８９号に記載されているような、１つ以上のナノインクを含む。当該出願の開示全体をあらゆる目的で引用によって本明細書に援用する。これらの材料は、電気抵抗性がごく低い、たとえば３〜４μΩｃｍ以下の導線を生成することができる。特定の実施例において、金属または金属塩は、単相溶液においてキャッピング剤と混合され得る。特定の実施例において、金属または金属塩は、たとえば金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、鉄、およびそれらの合金の遷移金属または遷移金属塩を含む導電性金属または導電性金属塩から選択され得る。金属または金属塩の正確な形態は、選択される溶剤系に応じて変動し得る。金属塩は、過度な加熱によって溶剤を蒸発させることがないように、選択された溶剤系に溶解することが望ましい。金属塩の例示的な陰イオンは、硝酸塩、塩化物、臭化物、ヨウ化物、チオシアン酸塩、塩素酸塩、亜硝酸塩、および酢酸塩を含む。さらなる陰イオンは、本開示の恩恵があれば、当業者によって選択されるであろう。

特定の実施例において、単相溶液を用いて導電体において使用される粒子を生成することによって、ポリオール処理において粒子を生成するのに一般に使用される相転位試薬を省略することが可能となる（ただし相転位試薬は、特定の実施形態においては使用してもよい）。反応を単相において行なうことによって、粒子の生成しやすさが向上し、粒子の生成費用が低下する。また、粒子の大規模な産業用合成は、単相反応を用いて実現され得る。粒子のさらなる利点およびそれらを生成する方法は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。

特定の実施例によれば、導電体において使用される粒子を生じさせるのに用いられる金属は、複合体を形成しなくても、１つ以上の配位子と複合体を形成してもよい。たとえば、当該金属は、ＥＤＴＡ、エチレンジアミン、シュウ酸塩、２，２′−ビピリジン、シクロペンタジエン、ジエチレントリアミン、２，４，６−トリメチルフェニル、１，１０−フェナントロリン、トリエチレンテトラミン、または他の配位子と複合体を形成し得る。特定の実施例において、金属または金属塩は、溶剤もしくは溶剤系に溶解し、透明であるが必ずしも無色ではない溶液を生じさせ得る。たとえば、金属または金属塩が溶液になる際に溶液全体が透明となるように、好適な量の金属または金属塩が溶剤に添加され得る。溶液全体は、有色であっても無色であってもよい。好適な溶剤は、限定はしないが、エチレングリコール、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、および約１〜約１０個の炭素原子を有する脂肪族アルコールを含む。さらなる好適な溶剤は、限定はしないが、ベンゼン、トルエン、ブチレン、ポリイソブチレン、エクソン（”Ｅｘｘｏｎ）社から入手可能なＩｓｏｐａｒ（登録商標）溶剤、および２〜６個の炭素原子を含む脂肪族側鎖を有する芳香族化合物を含む。好適な溶剤系は、本明細書に記載される例示的な溶剤の混合物、およびこのような例示的な溶剤に溶解、混和、または部分的に混和する他の流体を含む。特定の実施例において、溶剤の組合せによって単相がもたらされる。溶剤の混合物を用いる際に単相を実現するには、溶剤が混合されると単相が生じるように各溶剤の量を調整すればよい。混合すると２つ以上の相が存在する場合は、単相が観察されるまで１つ以上の溶剤の相対量を変更する、たとえば増減させることができる。

特定の実施例によれば、金属粒子はキャッピング剤と混合され得る。キャッピング剤は粒子を分離させ、その成長の規模を制限するのに有効であり得る。特定の実施例において、キャッピング剤は、分子量の大きいキャッピング剤であり得、分子量がたとえば少なくとも約１００ｇ／ｍｏｌである。例示的なキャッピング剤は、限定はしないが、１２個以上の炭素原子を有する有機アミンを含む。特定の実施例において、有機アミンは少なくとも１６個の炭素原子を有し、たとえばヘキサデシルアミンである。アミンの有機成分は飽和であっても不飽和であってもよく、たとえばチオール、カルボン酸、ポリマー、およびアミドなどの他の官能価を任意に含み得る。本明細書に開示される導電体の金属と使用するのに好適な他のグループの例示的なキャッピング剤は、１２個以上の炭素原子を有するチオールである。特定の実施例において、チオールは少なくとも６個の炭素原子を有する。チオールの有機成分は飽和であっても不飽和であってもよく、たとえばピロールなどの他の官能価を任意に含み得る。使用に好適な他のグループのキャッピング剤は、たとえばトリアゾールピリジン、テルピリジンなどのピリジン系キャッピング剤である。さらなる好適なキャッピング剤は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。

キャッピング剤を金属粒子とともに使用して導電体を生じさせる特定の実施例において、キャッピング剤は、金属溶液に添加する前に好適な溶剤に溶解させ得る。たとえば、キャッピング剤を溶剤に溶解し、溶液を金属溶液と混合させることができる。他の実施例において、キャッピング剤は、溶剤にあらかじめ溶解させずに、固体または液体として金属溶液に直接添加してもよい。キャッピング剤は、たとえば漸進的工程で添加してもよいし、１回の工程で添加してもよい。特定の実施例において、金属溶液に添加されるキャッピング剤の正確な量は、結果として生じるキャッピングされた粒子の所望の特性に応じて変動し得る。一部の実施例においては、好適な量のキャッピング剤を添加して、キャッピングされた粒子において少なくとも約２重量％のキャッピング剤を生じさせる。粒子の所望の特性に応じて、それよりも多いまたは少ないキャッピング剤を使用することが望ましい場合があることは、本開示の恩恵があれば、当業者によって認識されるであろう。たとえば、基板、たとえば印刷回路基板上に配列された粒子の伝導率を向上させるには、伝導率が最適となるかまたは所望の範囲に収まるまで、キャッピング剤の量を調整することが望ましい場合がある。好適な量のキャッピング剤を選択することは、本開示の恩恵があれば、当業者の能力の範囲内であろう。

特定の実施例において、キャッピング剤（またはキャッピング剤溶液）および金属塩溶液を混合させると、単相が生じるまたは存続する。代替的な実施形態において、金属塩溶液は、キャッピング剤またはキャッピング剤溶液を添加する前から単相であり、キャッピング剤またはキャッピング剤溶液を添加すると、単相が存続する。金属溶液およびキャッピング剤を混合させて単相を生じさせるさらなる実施形態は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。特定の実施例において、キャッピング剤および金属溶液は、攪拌、音波処理、かき混ぜ、振動、揺動などの従来の技術を用いて混合され得る。一部の実施例において、キャッピング剤は、金属溶液を攪拌しながら金属溶液に添加され得る。特定の実施例において、透明および／または無色の単相溶液が生じるまで、キャッピング剤および金属溶液の混合物が攪拌され得る。

特定の実施例によれば、基板上への堆積前または後で、還元剤が金属−キャッピング剤溶液に添加され得る。好適な還元剤は、溶液に溶解した金属イオンを、選択された条件下で溶液から析出する金属粒子に変換することができる試薬を含む。例示的な還元剤は、限定はしないが、ホウ水素化ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、シアノホウ水素化ナトリウム、ホウ水素化カリウム、水素化トリアセトキシホウ素ナトリウム、ジエチルジヒドロアルミン酸ナトリウム(sodium diethyldihydridoaluminate)、ｔｒｉ−またはｔｅｒｔ−ブトキシ水素化アルミン酸ナトリウム(sodium tri- or tert-butoxyhydridoaluminate)、ビス（２−メトキシエトキシ）ジヒドロアルミン酸ナトリウム(sodium bis(2-methoxyethoxo) dihydridoaluminate)、水素化リチウム、水素化カルシウム、水素化チタン、水素化ジルコニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム（ＤＩＢＡＬ−Ｈ）、ジメチルスルフィドボラン、第１鉄イオン、ホルムアルデヒド、ギ酸、ヒドラジン、水素ガス、イソプロパノール、フェニルシラン、ポリメチルハイドロシロキサン、フェリシアン化カリウム、シラン、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、ナトリウムアマルガム、ナトリウム（固体）、カリウム（固体）、亜ジチオン酸ナトリウム、第１スズイオン、亜流酸塩化合物、水素化スズ、トルフェニルホスフィン、および亜鉛−水銀アマルガムを含む。金属−キャッピング剤溶液に添加される還元剤の正確な量は変動し得るが、典型的には、溶解した金属のほぼすべてが帯電状態から非帯電状態に変換されるように、たとえばＡｇ⁺¹がＡｇ⁰に変換され得るように、還元剤は余分に添加される。一部の実施例において、金属−キャッピング剤溶液に添加する前に、還元剤を溶剤に溶解し得るが、他の実施例においては、あらかじめ溶解させずに還元剤を金属−キャッピング剤溶液に添加し得る。還元剤を溶解するために溶剤を使用する場合、溶剤は、還元剤によって改質または変化しないように、非反応性であることが好ましい。還元剤と使用される例示的な溶剤は、限定はしないが、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、エタノール、トルエン、ヘプタン、オクタン、および６個以上の炭素原子を有する溶剤、たとえば６個以上の炭素原子を有する直鎖、環式または芳香族溶剤を含む。本開示の恩恵があれば、当業者は還元剤を溶解するのに好適な溶剤を容易に選択することができるであろう。

特定の実施例によれば、還元剤およびキャッピング剤−金属溶液を十分な時間混合させるかまたは攪拌して、還元剤を金属と反応させることができる。一部の実施例においては、攪拌は室温で行なわれ得るが、他の実施例においては、還元処理を高速化するために、上昇させた温度、たとえば約３０℃〜約７０℃にて攪拌または混合が行なわれる。上昇させた温度を用いる際は、溶剤または溶剤系の沸点未満に温度を維持して溶剤が蒸発しにくくすることが望ましい場合があるが、一部の実施例においては、溶剤の全体量を減少させることが望ましい場合がある。

特定の実施例によれば、金属粒子は、基板上に堆積させる前に単相溶液から分離させ得る。分離は、たとえば傾瀉、遠心法、濾過、スクリーニング、またはキャッピングされた金属粒子がたとえば抽出において溶解しない他の液体の添加によって生じ得る。たとえば、金属塩、キャッピング剤および還元剤を有機溶剤もしくは有機溶剤系に添加することで得られる有機溶液に、メタノール、アセトン、水、または極性液体などの液体が添加され得る。特定の実施例において、抽出液の複数かつ別個の添加を溶液に加えて、キャッピングされた金属粒子を除去し得る。たとえば、第１の量の抽出液を添加して、金属粒子の一部を除去し得る。この第１の量の抽出液は、次いで、除去、傾瀉または他の方法で有機溶液から分離され、さらなる量の抽出液が有機溶液に添加され得る。金属粒子を分離させるのに用いられる抽出液の正確な量は、キャッピングされた金属粒子を生成するのに用いられる溶剤の量に応じて変動し得る。一部の実施例において、キャッピングされた金属粒子を抽出するには、約２倍〜４倍以上の溶剤が使用される。たとえば、約５リットルの溶剤で金属粒子が生成される場合は、約２０リットル以上の抽出液が使用され得る。好適な溶剤および好適な溶剤量を選択することは、本開示の恩恵があれば、当業者の能力の範囲内であろう。

特定の実施例によれば、キャッピングされた粒子は、傾瀉、遠心法、濾過などの従来の技術を用いて抽出液から分離され得る。一部の実施例において、抽出液は、キャッピングされた粒子を残して蒸発し得る。キャッピングされた粒子は、抽出液からの分離前、分離中または分離後に、洗浄されるか、分粒されるか、加熱されるか、もしくは他の方法で処理され得る。特定の実施形態において、任意に１つ以上の溶剤とともに担体流体として抽出液を使用して、本明細書により詳細に記載されるように、インクを生じさせ得る。他の実施例において、キャッピングされた金属粒子は単相溶液に残存し得、粒子は、シリコン基板（または他の好適な基板）上に、基板上のたとえば鋳型、形態もしくはパターンで配列され得る。焼結処理の高温によって溶剤の蒸発と金属粒子の焼結とが生じ、基板への導体の接合を強化するために冶金接合を生じさせることができる。

特定の実施例によれば、残留液を除去するために、キャッピングされた粒子を乾燥させ得る。たとえば、キャッピングされた粒子を炉で乾燥させるか、真空を用いて乾燥させるか、または凍結乾燥に供して、残留抽出液および／または溶剤を除去し得る。乾燥させたキャッピングされた粒子は、室温にて、任意に湿気が入らないように封止されたコンテナに保存され得る。代替的な実施形態においては、独立した乾燥工程を省略してもよく、粒子は焼結処理中に乾燥され得る。

特定の実施例によれば、キャッピングされた粒子は、使用前にキャッピング剤を除去するために処理され得る。キャッピング剤は典型的に、反応後に粒子の表面に残存しているが、キャッピング剤の存在が望ましくない場合がある。たとえば、有機汚染レベルが可及的に低い粒子を使用することが望ましい場合、キャッピングされた粒子からキャッピング剤を除去することが有利となる。特定の実施形態において、キャッピングされた粒子は、キャッピング剤のレベルが約２重量％未満、特に約１重量％未満に減少するまで処理され得る。たとえば、キャッピング剤は０．５または０．１重量％未満存在する。一部の実施例において、キャッピング剤を除去して、基板上に堆積され得るほぼ純粋な金属、たとえばほぼ純粋な銀を生じさせ得る。

特定の実施例によれば、焼結基板上に金属粒子を堆積させるのに使用され得るインクを生じさせるために金属粒子が使用され得る。一部の実施例において、選択された量の粒子を担体中に分散させて、インクを生じさせる。選択される粒子の正確な量は変動し得、典型的に好適な量の（キャッピングされたまたはキャッピングされていない）粒子を使用して、約１０〜９０重量％の粒子、特に約２０〜８０重量％の粒子、たとえば約２０〜２５重量％の粒子を含む分散液を生じさせる。キャッピングされた粒子が使用される実施形態において、使用されるキャッピングされた粒子の量は、キャッピング剤によって加えられる追加的な重量に相当するように変更され得る。他の実施例においては、所望の粘性を分散液に与えるのに十分な量の粒子が使用される。たとえば、分散液の粘性は、インクが使用される方法または装置に応じて変動し得る。インクがスピンコーティング用途に使用されることが意図される実施例においては、約０．２５センチポアズ〜約２センチポアズ、特に約０．５センチポアズ〜約１．５センチポアズ、たとえば約１センチポアズのインク粘性を与えるのに十分な粒子量が選択され得る。インクがインクジェット印刷用途に使用されることが意図される実施例においては、約５センチポアズ〜約２０センチポアズ、特に約７センチポアズ〜約１５センチポアズ、たとえば約８〜１０または８〜９センチポアズのインク粘性を与えるのに十分な粒子量が選択され得る。選択された方法を用いて焼結基板上にインクを堆積させるためのさらなるインク粘性は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。

特定の実施例によれば、インクの担体は、選択された方法、たとえばスピンコーティング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ペースト印刷などで粒子を効果的に分散させることができるいずれかの媒体または流体、たとえば液体または気体であり得る。特定の実施例において、担体は、蒸発してまたは除去されて、粒子のコーティング、膜、または所望の形状もしくはパターンを焼結基板上に残すことができる揮発性有機媒体であり得る。例示的な揮発性有機媒体は、限定はしないが、トルエン、ヘキサン、約４〜約１０個の炭素原子を含む飽和または不飽和炭化水素を含む。代替的な構造において、担体は、焼結処理中に担体流体が蒸発するよう焼結温度にて揮発するように選択され得る。さらなる好適な担体は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。

特定の実施例によれば、導体は、限定はしないがスピンコーティング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ペースト印刷、またはそれらの組合せを含む多くの異なる方法を用いて基板上に配列され得る。一部の実施例において、インクジェット印刷は、導体を基板上に迅速に堆積させるのに使用され得る。使用され得る例示的なインクジェット印刷システムは、限定はしないが、Ｄｉｍａｔｉｘ（登録商標）ＤＭＰ、ＰｉｘｄｒｏＬＰ−１５０などを含む。インクジェット印刷は、太陽電池への前面端子を製造するためのスクリーン印刷または真空蒸着に対する魅力的な代替案である。真空蒸着は効果的であるが、パターニングおよび高価な機器を用いる。スクリーン印刷は安価な大気圧処理であるが、解像度およびスループットが制約され得る。また、スクリーン印刷は、太陽電池の製造に使用される薄いシリコンウェハの望ましくない（３％）の損傷も引起すことがある。インクジェット印刷は、太陽電池の大量生産に十分に好適な処理である。インクジェット印刷は、良好な線解像度と、伝導グリッド線についてのアスペクト比の向上とをもたらし、これは太陽電池の性能向上に繋がり得る。スクリーン印刷に対するインクジェット印刷の大きな利点は、非接触的な等角堆積技術であり、したがって脆弱かつ薄いポリシリコンウェハを処理するのに特に好適であるという点である。

特定の実施例において、配列される導体の正確な寸法および形状は変動し得る。一部の実施例において、導体は、導体の使用目的に応じて変動し得る所望の厚さに配列され得る。他の実施例において、配列される導体の寸法は、約５０ミクロン〜約３００ミクロン幅×約０．２５ミクロン〜約３ミクロン高さであり得る。一部の実施例において、導体は、太陽電池への前面端子を生じさせるのに好適な寸法および好適な量で配列され得る。太陽電池収集銀線の典型的な断面寸法は、約１００〜１５０ミクロン×約５〜１５ミクロン、たとえば約１００ミクロン×約７ミクロンである。配列される導体の正確な形状は変動し得、一部の実施例では、導体は直線であるか、曲線であるか、パターニングされているか、または、たとえば円形、正方形、三角形等の１つ以上の一般的な幾何学的形状を含み得る。さらなる厚さおよび形状は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。

一部の実施例において、導体が基板上に配列され、次いで基板との間に冶金接合を生じさせるために有効な温度で加熱または焼結され得る。本明細書で用いられる「冶金接合」は、金属と、同じく金属であり得る別の材料との間の、クラック、空隙または不連続性が実質的に存在しない接合である。冶金接合は、ある材料が別の材料中に拡散すると形成され得る。いずれかの特定の化学理論に縛られることを望むものではないが、冶金接合の形成によって、互いに溶解しない材料同士の間、または材料の一方がほぼ不活性である材料同士の間に良好な接着力が生じる。一部の実施例において、冶金接合は、上昇させた温度にて材料を加熱または焼結させることによって生じ得る。この処理の概略図を図３Ａ〜図３Ｃに示す。基板３００を図３Ａに示す。まず導体３１０が基板３００上に堆積され、装置３２０をもたらす（図３Ｂ）。装置３２０は焼結温度にて加熱され、導体３１０と基板３００との間に冶金接合を生じさせ、装置３３０をもたらす（図３Ｃ）。冶金接合を生じさせるのに用いられる正確な温度は、導体および基板に存在する材料に少なくとも部分的に依存する。銀が導体として用いられ、シリコンが基板として用いられる実施例において、冶金接合を生じさせるには、焼結温度は約８３５℃以上である。ニッケルが導体として用いられ、シリコンが基板として用いられる実施例において、冶金接合を生じさせるには、焼結温度は約４５０℃以上である。さらなる好適な焼結温度は、本開示の恩恵があれば、特有の導体および基板についてこのような導体および基板の物理的特性を用いて、当業者によって容易に選択されるであろう。

特定の実施例によれば、冶金接合を生じさせて基板に対する導体の接合を強化することによって、導体は２００２年８月１０日付の「テープ試験によって接着力を測定するための基準試験方法("Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test")」と題された接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格し得る。このようなテープ試験に合格する大きな利点は、他の物理的または化学的方法を用いて導体をさらに加工もしくは処理することができるほど接着力が十分である点である。たとえば、導体は１つ以上の他の材料で電気めっきされ得る。たとえば蒸着、インクジェット印刷などを用いて、導体上にさらなる材料を配列し得る。このようなさらなる材料の配列は、基板上に堆積されるほぼ純粋な金属の量を減少させる、たとえば実質的にあまり純粋ではない銀を使用することによって製造費用全体を低下させるという利点を有し得る。たとえば、装置の製造費用全体を低下させつつ、銅または他の材料をほぼ純粋な銀に堆積させて導体の厚さ全体を増大させることが望ましい場合がある。

特定の実施例によれば、導体と基板との間に１つ以上の金属間化合物が生じるかまたは形成され得る。本明細書で使用される「金属間化合物」という用語は、少なくともそのうちの２つが金属またはメタロイドであって、新たな化合物または合金を生じさせる２つ以上の材料の接合または相互作用を指す。金属間化合物は、導体と基板との間の冶金接合を強化し得るか、または特定の実施例においては冶金接合を生じさせ得る。金属間化合物を生じさせるのに使用され得る例示的な金属は、限定はしないが、銀、金、銅、白金、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、スズ、およびそれらの合金などの遷移金属を含む。金属間化合物を生じさせるのに使用され得る例示的なメタロイドは、限定はしないが、ボロン、シリコン、ゲルマニウム、ヒ素、テルル、ヒ素、アンチモンを含む。一部の実施例において、炭素の同素体（たとえば黒鉛）、リン（たとえば黒色リン）、スズ（たとえば白色スズ）、セレン（たとえば三方晶形）も、金属間化合物を生じさせるためのメタロイドとして使用され得る。一部の実施例において、金属間化合物は、導体の少なくとも１つの材料と、基板の少なくとも１つの材料とから形成され得る。たとえば、導体を基板上に堆積させた後、基板と導体との界面に金属間化合物が形成されることによって接合が強化されるように、アセンブリ全体を加熱し得る。このような金属間化合物の形成は、導体の材料が基板に対してほとんどまたは全く接着性を有していない場合、たとえば導体が接着テープ試験に不合格となる場合に特に望ましい。例示的な金属間化合物は、限定はしないが、銀とシリコンとの間に形成されたもの、パラジウムとシリコンとの間に形成されたもの、金とシリコンとの間に形成されたもの、銅とシリコンとの間に形成されたもの、白金とシリコンとの間に形成されたもの、ニッケルとシリコンとの間に形成されたもの、シリコンと、２つ以上の伝導性材料の混合物、たとえば銀、金、パラジウム、銅、白金、ニッケルなどのうち２つ以上の混合物との間に形成されたものを含む。

金属間化合物の各成分の正確な比率は変動し得、特定の実施例において、存在する各材料の量は、基板上に堆積させ、その後金属間化合物を形成した後で導体を接着テープ試験に合格させるのに十分である。特定の金属間化合物の成分の例示的な比率は、限定はしないが、ニッケル：シリコンについては１：１または２：１、およびパラジウム：シリコンについては１：１または２：１である。金属間化合物に存在する特有の比率は、使用される材料に応じて変動し得、導体が高い伝導性を有する限り、存在する正確な比率は重要ではない。

他の実施例において、基板は、シリコン以外の金属または材料であってもよいし、シリコン基板上に堆積されるシリコン以外の金属または材料のコーティングを含んでもよい。このような他の材料は、導体とシリコンとの間に形成された金属間化合物が接着テープ試験に不合格である場合に望ましいことがある。たとえば、シリコン基板に対する導体の接合を強化するために、導体で使用されている以外の伝導性材料の薄い層でシリコン基板をコーティングすることが望ましい場合がある。ある構造では、たとえば銀ナノインクを堆積させることによって生成され得るような、ほぼ純銀の薄い層、コーティングまたはパターンを導体とシリコン基板との間に堆積させて、基板に対する導体の接合をさらに強化し、かつ導体そのものにおいて相当な量の銀の使用に頼らずにコンダクタンスを向上させ得る。別の構造では、導体をドーパント上に堆積させた後で、導体とドーパントとシリコン基板との間に金属間化合物が形成されることによって導体を接着テープ試験に合格させるように、シリコン基板上にドーパントを添加または配置し得る。例示的なドーパントは、限定はしないが、本明細書に開示される金属またはメタロイド、伝導性接着剤、および所望の物理的もしくは化学的特性を与え得る他の材料を含む。

特定の実施例によれば、所望の伝導性材料が、導体と基板との間に十分な接着力をもたらす金属間化合物を基板との間で形成しない例があり得る。このような例において、たとえば、まず既知の別の材料を基板上に堆積させて、好適な温度に加熱た後で基板との間に金属間化合物を形成することが望ましい場合がある。金属間化合物を形成した後、所望の導体を金属間化合物上に堆積させて、好適な接着力を有する導体を生じさせ得る。任意に、所望の導体を堆積させた後、導体と第１の金属間化合物との間に第２の金属間化合物が形成されるように、アセンブリ全体が加熱され得る。複数の金属間化合物の形成によって、基板に対する導体の全体的な接着力が向上し得る。

特定の実施例において、１つ以上のさらなる材料が導体上に電気めっきされ得る。このような電気めっきは、上記のように、金属間化合物の形成前または後に行なわれ得る。電気めっきによって、配列された導体上に伝導性材料の薄い層が生じる。一部の実施例において、電気めっきを使用して、導体が所望の厚さおよび／または寸法を有するように導体上にさらなる材料の層を堆積させ得る。一部の実施例において、電気めっきを使用して、約２ミクロン〜約２０ミクロン、特に約１０ミクロン〜約１２ミクロンの厚さのコーティングまたは層を堆積させ得る。所望の表面上に電気めっきされ得る例示的な材料は、限定はしないが、銅、銀、ニッケル、または他の金属を含む。

特定の実施例によれば、このような電気めっきは従来の方法を用いて行なわれ得る。たとえば、電気めっきされる部材は、陽イオンを含む電解槽に当該部材を浸漬することによって（電流が与えられると）このような陽イオンが当該部材上に堆積されて還元し、当該部材上に材料のコーティングまたは層が生じることになるように、カソードとして機能し得る。この処理は、所望の厚さが得られるまで行なわれ得る。この処理は、多くの異なる材料の合金または金属間化合物が形成され得るように、異なる陽イオンの存在下でも行なわれ得る。電気めっきは、電解槽において行なわれ得る。すなわちタンクめっきまたはブラシ電気めっき処理が行なわれ得る。一部の実施例において、実質的にどの材料も当該表面上に電気めっきされないように、導体の１つ以上の表面がマスクされ得る。特定の表面をマスクすることによって、特有の寸法の厚さが選択または制御され得る。導体がパターンとして印刷される実施形態においては、導体の選択された部分をマスクして、それらの表面が電気めっきされることを防ぎ得る。マスクとして使用される好適な材料は、限定はしないが、（マイクロケム（Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ）社から入手可能な）ＳＵ−８、ＳＵ−８２０００またはＳＵ−８３０００フォトレジストを含む。マスクとして使用されるさらなる好適な材料は、本開示の恩恵があれば、当業者によって容易に選択されるであろう。マスクは、たとえば本明細書に記載される堆積方法のいずれか１つ以上、たとえばコーティングまたはインクジェット印刷を用いたさまざまな方法で堆積され得る。別の実施形態においては、導体のほぼすべての表面が電気めっきされ得、所望の厚さが特有の寸法にて得られるまで１つ以上の表面上の材料が研磨されるか、エッチングされるか、または他の方法で除去され得る。

特定の実施例によれば、本明細書に開示される装置は、選択された基板上に好適な材料をインクジェット印刷することによって生成され得る。太陽電池を得るためにインクジェット印刷を行なう利点の１つは、非接触的な技術であり、導体の堆積中に脆弱なポリシリコンウェハに損傷を与えにくい点である。一部の実施例において、インクジェットプリンタは、基板上に堆積させるのに好適な搬送流体に配列された伝導性材料を含む第１のカートリッジを有し得る。他の実施例において、プリンタは、基板上に印刷され得る他の材料、たとえば融剤、はんだなどを含むさらなるカートリッジを含み得る。異なる材料の複数のカートリッジがインクジェットプリンタに含まれることによって、本明細書に開示される装置の製造時間全体が短縮され得る。

特定の実施例によれば、インクジェットプリンタは、典型的に、所望の印刷パターンおよび／または所望の印刷厚さが選択され得るように、コンピュータもしくは他の装置によって制御される。本明細書で述べるように、例示的な印刷パターンは、線、幾何学的形状などを含み、そのいずれもインクジェット印刷を用いて生成され得る。特有の堆積順序は、さまざまな材料が所望の順序および所望の量で基板上に堆積され得るように、コンピュータを用いてプログラミングまたは選択され得る。インクジェットプリンタは、印刷ヘッドの１回の通過によって所望の材料のほぼすべてが１つの領域に堆積される一工程印刷用に、または所望の材料のほぼすべてが１回の通過によって堆積されるのではなく、複数回の通過を用いて所望の寸法の所望の厚さに材料を蓄積する複数工程印刷用に構成され得る。本明細書に開示される材料と使用される例示的なインクジェットプリンタは、限定はしないが、Ｄｉｍａｔｉｘ（登録商標）ＤＭＰ、ＰｉｘｄｒｏＬＰ−１５０、その他を含む。本明細書に開示される装置を製造するのに使用される例示的なプリントヘッドおよび寸法は、限定はしないが、Ｐｉｘｄｒｏ印刷ヘッド、Ｓｐｅｃｔｒａ（登録商標）ＳＥ１２８ＡＡ印刷ヘッド等を含む。

特定の実施例によれば、導体のある部分が基板上に堆積された後で、さらなる材料堆積処理が利用され得る。このようなさらなる堆積処理は、限定はしないが、スクリーン印刷、真空蒸着、物理蒸着法、化学蒸着法、スピンコーティング、スパッタリングなどを含む。さらなる材料堆積処理は、導体の生成と関連して利用してもよいし、少なくとも１つの導体を含む装置の他の部分について利用してもよい。

特定の実施例によれば、本明細書に開示される材料および方法を用いてはんだ継手が生成され得る。たとえば、基板にはんだ付けされる部材の周りまたは下に１つ以上の銀ナノインクが堆積され得、加熱後に金属間化合物が生じてはんだ継手として作用し、当該部材を基板に保持し、当該部材と基板との間に電気的接続を生じさせ得る。はんだ継手に残存する正確な材料は、基板上に堆積されたものと必ずしも同じではなく、たとえばキャッピング剤の量を減少させてもよく、結果として形成されるいずれかの合金は、はんだ付け前に堆積された成分と比べて量が変化した成分を含み得る。

特定の実施例によれば、導体を基板上に形成する方法が提供される。特定の実施例において、当該方法は、導体を基板上に堆積させるステップと、堆積された導体と基板との間に金属間化合物を生じさせるのに有効な焼結温度で印刷された導体を焼結するステップとを含む。一部の実施例において、焼結された導体は、たとえば電気めっきまたは他の材料堆積処理によって、１つ以上のさらなる材料を受入れ得る。特定の実施例において、焼結温度は、堆積された導体と基板とで形成される１つ以上の金属間化合物を生じさせるのに有効であり得る。他の実施例において、当該方法は、上記のように、焼結された導体を少なくとも１つのさらなる材料で電気めっきするステップをさらに含み得る。一部の実施例において、本明細書に開示される方法によって、他の方法では互いに溶解せず、互いに接着する傾向がないほぼ純粋な銀とシリコン基板とを使用することが可能となる。特定の実施例において、当該方法は、導体を基板上に堆積させる前に基板上に金属を堆積させるステップと、堆積された金属を焼結して別の金属間化合物を生じさせるステップとをさらに含み得る。このようなさらなる金属の堆積は、たとえば、導体および基板が、適切な冶金接合をもたらすことができる金属間化合物そのものを実質的に形成しない場合に有用であり得る。一部の実施例において、導体と基板との間、または導体と基板と介在する１つ以上の層もしくはコーティングとの間のいずれかに冶金接合が形成されることによって、接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するのに有効な導体が得られる。

特定の実施例によれば、導電体を形成する方法であって、銀ナノインクをシリコン基板上にインクジェット印刷するステップと、印刷された銀ナノインク導体が接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するような有効な温度で、印刷された銀ナノインクとシリコン基板とを加熱するステップとを含む方法が提供される。インクジェット印刷は、たとえば本明細書のいずれかの箇所に記載されるように行われ得る。同様に、銀ナノインクは、上記のように、かつ引用によって本明細書に援用される共通の譲受人に譲渡された特許出願に記載されるように精製され得る。焼結温度は、選択される材料に少なくとも部分的に依存し、特定の実施例においては、焼結温度は、冶金接合および／または金属間化合物が生じるように十分高く、銀およびシリコンについてはたとえば約８３５℃以上である。一部の実施例において、当該方法は、印刷された銀ナノインクを、たとえば銅または他の好適な材料で電気めっきするステップをさらに含み得る。他の実施例において、当該方法は、シリコン基板上に導体を選択された線またはパターンで印刷するステップをさらに含み得る。

特定の具体的な実施例を以下に説明し、本明細書に開示される装置および方法によってもたらされる利点の一部をさらに例示する。

銀線をシリコン基板上に堆積させ、３００℃で焼結し、３００℃の温度で焼結された銀線上に、２００ｇ／ＬのＣｕＳＯ₄および５０ｇ／ＬのＨ₂ＳＯ₄を含む銅槽において銅を直接電気めっきした。電気めっき後、図４Ａに示すように、印刷された／めっきされた構造がシリコン基板から剥離した。

これに対し、同じ焼結された銀線を電気めっき前に３０秒間８５０℃で熱処理すると、図４Ｂに示すように、電気めっきすることができ、電気めっき後に接着テープ試験（２００２年８月１０日付けＡＳＴＭＤ３３５９−０２）に容易に合格した。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノパラジウム（５０−５０％）合金インクを精製し、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用した。インク合金を、１２重量％のドデカンチオールでキャッピングした。インクをシリコン基板上に直接堆積させた。純銀の場合のように、３００℃での焼結では、電気めっき後の良好な接着力には十分ではなかった。この結果は、図５の状態図に示すように、シリコンおよびパラジウムの特性と一致した。

印刷された線を、３０秒間４５０℃で熱処理した。このような処理の後、（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきすることができた。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノニッケル（５０−５０％）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノパラジウム（重量比１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用した。インク合金は、１２重量％のドデカンチオールまたは１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノニッケル（重量比１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノパラジウム（重量比２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用した。インク合金は、１２重量％のドデカンチオールまたは１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノニッケル（重量比２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ金（重量比１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ金（重量比２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ金（重量比１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ銅（重量比１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ銅（重量比２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ銅（重量比１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金（重量比１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金（重量比２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金（重量比１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノパラジウム（重量比１：１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノパラジウム（重量比２：１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノパラジウム（重量比１：２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノパラジウム（重量比１：１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノ銅（重量比１：１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノ銅（重量比２：１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノ銅（重量比１：２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ白金−ナノ銅（重量比１：１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ銅−ナノパラジウム（重量比１：１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ銅−ナノパラジウム（重量比２：１：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ銅−ナノパラジウム（重量比１：２：１）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

米国出願番号第１１／４６２，０８９号に開示されている方法に従って、ナノ銀−ナノ銅−ナノパラジウム（重量比１：１：２）合金インクを精製し得、シリコン基板上に線を印刷しかつ膜を生成するのに使用し得る。インク合金は、１０〜１２重量％のドデカンチオールまたは１０〜１２重量％のヘキサデシルアミンでキャッピングし得る。インクは、シリコン基板上に直接堆積させ得る。印刷された線は、３０秒間４５０℃で熱処理し得る。このような処理の後（実施例１で述べたように）銅電気めっき溶液において良好な接着力で膜にめっきし得る。１つ以上の工程は、窒素雰囲気、たとえば窒素ガス下で行われ得る。

本明細書に開示される局面、実施形態および実施例の要素を紹介する際の「ある」、「その」および「前記」という用語は、１つ以上の要素が存在することを意味するものである。「備える」、「含む」および「有する」という用語は、制約がなく、列挙された要素以外にさらなる要素が存在し得ることを意味するものである。本開示の恩恵があれば、実施例のさまざまな成分を他の実施例のさまざまな成分と交換または置換することができることが当業者によって認識されるであろう。

特定の局面、実施例および実施形態について上で説明したが、開示された例示的な局面、実施例および実施形態の追加、置換、修正および変更が可能であることは、本開示の恩恵があれば、当業者によって認識されるであろう。

Claims

基板と、
基板上に配列された導体とを備える装置であって、前記配列された導体および前記基板は各々が、互いに溶解しない材料を含み、前記配列された導体はほぼ純粋な金属をさらに含み、前記配列された導体は、接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するようにさらに構成される、装置。
前記導体と前記基板との間に形成され、かつ前記導体の材料と前記基板の材料とで形成される金属間化合物をさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記金属間化合物は、シリコン−パラジウムおよびシリコン−銅からなるグループから選択される、請求項２に記載の装置。
前記導体は銀ナノインクを含み、前記基板はシリコンウェハである、請求項１に記載の装置。
電気めっきされた材料を前記導体上にさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記基板は、約４００℃未満の温度においてほぼ不活性である、請求項１に記載の装置。
前記配列された導体は、前記基板上にパターンまたは線として構成される、請求項１に記載の装置。
導体を形成する方法であって、
導体を基板上に堆積させるステップと、
前記堆積された導体と前記基板との間に金属間化合物を形成するのに有効な焼結温度で前記配列された導体を焼結して、前記配列された導体と前記基板との間に冶金接合を生じさせるステップとを含み、前記金属間化合物は、前記配列された導体の材料と前記基板の材料とで形成される、方法。
前記焼結された導体をさらなる材料で電気めっきするステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
前記焼結温度は８５０℃を上回る、請求項８に記載の方法。
前記導体は銀であり、前記基板はシリコンである、請求項１０に記載の方法。
前記導体を前記基板上に堆積させる前に前記基板上に金属を堆積させるステップと、堆積された金属を焼結して、前記堆積された金属および前記基板から形成される別の金属間化合物を生じさせるステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
前記導体は、インクジェット印刷を用いて配列される、請求項８に記載の方法。
焼結は、冶金接合によって接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するのに有効な導体が生じるように、有効な時間行なわれる、請求項８に記載の方法。
導電体を形成する方法であって、
銀ナノインクをシリコン基板上にインクジェット印刷するステップと、
印刷された銀ナノインクおよびシリコン基板を、焼結された印刷された銀ナノインク導体が接着テープ試験ＡＳＴＭＤ３３５９−０２に合格するような有効温度で焼結するステップとを含む、方法。
前記印刷された銀ナノインクを電気めっきするステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
前記印刷された銀ナノインクは、銅で電気めっきされる、請求項１６に記載の方法。
前記有効温度は、前記銀ナノインクおよび前記シリコン基板から形成される金属間合金の形成を生じさせるのにも有効である、請求項１５に記載の方法。
前記銀ナノインクは、前記シリコン基板上に線またはパターンとして印刷される、請求項１５に記載の方法。
前記銀ナノインクの印刷前に前記シリコン基板上に金属をインクジェット印刷するステップと、印刷された金属を加熱して、前記印刷された金属および前記シリコン基板から形成される金属間化合物を生じさせるステップとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。