JP2015061931A - Ag合金膜、Ag合金導電膜、Ag合金反射膜、Ag合金半透過膜およびAg合金膜形成用スパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Pdを0.10原子%以上1.00原子%以下、Mgを0.10原子%以上1.00原子%以下、残部がAgと不可避不純物とからなる組成を有することを特徴とする。または、Pdを0.10原子%以上1.00原子%以下、Mgを0.05原子%以上1.00原子%以下、さらにCaを0.01原子%以上0.15原子%以下、残部がAgと不可避不純物とからなる組成を有することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
近年では、この額縁部の幅を狭くすること(狭額縁化)の要請から、配線の幅狭化が求められており、Agペーストの印刷では対応できなくなってきている。
そこで、最近では、上述の配線として、Ag等の金属薄膜からなる導電膜が用いられている。特に、純AgからなるAg膜は、比抵抗値が非常に低いことから、上述の配線を構成する導電膜として特に適している。
ここで、純AgからなるAg膜は、反射率および透過率が高いものの、耐塩水性、耐熱性、耐湿性等の各種耐性が不十分であることから、使用環境下において反射率および透過率等の光学特性が低下するおそれがある。そこで、例えば特許文献6〜9には、様々な元素を添加して各種耐性を向上させたAg合金からなる反射膜(Ag合金膜)が提案されている。
そこで、特許文献6〜9に開示されているAg合金膜を、配線として使用することが考えられる。
この配線の微細化および薄膜化にともなって、さらに比抵抗値が低い導電膜が求められており、特許文献6〜9に開示されたAg合金膜を適用することは困難であった。
また、Ag合金膜を反射膜や半透過膜として使用する場合においても、従来よりも使用環境や製造プロセス条件が厳しくなってきており、さらなる耐塩水性、耐熱性、耐湿性等の各種耐性の向上が求められている。すなわち、Ag合金膜には、熱湿環境下においても反射率や透過率といった光学特性が安定していることが求められている。
また、Mgを0.10原子%以上含有しているので、熱湿環境下における粒成長を抑制でき、Ag合金膜の比抵抗値や光学特性(反射率および透過率)の変動を抑制することができる。
さらに、Pdの含有量が1.00原子%以下、Mgの含有量が1.00原子%以下に規制されているので、比抵抗値を低く抑えることができるとともに、光学特性(反射率および透過率)を向上させることができる。
また、Caの含有量が0.15原子%以下に規制されているので、合金の硬化を抑制でき、このAg合金膜を成膜するためのスパッタリングターゲットを安定して製造することができる。
なお、Caは、Mgと同様の作用効果を奏することから、Caを添加する場合には、Mgの含有量は、0.05原子%以上1.00原子%以下とすることができる。
Ag膜においては、熱湿環境下で膜が凝集することにより、膜の表面に突起物が発生し、この突起物により膜が変色(白濁・斑点)することがある。ここで、上述した本発明のAg合金膜において、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.05原子%以上含有させた場合には、Mgとの相乗効果でAgの粒成長を抑制でき、熱湿環境下で膜の凝集によって膜が変色(白濁・斑点)することを抑制できる。すなわち、Ag合金膜の耐熱性および耐湿性をさらに向上させることができる。
また、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.50原子%以下含有しているので、比抵抗値を低く抑えることができるとともに、光学特性(反射率および透過率)が劣化することを抑制できる。
このような構成とされたAg合金導電膜は、上述の組成のAg合金膜からなることから、比抵抗値が低く、かつ、使用環境下(熱湿環境下)においても比抵抗値が変動せずに安定することになり、導電膜として特に優れている。
このような構成とされたAg合金反射膜は、上述の組成のAg合金膜からなることから、反射率が高く、かつ、使用環境下(熱湿環境下)においても反射率が変動せずに安定することになり、反射膜として特に優れている。
このような構成とされたAg合金半透過膜は、上述の組成のAg合金膜からなることから、透過率が高く、かつ、使用環境下(熱湿環境下)においても透過率が変動せずに安定することになり、半透過膜として特に優れている。
さらに、本発明のAg合金膜形成用スパッタリングターゲットは、Pdを0.10原子%以上1.00原子%以下、Mgを0.05原子%以上1.00原子%以下、さらにCaを0.01原子%以上0.15原子%以下、残部が実質的にAgと不可避不純物とからなる組成を有することを特徴としている。
また、上述した本発明のAg合金膜形成用スパッタリングターゲットにおいては、さらに、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.05原子%以上0.50原子%以下の範囲内で含有してもよい。
このような構成とされた本発明のAg合金膜形成用スパッタリングターゲットにおいては、上述した本発明のAg合金膜(Ag合金導電膜、Ag合金反射膜、Ag合金半透過膜)を成膜することができる。
本実施形態であるAg合金膜は、タッチパネルのパネル面周縁部に形成される配線を構成するものである。また、本実施形態であるAg合金膜は、光デバイスの反射膜、光デバイスや赤外線カットフィルムや透明導電膜に適用される半透明膜として使用されるものである。
また、本実施形態であるAg合金膜形成用スパッタリングターゲットは、上述のAg合金膜を成膜する際に用いられるものである。
以下に、本実施形態であるAg合金膜、および、Ag合金膜形成用スパッタリングターゲットの組成を上述のように規定した理由について説明する。
Pdは、耐湿性、耐塩水性を向上させる作用効果を有する元素である。
ここで、Pdの含有量が0.10原子%未満の場合には、耐湿性、耐塩水性が十分に向上せず、比抵抗値、光学特性(反射率および透過率)が不安定となる。
一方、Pdの含有量が1.00原子%を超えた場合には、比抵抗値が上昇し、配線や電極としての特性が低下してしまうおそれがある。また、光学特性(反射率および透過率)が劣化してしまうおそれがある。
このような理由から、Pdの含有量を、0.10原子%以上1.00原子%以下の範囲内に設定している。なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Pdの含有量を、0.15原子%以上、0.40原子%以下の範囲内とすることが好ましい。
Mgは、熱湿環境下においてAgの粒成長を抑制する作用効果を有する元素である。また、Pdとの相乗効果によって耐塩水性が向上する作用効果も有する。Mgを適量添加することにより、使用環境下においてAg合金膜の比抵抗値、光学特性(反射率および透過率)が安定することになる。
ここで、Mgの含有量が0.10原子%未満の場合には、粒成長を十分に抑制できず、比抵抗値、光学特性(反射率および透過率)の安定化を図ることができなくなるおそれがある。一方、Mgの含有量が1.00原子%を超えた場合には、酸化物が発生し、熱湿環境下において比抵抗値が上昇してしまうとともに、光学特性(反射率および透過率)が劣化してしまうおそれがある。
このような理由から、Mgの含有量を、0.10原子%以上1.00原子%以下の範囲内に設定している。なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Mgの含有量を、0.25原子%以上0.80原子%以下の範囲内とすることが好ましい。
また、Caを0.01原子%以上0.15原子%以下の範囲で添加する場合には、Mgの含有量は、0.05原子%以上1.00原子%以下とすることが好ましい。
Caは、Agにほとんど固溶せず、結晶粒界に析出することから、結晶粒同士の結合を阻害してAg合金膜の再結晶化を防止することが可能となる。よって、Caは、Mgと同様に、比抵抗値、光学特性(反射率および透過率)をさらに安定化させる作用効果を有する。
ここで、Caの含有量が0.01原子%未満の場合には、Ag合金膜の再結晶化を十分に抑制できず、比抵抗値、光学特性(反射率および透過率)の安定化を図ることができないおそれがある。一方、Caの含有量が0.15原子%を超えた場合には、合金が著しく硬化し、Ag合金膜形成用スパッタリングターゲットの製造時に割れ等が発生してしまうおそれがある。
このような理由から、Caを添加する場合には、Caの含有量を、0.01原子%以上0.15原子%以下の範囲内に設定することが好ましい。なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Caの含有量を、0.03原子%以上0.13原子%以下の範囲内とすることがさらに好ましい。
なお、Caは、上述のように、Mgと同様の作用効果を有することから、Caを0.01原子%以上0.15原子%以下の範囲で添加する場合には、Mgの含有量は、0.05原子%以上1.00原子%以下の範囲内としてもよい。
Ni及びSnは、Mgとの相乗効果により、Agの粒成長をさらに抑制する作用効果を有する元素である。よって、Ni及びSnを添加することにより、膜の凝集による突起物の発生を抑制でき、膜の表面の白濁や斑点の発生を抑制可能となる。
ここで、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上の含有量が0.05原子%未満の場合には、上述の作用効果を十分に奏功せしめることができなくなるおそれがある。一方、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上の含有量が0.50原子%を超える場合には、比抵抗値が上昇してしまうとともに、光学特性(反射率および透過率)が劣化してしまうおそれがある。
このような理由から、Ni及びSnを添加する場合には、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上の含有量を、0.05原子%以上0.50原子%以下の範囲内に設定することが好ましい。
また、本実施形態であるAg合金膜においては、表面粗さが3μm未満、粒径が500μm未満であることが好ましい。
配線材としては一般に導電膜のシート抵抗が、0.50Ω/□以下、好ましくは0.40Ω/□以下の範囲にあることが好ましいとされている。これを実現するために、導電膜の膜厚を調整しているが、この膜厚を一層薄くすることが求められている。
近年の薄膜化の要求を考慮すると、上述の組成からなる本実施形態であるAg合金膜の膜厚は120nm以下にできることが好ましく、100nm以下にできることが一層好ましい。ここで、100nmで0.50Ω/□以下、好ましくは0.40Ω/□以下のシート抵抗を実現するために、Ag合金膜(Ag合金導電膜)の比抵抗値は5.00μΩ・cm以下、好ましくは4.00μΩ・cm以下が必要となる。
また、Mgを0.10原子%以上1.00原子%以下の範囲で含有しているので、熱湿環境下における粒成長を抑制でき、比抵抗値、光学特性(反射率および透過率)が安定するとともに、比抵抗値を低く、かつ、反射率および透過率を高く維持することができる。
なお、Caを添加する場合には、Mgと同様の作用効果を有することから、Mgの含有量を0.05原子%以上1.00原子%以下の範囲内とすることができる。
例えば、本実施形態では、タッチパネルのパネル面周縁部の配線を構成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、その他の用途、例えば液晶や有機ELパネルなどのフラットパネルディスプレイの配線膜、電極膜等に適用してもよい。また、反射膜や半透明膜等として用いてもよい。
さらに、Ag合金膜の比抵抗値、厚さ、幅は、本実施形態で例示したものに限定されることはなく、要求に合わせて適宜変更してもよい。
以下に、本発明に係るAg合金膜(Ag合金導電膜)及びAg合金膜形成用スパッタリングターゲットの作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
溶解原料として、純度99.9質量%以上のAgと、純度99.9質量%以上のPd,Mg,Caを準備し、表1に示す所定の組成となるように秤量した。
次に、Agを高真空または不活性ガス雰囲気中で溶解し、得られたAg溶湯に、Pd,Mg,Caを添加し、真空または不活性ガス雰囲気中で溶解した。その後、鋳型へと注湯して、表1に示す組成の鋳塊を製造した。ここで、Agの溶解時には、雰囲気を一度真空(5×10−2Pa以下)にしたあとArガスで置換した雰囲気で行った。また、Pd,Mg,Caの添加は、Arガス雰囲気中で実施した。
また、従来例として、純Ag(純度99.9質量%以上)のスパッタリングターゲットを準備した。
上述した本発明例1〜17、比較例1〜5のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、ガラス基板(コーニング社製イーグルXG)との距離:70mm、電力:直流250W、到達真空度:5×10−5Pa以下、Arガス圧:0.5Paの条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ:100nmを有するAg合金膜(Ag合金導電膜)を形成した試料を作製した。
なお、上述した従来例のスパッタリングターゲットを用いて、同様の条件でガラス基板上に厚さ:100nmのAg導電膜を形成した試料を作製した。
上述のようにして得られたAg合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜のシート抵抗値を四探針法によって測定し、比抵抗値を算出した。得られた成膜後の比抵抗値を表1に示す。
上述の試料を、温度85℃、湿度85%の恒温恒湿槽中に250時間放置した。
この恒温恒湿試験後のAg合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜の比抵抗値を上述と同様の方法で算出した。そして、恒温恒湿試験前後の比抵抗率の変化率を求めた。恒温恒湿試験後の比抵抗値、及び、恒温恒湿試験前後の比抵抗率の変化率を表1に示す。
さらに、恒温恒湿試験後の試料外観を目視し、恒温恒湿試験前後で外観に変化がないものを「○」、腐食による斑点や白濁が認められたものを「×」と評価した。評価結果を表1に示す。なお、「○」と評価された本発明例8の外観観察結果を図1に、「×」と評価された従来例の外観観察結果を図2に示す。ここで、図1,2の黒い影は、カメラのレンズの影であり、図2の大小の白い丸が白濁点を示している。
基板をITO膜(厚さ10nm)付のガラス基板として、上述した条件でAg合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜を成膜して、試料を作製した。
この試料を、5%NaCl水溶液に12時間浸漬し、取り出した後の外観を目視および光学顕微鏡にて観察した。光学顕微鏡観察でも外観変化が認められないものを「◎」、目視では光沢が失われていないが光学顕微鏡観察により黒い斑点が確認されたものを「○」、目視で腐食による白濁が確認されたものを「×」と評価した。評価結果を表1に示す。なお、「◎」と評価された本発明例8の外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果を図3に、「○」と評価された本発明例7の外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果を図4に、「×」と評価された従来例の外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果を図5に示す。
Pdの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例2においては、成膜後の比抵抗値が6.08μΩ・cmと高くなっていた。
Mgの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例4においては、恒温恒湿試験前後で比抵抗値が大きく変化した。
純Agからなる従来例においては、恒温恒湿試験前後で比抵抗値が大きく変化した。また、恒温恒湿試験後、塩水試験後の外観観察で腐食が認められており、耐熱性、耐湿性、耐塩水性が不十分であった。
特に、Caを適量添加した本発明例11〜17においては、恒温恒湿試験前後における比抵抗値の変化がほとんどなく、比抵抗値が安定していることが確認された。
次に、本発明に係るAg合金膜(Ag合金導電膜)及びAg合金膜形成用スパッタリングターゲットに対して、NiおよびSnを添加した場合の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
溶解原料として、純度99.9質量%以上のAgと、純度99.9質量%以上のPd,Mg,Ca,Ni,Snを準備し、表2に示す所定の組成となるように秤量した。
次に、Agを高真空または不活性ガス雰囲気中で溶解し、得られたAg溶湯に、Pd,Mg,Ca,Ni,Snを添加し、真空または不活性ガス雰囲気中で溶解した。その後、鋳型へと注湯して、表2に示す組成の鋳塊を製造した。ここで、Agの溶解時には、雰囲気を一度真空(5×10−2Pa以下)にしたあとArガスで置換した雰囲気で行った。また、Pd,Mg,Ca,Ni,Snの添加は、Arガス雰囲気中で実施した。
また、従来例101として、純Ag(純度99.9質量%以上)のスパッタリングターゲットを準備した。
上述した本発明例100〜108、比較例101、102のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、以下の条件でAg合金膜(Ag合金導電膜)を成膜した。
上述した本発明例100〜108、比較例101、102のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、ITO付きPETフィルム(初期シート抵抗値:300Ω/□)との距離:70mm、電力:直流250W、到達真空度:5×10−5Pa以下、Arガス圧:0.5Paの条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ:100nmを有するAg合金膜(Ag合金導電膜)を形成した試料を作製した。
なお、上述した従来例101のスパッタリングターゲットを用いて、同様の条件でガラス基板上に厚さ:100nmのAg導電膜を形成した試料を作製した。
上述のようにしてAg合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜を形成したITO付きPETフィルムのシート抵抗値を四探針法によって測定した。得られた成膜後のシート抵抗値を表3に示す。なお、ITOが導電性を有していることから、ここで測定されるシート抵抗値は、Ag合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜自体の抵抗値ではなく、ITOを含めた抵抗値となる。
上述の試料を、温度85℃、湿度85%の恒温恒湿槽中に250時間放置した。
この恒温恒湿試験後のAg合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜を形成したITO付きPETフィルムのシート抵抗値を上述と同様の方法で算出した。そして、恒温恒湿試験前後のシート抵抗値の変化率を求めた。恒温恒湿試験後のシート抵抗値、及び、恒温恒湿試験前後のシート抵抗値の変化率を表3に示す。
さらに、恒温恒湿試験後のAg合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜の表面を顕微鏡観察し、膜表面の白濁や斑点の原因となる突起物の個数を測定した。膜表面を対物50倍、対眼10倍の光学顕微鏡の暗視野像にて観察、撮影した。暗視野像であるため、表面に突起物が生じている場合には、突起物が白く光る点として検出される。撮影した画像の290μm×200μmの範囲に存在する突起物の個数を画像処理ソフトウエア(三谷商事社製:Winroof)により計測した。
なお、本発明例100、本発明例102、従来例101の恒温恒湿試験後の突起物観察結果を図6に示す。
基板をITO膜(厚さ10nm)付のガラス基板として、上述した条件でAg合金膜(Ag合金導電膜)およびAg導電膜を成膜して、試料を作製した。
この試料を、5%NaCl水溶液に12時間浸漬し、取り出した後の外観を目視および光学顕微鏡にて観察した。光学顕微鏡観察でも外観変化が認められないものを「◎」、目視では光沢が失われていないが光学顕微鏡観察により黒い斑点が確認されたものを「○」、目視で腐食による白濁が確認されたものを「×」と評価した。評価結果を表3に示す。
なお、「◎」と評価された本発明例100の外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果を図7に、本発明例102の外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果を図8に、「×」と評価された従来例101の外観観察結果及び光学顕微鏡観察結果を図9に示す。
また、純Agからなる従来例101においては、恒温恒湿試験前後でシート抵抗値が大きく変化した。また、恒温恒湿試験後の突起物が1000個以上観察されており、膜表面に白濁が認められた。さらに、塩水試験後の外観観察で腐食が認められた。
これに対して、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.05原子%以上0.5原子%以下の範囲内で含有する本発明例101〜108においては、恒温恒湿試験後の突起物が94個以下と少なく、さらに耐熱性及び耐湿性が向上していることが確認された。また、成膜後のシート抵抗値(Ag合金膜(Ag合金導電膜)を形成したITO付きPETフィルムのシート抵抗値)は0.492Ω/□以下と比較的低く、恒温恒湿試験前後でシート抵抗値も大きく変化していない。
次に、本発明に係るAg合金膜(Ag合金反射膜)の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
溶解原料として、純度99.9質量%以上のAgと、純度99.9質量%以上のPd,Mg,Caを準備し、実施例1に示した方法により、表4に示す組成のスパッタリングターゲットを製造した。また、従来例として、純Ag(純度99.9質量%以上)のスパッタリングターゲットを準備した。
上述のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、ガラス基板(コーニング社製イーグルXG)との距離:70mm、電力:直流250W、到達真空度:5×10−5Pa以下、Arガス圧:0.5Paの条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ:100nmを有するAg合金膜(Ag合金反射膜)を形成した試料を作製した。
なお、上述した従来例のスパッタリングターゲットを用いて、同様の条件でガラス基板上に厚さ:100nmのAg反射膜を形成した試料を作製した。
上述のようにして得られた成膜直後のAg合金膜(Ag合金反射膜)およびAg反射膜の反射率を、分光光度計(日本分光株式社製Ubestシリーズ)を用いて、波長800nmから400nmの範囲の光を用いて測定した。波長650nm、550nm、450nmの光の反射率を表5に示す。
上述の試料を、温度85℃、湿度85%の恒温恒湿槽中に250時間放置した。
この恒温恒湿試験後のAg合金膜(Ag合金反射膜)およびAg反射膜の反射率を、分光光度計(日本分光株式社製Ubestシリーズ)を用いて、波長800nmから400nmの範囲の光を用いて測定した。波長650nm、550nm、450nmの光の反射率を表5に示す。
そして、恒温恒湿試験前後の反射率の変化率を求めた。恒温恒湿試験前後の反射の変化率を表5に示す。
Pdの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例22においては、成膜後の反射率が本発明例に比べて低く、十分な反射率を得ることができなかった。
Mgの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例23及びMgの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例24においては、恒温恒湿試験前後の反射率の変化率が比較的大きく、反射率が安定していなかった。
Caの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例25においては、スパッタリングターゲットを製造する際に圧延割れが発生し、スパッタリングターゲットを作製できなかった。
純Agからなる従来例においては、恒温恒湿試験前後の反射率の変化率が大きく、反射率が安定していなかった。
以上のことから、本発明例によれば、反射率が高く、かつ、耐熱性、耐湿性に優れたAg合金膜(Ag合金反射膜)及びAg合金膜形成用スパッタリングターゲットを提供可能であることが確認された。
次に、本発明に係るAg合金膜(Ag合金反射膜)に対して、NiおよびSnを添加した場合の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
溶解原料として、純度99.9質量%以上のAgと、純度99.9質量%以上のPd,Mg,Ca,Ni,Snを準備し、実施例2に示した方法により、表6に示す組成のスパッタリングターゲットを製造した。
上述のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、ガラス基板(コーニング社製イーグルXG)との距離:70mm、電力:直流250W、到達真空度:5×10−5Pa以下、Arガス圧:0.5Paの条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ:100nmのAg合金膜(Ag合金反射膜)を形成した試料を作製した。
上述のようにして得られた成膜直後のAg合金膜(Ag合金反射膜)の反射率を、分光光度計(日本分光株式社製Ubestシリーズ)を用いて、波長800nmから400nmの範囲の光を用いて測定した。波長650nm、550nm、450nmの光の反射率を表7に示す。
上述の試料を、温度85℃、湿度85%の恒温恒湿槽中に250時間放置した。
この恒温恒湿試験後のAg合金膜(Ag合金反射膜)の反射率を、分光光度計(日本分光株式社製Ubestシリーズ)を用いて、波長800nmから400nmの範囲の光を用いて測定した。波長650nm、550nm、450nmの光の反射率を表7に示す。
そして、恒温恒湿試験前後の反射率の変化率を求めた。恒温恒湿試験前後の反射の変化率を表7に示す。
これに対して、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.05原子%以上0.5原子%以下の範囲内で含有する本発明例31〜38においては、反射率が比較的高く、かつ、恒温恒湿試験後の反射率の変化率が小さく反射率が安定していることが確認された。
次に、本発明に係るAg合金膜(Ag合金半透過膜)の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
溶解原料として、純度99.9質量%以上のAgと、純度99.9質量%以上のPd,Mg,Caを準備し、実施例1に示した方法により、表8に示す組成のスパッタリングターゲットを製造した。また、従来例として、純Ag(純度99.9質量%以上)のスパッタリングターゲットを準備した。
上述のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、ガラス基板(コーニング社製イーグルXG)との距離:70mm、電力:直流250W、到達真空度:5×10−5Pa以下、Arガス圧:0.5Paの条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ:15nmのAg合金膜(Ag合金半透過膜)を形成した試料を作製した。
なお、上述した従来例のスパッタリングターゲットを用いて、同様の条件でガラス基板上に厚さ:15nmのAg半透過膜を形成した試料を作製した。
上述のようにして得られたAg合金膜(Ag合金半透過膜)およびAg半透過膜のシート抵抗値を四探針法によって測定し、比抵抗値を算出した。得られた成膜後の比抵抗値を表9に示す。
分光光度計(日本分光株式社製Ubestシリーズ)により波長380nm〜800nmの範囲でAg合金膜(Ag合金半透過膜)およびAg半透過膜の透過率を測定した。透過率測定の際には、最初に基板をセットしない中空の状態で測定を行って、分光光度計のキャリブレーションを行った。続いてAg合金膜(Ag合金半透過膜)およびAg半透過膜が成膜されていないガラス基板の透過率Tsを測定し、その後、半透明Ag合金膜が成膜されたガラス基板の透過率Ttを測定し、半透明Ag合金膜の透過率Tfを Tf=Tt/Ts として計算した。
<恒温恒湿試験>
上述の試料を、温度85℃、湿度85%の恒温恒湿槽中に250時間放置した。
この恒温恒湿試験後のAg合金膜(Ag合金半透過膜)およびAg半透過膜の比抵抗値、透過率を、上述と同様の方法で測定した。測定結果を表9に示す。
そして、恒温恒湿試験前後の比抵抗値および透過率の変化率を求めた。恒温恒湿試験前後の比抵抗値および透過率の変化率を表9に示す。
Pdの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例42においては、成膜後の比抵抗値が高く、かつ、透過率が低かった。
Mgの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例43においては、恒温恒湿試験前後の透過率の変化率が大きく、透過率が安定していなかった。
Mgの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例44においては、恒温恒湿試験前後の比抵抗値の変化率が大きく、比抵抗値が安定していなかった。
Caの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例45においては、スパッタリングターゲットを製造する際に圧延割れが発生し、スパッタリングターゲットを作製できなかった。
純Agからなる従来例においては、恒温恒湿試験前後の比抵抗値および透過率の変化率が大きく、比抵抗値および透過率が安定していなかった。
以上のことから、本発明例によれば、比抵抗値が低く、かつ、透過率が高く、耐熱性、耐湿性に優れたAg合金膜(Ag合金半透過膜)及びAg合金膜形成用スパッタリングターゲットを提供可能であることが確認された。
次に、本発明に係るAg合金膜(Ag合金半透過膜)に対して、NiおよびSnを添加した場合の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
溶解原料として、純度99.9質量%以上のAgと、純度99.9質量%以上のPd,Mg,Ca,Ni,Snを準備し、実施例2に示した方法により、表10に示す組成のスパッタリングターゲットを製造した。
上述のスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、ガラス基板(コーニング社製イーグルXG)との距離:70mm、電力:直流250W、到達真空度:5×10−5Pa以下、Arガス圧:0.5Paの条件でスパッタリングを実施し、ガラス基板の表面に、厚さ:15nmのAg合金膜(Ag合金半透過膜)を形成した試料を作製した。
上述のようにして得られたAg合金膜(Ag合金半透過膜)のシート抵抗値を四探針法によって測定し、比抵抗値を算出した。得られた成膜後の比抵抗値を表11に示す。
分光光度計(日本分光株式社製Ubestシリーズ)により波長380nm〜800nmの範囲でAg合金膜(Ag合金半透過膜)の透過率を測定した。透過率測定の際には、最初に基板をセットしない中空の状態で測定を行って、分光光度計のキャリブレーションを行った。続いてAg合金膜(Ag合金半透過膜)が成膜されていないガラス基板の透過率Tsを測定し、その後、半透明Ag合金膜が成膜されたガラス基板の透過率Ttを測定し、半透明Ag合金膜の透過率Tfを Tf=Tt/Ts として計算した。
<恒温恒湿試験>
上述の試料を、温度85℃、湿度85%の恒温恒湿槽中に250時間放置した。
この恒温恒湿試験後のAg合金膜(Ag合金半透過膜)の比抵抗値、透過率を、上述と同様の方法で測定した。測定結果を表11に示す。
そして、恒温恒湿試験前後の比抵抗値および透過率の変化率を求めた。恒温恒湿試験前後の比抵抗値および透過率の変化率を表11に示す。
これに対して、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.05原子%以上0.5原子%以下の範囲内で含有する本発明例51〜58においては、成膜後の比抵抗値が低く、かつ、透過率が高く、恒温恒湿試験前後における比抵抗値および透過率の変化率も小さく安定していた。
Claims (9)
- Pdを0.10原子%以上1.00原子%以下、Mgを0.10原子%以上1.00原子%以下、残部が実質的にAgと不可避不純物とからなる組成を有することを特徴とするAg合金膜。
- Pdを0.10原子%以上1.00原子%以下、Mgを0.05原子%以上1.00原子%以下、さらにCaを0.01原子%以上0.15原子%以下、残部が実質的にAgと不可避不純物とからなる組成を有することを特徴とするAg合金膜。
- さらに、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.05原子%以上0.50原子%以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のAg合金膜。
- 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のAg合金膜からなることを特徴とするAg合金導電膜。
- 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のAg合金膜からなることを特徴とするAg合金反射膜。
- 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のAg合金膜からなることを特徴とするAg合金半透過膜。
- Pdを0.10原子%以上1.00原子%以下、Mgを0.10原子%以上1.00原子%以下、残部が実質的にAgと不可避不純物とからなる組成を有することを特徴とするAg合金膜形成用スパッタリングターゲット。
- Pdを0.10原子%以上1.00原子%以下、Mgを0.05原子%以上1.00原子%以下、さらにCaを0.01原子%以上0.15原子%以下、残部が実質的にAgと不可避不純物とからなる組成を有することを特徴とするAg合金膜形成用スパッタリングターゲット。
- さらに、Ni及びSnから選択される少なくとも1種以上を0.05原子%以上0.50原子%以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のAg合金膜形成用スパッタリングターゲット。
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