KR20040002420A - Method of making a nickel-coated copper substrate and thin film composite containing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 니켈 코팅 구리를 어닐링함으로써 구리/니켈 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 니켈 증착 단계 후에, 지르콘 티탄산 납(PZT)과 같은 유전체는 솔-젤 또는 진공 증착 기술과 같은 공지된 방법에 의해 기판 상에 증착될 수도 있다. 본 발명은 또한 박막 복합 재료에 관한 것이다. 이러한 복합 재료는 예비 어닐링된 니켈 코팅 구리 기판과 PZT와 같은 유전체를 포함한다.The present invention relates to a method of making a copper / nickel substrate by annealing nickel coated copper. After the nickel deposition step, a dielectric such as lead zircon titanate (PZT) may be deposited on the substrate by known methods such as sol-gel or vacuum deposition techniques. The invention also relates to thin film composite materials. Such composite materials include pre-annealed nickel coated copper substrates and dielectrics such as PZT.

Description

니켈 코팅된 구리 기판의 제조 방법 및 니켈 코팅된 구리 기판을 포함하는 박막 복합 재료 {METHOD OF MAKING A NICKEL-COATED COPPER SUBSTRATE AND THIN FILM COMPOSITE CONTAINING THE SAME}METHOD OF MAKING A NICKEL-COATED COPPER SUBSTRATE AND THIN FILM COMPOSITE CONTAINING THE SAME}

과거, 감소된 용적에 사용되는 고용량성 전기화학적 에너지 저장 소자, 특히 캐패시터 및 배터리를 발전시키기 위한 노력이 있었다. 캐패시터와 배터리는 모두 양전하 및 음전하의 분리에 의해 에너지를 저장한다. 보다 작은 패키지에 보다 많은 양의 에너지를 저장할 필요성으로 인해 새로운 연구가 계속되었다.In the past, efforts have been made to develop high capacitive electrochemical energy storage elements, in particular capacitors and batteries, used for reduced volumes. Both capacitors and batteries store energy by separating positive and negative charges. New research continues because of the need to store more energy in a smaller package.

박막 복합 재료로 제조된 에너지 저장 소자는 강유전체 메모리 소자, 초열전도 센서 소자, 도파관 변조기, 및 음향 센서와 같은 전자 및 광전자 응용분야에서 유용한 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 박막 복합 재료는 아날로그 회로, rf 회로, 및 디램(DRAM)과 같은 다양한 반도체 집적 회로 소자에 사용된다.Energy storage devices made from thin film composites are known to be useful in electronic and optoelectronic applications such as ferroelectric memory devices, superthermal conductivity sensor devices, waveguide modulators, and acoustic sensors. Thin film composite materials, for example, are used in various semiconductor integrated circuit devices such as analog circuits, rf circuits, and DRAMs.

복합 재료는 일반적으로 기판, 유전체, 및 전극으로 구성되며, 상기 유전체는 기판과 전극 사이에 있다. 기판들은 통상 구리, 실리콘, 용융실리카, 백금 코팅 실리콘, 알루미나, 사파이어, 백금 코팅 사파이어, 또는 단결정 SrTiO3기판으로 구성된다.Composite materials generally consist of a substrate, a dielectric, and an electrode, the dielectric being between the substrate and the electrode. Substrates are typically composed of copper, silicon, fused silica, platinum coated silicon, alumina, sapphire, platinum coated sapphire, or single crystal SrTiO 3 substrates.

구리 기판은 종종 그 용이한 이용가능성의 견지에서 바람직하다. 그러나, 불행히도 구리 기판을 갖는 박막 복합 재료는 열 이동 및 탈가스를 야기한다. 열 이동은 상승된 온도에서 구리 이온의 유전체로의 이동 및 유전체 내 이온의 기판으로의 이동이다. 탈가스는 기상의 구리 원자가 기판으로부터 나와 유전체의 증착이 발생하는 오븐 또는 유전체 내로 들어갈 때 발생한다. 따라서, 이러한 단점을 제거할 수 있는 구리 기판이 요구된다.Copper substrates are often preferred in view of their easy availability. Unfortunately, thin film composite materials with copper substrates cause heat transfer and outgassing. Thermal transfer is the movement of copper ions to a dielectric at elevated temperatures and the movement of ions in the dielectric to a substrate. Degassing occurs when gaseous copper atoms exit the substrate and enter the oven or dielectric where deposition of the dielectric occurs. Therefore, there is a need for a copper substrate that can eliminate this disadvantage.

본 발명은 박막 복합재료에 사용되는 니켈 코팅 구리 기판의 제조 방법 및 상기 니켈 코팅 구리 기판을 포함하는 박막 복합재료에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a nickel coated copper substrate used in a thin film composite material and a thin film composite material including the nickel coated copper substrate.

도 1은 본 발명의 방법에 따라 니켈 코팅 기판을 어닐링하기 위한 최적의 온도 및 시간을 도시하는 그래프이며,1 is a graph showing the optimal temperature and time for annealing a nickel coated substrate in accordance with the method of the present invention,

도 2는 주사 전자 현미경을 사용하여 400℃의 온도에서 120분 동안 예비 어닐링된 니켈 코팅 구리 기판의 내부 조직이며,2 is an internal structure of a nickel coated copper substrate preannealed at a temperature of 400 ° C. for 120 minutes using a scanning electron microscope,

도 3은 주사 전자 현미경을 사용하여 900℃의 온도에서 5분 동안 예비 어닐링된 니켈 코팅 구리 기판의 내부 조직이며,3 is an internal structure of a nickel coated copper substrate preannealed at a temperature of 900 ° C. for 5 minutes using a scanning electron microscope,

도 4 및 도 5는 주사 전자 현미경을 사용하여 800℃의 온도에서 20분 동안 예비 어닐링된 니켈 코팅 구리 기판의 내부 조직이며,4 and 5 show the internal structure of the nickel coated copper substrate preannealed at a temperature of 800 ° C. for 20 minutes using a scanning electron microscope,

도 6은 주사 전자 현미경을 사용하여 500℃의 온도에서 90분 동안 예비 어닐링된 니켈 코팅 구리 기판의 내부 조직이며,6 is an internal structure of a nickel coated copper substrate preannealed at a temperature of 500 ° C. for 90 minutes using a scanning electron microscope,

도 7은 주사 전자 현미경을 사용하여 650℃의 온도에서 30분 동안 예비 어닐링된 니켈 코팅 구리 기판의 내부 조직이며,7 is an internal structure of a nickel coated copper substrate preannealed for 30 minutes at a temperature of 650 ° C. using a scanning electron microscope,

도 8은 그 상부면 및 바닥면이 니켈로 코팅된 구리 기판, 유전체, 선택적인 배리어 또는 버퍼 층, 및 상부 유전체를 갖는 본 발명에 따른 박막 복합 재료를 도시하며,8 shows a thin film composite material according to the present invention having a copper substrate coated with nickel on its top and bottom surfaces, a dielectric, an optional barrier or buffer layer, and a top dielectric,

도 9는 니켈에 의해 완전히 밀봉된 구리 기판을 갖는 본 발명에 따른 박막 복합 재료를 도시한다.9 shows a thin film composite material according to the present invention having a copper substrate completely sealed by nickel.

본 발명은 니켈 증착된 구리 기판의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 니켈 코팅 구리 기판을 포함하는 박막 복합 재료에 관한 것이다. 니켈 코팅 기판은 니켈을 구리에 증착하고 그 후 최종 기판을 어닐링함으로써 제조된다. 구리는 호일 형태일 수도 있다. 어닐링 후, 유전체는 솔-젤(sol-gel) 기술 또는 진공 증착 기술과 같은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 방법에 의해 기판 상에 증착될 수도 있다.The present invention relates to a method of making a nickel deposited copper substrate. The present invention also relates to a thin film composite material comprising such a nickel coated copper substrate. Nickel coated substrates are made by depositing nickel on copper and then annealing the final substrate. The copper may be in foil form. After annealing, the dielectric may be deposited on the substrate by methods known in the art, such as sol-gel techniques or vacuum deposition techniques.

본 발명에 따른 박막 복합 재료는 니켈 코팅 구리 기판과 유전체를 포함한다. 기판은 니켈을 구리 상에 증착시킴으로써 제조된다. 니켈은 구리 기판의 일 측면 또는 양 측면 상에 증착될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 니켈은 구리 기판을 에워싸서 캡슐화한다.The thin film composite material according to the present invention comprises a nickel coated copper substrate and a dielectric. The substrate is made by depositing nickel on copper. Nickel may be deposited on one or both sides of the copper substrate. In a preferred embodiment, nickel encapsulates the copper substrate.

니켈 증착 구리 기판은 그 후 약 400℃ 내지 820℃ 범위, 바람직하게 약 800℃의 온도에서 어닐링된다. 최적의 어닐링 시간은 어닐링 온도에 따라 변한다. 예를 들어, 400℃에서의 어닐링은 바람직하게 약 120분 동안 지속되고, 800℃에서의 어닐링은 약 20분 동안 지속된다. 도 1은 최적의 어닐링 온도 및 시간을 도시하며 가장 바람직한 온도 및 시간은 라인 상의 지점들이다. 결함 있는 기판을 야기하는 허용되기 어려운 결과는 라인으로부터 거리가 증가된 지점에서 발생한다. 결함 있는 기판은 허용될 수 없는 유전체 상수, 높은 전압 누설, 또는 박리를 나타낸다.The nickel deposited copper substrate is then annealed at a temperature in the range of about 400 ° C. to 820 ° C., preferably about 800 ° C. The optimum annealing time varies with the annealing temperature. For example, annealing at 400 ° C. preferably lasts for about 120 minutes and annealing at 800 ° C. lasts for about 20 minutes. 1 shows the optimum annealing temperature and time with the most preferred temperature and time being points on the line. The unacceptable consequence of causing a defective substrate occurs at the point where the distance from the line is increased. Defective substrates exhibit unacceptable dielectric constants, high voltage leakage, or delamination.

일반적으로, 기판의 두께(니켈 증착 전)는 약 20 내지 약 50 미크론 범위이다. 유전체에 접촉하는 측면 상의 Ni 두께는 약 0.10 미크론 내지 약 2.0 미크론 범위이다. 기판의 최저면 상의 Ni의 두께(유전체가 그 사이에 접촉하지 않을 때)는 0.1 내지 약 10 미크론 범위이다.Generally, the thickness of the substrate (prior to nickel deposition) is in the range of about 20 to about 50 microns. The Ni thickness on the side that contacts the dielectric ranges from about 0.10 microns to about 2.0 microns. The thickness of Ni on the bottom surface of the substrate (when no dielectric is in contact therebetween) ranges from 0.1 to about 10 microns.

니켈은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 스퍼터링 또는 다른 수단에 의해 구리 기판에 도포될 수도 있다. 예비 어닐링 및 니켈 증착 단계는 바람직하게 아르곤 또는 질소의 기상 분위기와 같은 무산소 분위기에서 일어난다. (본원에서 사용된 예비 어닐링은 유전체 재료의 증착 전 어닐링을 지칭한다.)Nickel may also be applied to the copper substrate by sputtering or other means known in the art. The preliminary annealing and nickel deposition steps preferably take place in an oxygen free atmosphere, such as a gaseous atmosphere of argon or nitrogen. (Preliminary annealing as used herein refers to annealing before deposition of the dielectric material.)

니켈 코팅 구리 기판 상에의 유전체 증착은 일반적으로 호일 및 유전체 사이의 상호 확산 및 반응을 최소화하기 위해 낮은 프로세싱 온도를 요한다. 이러한 유전체는 또한 솔-젤(이때, 증착은 상온에서 일어나고 어닐링된 니켈 코팅 구리 기판은 상온으로 냉각됨) 또는(스퍼터링, 전자 비임 증착, 및 다른 기술을 포함하는)진공 증착에 의해 기판에 도포될 수도 있으며, 여기서 어닐링된 제품은 증착이 일어나는 온도로 냉각된다. 예를 들어, 진공 증착이 사용될 때, 유전체는 300℃ 내지 약 400℃ 범위의 상승된 온도에서 도포된다. 유전체의 증착은 단일 단계 또는 다중 단계에서 일어날 수도 있다. 유전체의 두께는 캐패시터와 같은 최종 제품에 요구되는 전압 양에 따라 변한다. 인가된 전압이 높으면 높을수록, 유전체는 보다 두꺼워질 것이다. 유전체에 대한 일반적인 두께는 약 600㎚이다.Dielectric deposition on nickel coated copper substrates generally requires low processing temperatures to minimize cross diffusion and reaction between the foil and the dielectric. Such dielectrics may also be applied to the substrate by sol-gel where the deposition takes place at room temperature and the annealed nickel coated copper substrate is cooled to room temperature or by vacuum deposition (including sputtering, electron beam deposition, and other techniques). It is also possible, where the annealed product is cooled to the temperature at which deposition occurs. For example, when vacuum deposition is used, the dielectric is applied at elevated temperatures ranging from 300 ° C to about 400 ° C. Deposition of the dielectric may occur in a single step or multiple steps. The thickness of the dielectric varies with the amount of voltage required for the final product, such as a capacitor. The higher the applied voltage, the thicker the dielectric will be. Typical thickness for the dielectric is about 600 nm.

바람직한 실시예에서, 유전체는 화학식 PbaLbZrxTiyOz의 지르콘 티탄산 납(PZT)이며, 여기서 L은 란탄족 금속, 바람직하게 La 또는 Nb이고, x 및 y는 각각 약 0.35 내지 약 0.65 범위이고, z는 약 2.5 내지 약 5.0 범위이고, a는 약 0.95 내지 약 1.25 범위이며, b는 약 0.02 내지 약 0.10 범위이다. 이러한 유전체는 초기 재료로서 리드(lead) 아세테이트[Pb(CH3COO)2H2O], 지르코늄 n-프로폭사이드[Zr(O-nC3H7)4], 티탄 이소프로폭사이드[Ti(O-iC3H7)4] 및 란탄 이소프로폭사이드[La(O-iC3H7)3] 또는 니오븀 에톡사이드[Nb(OC2H5)5]를 사용함으로써 제조될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 이러한 유전체는 리드 아세테이트를 얻기 위해 리드 아세테이트 트리하이드레이트(lead acetate trihydrate)를 2-메톡시에탄올 내에 용해시키고 진공 및 110℃에서 상기 조성물을 탈수시킴으로써 제조될 수도 있다. 2-메톡시에탄올 내의 지르코늄 n-프로폭사이드 및 티탄 이소프로폭사이드는 상온에 있는 최종 제품과 혼합되고, 진공 하에서 약 2 내지 3 시간 동안 110℃에서 환류되어, 이로부터 화학식 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3와 같은 폴리머 전구체가 얻어질 수 있다. 결국, 0.3M의 저장 용액은 톨루엔과의 희석과, 크랙으로부터의 보호에 적합한 포름아메이드(formamade) 및 최종 어닐링 프로세싱 중에 산화납의 제거에 적합한 10몰% 이상의 Pb를 첨가함으로써 얻어질 수도 있다.In a preferred embodiment, the dielectric is lead zircon titanate (PZT) of formula Pb a L b Zr x Ti y O z , where L is a lanthanide metal, preferably La or Nb, and x and y are each about 0.35 to about 0.6 ranges from about 2.5 to about 5.0, a ranges from about 0.95 to about 1.25, and b ranges from about 0.02 to about 0.10. Such dielectrics include lead acetate [Pb (CH 3 COO) 2 H 2 O], zirconium n-propoxide [Zr (O-nC 3 H 7 ) 4 ], titanium isopropoxide [Ti] as initial materials (O-iC 3 H 7 ) 4 ] and lanthanum isopropoxide [La (O-iC 3 H 7 ) 3 ] or niobium ethoxide [Nb (OC 2 H 5 ) 5 ]. In a preferred embodiment, such a dielectric may be prepared by dissolving lead acetate trihydrate in 2-methoxyethanol to obtain lead acetate and dehydrating the composition at vacuum and 110 ° C. Zirconium n-propoxide and titanium isopropoxide in 2-methoxyethanol are mixed with the final product at room temperature and refluxed at 110 ° C. for about 2-3 hours under vacuum, from which the formula Pb (Zr 0.52 Ti Polymeric precursors such as 0.48 ) O 3 can be obtained. Finally, a 0.3 M stock solution may be obtained by dilution with toluene, formamade suitable for protection from cracks, and addition of 10 mol% or more of Pb suitable for the removal of lead oxide during final annealing processing.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 통상적인 유전체가 사용될 수도 있지만, 특히 화학식 BaaTibOc(여기서, a 및 b는 각각 0.75 내지 1.25이고, c는 2.5 내지 약 5.0 범위임) 뿐만 아니라 화학식 MaBbTicOd(여기서, a는 약 0.01 내지 약 0.1이고, b는 약 0.75 내지 약 1.25이고, c는 약 0.75 내지 약 1.25이고, d는 약 2.5 내지 약 5.0이며, M은 비반응 전기전도성 금속임)의 티탄산바륨 유전체를 사용함으로써 보다 바람직한 결과가 얻어진다. M으로서는 금, 구리, Ni3Al과 같은 금속간 화합물, Ru 및 InSn이 바람직하다. 이러한 바륨 유전체는 본원에 참조되고 1998년 2월 19일에 공개된 PCT WO/98/07167호에 설명되어 있다.Conventional dielectrics known in the art to which the present invention pertains may also be used, but in particular the formula Ba a Ti b O c (where a and b are respectively 0.75 to 1.25, c is in the range of 2.5 to about 5.0) as well as M a B b Ti c O d where a is from about 0.01 to about 0.1, b is from about 0.75 to about 1.25, c is from about 0.75 to about 1.25, d is from about 2.5 to about 5.0, and M is non- More desirable results are obtained by using a barium titanate dielectric of reactive electroconductive metal). As M, gold, copper, intermetallic compounds such as Ni 3 Al, Ru and InSn are preferable. Such barium dielectrics are described in PCT WO / 98/07167, incorporated herein by reference and published February 19, 1998.

증착 후, 제품은 500℃ 내지 600℃ 범위에서 약 20분 동안 어닐링된다. 이 단계에서 만일 보다 높은 온도가 이용된다면 어닐링 시간은 보다 짧을 것이다. 어닐링은 소정 결과가 달성될 때 종결된다. 예비 어닐링 단계는 기판 상에 유전체 증착을 위한 어닐링 온도 보다 높은 온도에서 일어나야 하고, 후자는 "포스트-어닐링" 단계로 지칭된다. 예비 어닐링 단계가 포스트 어닐링 단계보다 낮은 온도에 있다면, 예비 어닐링은 보다 오랜 시간, 일반적으로 20분 이상 진행할 것이다.After deposition, the article is annealed for about 20 minutes in the range of 500 ° C to 600 ° C. At this stage annealing time will be shorter if higher temperatures are used. Annealing terminates when the desired result is achieved. The preliminary annealing step must occur at a temperature higher than the annealing temperature for dielectric deposition on the substrate, the latter being referred to as the "post-annealing" step. If the preannealing step is at a lower temperature than the post annealing step, the preannealing will proceed for a longer time, typically 20 minutes or more.

도 2에 도시된 것처럼, 120분 동안 400℃의 온도에서 예비 어닐링된 최종 기판에 대해 평탄한 적층면이 얻어진다. 86의 유전체 상수가 얻어졌고 14의 Tgδ(%)가 얻어졌다. 도 3은 900℃에서 5분 동안의 예비 어닐링 조건에서 얻어진 바람직한 결과를 도시한다. 기판은 110의 유전체 상수를 갖고 7의 Tgδ(%)를 갖는다. 도 4 및 도 5는 예비 어닐링이 800℃에서 20분 동안 수행될 때 얻어진 바람직한 결과들을 도시한다. 측정된 유전체 상수는 각각 75 및 113이었다. 도 6 및 도 7은 이전 도면의 조건보다 바람직하지 않은 예비 어닐링 조건에서의 결과를 도시한다. 도 6은 500℃에서 90분 동안 예비 어닐링된 기판의 주사 전자 현미경 사진이다. 최종적인 기판은 거칠고 박리를 나타내었다. 도 7은 650℃에서 30분 동안 예비 어닐링된 기판의 주사 전자 현미경 사진이다. 최종적인 기판은 거칠었다. 도 2 내지 도 7에 도시된 모든 기판들은 Ar 분위기에서 얻어졌고 스핀 코팅에 의해 기판 상에 증착된 유전체로 PZT를 사용했다. Cu의 두께는 약 33 내지 35.6 미크론이다. 시험이 수행되었고 도 5에서 유전체에 접촉한 최상부면 상의 Ni의 두께는 1.78 미크론이었다. 기판의 최저면(소정의 유전체와 접촉하지 않음) 상의 Ni의 두께는 6.35 내지 7.62 미크론이었다. 도 2 내지 도 4와 도 6 및 도 7에서 유전체에 접촉한 최상부면 상의 Ni의 두께는 0.1270 미크론이었고 기판의 최저면(소정의 유전체와 접촉하지 않음) 상에서 Ni의 두께는 0.3556 내지 0.5080 미크론이었다. 도 2 내지 도 7의 모든 박막 복합 재료용 구리 호일의 두께는 약 34 미크론이다.As shown in FIG. 2, a flat laminate surface is obtained for the final substrate preannealed at a temperature of 400 ° C. for 120 minutes. A dielectric constant of 86 was obtained and a Tgδ (%) of 14 was obtained. 3 shows the preferred results obtained under pre-annealing conditions at 900 ° C. for 5 minutes. The substrate has a dielectric constant of 110 and a Tgδ (%) of 7. 4 and 5 show the preferred results obtained when preannealing is carried out at 800 ° C. for 20 minutes. The dielectric constants measured were 75 and 113, respectively. 6 and 7 show the results in preliminary annealing conditions, which are undesirable than the conditions of the previous figures. 6 is a scanning electron micrograph of a substrate preannealed at 500 ° C. for 90 minutes. The final substrate was rough and showed peeling. 7 is a scanning electron micrograph of a substrate pre-annealed at 650 ° C. for 30 minutes. The final substrate was rough. All substrates shown in FIGS. 2-7 were obtained in an Ar atmosphere and used PZT as the dielectric deposited on the substrate by spin coating. The thickness of Cu is about 33 to 35.6 microns. Tests were performed and the thickness of Ni on the top surface in contact with the dielectric in FIG. 5 was 1.78 microns. The thickness of Ni on the lowest side of the substrate (not in contact with any dielectric) was 6.35 to 7.62 microns. In FIGS. 2-4 and 6 and 7, the thickness of Ni on the topmost surface in contact with the dielectric was 0.1270 microns and the thickness of Ni on the bottommost surface of the substrate (not in contact with a predetermined dielectric) was 0.3556-0.5080 microns. The thickness of all copper foils for thin film composites in FIGS. 2-7 is about 34 microns.

도 8은 본 발명에 따른 실시예를 도시하며, 도시된 박막 복합 재료는 니켈(20)로 코팅된 구리 기판(10), 유전체(50), 및, 선택적으로 상부 전극(60)을 포함하는 니켈 코팅 구리 기판을 포함한다. 니켈 코팅으로 구리 기판을 완전히 또는 부분적으로 밀봉할 수도 있다. 선택적으로, 구리 기판은 단지 두 측면만이 밀봉될 수도 있다. 도 8에는 또한 유전체의 증착 전에 니켈 코팅된 기판에 도포된 배리어 또는 버퍼 층(30)이 사용된다. 일반적으로 귀금속으로 구성된 배리어 층, 및 유리로 구성된 버퍼 층의 목적은 기판과 유전체 사이의 원자 이동을 방지하기 위한 것이다.8 illustrates an embodiment according to the invention, wherein the illustrated thin film composite material includes a copper substrate 10 coated with nickel 20, a dielectric 50, and, optionally, a top electrode 60. Coated copper substrates. The nickel coating may also completely or partially seal the copper substrate. Optionally, the copper substrate may be sealed on only two sides. 8 also uses a barrier or buffer layer 30 applied to a nickel coated substrate prior to the deposition of the dielectric. The purpose of the barrier layer, which is generally made of noble metal, and the buffer layer, which is made of glass, is to prevent atomic migration between the substrate and the dielectric.

마지막으로, 본 발명에 따른 박막 복합 재료는 상부 또는 전기전도성 층을 더 포함한다. 상부 전극은 알루미늄, 금, 백금, 또는 공지된 금속과 같은 소정의 전기 전도성 금속으로 구성될 수도 있다. 도 2 내지 도 7에 도시된 박막 복합 재료는 상부 전극으로 Al을 갖는다.Finally, the thin film composite material according to the present invention further comprises an upper or electrically conductive layer. The upper electrode may be composed of any electrically conductive metal, such as aluminum, gold, platinum, or a known metal. The thin film composite material shown in FIGS. 2 to 7 has Al as the upper electrode.

도 9는 구리 기판(10)이 니켈(20)로 완전히 밀봉된 박막 복합 재료를 도시한다. 게다가, 박막 복합 재료는 배리어 또는 버퍼 층(30), 유전체(20), 및 전극(60)을 더 포함할 수도 있다.9 shows a thin film composite material in which the copper substrate 10 is completely sealed with nickel 20. In addition, the thin film composite material may further include a barrier or buffer layer 30, a dielectric 20, and an electrode 60.

다음의 청구 범위에서 한정된 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 성질, 조성, 작용 및 다양한 소자의 배열, 단계 및 과정의 다양한 수정이 가능할 수도 있다.Various modifications of the nature, composition, function and arrangement of the various elements, steps and processes may be possible without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.

Claims (24)

(a) 니켈 코팅된 구리 기판과,(a) a nickel coated copper substrate, (b) 상기 니켈 코팅된 구리 기판 상의 유전체 층을 포함하는 박막 복합 재료.(b) a thin film composite material comprising a dielectric layer on the nickel coated copper substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 니켈 코팅된 구리 기판의 상부면 및 바닥면이 상기 유전체로 코팅되는 박막 복합 재료.A thin film composite material wherein the top and bottom surfaces of the nickel coated copper substrate are coated with the dielectric. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 니켈 코팅된 구리 기판의 구리는 니켈에 의해 에워싸여 캡슐화되는 박막 복합 재료.And the copper of the nickel coated copper substrate is encapsulated by nickel and encapsulated. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 유전체는 BaaTibOc이고, 여기서 a 및 b는 각각 약 0.75 내지 약 1.25이고 c는, 약 2.5 내지 약 5.0 범위인 박막 복합 재료.The dielectric is Ba a Ti b O c , wherein a and b are each about 0.75 to about 1.25 and c is in a range from about 2.5 to about 5.0. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 유전체는 PbaLbZrxTiyOz이고, 여기서 L은 란탄족 금속이고, x 및 y는 각각 약 0.35 내지 약 0.65 범위이고, z는 약 2.5 내지 약 5.0 범위이고, a는 약 0.95 내지 1.25 범위이며, b는 약 0.02 내지 약 0.10 범위인 박막 복합 재료.The dielectric is Pb a L b Zr x Ti y O z , where L is a lanthanide metal, x and y are each in the range of about 0.35 to about 0.65, z is in the range of about 2.5 to about 5.0, and a is about 0.95 To 1.25 and b in a range from about 0.02 to about 0.10. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 니켈 코팅된 구리 기판과 상기 유전체 층 사이에는 배리어 또는 버퍼 층이 위치되는 박막 복합 재료.And a barrier or buffer layer positioned between the nickel coated copper substrate and the dielectric layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 전기전도성 층을 더 포함하며,Further comprising an electrically conductive layer, 상기 유전체가 상기 전기전도성 층과 상기 니켈 코팅된 구리 기판 사이에 위치되는 박막 복합 재료.And the dielectric is positioned between the electrically conductive layer and the nickel coated copper substrate. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 배리어 층은 귀금속을 포함하는 박막 복합 재료.And the barrier layer comprises a precious metal. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 버퍼 층은 유리를 포함하는 박막 복합 재료.And the buffer layer comprises glass. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 전기전도성 층을 더 포함하며,Further comprising an electrically conductive layer, 상기 유전체가 상기 배리어 또는 버퍼 층과 상기 니켈 코팅된 구리 기판 사이에 위치되는 박막 복합 재료.And the dielectric is located between the barrier or buffer layer and the nickel coated copper substrate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 유전체와 상기 기판의 바닥면 사이에는 바닥 배리어 또는 버퍼 층이 위치되며, 최상부 유전체와 상기 기판의 상부면 사이에는 상부 배리어 또는 버퍼 층이 위치되는 박막 복합 재료.And a bottom barrier or buffer layer positioned between the dielectric and the bottom surface of the substrate, and a top barrier or buffer layer positioned between the top dielectric and the top surface of the substrate. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 니켈에 의해 에워싸여 캡슐화되는 박막 복합 재료.Wherein said nickel coated copper substrate is encapsulated and encapsulated by nickel. 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법으로서,As a manufacturing method of the copper substrate for thin film composite materials, (a) 니켈 코팅된 구리 기판을 제공하도록 니켈을 구리 기판 상에 증착시키는 단계와,(a) depositing nickel on the copper substrate to provide a nickel coated copper substrate, (b) 상기 니켈 코팅된 구리 기판을 어닐링하는 단계를 포함하는 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법.(b) annealing the nickel coated copper substrate. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 약 400℃ 내지 약 820℃ 범위의 온도에서 어닐링되는 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법.And the nickel coated copper substrate is annealed at a temperature in a range from about 400 ° C to about 820 ° C. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 니켈에 의해 에워싸여 캡슐화되는 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법.And the nickel coated copper substrate is encapsulated by nickel and encapsulated. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 도 1에서 설정된 시간 및 온도에서 어닐링되는 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법.And the nickel coated copper substrate is annealed at the time and temperature set in FIG. 1. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 약 650℃ 내지 약 800℃ 범위의 온도에서 어닐링되는 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법.And the nickel coated copper substrate is annealed at a temperature in the range of about 650 ° C to about 800 ° C. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 약 400℃의 온도에서 약 120분 동안 어닐링되는 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법.And the nickel coated copper substrate is annealed at a temperature of about 400 ° C. for about 120 minutes. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 약 800℃의 온도에서 약 20분 동안 어닐링되는 박막 복합 재료용 구리 기판의 제조 방법.And the nickel coated copper substrate is annealed at a temperature of about 800 ° C. for about 20 minutes. 박막 복합 재료의 제조 방법으로서,As a manufacturing method of a thin film composite material, (a) 니켈 코팅된 구리 기판을 제공하도록 니켈을 구리 기판 상에 증착시키는 단계,(a) depositing nickel on the copper substrate to provide a nickel coated copper substrate, (b) 상기 니켈 코팅된 구리 기판을 약 400℃ 내지 약 800℃ 범위의 온도에서 니켈 코팅된 구리 기판을 제공하기에 충분한 시간 동안 어닐링하는 단계, 및(b) annealing the nickel coated copper substrate for a time sufficient to provide a nickel coated copper substrate at a temperature ranging from about 400 ° C. to about 800 ° C., and (c) 유전체를 상기 니켈 코팅된 구리 기판 상에 증착하는 단계를 포함하는 박막 복합 재료의 제조 방법.(c) depositing a dielectric on said nickel coated copper substrate. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 도 1에서 설정된 시간 및 온도에서 어닐링되는 박막 복합 재료의 제조 방법.And the nickel coated copper substrate is annealed at the time and temperature set in FIG. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 유전체 층 상에 전기전도성 층을 증착하는 단계를 더 포함하는 박막 복합 재료의 제조 방법.Depositing an electrically conductive layer on the dielectric layer. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 단계 (a) 후에, 배리어 또는 버퍼 층이 상기 니켈 코팅된 구리 기판 상에 증착되는 박막 복합 재료의 제조 방법.After step (a), a barrier or buffer layer is deposited on the nickel coated copper substrate. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 니켈 코팅된 구리 기판은 니켈에 의해 에워싸여 캡슐화되는 구리 기판인 박막 복합 재료의 제조 방법.Wherein said nickel coated copper substrate is a copper substrate that is encapsulated and encapsulated by nickel.
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