专利名称：导电膜形成用组合物、导电膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种导电膜形成用组合物、一种使用这种组合物的导电膜和一种制造这种组合物的方法。特别是涉及一种能适用于形成电子元件布线的导电膜形成用组合物、一种制造这种组合物的方法和用此方法制造的膜例如布线或电极。
背景技术：
铝作为布线材料应用在太阳能电池、半导体元件和多种电子元件如电子显示装置中。此前，通常这种铝膜是用真空工艺如溅射、真空沉积或化学气相沉积(CVD)来制造的，并把得到的铝膜用抗蚀剂进行光刻制成铝图案(图形；Pattern)。然而，由于这种方法需要一种大规模的真空沉积设备，所以它在能耗方面是不利的。此外，由于用此方法很难在大面积的基底上形成均匀的铝布线，会造成低产量和高成本。
同时，近年来开发出了一种微小铝颗粒分散在粘合剂中的浆料(膏；paste)，报道了一种把此浆料丝网印刷制成图案并使之烘干来制造铝图案的方法。由于这种方法是通过印刷铝浆料直接形成图案的，所以实行的成本可以很低。但是，由于得到的铝含有杂质，很难获得低电阻的铝图案，而且用这种方法从工艺上也很难制造精细的图案。
发明内容
因此本发明的一个目的就是要提供一种导电膜形成用组合物，它能够非常容易和便宜地制成能适用于多种电子元件的布线或电极，提供一种应用此组合物的成膜方法，一种用此方法制成的导电膜，和由此膜组成的布线或电极。
本发明的其它目的和优点将从后续的描述中表明。
根据本发明，首先，上述的目的和优点是通过一种包含胺化合物和氢化铝的络合物(complex)以及有机溶剂的导电膜形成用组合物来获得的。
根据本发明，其次，上述的目的和优点是通过一种导电膜制造方法来获得的，这种制造方法的步骤包括把上述本发明的导电膜形成用组合物涂敷到基底上，然后对涂敷的组合物进行加热和/或光辐射。
根据本发明，第三，上述的目的和优点是通过用本发明上述方法制造的一种导电膜来获得的。
根据本发明，第四，上述的目的和优点是通过一种带图案导电膜制造方法来获得的，这种方法的步骤包括，把上述本发明的导电膜形成用组合物涂敷到表面有亲水部分和憎水部分图案的基底上，以制成图案状的涂膜，然后对此膜进行加热和/或光辐射。
根据本发明，最后，上述的目的和优点是通过用本发明的上述方法制造的布线或电极而获得的。
附图简述
图1是在实施例中用到的铝烷-胺络合物的红外光谱(IR)曲线图。
图2是在实施例中用到的铝烷-胺络合物的核磁共振谱(NMR)曲线图。
优选的实施方案在下文中将对本发明进行更加详细的描述。
本发明的导电膜形成用组合物包含一种胺化合物与氢化铝的络合物以及一种有机溶剂。氢化铝(也经常以它的俗名“铝烷”来表示)是一种含有铝原子和氢原子的化合物，且被认为通常用AlH3表示的示构式。
本发明的导电膜形成用组合物中所用的一种胺化合物与铝烷的络合物可以根据在例如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中描述的方法来合成。
构成本发明导电膜形成用组合物中的络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。作为一元胺化合物，由下式(1)代表的化合物可以适用，如R1R2R3N......(1)其中R1、R2和R3各自独立地是氢原子，具有1到12个碳原子的烷基、烯基、炔基、环烷基或芳基。
式(1)中R1、R2和R3的具体例包括氢；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；环烷基如环丙基；芳基如苯基和苄基。这些基团都能够适用。另外，这些烷基、烯基和炔基可以是直链、环状或支链的。
式(1)所代表的一元胺化合物的具体实例包括氨、三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三环丙胺、三正丁胺、三异丁胺、三叔丁胺、三-2-甲基丁胺、三正己胺、三环己胺、三(2-乙基己基)胺、三辛胺、三苯胺、三苄胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺、二异丁基苯胺、甲基二苯胺、乙基二苯胺、异丁基二苯胺、二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二异丙胺、二环丙胺、二正丁胺、二异丁胺、二叔丁胺、甲乙胺、甲丁胺、二正己胺、二环己胺、二(2-乙基己基)胺、二辛胺、二苯胺、二苄胺、甲基苯胺、乙基苯胺、异丁基苯胺、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、异丙胺、环丙胺、正丁胺、异丁胺、叔丁胺、2-甲基丁胺、正己胺、环己胺、2-乙基己胺、辛胺、苯胺和苄胺。多胺化合物的具体例包括乙二胺、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’-二异丙基乙二胺、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-1，4，7-三氮杂庚烷、1，7-二乙基-1，4，7-三氮杂庚烷、三乙基四胺、苯二胺、N，N，N’，N’-四甲基二氨基苯、1-氮杂-双环[2.2.1]庚烷、1-氮杂-双环[2.2.2]辛烷(奎宁环)、1-氮杂环己烷、1-氮杂-环己烷-3-烯、N-甲基-1-氮杂环己烷-3-烯、吗啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、哌嗪和N，N’N”-三甲基-1，3，5-三氮杂-环己烷。这些胺化合物可以单独用也可以以两种或两种以上的混合物来使用。
尽管本发明的导电膜形成用组合物包括一种由胺化合物与铝烷组成的络合物，但除了该胺化合物与铝烷的络合物外它还可以包含一种铝化合物。可以包含在本发明的导电膜形成用组合物中除了该络合物外的铝化合物的说明例包括三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三环丙基铝、三正丁基铝、三异丁基铝、三叔丁基铝、三-2-甲基丁基铝、三正己基铝、三环己基铝、三(2-乙基己基)铝、三辛基铝、三苯基铝、三苄基铝、二甲基苯基铝、二乙基苯基铝、二异丁基苯基铝、甲基二苯基铝、乙基二苯基铝、异丁基二苯铝、氢化二乙基铝、氢化二异丁基铝、氢化二苯基铝、二甲基甲基丙烯酸铝、二甲基(苯乙炔基)铝、二苯基(苯乙炔基)铝、二甲胺与二甲基铝的络合物、二乙胺与二乙基铝的络合物、二甲胺与二乙基铝的络合物、二乙胺与二甲基铝的络合物、二苯胺与二甲基铝的络合物和二苯胺与二乙基铝的络合物。这些铝化合物可以单独用也可以以两种或两种以上的混合物来使用。
把胺化合物与铝烷的络合物溶解在一种溶剂中并用作涂敷溶液。对所用的溶剂并无特殊要求，可以是任何能溶解该胺化合物与铝烷的络合物又不与此络合物反应的溶剂。此溶剂的说明例包括烃基溶剂如正戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、环庚烷、正辛烷、环辛烷、癸烷、环癸烷、氢化二环戊二烯、苯、甲苯、二甲苯、杜烯、茚、四氢化萘、十氢化萘和角鲨烷；醚基溶剂如二乙醚、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、四氢呋喃、四氢吡喃和对二氧杂环己烷；以及极性溶剂如二氯甲烷和氯仿。从对该胺化合物与铝烷的络合物的溶解性及溶液稳定性考虑，这些溶剂中优选使用烃基溶剂或烃基溶剂与醚基溶剂的混合物。这些溶剂可以单独用也可以以两种或两种以上的混合物来使用。
该胺化合物与铝烷的络合物的溶液，其浓度优选为0.1-50wt％。此浓度可以根据期望的导电膜的厚度适当调整。
为调节溶液的导电性，可以适当地在使用这种组合物前向该胺化合物与铝烷的络合物溶液中加入如金、银、铜、铝、镍、铁、铌、钛、硅、铟和锡等金属和/或半导体的微小颗粒。另外，如有必要，也可在使用此组合物之前向其中加入氧化铝、氧化锆、氧化钛或氧化硅等金属氧化物的微小颗粒。此外，为提高溶液对所涂覆物体的润湿性，为提高涂膜的流平性，和防止在涂膜上发生结块和桔皮，可以加入少量的表面张力改性剂如氟基表面活性剂、硅基表面活性剂或非离子表面活性剂，但其量不能削弱目标效果。可以加入的非离子表面活性剂的说明例包括具有氟代烷基或全氟代烷基的氟基表面活性剂，以及具有烷氧基的聚醚烷基表面活性剂。上述氟基表面活性剂的具体例包括C9F19CONHC12H25、C8F17SO2NH-(C2H4O)6H、C9F17O(PLURONIC L-35)C9F17和C9F17O(PLURONIC P-84)C9F17。PLURONIC L-35是ASAHI DENKA有限公司生产的一种聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物，其平均分子量为1900；PLURONICP-84是ASAHI DENKA有限公司生产的一种聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物，其平均分子量为4200。这些氟基表面活性剂的具体例包括EFTOP EF301、EFTOP EF303和EFTOP EF352(SHIN AKITA KASEI有限公司产品)，MEGAFAC F171和MEGAFAC F173(DAINIPPON INK AND CHEMICALS公司产品)，ASAHI GUARD AG710(ASAHI玻璃公司产品)，FLUORAD FC-170C、FLUORAD FC430和FLUORAD FC431(Sumitomo 3M产品)，SURFLON S-382、SURFLON SC101、SURFLON SC102、SURFLON SC103、SURFLON SC104、SURFLON SC105和SURFLON SC106(ASAHI玻璃公司产品)，BM-1000和BM-1100(B.M-Chemie有限公司产品)，以及Schsego-Fluor(Schwegmann有限公司产品)。此外，聚醚烷基表面活性剂的说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。这些聚醚烷基表面活性剂的具体例包括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有限公司产品)，以及NONIBAL 55(Sanyo化工有限公司产品)。非离子表面活性剂的说明例除了上面列举的之外还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，其具体例包括CHEMISTAT 2500(Sanyo化工有限公司产品)、SN-EX9228(SANNOPCO有限公司产品)，以及NONAL530(Toho化工有限责任公司产品)。
由此得到的溶液组合物被涂敷到基底上以制成包括由胺化合物与铝烷组成的络合物的镀膜。对基底的材料和形状并无特殊限制。基材料优选能够承受接下来的热处理步骤。要形成镀膜的基底表面可以是平坦的也可以是不平坦的，对基底的形状无特殊限制。基底材料的具体例包括玻璃、金属、塑料和陶瓷。玻璃可以使用石英玻璃、硼硅玻璃、钠玻璃和铅玻璃。金属可以使用金、银、铜、镍、硅、铝、铁和不锈钢。塑料可以使用聚酰亚胺砜和聚醚砜。此外，这些材料的形状可以是块状、板状、膜状等，并无特殊限制。另外，对上述溶液的涂敷方法并无特殊限制，可以用旋涂、浸涂、幕式淋涂、辊涂、喷涂、喷墨涂、刷涂等。溶液可以一次涂敷，也可多次重涂。
此外，本发明中，上述基底可以预先用含有有机金属化合物的溶液进行涂敷，以形成含有有机金属化合物涂膜(基层)的基底。该有机金属化合物中含有选自Ti、Pd和Al中的一种金属原子。通过形成这样一个基层，可以保持基底与铝膜之间的附着力的稳定。
含Ti原子的有机金属化合物的说明例包括烷醇钛、含胺基的钛化合物、钛与β-二酮的络合物、含环戊二烯基的钛化合物和含卤素基团的钛化合物。
含Pd原子的有机金属化合物的说明例包括含卤素基团的钯络合物、醋酸钯、钯与β-二酮的络合物、钯与有共轭羰基的化合物的络合物、磷化氢Pd络合物等等。
此外含Al铝原子的有机金属化合物的说明例包括烷醇铝、烷基铝、以及铝与β-二酮的络合物，不包括铝烷-胺的络合物在内。
有机金属化合物的说明例包括醇钛如甲醇钛、乙醇钛、正丙醇钛、正壬醇钛、十八烷醇钛、异丙醇钛、正丁醇钛、异丁醇钛、叔丁醇钛、四(双-2，2-(烯丙氧基甲基)丁醇)钛、三异硬脂酰基异丙醇钛、三甲基硅醇钛、2-乙基己醇钛、甲基丙烯酸三异丙醇钛、(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)三异丙氧钛酸酯、甲氧基丙醇钛、酚钛、甲基酚钛、聚(钛酸二丁酯)、聚(钛酸辛二醇酯)、双(三乙醇胺)二异丙醇钛、三(十二烷基苯磺酸酯)异丙醇钛、三甲基丙烯酸酯甲氧基乙氧基乙醇钛、三(二辛基焦磷酸)异丙醇钛和乳酸钛；具有氨基的钛化合物如四(二甲氨基)钛和四(二乙氨基)钛；钛与β-二酮的络合物如双(乙酰乙酸乙酯)二异丙醇钛、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸酯)钛、双(戊二酸酯)氧化钛、(四甲基庚二酸酯)氧化钛、甲基丙烯酰氧基乙酰乙酸酯三异丙醇钛、(双-2，4-戊二酸酯)二正丁醇钛、(双-2，4-戊二酸酯)二异丙醇钛、双(四甲基庚二酸酯)二异丙醇钛、双(乙酰乙酸乙酯)二异丙醇钛、双(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸酯)二异丙醇钛和乙酰乙酸烯丙酯三异丙醇钛；包含环戊二烯基的钛化合物如二氯化二茂钛(titanocenedichloride)、(三甲基)五甲基环戊二烯基钛和二甲基双(正丁基环戊二烯基)钛；含有卤素原子的钛化合物如三氯化茚基钛、三氯化五甲基环戊二烯基钛、三甲醇五甲基环戊二烯基钛、三氯三(四氢呋喃)钛酸酯、四氯双(四氢呋喃)钛、氯化三异丙醇钛、碘化三异丙醇钛、二氯二乙醇钛、二氯双((2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸酯)钛、四氯双(环己基巯)钛和氯化钛；含有卤素原子的钯络合物如氯化钯、氯化烯丙基钯、二氯双(乙腈)钯和二氯双(苄腈)钯；醋酸盐如醋酸钯；钯与β-二酮的络合物如2，4-戊二酸钯和六氟戊二酸钯；钯与带有共轭羰基的化合物形成的络合物如双(二亚苄基丙酮)钯；膦基Pd络合物如双[1，2-双(二苯膦基)乙烷]钯、双(三苯膦)氯化钯、双(三苯膦)醋酸钯、二醋酸(三苯膦)钯、二氯[1，2-双(二苯膦)乙烷]钯、反-二氯(三环己膦)钯、反-二氯双(三苯膦)钯、反-二氯双(三邻甲苯膦)钯和四(三苯膦)钯；烷醇铝如乙醇铝、异丙醇铝、正丁醇铝、仲丁醇铝、叔丁醇铝、乙氧基乙氧乙醇铝、苯氧基铝和乳酸铝；烷基铝如醋酸铝、丙烯酸铝、甲基丙烯酸铝和环己烷丁酸铝；以及铝与β-二酮的络合物如2，4-戊二酸铝、六氟戊二酸铝、2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酸铝、仲丁醇双(乙酰乙酸乙酯)铝、乙酰乙酸乙酯二仲丁醇铝、乙酰乙酸乙酯二异丙醇铝。
这些之中，优选使用异丙醇钛、异丙醇铝、双(乙酰乙酸乙酯)二异丙醇钛、2，4-戊二酸钯、六氟戊二酸钯、2，4-戊二酸铝和六氟戊二酸铝。
对于含有选自Ti、Pd和Al中一种金属原子的有机金属化合物溶液中所用的溶剂，可以使用任何独自或与水混合能够溶解有机金属化合物的溶剂。对于这种溶剂，可以使用例如水、醚类如四氢呋喃、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；醇类如甲醇、乙醇和丙醇；以及非质子传递的极性溶剂如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-丁内酯。这些溶剂可以单独也可以与水混合使用。
可以使用与涂敷铝烷与胺化合物的溶液的方法相同的方法将这些有机金属化合物的溶液涂敷在基底上。在脱除溶剂后涂膜基层的厚度优选为0.001-10μm，更优选0.005-1μm。当厚度太大时，膜的平整性难以达到，而厚度太小时，基层对基底或与它相接触的膜的附着力不佳。基层是通过涂敷上述溶液并将所涂溶液干燥脱去溶剂后而形成的。
本发明所用基底也可用上面既具有憎水部分又有亲水部分的基底。因此，它也变成了可能只在基底上某一特定部分形成导电膜的。
本发明中使用的上面既有憎水部分又有亲水部分的基底，其憎水部分是通过把六甲基二硅氮烷或含有上述氟基表面活性剂等类似物的溶液涂到要形成憎水部分的地方，再在100-500℃对涂后基底进行烘焙而制成的。要把六甲基二硅氮烷或含有上述氟基表面活性剂的溶液只涂到目标部分，要预先对基底的整个表面按后面所述的方法进行处理以使其变成亲水性的，把要保持亲水性的部分亲水性表面覆盖起来，接着把目标亲水部分处理成憎水性部分。对覆盖亲水部分所用的方法并无特殊限制。例如，有一种可用的方法，它包括以下步骤通过照相平版印刷(光刻)工艺进行图案化，用一种已知的抗蚀剂把要保持亲水性的部分覆盖起来或用胶纸带覆盖起来，在目标部分形成本发明的导电膜，然后用已知的方法脱去抗蚀剂或胶纸带。此外，也可以用相似的方法把基底整个表面处理成呈憎水性的，再把它的特定部分处理为呈亲水性。
另外本发明所用基板上既有憎水部分又有亲水部分，形成其亲水部分的方法可以是，把含有选自Ti、Pd和Al中一种金属原子的有机金属化合物的溶液涂到基底上应形成亲水部分的地方，然后把涂上的溶液烘干。
对于有机金属化合物，可以优选使用与如上所述基层相同的有机金属化合物。
在本发明的方法中，对使用胺化合物与铝烷的络合物溶液的涂膜进行热处理和/或光辐射而使之转化成导电膜。热处理温度优选不低于100℃，更优选在150-500℃。热处理时间30秒到120.分钟已足够。此外，热处理优选在含有氢气且含有尽可能少氧气的烘焙气氛中进行，才能得到高质量的导电膜。烘焙气氛中的氢气也可用其与例如氮气、氦气或氩气的混合气体。此外，也可以通过光辐射使利用胺化合物与铝烷的络合物溶液的涂膜形成导电膜。对于光辐射的光源，可以使用低压或高压汞灯、氘灯、惰性气体如氩气、氪气或氙气的放电光、钇铝石榴石激光器、氩激光器、二氧化碳激光器或受激准分子激光器如XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF或ArCl等。尽管这些光源，一般使用的功率都在10-5000W，但通常100-1000W的功率已经足够。尽管对这些光源的波长并无特殊限制，但它们一般在170-600nm之间。另外，从对导电膜的改进效果的角度考虑，尤其优选使用激光。光辐射时的温度一般在室温到200℃的范围。另外，光辐射可以通过一个掩模来进行，如此就可以只对特定部位光辐射。尽管导电膜的合适厚度随所使用的涂敷方法和固体的含量而变化，但膜厚优选在0.01-100μm，更优选0.05-10μm。当厚度太大时，导电膜的平整性难以达到，而当厚度太小时，导电膜对基底或与它相接触的膜的附着力不佳。
当如此得到的导电膜被放在空气中时，它很容易氧化，并在表面形成氧化铝层。当它用于例如布线和/或电极时，这就可能会成为一个要解决的问题。为防止其氧化，优选在惰性气体气氛中制成导电膜后再在惰性气体气氛中形成一层保护膜。对于保护膜，优选使用例如(i)选自Ti、Pd和Al的一种金属的膜或(ii)一种有机聚合物膜。
制得上述金属膜可以采用的方法是，涂敷一种与用成基层所用的有机金属化合物溶液相同的溶液，然后对所涂溶液进行热处理和/或光辐射，把有机金属化合物转化成相应的金属。热处理和/或光辐射可以在与上述相同的条件下进行。
同时，有机聚合物膜可以通过涂敷一种有机聚合物溶液再把涂敷的溶液在例如50-200℃干燥除去溶剂的方法而制得。对溶液中所用的聚合物并无特殊限制。例如，可以使用的均聚物的例子有聚(甲基)丙烯酸烷基酯类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这些聚合物的共聚物。对于这些聚合物溶液中所用的溶剂，可以使用任何能够溶解这些聚合物的溶剂。
保护膜在除去溶剂后的厚度优选0.001-10μm，更优选0.01-1μm。当厚度太大时，保护膜的平整性难以达到，而当厚度太小时，保护膜对基底或与它相接触的膜的附着力可能不佳。
实施例在下文中，将参照实施例对本发明做进一步描述。但是，本发明并不应局限于这些实施例。
在以下实施例中用到的一种铝烷-胺络合物按以下方法合成。
在含有20g三乙胺的乙醚(100ml)溶液中，鼓泡送入五倍摩尔数的氯化氢气体以引起反应，然后用过滤器把析出的盐滤出，用100ml乙醚冲洗，烘干合成得24g三乙胺氢氯化物。把得到的三乙胺氢氯化物取14g溶入500ml四氢呋喃中，室温及氮气保护下将得到的溶液在1小时内逐滴加入到由3.8g氢化锂铝和500ml乙醚组成的悬浮液中，逐滴加完后，将得到的混合物在室温下再反应6小时。将反应溶液用0.2μm的滤膜进行过滤，把过滤液在氮气下浓缩，并用0.2μm的滤膜过滤出在浓缩过程中析出的盐。另外在加入300ml甲苯后，借助氮气分散溶剂以对溶液进行浓缩。在浓缩过程中析出的盐用0.2μm的滤膜再次过滤精制，如此得到反应产物10％的甲苯溶液。
通过把所得反应产物10％的甲苯溶液涂在KBr上并在氮气中将溶剂蒸发除去，得到一个红外光谱样品，图1所示的就是这个样品的红外光谱。图1中的红外光谱显示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，表明所得反应产物为三乙胺-铝烷的络合物。另外，反应产物的核磁共振谱(测量溶剂氘苯(C6D6)，图2)显示，AlH3的质子吸收在4.1ppm，C2H5N基中的甲基和亚甲基的质子吸收在1.5和3.8ppm，表明所得反应产物为三乙胺-铝烷的络合物。
实施例1将一玻璃基底浸入双(乙酰乙酸乙酯)二异丙醇钛的1％甲苯溶液中1小时，然后在100℃烘焙30分钟，再在300℃烘焙30分钟，以制备亲水性基底。在氮气气氛下将10g三乙胺-铝烷的络合物溶解到45g甲苯和45g四氢呋喃组成的混合溶剂中制成溶液，将溶液用旋涂法以1000rpm的速度涂到玻璃基底上，立即将涂过的基底在110℃预烘焙除去溶剂，从而形成主要由三乙胺-铝烷络合物组成的膜。当涂膜在氮气气氛下进一步在250℃加热30分钟，再在350℃加热30分钟以将膜热分解后，在玻璃基底上就形成了具有金属光泽的膜。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上膜的厚度时，厚度为100nm。测量膜的ESCA时，在73.5eV观察到有铝的Al2p峰。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为100μΩ□，电阻为30μΩ·cm。
实施例2使用与实施例1中相同的亲水性玻璃基底，用与实施例1同样的方法制备烘干的膜，只不过用10g氨-铝烷络合物代替了10g三乙胺-铝烷络合物。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上膜的厚度时，厚度为90nm。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为120μΩ□。
实施例3使用与实施例1中相同的亲水性玻璃基底，用与实施例1同样的方法制备烘干的膜，只不过用10g苯基二甲胺-铝烷络合物代替了10g三乙胺-铝烷络合物。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上膜的厚度时，厚度为85nm。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为95μΩ□。
实施例4使用与实施例1中相同的亲水性玻璃基底，用与实施例1同样的方法制备烘干的膜，只不过用10g三异丁胺-铝烷络合物代替了10g三乙胺-铝烷络合物。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上膜的厚度时，厚度为75nm。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为125μΩ□。
实施例5使用与实施例1中相同的亲水性玻璃基底，用与实施例1同样的方法制备烘干的膜，只不过用10g二异丙胺-铝烷络合物代替了10g三乙胺-铝烷络合物。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上膜的厚度时，厚度为95nm。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为130μΩ□。
实施例6使用与实施例1中相同的亲水性玻璃基底，用与实施例1同样的方法制备烘干的膜，只不过用10g三异丙胺-铝烷络合物代替了10g三乙胺-铝烷络合物。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上膜的厚度时，厚度为85nm。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为95μΩ□。
实施例7使用与实施例1中相同的亲水性玻璃基底，用与实施例1同样的方法制备烘干的膜，只不过用10g三苯胺-铝烷络合物代替了10g三乙胺-铝烷络合物。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上膜的厚度时，厚度为85nm。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为110μΩ□。
实施例8将一玻璃基底浸入双(乙酰乙酸乙酯)二异丙醇钛的1％甲苯溶液中1小时，然后在100℃烘焙30分钟，再在300℃烘焙30分钟，由此制得亲水性的含钛基层。在氮气气氛下将10g三乙胺-铝烷的络合物溶解到90g甲苯中制成溶液，将溶液用旋涂法以1000rpm的速度涂到玻璃基底上，立即将涂过的基底在110℃预烘焙15分钟以除去溶剂，从而形成主要由三乙胺-铝烷络合物组成的膜。当涂膜进一步在氮气气氛下在250℃加热30分钟，再在350℃加热30分钟以将膜热分解时，在玻璃基底上就形成了具有金属光泽的膜。当用α-step(Tenchor有限公司产品)来测量基底上的膜的厚度时，厚度为300nm。测量膜的ESCA时，在73.5eV观察到铝的Al2p峰。另外，当检查膜的导电性时，发现膜是导电性的，其表面电阻值为100μΩ□，电阻为30μΩ·cm。接下来，在铝膜上旋涂了双(乙酰乙酸乙酯)二异丙醇钛的5％甲苯溶液，且将得到的基底在350℃烘焙1小时以形成厚度为50nm的保护层。从而就形成了具有由基层、铝层和顶层(保护层)组成的三层结构的导电膜。当检查具有三层结构的导电膜的导电性时，发现它是一种电阻值为45μΩ·cm的三层导电膜。
实施例9使用与实施例8相同的方法在玻璃基底上形成含钛基层和导电铝层。然后在铝膜上旋涂六氟戊二酸钯的3％四氢呋喃溶液(THF solution)，得到的基底在350℃烘焙1小时以形成厚度为30nm的保护层。从而就形成了具有由基层、铝层和顶层(保护层)组成的三层结构的导电膜。当检查具有三层结构的导电膜的导电性时，发现它是一种电阻值为50μΩ·cm的三层导电膜。
实施例10使用与实施例8相同的方法在玻璃基底上形成了含钛基层和导电铝层。然后在铝膜上旋涂正丁醇铝的3％四氢呋喃溶液，得到的基底在350℃烘焙1小时以形成厚度为35nm的保护层。从而就形成了具有由基层、铝层和顶层(保护层)组成的三层结构的导电膜。当检查具有三层结构的导电膜的导电性时，发现它是一种电阻值为45μΩ·cm的三层导电膜。
对比例1把与实施例1中相同的基底，用溶有10％异丙醇铝的异丙醇溶液代替实施例1中用的三乙胺-铝烷络合物，按与实施例1相同的方法进行处理，并不能形成导电膜。
如上面所详细描述，根据本发明提供了一种能很容易地制造导电膜的工业方法。此方法与用真空工艺如溅射、真空沉积或化学气相沉积来制造导电膜的通常方法的不同在于，它的步骤包括用溶液涂敷法如旋涂或喷墨涂敷，在已经过特殊处理的基底上涂敷一种特定的含氮化合物的胺与铝烷的络合物，以形成涂膜，再对涂膜进行热处理和/或光辐射以形成导电膜。另外，与通常的CVD工艺包括气相中的沉积不同，由涂敷法形成的预膜受到热处理和/或光辐射，由此可以形成经济、均一、致密的导电膜和使用这种导电膜的布线或/和电极。
权利要求
1.一种导电膜形成用组合物，包括一种由胺化合物与氢化铝组成的络合物以及一种有机溶剂。
2.一种制造导电膜的方法，此方法的步骤包括在基底上涂敷权利要求1所述的导电膜形成用组合物，然后对涂敷的组合物进行热处理和/或光辐射以形成铝膜。
3.权利要求2所述的方法，其中的基底具有一层包括有机金属化合物的涂膜，此有机金属化合物含有选自Ti、Pd和Al的一种金属原子，并将该导电膜形成用组合物涂敷在基底上的涂膜之上。
4.权利要求2或3所述的方法，它还包括步骤在铝膜上形成一层包括含有选自Ti、Pd和Al中一种金属原子的有机金属化合物的涂膜，然后对形成的涂膜进行热处理和/或光辐射，把涂膜转化成相应的金属膜。
5.一种根据权利要求2到4中任一项所述的方法得到的导电膜。
6.一种制造带图案导电膜的方法，这种方法的步骤包括在表面有亲水部分和憎水部分图案的基底上涂敷权利要求1的导电膜形成用组合物，以形成带图案的涂膜，然后对形成的涂膜进行热处理和/或光辐射以形成带图案的铝膜。
7.权利要求6的方法，它还包括步骤在带图案铝膜上形成一层包括含有选自Ti、Pd和Al中一种金属原子的有机金属化合物的涂膜，然后对形成的涂膜进行热处理和/或光辐射，把涂膜转化成相应的金属膜。
8.属于根据权利要求6或7的方法得到的带图案导电膜的布线或电极。
全文摘要
本发明提供了一种制造能够方便、经济地适用于不同电子元件的布线或电极的导电膜形成用组合物，一种用这种组合物制膜的方法、一种用此方法制成的导电膜，和包含这种膜的布线或电极。包括一种胺化合物与铝氢化合物的络合物和一种有机溶剂的导电膜形成用组合物，被涂敷在基底上，然后对它进行热处理和/或光辐射，从而形成一种导电膜如电极或布线。
文档编号C23C18/14GK1461779SQ0313678
公开日2003年12月17日 申请日期2003年4月18日 优先权日2002年4月19日
发明者横山泰明, 松木安生, 迫野郁夫, 小林和树, 竹内安正 申请人:捷时雅株式会社, 夏普公司, 株式会社国际基盘材料研究所