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複合材料及びその製造方法、並びにその製造装置 実績あり

国内特許コード P110004538
整理番号 N072P56
掲載日 2011年7月20日
出願番号 特願2010-501898
登録番号 特許第5261475号
出願日 平成21年3月2日(2009.3.2)
登録日 平成25年5月2日(2013.5.2)
国際出願番号 JP2009053877
国際公開番号 WO2009110431
国際出願日 平成21年3月2日(2009.3.2)
国際公開日 平成21年9月11日(2009.9.11)
優先権データ
  • 特願2008-057865 (2008.3.7) JP
  • 特願2008-211238 (2008.8.19) JP
発明者
  • 八重 真治
  • 平野 達也
  • 松田 均
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 複合材料及びその製造方法、並びにその製造装置 実績あり
発明の概要

シリコン表面層に形成された非貫通孔内に、めっき法を用いて金属等が空隙を形成することなく充填されるとともに、そのシリコン表面層が金属等で覆われた密着性の高い複合材料と、その複合材料の製造方法を提案する。
シリコン基板100の表面から形成された非貫通孔の底部に位置する第1金属が起点となって、その非貫通孔が、自己触媒型無電解めっき法を用いた実質的に第2金属又は前記第2金属の合金106aにより充填されるとともにシリコン基板100の表面が第2金属106bで覆われることにより、その第2金属又は第2金属の合金106a,106bとシリコン表面との密着性の高い複合材料が得られる。

従来技術、競合技術の概要


従来より、金属皮膜処理法、非金属皮膜処理法、化成処理法等の表面処理方法が研究されている。これまでに、ある金属母材の表面に別の種類の金属膜を形成することにより、様々な機能を備えた複合材料が創出されてきた。



幾つかの表面処理方法の中でも代表的なものの一つが、めっき法である。このめっき法は、様々な産業分野で広く利用されている。しかし、このめっき法によって形成される金属等の膜は、適切な母材が選定されなければ、その母材との十分な密着力が得られない。例えば、半導体分野やMEMS分野等において最も広範に利用されるシリコンは、めっき法による金属膜の形成の対象となる母材の一つであるが、一般的に、めっきされた金属とシリコンとの密着性は弱いことが指摘されている(例えば、特許文献1)。



シリコンに対する金属膜の密着性を高める技術の一つとして、多結晶シリコン表面を加熱された水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に浸漬してその表面に段差を形成することにより、その表面とめっきされた金属膜との密着性を高める方法が開示されている(特許文献2参照)。他方、特殊な基板を用いて、多孔質層を形成した上で、置換めっき法を用いてその多孔質層の孔内にめっき物を充填する技術も開示されている(特許文献3)。

【非特許文献1】伊藤健一、外1名、「ナノホールパターンドメディア」、雑誌FUJITSU、富士通株式会社、2007年1月、第58巻、第1号、p90-98

【非特許文献2】八重真治(S. Yae)、外4名,“Electrochemistry Communications”,2003年8月,第5巻,p.632

【非特許文献3】辻埜和也(K. Tsujino)、外1名,“Electrochimica Acta”,2007年11月20日,第53巻,p.28

【特許文献1】特開2004-193337号公報

【特許文献2】特開昭60-4271号公報

【特許文献3】特開2006-342402号公報

【特許文献4】特開昭57-105826号公報

【特許文献5】特開平11-283829号公報

【特許文献6】特開2003-288712号公報

【特許文献7】特開2004-237429号公報

【特許文献8】特開2005-139376号公報

【特許文献9】特開2007-533983号公報

【特許文献10】米国特許出願公開第2005/0101153号明細書

産業上の利用分野


本発明は、複合材料及びその製造方法並びにその製造装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
シリコンの表面から形成され、かつ粒子状、アイランド状、又は膜状の第1金属が分散配置された前記シリコンの表面をフッ化物イオンを含有する溶液に浸漬することにより形成された非貫通孔の底部に位置する前記第1金属が起点となって、前記非貫通孔が、自己触媒型無電解めっき法を用いた実質的に第2金属又は前記第2金属の合金により充填されるとともに、前記シリコンの表面が第2金属又は前記第2金属の合金で覆われている
複合材料。

【請求項2】
前記非貫通孔により前記シリコンの表面が多孔性となる
請求項1に記載の複合材料。

【請求項3】
前記第1金属が、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、及びロジウム(Rh)の群から選ばれる少なくとも一種類の金属である
請求項1又は請求項2に記載の複合材料。

【請求項4】
前記シリコンが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、及びアモルファスシリコンの群から選ばれる少なくとも1つの材料である
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の複合材料。

【請求項5】
シリコンの表面に、粒子状、アイランド状、又は膜状の第1金属を分散配置する分散配置工程と、
前記シリコンの表面をフッ化物イオンを含有する第2溶液に浸漬させることにより前記シリコンの表面から非貫通孔を形成する非貫通孔形成工程と、
第2金属のイオン及び還元剤を含有する第3溶液に浸漬することにより、前記非貫通孔の底部に位置する前記第1金属を起点として、前記非貫通孔を自己触媒型無電解めっき法を用いた実質的に前記第2金属又は前記第2金属の合金で充填するとともに、前記シリコンの表面を第2金属又は前記第2金属の合金で覆うめっき工程とを含む
複合材料の製造方法。

【請求項6】
シリコンの表面を第1金属のイオン及びフッ化物イオンを含有する第1溶液に浸漬することにより前記シリコンの表面に粒子状、アイランド状、又は膜状の前記第1金属を分散配置する分散配置工程と、
前記シリコンの表面をフッ化物イオンを含有する第2溶液に浸漬させることにより前記シリコンの表面から非貫通孔を形成する非貫通孔形成工程と、
第2金属のイオン及び還元剤を含有する第3溶液に浸漬することにより、前記非貫通孔の底部に位置する前記第1金属を起点として、前記非貫通孔を自己触媒型無電解めっき法を用いた実質的に前記第2金属又は前記第2金属の合金で充填するとともに、前記シリコンの表面を第2金属又は前記第2金属の合金で覆うめっき工程とを含む
複合材料の製造方法。

【請求項7】
前記非貫通孔を形成することにより前記シリコンの表面を多孔性とする
請求項5又は請求項6に記載の複合材料の製造方法。

【請求項8】
前記第1金属が、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、及びロジウム(Rh)の群から選ばれる少なくとも一種類の金属である
請求項5又は請求項6に記載の複合材料の製造方法。

【請求項9】
前記シリコンが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、及びアモルファスシリコンの群から選ばれる少なくとも1つの材料である
請求項5又は請求項6に記載の複合材料の製造方法。

【請求項10】
シリコンの表面に、粒子状、アイランド状、又は膜状の第1金属を分散配置する分散配置装置と、
前記シリコンの表面をフッ化物イオンを含有する第2溶液に浸漬させることにより前記シリコンの表面から非貫通孔を形成する非貫通孔形成装置と、
第2金属のイオン及び還元剤を含有する第3溶液に浸漬することにより、前記非貫通孔の底部に位置する前記第1金属を起点として、前記非貫通孔を自己触媒型無電解めっき法を用いた実質的に前記第2金属又は前記第2金属の合金で充填するとともに、前記シリコンの表面を第2金属又は前記第2金属の合金で覆うめっき装置とを備えた
複合材料の製造装置。

【請求項11】
シリコンの表面を第1金属のイオン及びフッ化物イオンを含有する第1溶液に浸漬することにより前記シリコンの表面に粒子状、アイランド状、又は膜状の前記第1金属を分散配置する分散配置装置と、
前記シリコンの表面をフッ化物イオンを含有する第2溶液に浸漬させることにより前記シリコンの表面から非貫通孔を形成する非貫通孔形成装置と、
第2金属のイオン及び還元剤を含有する第3溶液に浸漬することにより、前記非貫通孔の底部に位置する前記第1金属を起点として、前記非貫通孔を自己触媒型無電解めっき法を用いた実質的に前記第2金属又は前記第2金属の合金で充填するとともに、前記シリコンの表面を第2金属又は前記第2金属の合金で覆うめっき装置とを備えた
複合材料の製造装置。
産業区分
  • 表面処理
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010501898thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST エネルギーの高度利用に向けたナノ構造材料・システムの創製 領域
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