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COMPOSITE MATERIAL WITH SILICON AS BASE MATERIAL, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF achieved

Patent code P09P006169
File No. N072P51
Posted date Sep 18, 2009
Application number P2008-054506
Publication number P2009-209420A
Patent number P5306670
Date of filing Mar 5, 2008
Date of publication of application Sep 17, 2009
Date of registration Jul 5, 2013
Inventor
  • (In Japanese)八重 真治
  • (In Japanese)平野 達也
  • (In Japanese)松田 均
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title COMPOSITE MATERIAL WITH SILICON AS BASE MATERIAL, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite material in which a metal or the like is filled into a non-through hole formed in a silicon surface layer without forming any void by using a plating method, and to provide a manufacturing method thereof.
SOLUTION: The compound material filled with high precision, in other word, in which any void is hardly formed, can be obtained by filling a non-penetrating hole formed from a surface of silicon 100 is substantially filled with second metal or alloy 106 of the second metal by using autocatalytic electroless plating method while first metal located at a bottom of the non-penetrating hole functions as a starting point.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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、例えば磁気記録分野においても利用されている。具体的には、母材とするアルミナ(Al2O3)の表面層に形成された多数の孔に、コバルトを交流めっき法によって充填する技術が開示されている(例えば、非特許文献1)。この技術は、高密度磁気記録媒体の製造において重要な地位を占める可能性がある。しかし、交流電源等を必要とするため、設備全体のコストの低減には限度がある等の問題が存在する。また、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1)。しかし、母材となる基板が特殊な構造を有しているため、その製造工程の煩雑化や製造コストの上昇は避けられない。



一方、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、安定的な供給が可能である点で磁気記録媒体の母材としても好適な材料となり得る。実際、これまでにシリコンを母材とする磁気記録媒体も提案されている(例えば、特許文献2)。一例としてではあるが、非貫通孔が形成されたシリコンの表面層を高精度に、換言すれば、空隙をできる限り残存させることなくめっき処理する技術の開発は、高密度の磁気記録媒体を製造するための重要な要素技術となり得る。
【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2006-342402号公報
【特許文献2】
特開昭57-105826号公報
【特許文献3】
特開平11-283829号公報
【特許文献4】
特開2003-288712号公報
【特許文献5】
特開2004-237429号公報
【特許文献6】
特開2005-139376号公報
【特許文献7】
特開2007-533983号公報
【特許文献8】
米国特許出願公開第2005/0101153号明細書

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、シリコンを母材とする複合材料及びその製造方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【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ている
シリコンを母材とする複合材料。

【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に記載のシリコンを母材とする複合材料。

【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に記載のシリコンを母材とする複合材料。

【請求項4】
 
前記第1金属が銀(Ag)又は金(Au)であり、前記第2金属がコバルト(Co)である
請求項1又は請求項2に記載のシリコンを母材とする複合材料。

【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充填工程とを含む
シリコンを母材とする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充填工程とを含む
シリコンを母材とする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に記載のシリコンを母材とする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に記載のシリコンを母材とする複合材料の製造方法。

【請求項9】
 
前記第1金属が銀(Ag)又は金(Au)であり、前記第2金属がコバルト(Co)である
請求項5又は請求項6に記載のシリコンを母材とする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充填装置とを備えた
シリコンを母材とする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充填装置とを備えた
シリコンを母材とする複合材料の製造装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008054506thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Development of Advanced Nanostructured Materials for Energy Conversion and Storage AREA
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