复合材料及其制造方法和制造装置制造方法及图纸

提供一种复合材料和该复合材料的制造方法，所述复合材料是在形成于硅表面层的非穿透孔内，使用镀覆法以金属等以不形成空隙的方式填充，并且该硅表面层被金属等覆盖的粘合性高的复合材料。通过以位于从硅基板(100)表面形成的非穿透孔的底部的第1金属为起点，所述非穿透孔由使用自动催化型无电解镀覆法的实质上的第2金属或者所述第2金属的合金(106a)填充，并且硅基板(100)的表面由第2金属(106b)覆盖，从而可以得到所述第2金属或者所述第2金属的合金(106a)、(106b)与硅表面密合性高的复合材料。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2009年3月2日提交的名称为“复合材料及其制造方法和制造装置”的200980107159.0专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及复合材料及其制造方法和制造装置。
技术介绍
一直以来，人们都在对金属薄膜处理法、非金属薄膜处理法、化学转化处理法等表面处理法等进行着研究。迄今为止，通过在某种金属基材的表面形成其他种类的金属膜，制作出了具备各种各样功能的复合材料。在几种表面处理法中，代表性方法之一就是镀覆法。镀覆法在各个工业领域得到广泛利用。但是，通过镀覆法形成的金属等的膜，如果没有选择到合适的基材，就得不到其与该基材的充分的粘合力。例如，在半导体领域、MEMS领域等应用最广泛的硅，就是以通过镀覆法形成的金属膜作为对象的基材之一，但有人指出，一般情况下，镀覆金属与硅的粘合性弱。(例如，专利文献1)。作为提高金属膜对硅的粘合性的技术之一，公开了如下方法：通过将多晶硅表面浸渍于加热的氢氧化钠(NaOH)水溶液中，从而在其表面形成凹陷(段差)，来提高其表面与镀覆金属膜之间的粘合性(参考专利文献2)。另一方面，使用特殊基板形成多孔层后，用置换镀覆法在该多孔层的孔内填充镀覆物的技术也被公开(专利文献3)。非专利文献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非专利文献2：八重真治(S.Yae)、外4名,“ElectrochemistryCommunications”,2003年8月,第5巻,p.632非专利文献3：辻埜和也(K.Tsujino)、外1名,“ElectrochimicaActa”,2007年11月20日,第53巻,p.28专利文献1：特开2004-193337号公报专利文献2：特开昭60-4271号公报专利文献3：特开2006-342402号公报专利文献4：特开昭57-105826号公报专利文献5：特开平11-283829号公报专利文献6：特开2003-288712号公报专利文献7：特开2004-237429号公报专利文献8：特开2005-139376号公报专利文献9：特开2007-533983号公报专利文献10：美国专利申请公开第2005/0101153号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，公开了几种通过镀覆法在硅表面形成金属膜的技术。但是，例如，在使用镀覆法在整个硅表面形成金属膜等的情况下，如果所述凹陷没有被充分填埋，那么由此产生的空隙可能导致出现粘合性降低，不仅如此，该空隙还有可能妨碍其发挥作为复合材料的功能。另一方面，例如，在使用被广泛采用的电解镀覆法的情况下，由于必需要电源和电极，因此设备小型化和设备成本的降低受到局限。另外，对于使用现有的无电解镀覆法的孔填充技术而言，则需要复杂的制造步骤。解决问题的手段本专利技术通过解决上述的多个技术问题，对不依赖于单晶硅和多晶硅的结晶性，在硅表面层叠金属等的膜的功能材料的开发做出了很大贡献。首先，专利技术人认为，为了提高镀覆材料与硅表面的粘合性，在镀覆材料和硅表面的界面处形成所谓的锚结构是有用的。于是，专利技术人为了找到如下的方法而反复进行了潜心钻研，即：在用镀覆材料填充形成于硅表面层的孔时，无论孔的大小如何都可以确保被填充，在此基础上，还可以覆盖在没有形成该孔的硅表面上。一般地，孔越微细，在该孔的内部以不形成空隙的方式填充镀覆材料就越困难。但是，专利技术人发现，即便是在无电解步骤中，也可以通过创造出某种特殊状况并对其加以利用，使以该孔的底部为起点的镀覆材料的填充和其后的镀覆步骤得以进行，由此完成了本专利技术。本专利技术的一种复合材料如下：其以位于从硅表面形成的非穿透孔的底部的第1金属为起点，所述非穿透孔由使用自动催化型无电解镀覆法的实质上的第2金属或者所述第2金属的合金填充，并且所述硅表面由第2金属或者所述第2金属的合金覆盖。根据该复合材料，由于硅表面上的第2金属或者第2金属的合金(以下，在本段中为了方便起见，称为第2金属等)的形成是通过自动催化型无电解镀覆法，因此，在第2金属等覆盖第1金属后，该第2金属等还可以作为催化剂继续作用于第2金属等的离子的还原。因此，对于该复合材料而言，由于以位于非穿透孔的底部的第1金属为起点，第2金属等填充于该孔，因此就不容易在该孔内形成空隙。其结果是连续填充该孔的并在该孔内以外的硅表面上形成的第2金属等的膜，由于所述孔的精密的填充效果，能够提高其与硅表面的粘合性。本专利技术的一种复合材料的制造方法包括如下步骤：分散配置步骤，在硅表面分散配置粒子状、岛状或者膜状的第1金属；非穿透孔形成步骤，通过使所述硅表面浸渍于含有氟化物离子的第2溶液，从而从该硅表面形成非穿透孔；和镀覆步骤，通过浸渍于含有第2金属的离子及还原剂的第3溶液，以位于所述非穿透孔的底部的该第1金属为起点，用使用自动催化型无电解镀覆法的实质上的所述第2金属或者该第2金属的合金填充所述非穿透孔，并且用第2金属或者该第2金属的合金覆盖所述硅表面。根据该复合材料的制造方法，首先，第1金属被粒子状、岛状或者膜状地分散配置于硅表面。接着，通过使承载该第1金属的硅表面浸渍于含有氟化物离子的第2溶液，在该硅表面层形成孔。这时，就如粒子状、岛状或者膜状的第1金属侵入该孔内那样，最终该第1金属被配置到所形成的非穿透孔的底部。其后，由于填充该孔的第2金属或者第2金属的合金(以下，在本段中为了方便起见，称为第2金属等)的形成是通过自动催化型无电解镀覆法，因此，在第2金属等覆盖第1金属后，该第2金属等还可以作为催化剂继续作用于第2金属等的离子的还原。因此，对于该复合材料而言，由于以位于非穿透孔的底部的第1金属为起点，第2金属等填充于该孔，因此就不容易在该孔内形成空隙。其结果是连续填充该孔的并在该孔内以外的硅表面上形成的第2金属等的膜，由于所述孔的精密的填充效果，能够提高其与硅表面的粘合性。本专利技术的另一种复合材料的制造方法包括如下步骤：分散配置步骤，通过将硅表面浸渍于含有第1金属的离子及氟化物离子的第1溶液，从而在该硅表面分散配置粒子状、岛状或者膜状的所述第1金属；非穿透孔形成步骤，通过使所述硅表面浸渍于含有氟化物离子的第2溶液，从而从该硅表面形成非穿透孔；和镀覆步骤，通过浸渍于含有第2金属的离子及还原剂的第3溶液，以位于所述非穿透孔的底部的该第1金属为起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料，其中，以位于从硅表面通过无电解步骤形成的非穿透孔的底部的第1金属为起点，所述非穿透孔由使用自催化型无电解镀覆法的实质上的第2金属或者所述第2金属的合金填充，并且所述硅表面被与所述硅表面直接接触的第2金属或者所述第2金属的合金覆盖。

【技术特征摘要】
2008.03.07 JP 2008-057865;2008.08.19 JP 2008-211231.一种复合材料，其中，以位于从硅表面通过无电解步骤形成的非
穿透孔的底部的第1金属为起点，所述非穿透孔由使用自催化型无电解镀
覆法的实质上的第2金属或者所述第2金属的合金填充，并且所述硅表面
被与所述硅表面直接接触的第2金属或者所述第2金属的合金覆盖。
2.权利要求1所述的复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：八重真治，平野达也，松田均，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：日本;JP