特許ウォッチ

公開番号2025072004
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182479
出願日2023-10-24
発明の名称MIM構造基板の製造方法及びMIM構造基板
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人WisePlus
主分類G01N 21/41 20060101AFI20250430BHJP(測定;試験)
要約【課題】絶縁部材の表面に金属コロイド結晶の単層構造を安定して形成することが可能なMIM構造基板の製造方法を提供する。
【解決手段】MIM構造基板1の製造方法は、絶縁性基板と、絶縁膜と、絶縁性基板の第2主面に設けられた第2金属層と、を含む絶縁部材を準備する工程と、絶縁膜の表面電荷と反対符号の第1電荷を第1金属層に帯電させるとともに、絶縁膜の表面電荷と同じ符号の第2電荷を第2金属層に帯電させる工程と、絶縁膜の表面電荷と反対符号の電荷を有する金属粒子が分散媒に分散したコロイド分散液を調製する工程と、絶縁部材の第1金属層側の表面にコロイド分散液を接触させる工程と、金属粒子からなる金属コロイド結晶をコロイド分散液中に形成する工程と、絶縁部材の第1金属層12側の表面に金属粒子を吸着させて、金属コロイド結晶の単層構造を形成する工程と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
厚み方向に相対する第１主面及び第２主面を有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板の前記第１主面に設けられた第１金属層と、前記第１金属層の表面に設けられ、表面が正又は負の電荷を有する絶縁膜と、前記絶縁性基板の前記第２主面に設けられた第２金属層と、を含む絶縁部材を準備する工程と、
前記第１金属層及び前記第２金属層に直流電圧を印加することにより、前記絶縁膜の表面電荷と反対符号の第１電荷を前記第１金属層に帯電させるとともに、前記絶縁膜の表面電荷と同じ符号の第２電荷を前記第２金属層に帯電させる工程と、
前記絶縁膜の表面電荷と反対符号の電荷を有する金属粒子が分散媒に分散したコロイド分散液を調製する工程と、
前記第１金属層が前記第１電荷に、前記第２金属層が前記第２電荷にそれぞれ帯電した状態で、前記絶縁部材の前記第１金属層側の表面に前記コロイド分散液を接触させる工程と、
前記絶縁部材に接触させている前記コロイド分散液中の前記金属粒子を３次元結晶化させることにより、前記金属粒子からなる金属コロイド結晶を前記コロイド分散液中に形成する工程と、
前記金属コロイド結晶を含有する前記コロイド分散液を接触させた状態の前記絶縁部材に対して、前記第１電荷を前記第１金属層から放電させることにより、又は、前記第１電荷に代えて前記第２電荷を前記第１金属層に帯電させることにより、前記絶縁部材の前記第１金属層側の表面に前記金属粒子を吸着させて、前記金属コロイド結晶の単層構造を形成する工程と、を備える、
ＭＩＭ構造基板の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記絶縁部材の前記第１金属層側の表面に前記コロイド分散液を接触させた後、前記金属粒子を吸着させる前に、前記第１金属層及び前記第２金属層への前記直流電圧の印加を停止する、
請求項１に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１金属層及び前記第２金属層に前記直流電圧を印加した後、前記絶縁部材の前記第１金属層側の表面に前記コロイド分散液を接触させる前に、前記第１金属層及び前記第２金属層への前記直流電圧の印加を停止する、
請求項１に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属コロイド結晶の単層構造を形成する工程では、前記第１金属層及び前記第２金属層のうち少なくとも前記第１金属層をアースに接続することにより、前記第１電荷を前記第１金属層から放電させる、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属コロイド結晶の単層構造を形成する工程では、前記金属層帯電工程とは逆方向の直流電圧を前記第１金属層及び前記第２金属層に印加することにより、前記第１電荷に代えて前記第２電荷を前記第１金属層に帯電させる、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項６】
前記金属コロイド結晶の単層構造を形成する工程の後、前記第２金属層を前記絶縁性基板から除去する工程をさらに備える、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１電荷は負電荷であり、前記第２電荷は正電荷である、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁膜は、アミノ基を有するシリカ膜である、
請求項７に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項９】
前記金属粒子は、金粒子であり、
前記第１金属層及び前記第２金属層は、いずれも金からなる、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金属層及び前記第２金属層は、いずれも金属膜である、
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＩＭ構造基板の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭ構造基板の製造方法及びＭＩＭ構造基板に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、表面が正又は負の電荷を有する絶縁部材を用意する絶縁部材準備工程と、上記絶縁部材の表面電荷と反対符号の電荷を有する金属コロイド粒子からなるコロイド結晶が分散媒に分散した荷電コロイド結晶分散液を調製するコロイド結晶分散液調製工程と、上記絶縁部材に上記荷電コロイド結晶分散液を接触させて、上記絶縁部材上に金属コロイド結晶の単層構造を形成させる表面形成工程と、を備えることを特徴とするＳＰＲ測定用基板の製造方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１の図４には、一実施形態として以下の製造方法が記載されている。まず、絶縁性のガラス又はセラミック等からなる基板上に、蒸着、スパッタリング又は化学めっき等の手法によって金属膜を形成した金属膜基板を用意する。そして、金属膜基板上に、例えば正電荷を有する絶縁膜を形成した絶縁膜付金属基板を作製する。
【０００４】
一方、例えば負電荷を有する金属コロイド粒子からなるコロイド結晶が分散媒に分散した荷電コロイド結晶分散液を調製しておく。分散液中では金属コロイド粒子が３次元結晶化した荷電コロイド結晶構造が形成され、金属コロイド粒子が所定の間隔で配列されている。
【０００５】
そして、荷電コロイド結晶分散液を絶縁膜付金属基板上に滴下して、負電荷を有する金属コロイド粒子を静電引力によって、結晶格子（３次元結晶）の一層だけを吸着させた後、水等の溶媒で洗浄して余分な荷電コロイド結晶分散液を洗い流す。こうして、絶縁部材上に金属粒子からなる２次元荷電金属コロイド結晶が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－３４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の製造方法では、絶縁部材として、金属膜上に絶縁膜が形成されているものを用いることにより、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ－Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－Ｍｅｔａｌ）構造を有する基板を形成することができる。
【０００８】
さらに、特許文献１には、表面形成工程を行う前に、絶縁膜をアルカリ処理することが好ましいと記載されている。特許文献１によれば、絶縁膜をアルカリ処理することによってＯ
－
基が絶縁膜に形成され、これが空気中の炭酸イオンによって時間の経過と共に徐々に中和され、徐々に表面電荷が正側に大きくなる。このため、表面形成工程における２次元荷電金属コロイド結晶の成長がゆっくりとなり、欠陥の少ない２次元荷電金属コロイド結晶が形成される、とされている。
【０００９】
しかしながら、表面形成工程を行う前に絶縁膜をアルカリ処理することで、金属粒子の３次元結晶化が困難になりやすく、また、絶縁膜に炭酸イオンが溶け込む量が多くなると金属粒子の２次元結晶化の維持が困難になりやすい。そのため、絶縁膜をアルカリ処理する方法では、２次元結晶の状態で金属粒子を吸着させることに対する再現性を高めることが難しく、例えば、絶縁部材上に金属粒子がランダムに吸着する、２次元結晶化のエリアが小さくなる、等の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、絶縁部材の表面に金属コロイド結晶の単層構造を安定して形成することが可能なＭＩＭ構造基板の製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、絶縁部材の表面に金属コロイド結晶の単層構造を安定して形成されたＭＩＭ構造基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許