JP2001158926A - 貴金属合金を含有する製品とその製造方法 - Google Patents
貴金属合金を含有する製品とその製造方法Info
- Publication number
- JP2001158926A JP2001158926A JP2000316101A JP2000316101A JP2001158926A JP 2001158926 A JP2001158926 A JP 2001158926A JP 2000316101 A JP2000316101 A JP 2000316101A JP 2000316101 A JP2000316101 A JP 2000316101A JP 2001158926 A JP2001158926 A JP 2001158926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- noble metal
- product
- metal element
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/023—Composite material having a noble metal as the basic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/027—Composite material containing carbon particles or fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
- H01H2300/036—Application nanoparticles, e.g. nanotubes, integrated in switch components, e.g. contacts, the switch itself being clearly of a different scale, e.g. greater than nanoscale
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Contacts (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 改善された耐摩耗性を有する合金から形成さ
れた電気接触子を有する素子を提供すること。 【解決手段】 本発明によれば、合金はＭＥＭＳ技術に
より形成されたマイクロリレーに特に有用である。一つ
の実施態様において、十分な析出硬化が耐摩耗性を改善
するが、電気伝導度を許容出来ない程度に析出を減少す
るレベルより低く維持するように、合金が選択される。
合金とては、ロジウム、白金、パラジウム、金、または
ルテニウムなどの少なくとも一つを含有する。これは、
貴金属格子内で非常に限定された固溶性、例えば、４重
量％より低い固溶度を有するか、または、固溶性を有し
ていない合金化材により達成される。第二実施態様にお
いて、合金は、貴金属格子５０と、格子内で不溶性の分
散質粒子５２とを含有しており、これらの分散質粒子は
同様な強化機構を提供する。
れた電気接触子を有する素子を提供すること。 【解決手段】 本発明によれば、合金はＭＥＭＳ技術に
より形成されたマイクロリレーに特に有用である。一つ
の実施態様において、十分な析出硬化が耐摩耗性を改善
するが、電気伝導度を許容出来ない程度に析出を減少す
るレベルより低く維持するように、合金が選択される。
合金とては、ロジウム、白金、パラジウム、金、または
ルテニウムなどの少なくとも一つを含有する。これは、
貴金属格子内で非常に限定された固溶性、例えば、４重
量％より低い固溶度を有するか、または、固溶性を有し
ていない合金化材により達成される。第二実施態様にお
いて、合金は、貴金属格子５０と、格子内で不溶性の分
散質粒子５２とを含有しており、これらの分散質粒子は
同様な強化機構を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は電気接触子材料からなる
素子に関し、特に、ミクロ電気機械系（ＭＥＭＳ）を基
づいたリレーを有する高速スィッチングリレーに関す
る。
素子に関し、特に、ミクロ電気機械系（ＭＥＭＳ）を基
づいたリレーを有する高速スィッチングリレーに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高速スィッチングリレーは、自動試験装
置、自動車技術、および電気通信技術、例えば、信号ル
ータ、インピーダンス整合回路網、同調フィルターなど
の多様な用途において有用である。今日、マイクロリレ
ーは、ミクロ電気機械系（ＭＥＭＳ）技術により製造さ
れている。この技術において、素子と構成要素は、集積
回路処理に関連した、よく発達した技術によりケイ素か
ら製作される。従来のリレーより優れた利点、すなわ
ち、小型と低電力消費により、ミクロ電気機械リレー
は、次第に注目を集めている。さらに、その潜在的可能
性は、電子工学によるそれらの系の集約において実現さ
れており、多数のリレーが、ほかの電子素子を内蔵して
いる単一のチップに存在している。
置、自動車技術、および電気通信技術、例えば、信号ル
ータ、インピーダンス整合回路網、同調フィルターなど
の多様な用途において有用である。今日、マイクロリレ
ーは、ミクロ電気機械系（ＭＥＭＳ）技術により製造さ
れている。この技術において、素子と構成要素は、集積
回路処理に関連した、よく発達した技術によりケイ素か
ら製作される。従来のリレーより優れた利点、すなわ
ち、小型と低電力消費により、ミクロ電気機械リレー
は、次第に注目を集めている。さらに、その潜在的可能
性は、電子工学によるそれらの系の集約において実現さ
れており、多数のリレーが、ほかの電子素子を内蔵して
いる単一のチップに存在している。
【０００３】半導体より優れたＭＥＭＳの利点は、低オ
ン抵抗、高オフ抵抗、高絶縁強度、低電力消費である。
（エス．ハンノー他著，マイクロ系の国際シンポジュウ
ム集録．第７回インテリジェント材料およびロボットシ
ンポジュウム，１７３〜１７６ページ，１９９５年）．
特に、トランジスタを使用している従来のスイッチは、
米国特許Ｎｏ．５，５５７８，９７６に考察されている
ように、比較的低い破壊電圧（例えば、３０Ｖ）および
比較的低いオフ抵抗（１００ＭＨｚにおいて５０ｋΩ）
を有する。固体スイッチは、大きいオン状態損失と低い
オフ状態絶縁を呈する傾向がある。従来のスイッチに代
わるほかに、マイクロリレーは、大きな市場において固
体素子と代わる可能性を有する。さらに、低損失で高周
波信号に適応するように設計された複合スィッチング列
と素子は、この様なＭＥＭＳがそのまま拡張されたもの
である。
ン抵抗、高オフ抵抗、高絶縁強度、低電力消費である。
（エス．ハンノー他著，マイクロ系の国際シンポジュウ
ム集録．第７回インテリジェント材料およびロボットシ
ンポジュウム，１７３〜１７６ページ，１９９５年）．
特に、トランジスタを使用している従来のスイッチは、
米国特許Ｎｏ．５，５５７８，９７６に考察されている
ように、比較的低い破壊電圧（例えば、３０Ｖ）および
比較的低いオフ抵抗（１００ＭＨｚにおいて５０ｋΩ）
を有する。固体スイッチは、大きいオン状態損失と低い
オフ状態絶縁を呈する傾向がある。従来のスイッチに代
わるほかに、マイクロリレーは、大きな市場において固
体素子と代わる可能性を有する。さらに、低損失で高周
波信号に適応するように設計された複合スィッチング列
と素子は、この様なＭＥＭＳがそのまま拡張されたもの
である。
【０００４】通信用のスイッチは、無線周波数の領域に
おいてオン状態とオフ状態のインピーダンスの間で大き
い動的半導体岩必要とする。大きいオン／オフインピー
ダンス比を得るには、スイッチがオン（閉じた回路）の
場合、抵抗が微小な良好な電気的接触を有し、および、
スイッチがオフ（開いた回路）の場合、低い寄生振動の
静電容量結合を必要とする。金属対金属の接触子を有す
る機械的スイッチは、それでも好適であるが、その場
合、低い挿入損失と高いオフ絶縁が要求される。これら
のリレーが成功するキーは、信頼できる耐摩耗性材料で
ある。
おいてオン状態とオフ状態のインピーダンスの間で大き
い動的半導体岩必要とする。大きいオン／オフインピー
ダンス比を得るには、スイッチがオン（閉じた回路）の
場合、抵抗が微小な良好な電気的接触を有し、および、
スイッチがオフ（開いた回路）の場合、低い寄生振動の
静電容量結合を必要とする。金属対金属の接触子を有す
る機械的スイッチは、それでも好適であるが、その場
合、低い挿入損失と高いオフ絶縁が要求される。これら
のリレーが成功するキーは、信頼できる耐摩耗性材料で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】歴史的に、金合金はリ
ードスイッチ用電気的接触子材料において良い結果が得
られてきた（アル ジー ベーカーおよびティー エイ
パルーウムボ著、メッキと表面仕上げ、７０、６３〜
６６ぺージ、１９８３年）。これは、接触抵抗を変える
変質被膜の形成を許容出来ない低接触力、低電圧接触子
を必要とする用途に対して特に当てはまる。しかし、マ
イクロリレーのスイッチは、数１０億サイクルのオンー
オフを受けることが見込まれる。この設計見込みは、例
えば、摩擦と摩耗により発生した局部的溶接と静止摩耗
の問題のため、純金のような軟質材の使用となる。その
結果、新しい材料が、優れた電気的接触と耐摩耗性を備
えるために開発されなければならない。低電気抵抗と抗
酸化性を有することが望ましい貴金属接触子材料とその
合金は、ＭＥＭＳマイクロリレースイッチに使用される
滑動する低電圧低電流の電気的接触子には必ずしも適し
ていない。特に、耐摩耗性はしばしば問題になる。従っ
て、改善された貴金属合金が、信頼性のあるマイクロリ
レースイッチの接触子材料として望まれる。
ードスイッチ用電気的接触子材料において良い結果が得
られてきた（アル ジー ベーカーおよびティー エイ
パルーウムボ著、メッキと表面仕上げ、７０、６３〜
６６ぺージ、１９８３年）。これは、接触抵抗を変える
変質被膜の形成を許容出来ない低接触力、低電圧接触子
を必要とする用途に対して特に当てはまる。しかし、マ
イクロリレーのスイッチは、数１０億サイクルのオンー
オフを受けることが見込まれる。この設計見込みは、例
えば、摩擦と摩耗により発生した局部的溶接と静止摩耗
の問題のため、純金のような軟質材の使用となる。その
結果、新しい材料が、優れた電気的接触と耐摩耗性を備
えるために開発されなければならない。低電気抵抗と抗
酸化性を有することが望ましい貴金属接触子材料とその
合金は、ＭＥＭＳマイクロリレースイッチに使用される
滑動する低電圧低電流の電気的接触子には必ずしも適し
ていない。特に、耐摩耗性はしばしば問題になる。従っ
て、改善された貴金属合金が、信頼性のあるマイクロリ
レースイッチの接触子材料として望まれる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、改善された耐
摩耗性を有する合金で形成された電気接触子を有する素
子を提供する。本接触子合金は、ＭＥＭＳにより形成さ
れたマイクロリレーに特に有用である。
摩耗性を有する合金で形成された電気接触子を有する素
子を提供する。本接触子合金は、ＭＥＭＳにより形成さ
れたマイクロリレーに特に有用である。
【０００７】本合金は、ロジウム、白金、パラジウム、
金、またはルテニウムなどの少なくとも一つの貴金属を
含有している。（貴金属には、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐ
ｇ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓがある）。貴金属は、高い
抗酸化性と耐腐食性、および十分な導電率により、接触
子材料として有用であることが知られている。しかし、
マイクロリレー素子の接触子材は、一般に、摩擦と摩耗
を伴う数１０億サイクルの接触を受けるので、接触子材
は、耐摩耗性について非常に高い基準に適合しなければ
ならない。特有の微小構造を備えている、特別の合金元
素を選択することにより、この様な耐摩耗性が得られ、
さらに適切な導電率を維持することが可能である。
金、またはルテニウムなどの少なくとも一つの貴金属を
含有している。（貴金属には、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐ
ｇ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓがある）。貴金属は、高い
抗酸化性と耐腐食性、および十分な導電率により、接触
子材料として有用であることが知られている。しかし、
マイクロリレー素子の接触子材は、一般に、摩擦と摩耗
を伴う数１０億サイクルの接触を受けるので、接触子材
は、耐摩耗性について非常に高い基準に適合しなければ
ならない。特有の微小構造を備えている、特別の合金元
素を選択することにより、この様な耐摩耗性が得られ、
さらに適切な導電率を維持することが可能である。
【０００８】一つの実施態様において、合金は、耐摩耗
性を改善するため、十分な析出硬化を可能にするように
選択されるが、析出は導電率の低下を許容できないレベ
ルより低く維持される。これは、例えば、４重量％の固
体溶解度より低い、貴金属格子内の限定された固体溶解
度を有するか、または固溶性のない合金材により達成さ
れる。この低い固溶性（固体溶解度）は、導電率が従来
の合金効果、すなわち、溶質原子による導電率の劣化に
より低下する範囲を縮小する。低固溶性はまた、第二相
（析出）が熱処理、反復接触動作、および同じような処
理の間に粗大化（成長）出来る範囲も縮小する。さら
に、貴金属格子内に十分な析出を形成して、所望の機械
的強度と耐摩耗性を得ることが可能である。生成した合
金は、貴金属格子単独より少なくとも３０％高い機械的
硬度を呈する。
性を改善するため、十分な析出硬化を可能にするように
選択されるが、析出は導電率の低下を許容できないレベ
ルより低く維持される。これは、例えば、４重量％の固
体溶解度より低い、貴金属格子内の限定された固体溶解
度を有するか、または固溶性のない合金材により達成さ
れる。この低い固溶性（固体溶解度）は、導電率が従来
の合金効果、すなわち、溶質原子による導電率の劣化に
より低下する範囲を縮小する。低固溶性はまた、第二相
（析出）が熱処理、反復接触動作、および同じような処
理の間に粗大化（成長）出来る範囲も縮小する。さら
に、貴金属格子内に十分な析出を形成して、所望の機械
的強度と耐摩耗性を得ることが可能である。生成した合
金は、貴金属格子単独より少なくとも３０％高い機械的
硬度を呈する。
【０００９】第二実施態様において、合金は貴金属格子
と不溶性の分散質粒子を含んでおり、合金は、同様な強
化機構、例えば、貴金属格子単独より少なくとも３０％
高い機械的硬度を呈する。（不溶性は、貴金属格子内に
０．０１重量％より低い固体溶解度を有する材料を示
す）。分散質粒子の例には、酸化物、窒化物、および炭
化物がある。この分散質粒子は格子内の固溶性を本質的
に有していないので、粒子は転移と粒界の運動を妨げる
ように、格子内に残っている。
と不溶性の分散質粒子を含んでおり、合金は、同様な強
化機構、例えば、貴金属格子単独より少なくとも３０％
高い機械的硬度を呈する。（不溶性は、貴金属格子内に
０．０１重量％より低い固体溶解度を有する材料を示
す）。分散質粒子の例には、酸化物、窒化物、および炭
化物がある。この分散質粒子は格子内の固溶性を本質的
に有していないので、粒子は転移と粒界の運動を妨げる
ように、格子内に残っている。
【００１０】
【発明の実施の形態】ミクロ電気機械リレーは、従来の
大型リレーより小型で低消費電力である利点を提供す
る。これらのリレーは、回路接続が特殊な接触子材で製
作された接触子において行われるように、片持ち梁タイ
プのスィッチングアームを起動して曲げることにより、
電流の電路を横断路へ接続する電気的機能を行う。これ
らの接触点における反復接触と電流の連続放出は、接触
子材の慎重な選択と製作を必要とする。本発明は、合金
化された貴金属を含有する特別な接触子材を使用してお
り、この合金化と結合された微小構造により、従来の合
金化と比較して、低伝導度損失と共に大きい機械的強度
を達成することが出来る。
大型リレーより小型で低消費電力である利点を提供す
る。これらのリレーは、回路接続が特殊な接触子材で製
作された接触子において行われるように、片持ち梁タイ
プのスィッチングアームを起動して曲げることにより、
電流の電路を横断路へ接続する電気的機能を行う。これ
らの接触点における反復接触と電流の連続放出は、接触
子材の慎重な選択と製作を必要とする。本発明は、合金
化された貴金属を含有する特別な接触子材を使用してお
り、この合金化と結合された微小構造により、従来の合
金化と比較して、低伝導度損失と共に大きい機械的強度
を達成することが出来る。
【００１１】図１は本発明のミクロ電気機械的マイクロ
リレー素子１０を図示している。この素子において、静
電電圧がビーム電極１２と駆動電極１４との間に加えら
れ、吸引力を発生して、片持ち梁１６と基板１８との間
の空隙を閉じる。片持ち梁１６の移動は、二つの接触パ
ッド２０を接合することにより電気回路を接続する。本
発明の特別な耐摩耗性合金から形成された低抵抗の接触
パッド２０は、電力損失と時間依存劣化が比較的に少な
い。この実施態様において、スイッチは、マスキング、
エッチング、剥離、および蒸着などの従来のマイクロ製
作法より、シリコン基板上に製作される。（参照、例え
ば、エム ジェイ マドウー著、マイクロ製造の基礎、
１９９７年ＩＳＢＮ ０−８４９３−９４５１−１）。
スイッチの構成要素は薄膜付着形成または周囲材のエッ
チングにより形成される。作動部分は、例えば、ケイ
素、二酸化ケイ素、または窒化ケイ素などの半導体また
は絶縁材から一般に形成された片持ち梁のアーム１６で
構成されている。接触パッド２０は、基板の一部と接合
する片持ち梁の一部に付着される。本発明により、パッ
ド２０の一つまたは両方は、詳細に後述するように、貴
金属の薄膜により形成される。
リレー素子１０を図示している。この素子において、静
電電圧がビーム電極１２と駆動電極１４との間に加えら
れ、吸引力を発生して、片持ち梁１６と基板１８との間
の空隙を閉じる。片持ち梁１６の移動は、二つの接触パ
ッド２０を接合することにより電気回路を接続する。本
発明の特別な耐摩耗性合金から形成された低抵抗の接触
パッド２０は、電力損失と時間依存劣化が比較的に少な
い。この実施態様において、スイッチは、マスキング、
エッチング、剥離、および蒸着などの従来のマイクロ製
作法より、シリコン基板上に製作される。（参照、例え
ば、エム ジェイ マドウー著、マイクロ製造の基礎、
１９９７年ＩＳＢＮ ０−８４９３−９４５１−１）。
スイッチの構成要素は薄膜付着形成または周囲材のエッ
チングにより形成される。作動部分は、例えば、ケイ
素、二酸化ケイ素、または窒化ケイ素などの半導体また
は絶縁材から一般に形成された片持ち梁のアーム１６で
構成されている。接触パッド２０は、基板の一部と接合
する片持ち梁の一部に付着される。本発明により、パッ
ド２０の一つまたは両方は、詳細に後述するように、貴
金属の薄膜により形成される。
【００１２】貴金属、例えば、ロジウム、白金、パラジ
ウム、金、ルテニウム、および銀などは、これらの元素
が高い抗酸化性と耐食性、および十分な導電率を備えて
いるので、接触子材として有用である。例えば、これら
の材料はリードスイッチ工業において好結果で使用され
てきた。しかし、本発明によれば、改善された接触子材
が、特別な方法でこのような貴金属を合金化し、処理す
ることにより得られる。例えば、ロジウムは比較的良い
耐摩耗性、十分な電気伝導性、比較的高い機械的強度、
および高い溶解温度（１９６６℃）を呈する。これらの
性質はすべて、接触子材としてロジウムの有用性を示し
ており、マイクロリレー素子は、一般に、摩擦と摩耗を
伴う数１０億サイクルの接触を受ける。従って、向上し
た耐摩耗性が望まれる。
ウム、金、ルテニウム、および銀などは、これらの元素
が高い抗酸化性と耐食性、および十分な導電率を備えて
いるので、接触子材として有用である。例えば、これら
の材料はリードスイッチ工業において好結果で使用され
てきた。しかし、本発明によれば、改善された接触子材
が、特別な方法でこのような貴金属を合金化し、処理す
ることにより得られる。例えば、ロジウムは比較的良い
耐摩耗性、十分な電気伝導性、比較的高い機械的強度、
および高い溶解温度（１９６６℃）を呈する。これらの
性質はすべて、接触子材としてロジウムの有用性を示し
ており、マイクロリレー素子は、一般に、摩擦と摩耗を
伴う数１０億サイクルの接触を受ける。従って、向上し
た耐摩耗性が望まれる。
【００１３】第一実施態様において、本発明は、この様
な貴金属の合金化と析出硬化によりこの必要性に応え
る。生成した合金は、析出硬化により高い機械的強度を
呈し、さらに、固溶体発生効果により比較的低い伝導損
失を呈する。（本技術において周知のように、固溶体の
生成により、格子材の伝導度を低下する傾向がある）特
に、貴金属に使用される合金材は、非常に限定された、
貴金属格子内の固溶性を有するか、または、その固溶性
を有していない。非常に低い固溶性限界を有する合金を
選択する利点は、二つの部分からなる。第一に、低固溶
性は、伝導度が、従来の合金化効果、すなわち、溶質原
子の付加により元素金属の導電率の実質的劣化によって
低下する範囲を縮小する。第二に、低固溶性は、第二相
（析出）が、熱処理、反復される接触動作、局部的加
熱、周囲温度上昇への暴露、および同様な環境の変化の
間に粗大化することができる範囲を縮小することであ
る。この様な粗大化は、機械的硬度と耐摩耗性を低下す
る可能性があるので望ましくない。
な貴金属の合金化と析出硬化によりこの必要性に応え
る。生成した合金は、析出硬化により高い機械的強度を
呈し、さらに、固溶体発生効果により比較的低い伝導損
失を呈する。（本技術において周知のように、固溶体の
生成により、格子材の伝導度を低下する傾向がある）特
に、貴金属に使用される合金材は、非常に限定された、
貴金属格子内の固溶性を有するか、または、その固溶性
を有していない。非常に低い固溶性限界を有する合金を
選択する利点は、二つの部分からなる。第一に、低固溶
性は、伝導度が、従来の合金化効果、すなわち、溶質原
子の付加により元素金属の導電率の実質的劣化によって
低下する範囲を縮小する。第二に、低固溶性は、第二相
（析出）が、熱処理、反復される接触動作、局部的加
熱、周囲温度上昇への暴露、および同様な環境の変化の
間に粗大化することができる範囲を縮小することであ
る。この様な粗大化は、機械的硬度と耐摩耗性を低下す
る可能性があるので望ましくない。
【００１４】例えば、図２と３は、所望の性質を備えて
いる合金の状態図を示している。例えば、ロジウムーケ
イ素系を示している図２において、ほぼ室温において、
合金化元素の非常に限定された固溶性がある。ロジウム
ーアルミニウムまたはロジウムー硼素系を示している図
３において、室温付近および摂氏数百度まで、ロジウム
格子内に合金化元素の固溶性が本質的にない。この状態
図に示されているように、準安定固溶体を分解する可能
性のある高温領域が存在し、従って、なだらかな加熱図
で第二相を形成している。これらの温度領域において、
合金の特徴が容易に構成される。
いる合金の状態図を示している。例えば、ロジウムーケ
イ素系を示している図２において、ほぼ室温において、
合金化元素の非常に限定された固溶性がある。ロジウム
ーアルミニウムまたはロジウムー硼素系を示している図
３において、室温付近および摂氏数百度まで、ロジウム
格子内に合金化元素の固溶性が本質的にない。この状態
図に示されているように、準安定固溶体を分解する可能
性のある高温領域が存在し、従って、なだらかな加熱図
で第二相を形成している。これらの温度領域において、
合金の特徴が容易に構成される。
【００１５】図２と３に示されたと同様な状態図の幾つ
かの金属が存在する。貴金属格子内の合金化元素の望ま
れる固溶性は、室温またはその付近において（約２５
℃）、４重量％より小さく、有利には２重量％より小さ
く、さらに有利には０．５重量％より小さい。貴金属ベ
ースの接触子合金の代表的組成は、合金化元素が０．１
〜３０重量％、有利には０．５〜１０重量％、およびさ
らに有利には重量％１〜５重量％であり、個々の量は、
数ある中で、個々の固溶性と合金化による強化の所望度
に依存して変化する。対称サンプルは、個々の用途に合
った性質を構成することが出来るように、容易に作成さ
れる。
かの金属が存在する。貴金属格子内の合金化元素の望ま
れる固溶性は、室温またはその付近において（約２５
℃）、４重量％より小さく、有利には２重量％より小さ
く、さらに有利には０．５重量％より小さい。貴金属ベ
ースの接触子合金の代表的組成は、合金化元素が０．１
〜３０重量％、有利には０．５〜１０重量％、およびさ
らに有利には重量％１〜５重量％であり、個々の量は、
数ある中で、個々の固溶性と合金化による強化の所望度
に依存して変化する。対称サンプルは、個々の用途に合
った性質を構成することが出来るように、容易に作成さ
れる。
【００１６】本発明の耐摩耗性接触子材に適したロジウ
ムベースの合金系では、合金化元素がロジウムへの限定
された溶解性を有しており、この系には、Ｒｈ−Ｃ，Ｒ
ｈ−Ｃｅ，Ｒｈ−Ｄｙ，Ｒｈ−Ｙ，Ｒｈ−Ｓｉ，Ｒｈ−
Ｓｉがある。合金化元素がロジウムへの溶解性を本質的
に有していないロジウムベース合金系には、Ｒｈ−Ａ
ｌ，Ｒｈ−Ｂ，Ｒｈ−Ｂｉ，Ｒｈ−Ｅｒ，Ｒｈ−Ｇｄ，
Ｒｈ−Ｇｅ，Ｒｈ−Ｐｂ，Ｒｈ−Ｓｍ，およびＲｈ−Ｙ
ｂがある。これらの系において、形成された析出は、一
般に、状態図によれば二種金属の化合物である。（参
照、例えば、二元合金状態図、第二編集、ＡＳＭインタ
ーナショナル １９９０年）。避けるべき合金化系は、
Ｒ−Ｃｏ，Ｒ−Ｉｒ，Ｒ−Ｃｕ，Ｒ−Ｆｅ，Ｒ−Ｈｆ，
Ｒ−Ｍｎ，Ｒ−Ｍｏ，Ｒ−Ｎｂ，Ｒ−Ｎｉ，Ｒ−Ｏｓ，
Ｒ−Ｐｄ，Ｒ−Ｒｕ，Ｒ−Ｓｂ，Ｒ−Ｓｎ，Ｒ−Ｔａ，
Ｒ−Ｔｉ，Ｒ−Ｖ，Ｒ−Ｗであるが、これらの合金化元
素は析出後でさえもロジウム内にかなり残留する程度の
溶解度を有しており、これにより、ロジウムの導電率を
低下する。
ムベースの合金系では、合金化元素がロジウムへの限定
された溶解性を有しており、この系には、Ｒｈ−Ｃ，Ｒ
ｈ−Ｃｅ，Ｒｈ−Ｄｙ，Ｒｈ−Ｙ，Ｒｈ−Ｓｉ，Ｒｈ−
Ｓｉがある。合金化元素がロジウムへの溶解性を本質的
に有していないロジウムベース合金系には、Ｒｈ−Ａ
ｌ，Ｒｈ−Ｂ，Ｒｈ−Ｂｉ，Ｒｈ−Ｅｒ，Ｒｈ−Ｇｄ，
Ｒｈ−Ｇｅ，Ｒｈ−Ｐｂ，Ｒｈ−Ｓｍ，およびＲｈ−Ｙ
ｂがある。これらの系において、形成された析出は、一
般に、状態図によれば二種金属の化合物である。（参
照、例えば、二元合金状態図、第二編集、ＡＳＭインタ
ーナショナル １９９０年）。避けるべき合金化系は、
Ｒ−Ｃｏ，Ｒ−Ｉｒ，Ｒ−Ｃｕ，Ｒ−Ｆｅ，Ｒ−Ｈｆ，
Ｒ−Ｍｎ，Ｒ−Ｍｏ，Ｒ−Ｎｂ，Ｒ−Ｎｉ，Ｒ−Ｏｓ，
Ｒ−Ｐｄ，Ｒ−Ｒｕ，Ｒ−Ｓｂ，Ｒ−Ｓｎ，Ｒ−Ｔａ，
Ｒ−Ｔｉ，Ｒ−Ｖ，Ｒ−Ｗであるが、これらの合金化元
素は析出後でさえもロジウム内にかなり残留する程度の
溶解度を有しており、これにより、ロジウムの導電率を
低下する。
【００１７】金（Ａｕ）ベースの系に関し、限定された
溶解度を有する適切な合金化系には、Ａｕ−Ｃ，Ａｕ−
Ｃｏ，Ａｕ−Ｈｏ，Ａｕ−Ｌｕ，Ａｕ−Ｔｂ，Ａｕ−Ｍ
ｎ，Ａｕ−Ｒｅ，Ａｕ−Ｒｈ，Ａｕ−Ｒｕ，Ａｕ−Ｓ
ｂ，Ａｕ−Ｙｂ，Ａｕ−Ｙがある。溶解性が本質的にな
い系は、Ａｕ−Ｂ，Ａｕ−Ｂｉ，Ａｕ−Ｄｙ，Ａｕ−Ｅ
ｒ，Ａｕ−Ｌａ，Ａｕ−Ｐ，Ａｕ−Ｐｂ，Ａｕ−Ｓｉ，
Ａｕ−Ｓｒ，ＡＵ−Ｗである。避けるべき合金系には、
Ａｕ−Ａｇ，Ａｕ−Ａｌ，Ａｕ−Ｆｅ，Ａｕ−Ｉｎ，Ａ
ｕ−Ｌｉ，Ａｕ−Ｍｇ，Ａｕ−Ｎｂ，Ａｕ−Ｎｉ，Ａｕ
−Ｐｄ，Ａｕ−Ｐｔ，Ａｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｔａ，Ａｕ−
Ｔｉ，Ａｕ−Ｖ，Ａｕ−Ｚｎ，Ａｕ−Ｚｒがある。
溶解度を有する適切な合金化系には、Ａｕ−Ｃ，Ａｕ−
Ｃｏ，Ａｕ−Ｈｏ，Ａｕ−Ｌｕ，Ａｕ−Ｔｂ，Ａｕ−Ｍ
ｎ，Ａｕ−Ｒｅ，Ａｕ−Ｒｈ，Ａｕ−Ｒｕ，Ａｕ−Ｓ
ｂ，Ａｕ−Ｙｂ，Ａｕ−Ｙがある。溶解性が本質的にな
い系は、Ａｕ−Ｂ，Ａｕ−Ｂｉ，Ａｕ−Ｄｙ，Ａｕ−Ｅ
ｒ，Ａｕ−Ｌａ，Ａｕ−Ｐ，Ａｕ−Ｐｂ，Ａｕ−Ｓｉ，
Ａｕ−Ｓｒ，ＡＵ−Ｗである。避けるべき合金系には、
Ａｕ−Ａｇ，Ａｕ−Ａｌ，Ａｕ−Ｆｅ，Ａｕ−Ｉｎ，Ａ
ｕ−Ｌｉ，Ａｕ−Ｍｇ，Ａｕ−Ｎｂ，Ａｕ−Ｎｉ，Ａｕ
−Ｐｄ，Ａｕ−Ｐｔ，Ａｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｔａ，Ａｕ−
Ｔｉ，Ａｕ−Ｖ，Ａｕ−Ｚｎ，Ａｕ−Ｚｒがある。
【００１８】白金（Ｐｔ）系に関し、限定された溶解度
を有するか、または溶解性を有していない適切な合金に
は、Ｐｔ−Ｂ，Ｐｔ−Ｂｉ，Ｐｔ−Ｅｒ，Ｐｔ−Ｐｂ，
Ｐｔ−Ｌａ，Ｐｔ−Ｍｏ，Ｐｔ−Ｔｉ（ＢとＴｉは限定
された溶解度を有し、その他は本質的に溶解性を有して
いない）。避けれるべき系には、Ｐｔ−Ａｌ，Ｐｔ−Ｎ
ｂ，Ｐｔ−Ｎｉ，Ｐｔ−Ｏｓ，Ｐｔ−Ｍｎ，Ｐｔ−Ｍ
ｏ，Ｐｔ−Ｖがある。
を有するか、または溶解性を有していない適切な合金に
は、Ｐｔ−Ｂ，Ｐｔ−Ｂｉ，Ｐｔ−Ｅｒ，Ｐｔ−Ｐｂ，
Ｐｔ−Ｌａ，Ｐｔ−Ｍｏ，Ｐｔ−Ｔｉ（ＢとＴｉは限定
された溶解度を有し、その他は本質的に溶解性を有して
いない）。避けれるべき系には、Ｐｔ−Ａｌ，Ｐｔ−Ｎ
ｂ，Ｐｔ−Ｎｉ，Ｐｔ−Ｏｓ，Ｐｔ−Ｍｎ，Ｐｔ−Ｍ
ｏ，Ｐｔ−Ｖがある。
【００１９】パラジウム（Ｐｄ）ベース系に関し、適切
な合金には、Ｐｄ−Ｂ，Ｐｄ−Ｂｉ，Ｐｄ−Ｓｉがある
（Ｂは限定された溶解度を有し、その他は本質的に溶解
性を有していない）。避けるべき系には、Ｐｄ−Ｆｅ，
Ｐｄ−Ｆｅ，Ｐｄ−Ｃ，Ｐｄ−Ｈｆ，Ｐｄ−Ｍｎ，Ｐｄ
−Ｉｒ，Ｐｄ−Ｙ，Ｐｄ−Ｈｏ，Ｐｄ−Ｔａ，Ｐｄ−Ｍ
ｏ，Ｐｄ−Ｎｂ，Ｐｄ−Ｎｉ，Ｐｄ−Ｐｂがある。
な合金には、Ｐｄ−Ｂ，Ｐｄ−Ｂｉ，Ｐｄ−Ｓｉがある
（Ｂは限定された溶解度を有し、その他は本質的に溶解
性を有していない）。避けるべき系には、Ｐｄ−Ｆｅ，
Ｐｄ−Ｆｅ，Ｐｄ−Ｃ，Ｐｄ−Ｈｆ，Ｐｄ−Ｍｎ，Ｐｄ
−Ｉｒ，Ｐｄ−Ｙ，Ｐｄ−Ｈｏ，Ｐｄ−Ｔａ，Ｐｄ−Ｍ
ｏ，Ｐｄ−Ｎｂ，Ｐｄ−Ｎｉ，Ｐｄ−Ｐｂがある。
【００２０】ルテニウム（Ｒｕ）ベース系に関し、適切
な合金には、Ｒｕ−Ｃ，Ｒｕ−Ｃｅ，Ｒｕ−Ｈｆ，Ｒｕ
−Ｌｕ，Ｒｕ−Ｌａ，Ｒｕ−Ｓｉ，Ｒｕ−Ｂｉ，Ｒｕ−
Ｇｄがある（Ｃ，ＣｅおよびＨｆは限定された溶解度を
有し、その他は本質的に溶解性を有していない）。避け
れるべき系には、Ｒｕ−Ｃｏ，Ｒｕ−Ｃｒ，Ｒｕ−Ｍ
ｏ，Ｒｕ−Ｔｉ，Ｒｕ−Ｆｅ，Ｒｕ−Ｉｒ，Ｒｕ−Ｎ
ｂ，Ｒｕ−Ｎｉ，Ｒｕ−Ｏｓ，Ｒｕ−Ｒｅがある。
な合金には、Ｒｕ−Ｃ，Ｒｕ−Ｃｅ，Ｒｕ−Ｈｆ，Ｒｕ
−Ｌｕ，Ｒｕ−Ｌａ，Ｒｕ−Ｓｉ，Ｒｕ−Ｂｉ，Ｒｕ−
Ｇｄがある（Ｃ，ＣｅおよびＨｆは限定された溶解度を
有し、その他は本質的に溶解性を有していない）。避け
れるべき系には、Ｒｕ−Ｃｏ，Ｒｕ−Ｃｒ，Ｒｕ−Ｍ
ｏ，Ｒｕ−Ｔｉ，Ｒｕ−Ｆｅ，Ｒｕ−Ｉｒ，Ｒｕ−Ｎ
ｂ，Ｒｕ−Ｎｉ，Ｒｕ−Ｏｓ，Ｒｕ−Ｒｅがある。
【００２１】例えば、Ａｕ−Ｂ，Ａｈ−ＡｌまたはＲｈ
−Ｓｉなどの合金が周囲温度または低温において薄膜と
して付着されると、合金は、熱力学許容固溶体限界より
十分に高く、準安定過飽和固溶体として形成される傾向
がある。この不安定性のために、原子の熱移動が可能な
ときは何時でも、強制された元素が析出され、従って、
所望の合金の分解、すなわち、析出物が発生する。この
分解は薄膜付着中に、例えば、基板加熱によるか、また
は付着後の熱処理中に発生する。析出物の存在は、強化
作用を行う。すなわち、剥離と粒界の移動を妨げ、この
ため、合金は構成要素の貴金属自身または固溶した貴金
属合金より硬化する。薄膜の機械的強度を改善する析出
物の寄与はまた、薄膜の耐摩耗性を改善する。この様な
強制された合金系により別の利点は、合金の分解が発生
すると、貴金属格子が合金化元素により激減することで
ある。従って、合金の導電率は、この析出後に、貴金属
自体の伝導度にしばしば比較される、比較的に高い値へ
改善される。
−Ｓｉなどの合金が周囲温度または低温において薄膜と
して付着されると、合金は、熱力学許容固溶体限界より
十分に高く、準安定過飽和固溶体として形成される傾向
がある。この不安定性のために、原子の熱移動が可能な
ときは何時でも、強制された元素が析出され、従って、
所望の合金の分解、すなわち、析出物が発生する。この
分解は薄膜付着中に、例えば、基板加熱によるか、また
は付着後の熱処理中に発生する。析出物の存在は、強化
作用を行う。すなわち、剥離と粒界の移動を妨げ、この
ため、合金は構成要素の貴金属自身または固溶した貴金
属合金より硬化する。薄膜の機械的強度を改善する析出
物の寄与はまた、薄膜の耐摩耗性を改善する。この様な
強制された合金系により別の利点は、合金の分解が発生
すると、貴金属格子が合金化元素により激減することで
ある。従って、合金の導電率は、この析出後に、貴金属
自体の伝導度にしばしば比較される、比較的に高い値へ
改善される。
【００２２】実際に、本発明による合金強化と改善され
た耐摩耗性を有することにより、従来の合金方法と反対
に、比較的に低い導電率損失を有することができる。特
に、この実施態様の合金の導電率は、一般に、純粋な元
素貴金属の導電率の少なくとも１５％であり、優れたも
のは純粋元素導電率の少なくとも３０％であり、さらに
優れたものは純粋元素の少なくとも５０％である。合金
の機械的硬度は、純粋元素の硬度より少なくとも３０％
高く、優れているものは純粋元素の硬度より少なくとも
５０％高く、さらに優れているものは純粋元素の硬度よ
り少なくとも１００％高い。合金の硬度は、同じ合金で
あるが単一相の合金の硬度より少なくとも１５％高く、
優れているものは３０％高く、さらに優れているものは
少なくとも６０％高い。
た耐摩耗性を有することにより、従来の合金方法と反対
に、比較的に低い導電率損失を有することができる。特
に、この実施態様の合金の導電率は、一般に、純粋な元
素貴金属の導電率の少なくとも１５％であり、優れたも
のは純粋元素導電率の少なくとも３０％であり、さらに
優れたものは純粋元素の少なくとも５０％である。合金
の機械的硬度は、純粋元素の硬度より少なくとも３０％
高く、優れているものは純粋元素の硬度より少なくとも
５０％高く、さらに優れているものは純粋元素の硬度よ
り少なくとも１００％高い。合金の硬度は、同じ合金で
あるが単一相の合金の硬度より少なくとも１５％高く、
優れているものは３０％高く、さらに優れているものは
少なくとも６０％高い。
【００２３】第一実施態様の合金のミクロ構造は、析出
粒子の微細な分布を構成しており、この析出物は一般
に、平均直径で５００ｎｍより小さく、優れているもの
は１５０ｎｍより小さく、さらに優れているものは５０
ｎｍより小さい。析出粒子は一般に、０．１〜３０の容
積％で存在しており、優れているものは０．５〜５容積
％である。（３０％より大きいものは伝導度を低下し、
脆化を起こす傾向がある）。
粒子の微細な分布を構成しており、この析出物は一般
に、平均直径で５００ｎｍより小さく、優れているもの
は１５０ｎｍより小さく、さらに優れているものは５０
ｎｍより小さい。析出粒子は一般に、０．１〜３０の容
積％で存在しており、優れているものは０．５〜５容積
％である。（３０％より大きいものは伝導度を低下し、
脆化を起こす傾向がある）。
【００２４】このミクロ構造は一般に、二つの処理法の
一つにより得られる。第一の方法は付着中に第二相の析
出の分離を起こすに十分高い基板温度（一般に１００℃
により高く、効果的には２００℃より高い）で、薄膜付
着（例えば、スパッタリング）によりその位置でその構
造を生成することである。この場合、付着後の焼き鈍し
処理は必要ない。
一つにより得られる。第一の方法は付着中に第二相の析
出の分離を起こすに十分高い基板温度（一般に１００℃
により高く、効果的には２００℃より高い）で、薄膜付
着（例えば、スパッタリング）によりその位置でその構
造を生成することである。この場合、付着後の焼き鈍し
処理は必要ない。
【００２５】第二の方法は、貴金属格子内の固溶体とし
て過飽和合金化元素で薄膜を生成し、薄膜付着後に、付
着後の熱処理を行って、合金を分解し、所望の析出物を
生成することである。加熱が完了すると、合金は二相領
域にあって、析出物が形成する。連続的加熱と冷却、ま
たは一定温度での等温維持は、どちらも可能である。一
般的分解温度は１００〜８００℃であり、効果的には１
００〜４００℃である。一般的分解時間は０．０１〜１
００時間であり、効果的には０．１〜２０時間である。
分解熱処理前後の金属のミクロ構造の概略図が図４と５
に示されている。図４には、付着後の（熱処理されな
い）ミクロ構造３０は封入された溶質原子を含んでいる
が、析出物は含んでいない。図５において、熱処理後の
ミクロ構造４０は所望の析出物４２を含んでいる。熱処
理は一般に、格子から析出物への溶質原子の移動によ
り、導電率を付着後の合金と比較して少なくとも３０％
だけ改善している。
て過飽和合金化元素で薄膜を生成し、薄膜付着後に、付
着後の熱処理を行って、合金を分解し、所望の析出物を
生成することである。加熱が完了すると、合金は二相領
域にあって、析出物が形成する。連続的加熱と冷却、ま
たは一定温度での等温維持は、どちらも可能である。一
般的分解温度は１００〜８００℃であり、効果的には１
００〜４００℃である。一般的分解時間は０．０１〜１
００時間であり、効果的には０．１〜２０時間である。
分解熱処理前後の金属のミクロ構造の概略図が図４と５
に示されている。図４には、付着後の（熱処理されな
い）ミクロ構造３０は封入された溶質原子を含んでいる
が、析出物は含んでいない。図５において、熱処理後の
ミクロ構造４０は所望の析出物４２を含んでいる。熱処
理は一般に、格子から析出物への溶質原子の移動によ
り、導電率を付着後の合金と比較して少なくとも３０％
だけ改善している。
【００２６】この実施態様の合金は、すべての適切な方
法により接触子として適した薄膜に形成される。適切な
方法には、スパッタリング、加熱蒸着、電子ビーム蒸
着、レーザー溶融、グロー放電、イオンメッキ、イオン
ビーム促進付着、イオンクラスタービーム法、気相成長
法、電気分解付着、および無電気メッキがある。
法により接触子として適した薄膜に形成される。適切な
方法には、スパッタリング、加熱蒸着、電子ビーム蒸
着、レーザー溶融、グロー放電、イオンメッキ、イオン
ビーム促進付着、イオンクラスタービーム法、気相成長
法、電気分解付着、および無電気メッキがある。
【００２７】第二実施態様において、改善された接触子
合金は、貴金属または合金格子、および不溶性の、非粗
大化分散質粒子を含んでいる複合構造である。この合成
構造は、高い機械的強度を有し、導電率の固溶体損失が
実質的にない。
合金は、貴金属または合金格子、および不溶性の、非粗
大化分散質粒子を含んでいる複合構造である。この合成
構造は、高い機械的強度を有し、導電率の固溶体損失が
実質的にない。
【００２８】分散質として選択された材料は、貴金属格
子内への固溶性を本質的に有していない。図６は、所望
のミクロ構造特性を有する、発明性の合成構造化接触子
金属の代表的ミクロ構造である。格子５０は、ナノスケ
ールの不溶性分散質粒子５２が分布されている貴金属ま
たは合金である。この分散質粒子は、剥離または粒界の
移動を妨げ、従って、接触金属の強度と耐摩耗性を高め
る。この不溶性は、導電率が一般に、溶質原子の付加に
より劣化する従来の合金化と対照的に、伝導度が阻害さ
れる可能性を低下する。この不溶性はまた、第二相（分
散質粒子）が熱処理、反復接触動作、局部加熱、周囲温
度の上昇への暴露、および同様な作用中に粗大化（成
長）する範囲を縮小する。これは、この様な粗大化が一
般に、強度と耐摩耗性を劣化するので、望ましい。
子内への固溶性を本質的に有していない。図６は、所望
のミクロ構造特性を有する、発明性の合成構造化接触子
金属の代表的ミクロ構造である。格子５０は、ナノスケ
ールの不溶性分散質粒子５２が分布されている貴金属ま
たは合金である。この分散質粒子は、剥離または粒界の
移動を妨げ、従って、接触金属の強度と耐摩耗性を高め
る。この不溶性は、導電率が一般に、溶質原子の付加に
より劣化する従来の合金化と対照的に、伝導度が阻害さ
れる可能性を低下する。この不溶性はまた、第二相（分
散質粒子）が熱処理、反復接触動作、局部加熱、周囲温
度の上昇への暴露、および同様な作用中に粗大化（成
長）する範囲を縮小する。これは、この様な粗大化が一
般に、強度と耐摩耗性を劣化するので、望ましい。
【００２９】貴金属格子が、純粋な元素、数種の貴金属
元素、またはこのような元素の多層薄膜構造であること
は可能である。分散質粒子には、酸化物、窒化物、炭化
物、硫化物、およびフッ化物、さらに、オキシニトライ
ドまたはオキシカーバイトなどの他の不溶性の安定化合
物がある。このような材料は、反応ガスによる各種元素
の反応により生成することができる。この反応ガスに
は、酸化物の場合には酸素、空気、または水；窒化物の
場合には窒素またはアンモニア；炭化物の場合にはメタ
ン、アセチレン、またはプロパン；硫化物の場合にはＨ
2Ｓ；フッ化物の場合にはＨＦまたはＣＦ4がある。個々
の分散質材料には、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，Ｚｒ
Ｏ2，ＨｆＯ2，ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3，ＩｎＯ3，ＳｎＯ2，Ｇ
ｅＯ2，ＴａＯ5，ＡｌＮ，ＢＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，ＴａＮ，ＷＣ，ＳｉＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＣｄＳ，ＣｕＳ，ＺｎＳ，ＭｇＦ2，ＣａＦ2，Ｃｅ
Ｆ3，ＴｈＦ4がある。硫化物、アモルファス相、二元合
金、フラーレン、および微細線（例えば、炭素の微細
管）に加えて、Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌ，およびＳｉのオキシ
カーバイトまたはオキシニトライドもまた分散質材料と
して作用することが出来る。分散質粒子は、一般に、大
きさが１〜５０００ｎｍ、効果的は２〜５００ｎｍ、さ
らに効果的には２〜５０ｎｍの範囲にある。分散質粒子
は、一般に、０．１から３０容積％、効果的には０．５
から５容積％の範囲の量で合金内に存在する。余り大き
い容積率は、例えば、３０％を超える場合、貴金属の導
電率を低下する傾向があり、また、接触子材料の好まし
くない脆化の結果となる傾向がある。
元素、またはこのような元素の多層薄膜構造であること
は可能である。分散質粒子には、酸化物、窒化物、炭化
物、硫化物、およびフッ化物、さらに、オキシニトライ
ドまたはオキシカーバイトなどの他の不溶性の安定化合
物がある。このような材料は、反応ガスによる各種元素
の反応により生成することができる。この反応ガスに
は、酸化物の場合には酸素、空気、または水；窒化物の
場合には窒素またはアンモニア；炭化物の場合にはメタ
ン、アセチレン、またはプロパン；硫化物の場合にはＨ
2Ｓ；フッ化物の場合にはＨＦまたはＣＦ4がある。個々
の分散質材料には、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，Ｚｒ
Ｏ2，ＨｆＯ2，ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3，ＩｎＯ3，ＳｎＯ2，Ｇ
ｅＯ2，ＴａＯ5，ＡｌＮ，ＢＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，ＴａＮ，ＷＣ，ＳｉＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＣｄＳ，ＣｕＳ，ＺｎＳ，ＭｇＦ2，ＣａＦ2，Ｃｅ
Ｆ3，ＴｈＦ4がある。硫化物、アモルファス相、二元合
金、フラーレン、および微細線（例えば、炭素の微細
管）に加えて、Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌ，およびＳｉのオキシ
カーバイトまたはオキシニトライドもまた分散質材料と
して作用することが出来る。分散質粒子は、一般に、大
きさが１〜５０００ｎｍ、効果的は２〜５００ｎｍ、さ
らに効果的には２〜５０ｎｍの範囲にある。分散質粒子
は、一般に、０．１から３０容積％、効果的には０．５
から５容積％の範囲の量で合金内に存在する。余り大き
い容積率は、例えば、３０％を超える場合、貴金属の導
電率を低下する傾向があり、また、接触子材料の好まし
くない脆化の結果となる傾向がある。
【００３０】この第二実施態様の合金は、どのような適
切な方法、例えば、スパッタリング、熱蒸着、電子ビー
ム蒸着、レーザー融除、グロー放電、イオンメッキ、イ
オンビーム促進付着、イオンクラスタービーム法、気相
成長法、電気分解付着または無液内に混合された分散質
粒子の付着中に同時捕集による電気メッキにより、薄膜
構造に生成される。
切な方法、例えば、スパッタリング、熱蒸着、電子ビー
ム蒸着、レーザー融除、グロー放電、イオンメッキ、イ
オンビーム促進付着、イオンクラスタービーム法、気相
成長法、電気分解付着または無液内に混合された分散質
粒子の付着中に同時捕集による電気メッキにより、薄膜
構造に生成される。
【００３１】この第二実施態様の合金を製作する特に有
用な方法は、図７に示されているように、二つの別個の
ターゲットー一つは貴金属格子材を含んでいるターゲッ
トとほかは分散質材を含んでいるターゲットーからの同
時付着または同時スパッタリングである。この図は、貴
金属ターゲット６０のスパッタリング、例えば、ｄｃマ
グネトロン、および酸化物ターゲット６２のスパッタリ
ング、例えば、高周波スパッタリングを示しており、こ
れらのスパッタリングは、貴金属格子６８内の分散質粒
子６６を有する合成構造を得るために同時に行われる。
この同時付着が、膜の付着中に安定した分散質化合物の
形成を加速するため、加熱された、例えば、５０〜５０
０℃へ熱せられた基板において行われることは可能であ
る。あるいは、最初に、室温に置いて合成膜を形成し、
次ぎに、所望の大きさの安定した分散質粒子の形成を促
進するため、例えば、１００〜５００℃において１〜１
０，０００分間加熱することにより、付着後の熱処理を
行うことは可能である。このような付着後の熱処理は、
接触子金属膜面の酸化を還元するか、避けるために、不
活性雰囲気（これはアルゴン、ヘリウムまたは窒素であ
る）、還元雰囲気（これはＨ2，Ｈ2＋Ｎ2，ＣＯなどで
ある）、または真空のいずれかにおいて有利に行われ
る。
用な方法は、図７に示されているように、二つの別個の
ターゲットー一つは貴金属格子材を含んでいるターゲッ
トとほかは分散質材を含んでいるターゲットーからの同
時付着または同時スパッタリングである。この図は、貴
金属ターゲット６０のスパッタリング、例えば、ｄｃマ
グネトロン、および酸化物ターゲット６２のスパッタリ
ング、例えば、高周波スパッタリングを示しており、こ
れらのスパッタリングは、貴金属格子６８内の分散質粒
子６６を有する合成構造を得るために同時に行われる。
この同時付着が、膜の付着中に安定した分散質化合物の
形成を加速するため、加熱された、例えば、５０〜５０
０℃へ熱せられた基板において行われることは可能であ
る。あるいは、最初に、室温に置いて合成膜を形成し、
次ぎに、所望の大きさの安定した分散質粒子の形成を促
進するため、例えば、１００〜５００℃において１〜１
０，０００分間加熱することにより、付着後の熱処理を
行うことは可能である。このような付着後の熱処理は、
接触子金属膜面の酸化を還元するか、避けるために、不
活性雰囲気（これはアルゴン、ヘリウムまたは窒素であ
る）、還元雰囲気（これはＨ2，Ｈ2＋Ｎ2，ＣＯなどで
ある）、または真空のいずれかにおいて有利に行われ
る。
【００３２】第二実施態様の合金を形成する他の方法
は、図６に示されているように、酸素含有の雰囲気にお
ける反応スパッタリングまたは蒸着などのその場反応付
着法である。スパッタリングターゲット７０は、貴金属
７２と反応分散質形成金属７４の両方、例えば、Ｒｈ−
Ａｌ合金ターゲットまたはＲｈとＡｌの別個の領域を有
するターゲットを含んでいる。付着中に、Ａｌ原子はそ
の雰囲気において酸素原子と反応して、ＡＬ2Ｏ3の粒子
を形成し、この粒子は捕集され、基板８０に付着された
不反応のＲｈ金属膜に取り入れられる。多様な付着形成
金属が可能であり、これには、Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍ
ｇ，Ｚｒ，Ｗ，Ｔａ，およびＹがある。これらの元素
は、付着室において酸素、窒素、またはフッ素の原子と
反応し、対応する酸化物、窒化物、またはフッ化物を形
成する。膜を酸化プラズマ内で付着するこの方法を変え
ることは可能である。すなわち、高周波放電と１ｔｏｒ
ｒ以下の圧力の酸素を使用して、酸化物粒子を格子材内
に生成することである。
は、図６に示されているように、酸素含有の雰囲気にお
ける反応スパッタリングまたは蒸着などのその場反応付
着法である。スパッタリングターゲット７０は、貴金属
７２と反応分散質形成金属７４の両方、例えば、Ｒｈ−
Ａｌ合金ターゲットまたはＲｈとＡｌの別個の領域を有
するターゲットを含んでいる。付着中に、Ａｌ原子はそ
の雰囲気において酸素原子と反応して、ＡＬ2Ｏ3の粒子
を形成し、この粒子は捕集され、基板８０に付着された
不反応のＲｈ金属膜に取り入れられる。多様な付着形成
金属が可能であり、これには、Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍ
ｇ，Ｚｒ，Ｗ，Ｔａ，およびＹがある。これらの元素
は、付着室において酸素、窒素、またはフッ素の原子と
反応し、対応する酸化物、窒化物、またはフッ化物を形
成する。膜を酸化プラズマ内で付着するこの方法を変え
ることは可能である。すなわち、高周波放電と１ｔｏｒ
ｒ以下の圧力の酸素を使用して、酸化物粒子を格子材内
に生成することである。
【００３３】この第二実施態様の合成合金を製作するに
適したほかの方法は、内部酸化法である。図９に示され
ているように、Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒまたは希土類元
素などの強酸化元素を一つ以上含有している純粋な貴金
属または貴金属合金の膜９０が、基板９２に付着され、
これらの酸化元素の原子が貴金属格子へ準安定状態で組
み入れられている。次ぎに、十分な酸素原子が付置され
た基板９０へ拡散して、酸化可能な元素原子と反応し、
酸化分散質粒子９６を形成するように、膜９０は、
Ｏ2，Ｏ3，またはＡｒ＋Ｏ2などの酸化雰囲気で満たさ
れた室内で熱処理を受ける。
適したほかの方法は、内部酸化法である。図９に示され
ているように、Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒまたは希土類元
素などの強酸化元素を一つ以上含有している純粋な貴金
属または貴金属合金の膜９０が、基板９２に付着され、
これらの酸化元素の原子が貴金属格子へ準安定状態で組
み入れられている。次ぎに、十分な酸素原子が付置され
た基板９０へ拡散して、酸化可能な元素原子と反応し、
酸化分散質粒子９６を形成するように、膜９０は、
Ｏ2，Ｏ3，またはＡｒ＋Ｏ2などの酸化雰囲気で満たさ
れた室内で熱処理を受ける。
【００３４】この第二実施態様の合金は、格子金属のみ
に対し、導電率の損失が比較的に低く、一方で、耐摩耗
性が改善されている。この合金の伝導度は、一般に、貴
金属格子だけの伝導度の少なくとも５０％で有り、効果
的には少なくとも８０％、さらに効果的には少なくとも
９０％である。合金の機械的強度は、一般に、貴金属格
子だけより少なくとも３０％大きく、効果的には少なく
とも５０％大きく、さらに効果的には少なくとも１００
％大きい。
に対し、導電率の損失が比較的に低く、一方で、耐摩耗
性が改善されている。この合金の伝導度は、一般に、貴
金属格子だけの伝導度の少なくとも５０％で有り、効果
的には少なくとも８０％、さらに効果的には少なくとも
９０％である。合金の機械的強度は、一般に、貴金属格
子だけより少なくとも３０％大きく、効果的には少なく
とも５０％大きく、さらに効果的には少なくとも１００
％大きい。
【００３５】本発明の合金は、接触子材として、例え
ば、ＭＥＭＳリレーに使用される場合、１から１０，０
００ｎｍの厚さを有する膜として形成される。しかし、
その不活性な性質のため、貴金属は、特に、薄膜として
付着される場合、基板との付着力が弱い傾向があり、し
ばしば剥離する。本発明の貴金属合金と例えば、マイク
ロリレーの基板面との間の付着を改善するため、最初
に、付着促進層を基板に付着することは可能である。こ
の様な付着促進層の金属には、クロミウム、チタニウ
ム、タンタル、ジルコニウムおよびこの金属を含有する
合金がある。付着促進層から接触子合金への円滑な転移
を行うため、少量の付着促進元素を、例えば、０．１か
ら５重量％、効果的には０．１〜１重量％合金へ添加す
ることが出来る。付着促進層の代表的厚さは、１〜１０
００ｎｍ、効果的には１〜１００ｎｍである。
ば、ＭＥＭＳリレーに使用される場合、１から１０，０
００ｎｍの厚さを有する膜として形成される。しかし、
その不活性な性質のため、貴金属は、特に、薄膜として
付着される場合、基板との付着力が弱い傾向があり、し
ばしば剥離する。本発明の貴金属合金と例えば、マイク
ロリレーの基板面との間の付着を改善するため、最初
に、付着促進層を基板に付着することは可能である。こ
の様な付着促進層の金属には、クロミウム、チタニウ
ム、タンタル、ジルコニウムおよびこの金属を含有する
合金がある。付着促進層から接触子合金への円滑な転移
を行うため、少量の付着促進元素を、例えば、０．１か
ら５重量％、効果的には０．１〜１重量％合金へ添加す
ることが出来る。付着促進層の代表的厚さは、１〜１０
００ｎｍ、効果的には１〜１００ｎｍである。
【００３６】接触子の製造を単純化するため、このよう
な付着促進手段を必要としない合金系を使用することが
しばしば望まれる。合金系の選択により自己付着と耐摩
耗性の両方を達成することが出来る。これらの性質を有
する有用な格子合金化元素の組み合わせには、Ｒｈ−Ｓ
ｉ，Ｒｈ−Ａｌ，Ｒ−Ｚｒ，Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｓｍ，Ａ−Ｓ
ｉ，Ａ−Ｄｙ，Ａ−Ｌａ，Ｐ−Ｔｉ，Ｐ−Ｌａ，Ｐ−Ｓ
ｉ，Ｒ−Ｈｆ，Ｒ−Ｓｉ，およびＲ−Ｌａがある。これ
らの合金化元素の幾つかは、形成法に従って、第一実施
態様による析出、または第二実施態様による不溶性分散
質を形成するのに有用である。ＭＥＭＳ素子の基板面
は、一般に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）またはケイ素
（Ｓｉ）であるので、Ｓｉを含有する合金は、ＭＥＭＳ
リレー接触子として有用であり、基板面において、ケイ
素結合を有する合金と良く接触する。
な付着促進手段を必要としない合金系を使用することが
しばしば望まれる。合金系の選択により自己付着と耐摩
耗性の両方を達成することが出来る。これらの性質を有
する有用な格子合金化元素の組み合わせには、Ｒｈ−Ｓ
ｉ，Ｒｈ−Ａｌ，Ｒ−Ｚｒ，Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｓｍ，Ａ−Ｓ
ｉ，Ａ−Ｄｙ，Ａ−Ｌａ，Ｐ−Ｔｉ，Ｐ−Ｌａ，Ｐ−Ｓ
ｉ，Ｒ−Ｈｆ，Ｒ−Ｓｉ，およびＲ−Ｌａがある。これ
らの合金化元素の幾つかは、形成法に従って、第一実施
態様による析出、または第二実施態様による不溶性分散
質を形成するのに有用である。ＭＥＭＳ素子の基板面
は、一般に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）またはケイ素
（Ｓｉ）であるので、Ｓｉを含有する合金は、ＭＥＭＳ
リレー接触子として有用であり、基板面において、ケイ
素結合を有する合金と良く接触する。
【図１】ミクロ電気機械形（ＭＥＭＳ）マイクロリレー
の実施態様図。
の実施態様図。
【図２】合金化元素の限定された固溶性を示している二
要素の温度−組成状態図。
要素の温度−組成状態図。
【図３】本発明の第一実施態様の、焼き鈍し後の二元合
金相の生成を示している、合金化元素の固溶性を本質的
に有していない二要素温度−組成状態図。
金相の生成を示している、合金化元素の固溶性を本質的
に有していない二要素温度−組成状態図。
【図４】付着後の状態における、本発明の一つの実施態
様の過飽和した貴金属合金のミクロ構造図。
様の過飽和した貴金属合金のミクロ構造図。
【図５】析出熱処理後の、本発明の一つの実施態様の貴
金属合金のミクロ構造図。
金属合金のミクロ構造図。
【図６】本発明の第二実施態様の分散質含有合金のミク
ロ構造図。
ロ構造図。
【図７】本発明の第二実施態様の合金を形成するのに有
用である製作図。
用である製作図。
【図８】本発明の第二実施態様の合金を形成するのに有
用である他の製作図。
用である他の製作図。
【図９】本発明の第二実施態様の合金を形成するのに有
用であるさらに他の製作図。
用であるさらに他の製作図。
１０ ミクロ電気機械形マイクロリレー素子 １２ ビーム電極 １４ 駆動電極 １６ 片持ち梁 １８ 基板 ２０ 接触パッド ３０ 付着後のミクロ構造 ４０ 熱処理後のミクロ構造 ４２ 所望の析出物 ５０ 格子 ５２ 分散質粒子 ６０ 貴金属ターゲット ６２ 酸化物ターゲット ６４ 加熱された基板 ６６ 分散質粒子 ６８ 貴金属格子 ７０ スパッタリングターゲット ７２ 貴金属 ７４ 反応分散質形成金属 ７６ Ａｌ2Ｏ3粒子 ７８ 不反応Ｒｈ金属膜 ８０ 基板 ９０ 純粋な貴金属または貴金属合金の膜 ９２ 基板 ９４ 熱処理室 ９６ 酸化物の分散質粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０３ ６２２ ６２２ ６３０ ６３０Ｃ ６３０Ｄ ６６１ ６６１Ａ ６８２ ６８２ ６９１ ６９１Ｂ (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 デビッド ジョン ビショップ アメリカ合衆国、07901 ニュージャージ ー、サミット、オーク クノル ロード ７ (72)発明者 スンゴ ジン アメリカ合衆国、07946 ニュージャージ ー、ミリングトン、スカイライン ドライ ブ 145 (72)発明者 ジュンサン キム アメリカ合衆国、07920 ニュージャージ ー、バスキング リッジ、モナーク サー クル 46 (72)発明者 アイニッサ ジー．ラミレツ アメリカ合衆国、07928 ニュージャージ ー、チャットハム、ヒッコリー プレイス 25、アパートメント Ａ17 (72)発明者 ロバート ブルース バン ドーバー アメリカ合衆国、07040 ニュージャージ ー、メイプルウッド、ジェファーソン ア ベニュー 58
Claims (35)
- 【請求項１】電気伝導性合金から形成された少なくとも
一つの電気接触子からなる製品において、 Ａ）貴金属元素と、 Ｂ）合金化元素にして、金属元素のそれぞれへの合金化
元素の固体溶解度が４重量％より小さく、合金化元素が
０．１〜３０重量％の全量で合金内に存在している合金
化元素と、 Ｃ）合金化元素からなる析出粒子にして、析出物が５０
０ｎｍより小さい平均直径を有し、０．１〜３０％の容
積率で存在している前記析出粒子と、からなり、 合金の機械的硬度が貴金属だけの機械的硬度より少なく
とも３０％高いことを特徴とする貴金属合金を含有する
製品。 - 【請求項２】合金化元素のそれぞれの固体溶解度が２重
量％より小さいことを特徴とする請求項１に記載の製
品。 - 【請求項３】合金化元素のそれぞれの固体溶解度が０．
５重量％より小さいことを特徴とする請求項２に記載の
製品。 - 【請求項４】機械的強度が少なくとも５０％高いことを
請求項１に記載の製品。 - 【請求項５】貴金属元素がロジウムであり、合金化元素
がＣ，Ｃｅ，Ｄｙ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｂ，Ｂｉ，Ｅ
ｒ，Ｇｄ，Ｇｅ，Ｐｂ，Ｓｍ，Ｙｂからなる群から選択
されることを特徴とする請求項１に記載の製品。 - 【請求項６】貴金属元素が金であり、合金化元素がＣ，
Ｃｏ，Ｈｏ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｍｎ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｓ
ｂ，Ｙｂ，Ｙ，Ｂ，Ｂｉ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｌａ，Ｐ，Ｐ
ｂ，Ｓｉ，Ｓｒ、Ｗの群から選択されることを特徴とす
る請求項１に記載の製品。 - 【請求項７】貴金属元素が白金であり、合金化元素が
Ｂ，Ｂｉ，Ｅｒ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｍｏ，Ｔｉの群から選択
されることを特徴とする請求項１に記載の製品。 - 【請求項８】貴金属元素がパラジウムであり、合金化元
素がＢ，Ｂｉ，Ｓｉの群から選択されることを特徴とす
る請求項１に記載の製品。 - 【請求項９】貴金属元素がルテニウムであり、合金化元
素がＣ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｌｕ，Ｌａ，Ｓｉ，Ｂｉ，ｄの群
から選択されることを特徴とする請求項１に記載の製
品。 - 【請求項１０】合金が貴金属元素のみの導電率の少なく
とも３０％である導電率を呈することを特徴とする請求
項１に記載の製品。 - 【請求項１１】合金が貴金属元素のみの導電率の少なく
とも５０％である導電率を呈することを特徴とする請求
項１０に記載の製品。 - 【請求項１２】接触子が基板上に形成されている付着促
進層の上に形成されることを特徴とする請求項１に記載
の製品。 - 【請求項１３】合金がＲｈとＳｉ、ＲｈとＡｌ、Ｒｈと
Ｚｒ、ＲｈとＹ、ＲｈとＳｍ、ＡｕとＳｉ、ＡｕとＤ
ｙ、ＡｕとＬａ、Ｐｔ−Ｌａ，ＰｄとＳｉ、ＲＵとＨ
ｆ、ＲｕとＳｉ、またはＲｕとＬａからなることを特徴
とする請求項１に記載の製品。 - 【請求項１４】製品が電気的に伝導性の合金から形成さ
れた少なくとも二つの接触子を有するマイクロリレー素
子からなることを特徴とする請求項１に記載の製品。 - 【請求項１５】マイクロリレーがさらに、配置された接
触子の一つを有する基底構造および配置された接触子の
もう一つを有する片持ち梁形構造からなることを特徴と
する請求項１４に記載の製品。 - 【請求項１６】析出物が０．５〜５％の容積率で存在し
ていることを特徴とする請求項１に記載の製品。 - 【請求項１７】Ａ）基板を準備するステップと、 Ｂ）貴金属元素と合金化元素からなる合金を基板に付着
するステップにして、貴金属元素のそれぞれへの合金化
元素のそれぞれの固体溶解度が４重量％より小さく、合
金化元素が０．１〜３０重量％の全量で合金内に存在し
ている前記ステップと、からなり、 付着完了後、合金化元素からなる粒子が析出し、粒子が
５００ｎｍの平均直径を有し、かつ、０．３〜３０％の
容積率で合金内に存在するように、基板が付着中に少な
くとも１００℃へ加熱されることを特徴とする貴金属合
金を含有する製品の製造方法。 - 【請求項１８】合金がＲｈとＳｉ、ＲｈとＡｌ、Ｒｈと
Ｚｒ、ＲｈとＹ、ＲｈとＳｍ、ＡｕとＳｉ、ＡｕとＤ
ｙ、ＡｕとＬａ、Ｐｔ−Ｌａ，ＰｄとＳｉ、ＲＵとＨ
ｆ、ＲｕとＳｉ、またはＲｕとＬａからなることを特徴
とする請求項１７に記載の製造法。 - 【請求項１９】Ａ）基板を準備するステップと、 Ｂ）貴金属元素と合金化元素からなる合金を基板に付着
するステップにして、貴金属元素のそれぞれへの合金化
元素のそれぞれの固体溶解度が４重量％より小さく、合
金化元素が０．１〜３０重量％の全量で合金内に存在し
ている前記ステップと、 Ｃ）合金化元素からなる粒子が析出し、粒子が５００ｎ
ｍの平均直径を有し、かつ、０．３〜３０％の容積率で
合金内に存在するように、付着後に、付着された合金を
少なくとも１００℃の温度へ熱処理するステップと、 からなることを特徴とする貴金属合金を含有する製品の
製造方法。 - 【請求項２０】合金がＲｈとＳｉ、ＲｈとＡｌ、Ｒｈと
Ｚｒ、ＲｈとＹ、ＲｈとＳｍ、ＡｕとＳｉ、ＡｕとＤ
ｙ、ＡｕとＬａ、Ｐｔ−Ｌａ，ＰｄとＳｉ、ＲＵとＨ
ｆ、ＲｕとＳｉ、またはＲｕとＬａからなることを特徴
とする請求項１９に記載の製造法。 - 【請求項２１】熱処理が、付着された合金の導電率に比
較して、導電率を少なくとも３０％だけ増加することを
特徴とする請求項１９に記載の製造法。 - 【請求項２２】電気伝導性合金から形成された少なくと
も一つの電気接触子からなる製品において、 Ａ）金属元素と、 Ｂ）種類の不溶性分散質粒子にして、不溶性分散質粒子
が０．１〜３０重量％の全量で合金内に存在し、かつ、
合金の機械的硬度が貴金属の元素だけの機械的硬度より
少なくとも一つの３０％高い前記粒子と、からなること
を特徴とする貴金属合金を含有する製品。 - 【請求項２３】分散質粒子が大きさで２〜５００ｎｍの
範囲にあることを特徴とする請求項２２に記載の製品。 - 【請求項２４】分散質粒子が大きさで２〜５０ｎｍの範
囲にあることを特徴とする請求項２２に記載の製品。 - 【請求項２５】貴金属の元素が金、ロジウム、白金、パ
ラジウム、ルテニウムおよび銀からなる群から選択さ
れ、かつ、分散質粒子が酸化物、窒化物、炭化物、およ
びフッ化物からなる群から選択されることをことを特徴
とする請求項２２に記載の製品。 - 【請求項２６】合金が貴金属元素のみの導電率の少なく
とも５０％である導電率を呈することを特徴とする請求
項２２に記載の製品。 - 【請求項２７】合金が貴金属元素のみの導電率の少なく
とも８０％である導電率を呈することを特徴とする請求
項２２に記載の製品。 - 【請求項２８】製品が電気的に伝導性の合金から形成さ
れた少なくとも二つの接触子を有するマイクロリレー素
子からなることを特徴とする請求項２２に記載の製品。 - 【請求項２９】マイクロリレーがさらに、配置された接
触子の一つを有する基底構造および配置された接触子の
もう一つを有する片持ち梁形構造からなることを特徴と
する請求項２８に記載の製品。 - 【請求項３０】接触子が基板上に形成されている付着促
進層の上に形成されることを特徴とする請求項２２に記
載の製品。 - 【請求項３１】製品を形成する方法において、 Ａ）貴金属元素と種類の不溶性分散質粒子とからなる電
気伝導性合金から少なくとも一つの電気接触子を形成す
るステップにして、不溶性分散質粒子が０．１〜３０重
量％の全量で合金内に存在し、かつ、形成された合金の
機械的硬度が貴金属元素のみの機械的硬度より少なくと
も３０％大きい前記ステップ、からなることを特徴とす
る前記方法。 - 【請求項３２】少なくとも一つの接触子を形成するステ
ップ（Ａ）が、 Ａ１）基板を準備するステップと、 Ａ２）貴金属元素からなる第一ターゲットからと、貴金
属元素に不溶性の分散質材からなる第二ターゲットとか
らの同時スパッタリングにより膜を基板上に形成するス
テップと、からなることを特徴とする請求項３１に記載
の方法。 - 【請求項３３】少なくとも一つの接触子を形成するステ
ップ（Ａ）が、 Ａ３）基板を準備するステップと、 Ａ４）貴金属元素と分散質形成材とからなるターゲット
からの同時スパッタリングにより膜を基板上に形成し、
不溶性分散質粒子が付置された膜に形成されるように、
スパッタリングが分散質形成元素と反応するガスからな
る雰囲気において行われるステップと、からなることを
特徴とする請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３４】雰囲気が、酸素含有ガス、窒素含有ガ
ス、およびフッ素含有ガスからなる群から選択された少
なくとも一つのガスからなることを特徴とする請求項３
３に記載の方法。 - 【請求項３５】少なくとも一つの接触子を形成するステ
ップ（Ａ）が、 Ａ５）基板を準備するステップと、 Ａ６）貴金属元素と、Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，および
希土類元素とからなる群から選択された分散質形成元素
とからなる膜を基板上に形成するステップと、 Ａ７）膜を酸化雰囲気において熱処理し、分散質形成元
素から酸化物分散質粒子の形成を誘起するステップと、
からなることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16129099P | 1999-10-25 | 1999-10-25 | |
| US16129199P | 1999-10-25 | 1999-10-25 | |
| US48462700A | 2000-01-18 | 2000-01-18 | |
| US60/161290 | 2000-01-18 | ||
| US09/484627 | 2000-01-18 | ||
| US60/161291 | 2000-01-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001158926A true JP2001158926A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=27388589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000316101A Pending JP2001158926A (ja) | 1999-10-25 | 2000-10-17 | 貴金属合金を含有する製品とその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010008157A1 (ja) |
| EP (1) | EP1096523A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001158926A (ja) |
| KR (1) | KR20010040170A (ja) |
| CA (1) | CA2322714A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004015030A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-15 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2004319410A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-11 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびこの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
| JP2004319409A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-11 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびこの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
| JP2004319411A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-11 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびこの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
| JP2006169609A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Erugu:Kk | めっき液、めっき液の製造方法、表面処理方法及び接点部材 |
| JP2009037749A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Denso Corp | 内燃機関用のスパークプラグ |
| JP2016172925A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | グレーゴールド合金 |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7071520B2 (en) | 2000-08-23 | 2006-07-04 | Reflectivity, Inc | MEMS with flexible portions made of novel materials |
| US7057246B2 (en) | 2000-08-23 | 2006-06-06 | Reflectivity, Inc | Transition metal dielectric alloy materials for MEMS |
| US7057251B2 (en) * | 2001-07-20 | 2006-06-06 | Reflectivity, Inc | MEMS device made of transition metal-dielectric oxide materials |
| US7244367B2 (en) | 2001-12-11 | 2007-07-17 | Jds Uniphase Corporation | Metal alloy elements in micromachined devices |
| EP1320111A1 (en) * | 2001-12-11 | 2003-06-18 | Abb Research Ltd. | Carbon nanotube contact for MEMS |
| US20070189916A1 (en) * | 2002-07-23 | 2007-08-16 | Heraeus Incorporated | Sputtering targets and methods for fabricating sputtering targets having multiple materials |
| DE10245343A1 (de) | 2002-09-27 | 2004-04-08 | Robert Bosch Gmbh | Elektrischer Kontakt |
| JP2004362801A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Aisan Ind Co Ltd | 粉末組成物、粉末組成物の製造方法及び製造装置 |
| US7081647B2 (en) * | 2003-09-29 | 2006-07-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Microelectromechanical system and method for fabricating the same |
| US7959830B2 (en) * | 2003-12-31 | 2011-06-14 | The Regents Of The University Of California | Articles comprising high-electrical-conductivity nanocomposite material and method for fabricating same |
| JP4438685B2 (ja) * | 2005-05-23 | 2010-03-24 | セイコーエプソン株式会社 | 透明導電膜とその形成方法、電気光学装置、及び電子機器 |
| DE102005044522B4 (de) * | 2005-09-16 | 2010-02-11 | Schott Ag | Verfahren zum Aufbringen einer porösen Glasschicht, sowie Verbundmaterial und dessen Verwendung |
| CA2560030C (en) * | 2005-11-24 | 2013-11-12 | Sulzer Metco Ag | A thermal spraying material, a thermally sprayed coating, a thermal spraying method an also a thermally coated workpiece |
| US20070135552A1 (en) * | 2005-12-09 | 2007-06-14 | General Atomics | Gas barrier |
| WO2007118337A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Abb Research Ltd | Electrical contact assembly |
| DE102006027821A1 (de) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Siemens Ag | Elektrischer Schaltkontakt |
| US20080294372A1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-11-27 | Herbert Dennis Hunt | Projection facility within an analytic platform |
| FR2930370B1 (fr) * | 2008-04-18 | 2011-08-26 | Thales Sa | Composants microsystemes comportant une membrane comprenant des nanotubes. |
| US8845867B2 (en) * | 2008-12-09 | 2014-09-30 | Tdk Corporation | Method for manufacturing magnetoresistance effect element using simultaneous sputtering of Zn and ZnO |
| KR101812683B1 (ko) * | 2009-10-21 | 2017-12-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 제작방법 |
| KR20170076818A (ko) * | 2009-11-13 | 2017-07-04 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 스퍼터링 타겟 및 그 제작 방법 및 트랜지스터 |
| KR20170072965A (ko) | 2009-11-13 | 2017-06-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 스퍼터링 타겟 및 그 제조방법, 및 트랜지스터 |
| WO2012076281A1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | Abb Research Ltd | Electrical contact element and an electrical contact |
| US8894825B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-11-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Sputtering target, method for manufacturing the same, manufacturing semiconductor device |
| US9660092B2 (en) | 2011-08-31 | 2017-05-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor thin film transistor including oxygen release layer |
| US20140319432A1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | Sandia Corporation | Wear-Resistant Nanocrystalline Hard Noble Metal Coating |
| WO2018157160A1 (en) | 2017-02-27 | 2018-08-30 | Nanovation Partners LLC | Shelf-life-improved nanostructured implant systems and methods |
| US10763000B1 (en) * | 2017-05-03 | 2020-09-01 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Stable nanocrystalline metal alloy coatings with ultra-low wear |
| CN108754212A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-11-06 | 雷山县弘悦银饰有限责任公司 | 一种银饰补口材料及其制备方法 |
| CN110976887B (zh) * | 2019-12-17 | 2022-02-11 | 哈尔滨东大高新材料股份有限公司 | AgWC(T)/CuC(X)触头材料及其制备方法 |
| CN112366107B (zh) * | 2020-11-11 | 2021-12-10 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种银金属氧化物片状电触头制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2272063A (en) * | 1939-06-05 | 1942-02-03 | Mallory & Co Inc P R | Electric contacting member |
| GB534407A (en) * | 1940-01-02 | 1941-03-06 | Mallory & Co Inc P R | Improvements in and relating to silver-base alloys or mixtures and make-and-break contacts thereof |
| DE1077435B (de) * | 1957-02-13 | 1960-03-10 | Heraeus Gmbh W C | Verwendung von Rhodium-Nickel-Legierungen als Werkstoff fuer elektrische Kontakte |
| US4911769A (en) * | 1987-03-25 | 1990-03-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Composite conductive material |
| US4826808A (en) * | 1987-03-27 | 1989-05-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Preparation of superconducting oxides and oxide-metal composites |
| US5139891A (en) * | 1991-07-01 | 1992-08-18 | Olin Corporation | Palladium alloys having utility in electrical applications |
| US5833774A (en) * | 1997-04-10 | 1998-11-10 | The J. M. Ney Company | High strength silver palladium alloy |
-
2000
- 2000-10-10 CA CA002322714A patent/CA2322714A1/en not_active Abandoned
- 2000-10-16 EP EP00309103A patent/EP1096523A3/en not_active Withdrawn
- 2000-10-17 JP JP2000316101A patent/JP2001158926A/ja active Pending
- 2000-10-25 KR KR1020000062897A patent/KR20010040170A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-12-06 US US09/731,135 patent/US20010008157A1/en not_active Abandoned
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004015030A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-15 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2004319410A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-11 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびこの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
| JP2004319409A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-11 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびこの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
| JP2004319411A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-11 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびこの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
| JP2006169609A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Erugu:Kk | めっき液、めっき液の製造方法、表面処理方法及び接点部材 |
| JP2009037749A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Denso Corp | 内燃機関用のスパークプラグ |
| JP2016172925A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | グレーゴールド合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010008157A1 (en) | 2001-07-19 |
| CA2322714A1 (en) | 2001-04-25 |
| EP1096523A3 (en) | 2003-06-18 |
| EP1096523A2 (en) | 2001-05-02 |
| KR20010040170A (ko) | 2001-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001158926A (ja) | 貴金属合金を含有する製品とその製造方法 | |
| US6057223A (en) | Passivated copper conductive layers for microelectronic applications | |
| JP4415100B1 (ja) | 銅配線、半導体装置および銅配線形成方法 | |
| US20050007217A1 (en) | Noble metal contacts for micro-electromechanical switches | |
| US20060274470A1 (en) | Contact material, device including contact material, and method of making | |
| JPS59103216A (ja) | 電気接点 | |
| US20110265938A1 (en) | Encapsulated Switches Employing Mercury Substitute and Methods of Manufacture Thereof | |
| US20020105081A1 (en) | Self-assembled near-zero-thickness molecular layers as diffusion barriers for Cu metallization | |
| EP2468928B1 (en) | Manufacturing method | |
| SE446991B (sv) | Material for elektriska kontakter samt forfarande for dess framstellning | |
| JP2006114917A (ja) | 接着力に優れた多層薄膜を含む素子及びその製造方法 | |
| TWI246190B (en) | Semiconductor device having amorphous barrier layer for copper metallurgy | |
| US8054148B2 (en) | Contact material, device including contact material, and method of making | |
| WO1993007306A1 (en) | Adherent metal coating for aluminum nitride surfaces | |
| JP2008016452A (ja) | 接点材料、接点材料を含む装置及びその製造方法 | |
| US7256669B2 (en) | Method of preparing electrical contacts used in switches | |
| US10388468B2 (en) | Contact material for MEMS devices | |
| Mingzhe et al. | Effects of additives on the AgSnO2 contacts erosion behavior | |
| US11501928B2 (en) | MEMS device built on substrate with ruthenium based contact surface material | |
| US20050040755A1 (en) | Transparent thin film electrode for light emitting diode and laser diode | |
| JP3032020B2 (ja) | 電気接点の製造方法 | |
| Lee et al. | Annealing effect on contact characteristics in TiN based 3-terminal NEM relays | |
| JP2003249157A (ja) | マイクロリレー及びその製造方法 | |
| JPH1040762A (ja) | 封入電気接点材料 | |
| JPH1040763A (ja) | 封入電気接点材料 |