JP2001329381A - Plating solution, functional thin film and method for producing functional thin film - Google Patents

Plating solution, functional thin film and method for producing functional thin film

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JP2001329381A
JP2001329381A JP2001062182A JP2001062182A JP2001329381A JP 2001329381 A JP2001329381 A JP 2001329381A JP 2001062182 A JP2001062182 A JP 2001062182A JP 2001062182 A JP2001062182 A JP 2001062182A JP 2001329381 A JP2001329381 A JP 2001329381A
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film
thin film
plating solution
iron
functional thin
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Masanobu Isaki
昌伸 伊▲崎▼
Osamu Shinoura
治 篠浦
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Osaka City
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TDK Corp
Osaka City
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plating solution for depositing an iron oxide magnetic thin film excellent in crystallinity and surface properties, to provide a magnetic thin film and to provide a method for producing the magnetic thin film. SOLUTION: A plating solution composed of a solution containing iron ions, nitrate ions and dimethylamineborane and/or trimethylamineborane is used, and nitrate nitrite reduction reaction is utilized. Namely, iron hydroxide is formed on the surface by OH- released when nitrate ions are reduced into nitrite ions by borane and is thereafter made iron oxide. Moreover, the irradiation of light with a wavelength of <=400 μm may jointly be used. Further, it is possible that an initial precipitated layer is formed by the above reaction, and, with the same as a cathode, an iron oxide film is deposited by electrolysis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体、光
磁気記録媒体、磁気ヘッド、磁気光学素子、マイクロ波
素子、磁気音響素子、電波吸収材料などに広く利用可能
なめっき液および機能性薄膜および機能性薄膜の製造方
法に関する。また、これらの機能性薄膜は、上記分野だ
けでなく医学分野への応用も期待されている。例えば、
ポリマー微小球上にフェライト膜を形成した酵素免疫試
薬(ガン検診試薬)、マグネタイトで内壁めっきしたセ
グメント化ポリウレタン・チューブ(血液凝固防止)等が
検討されている。
The present invention relates to a plating solution and a functional thin film which can be widely used for magnetic recording media, magneto-optical recording media, magnetic heads, magneto-optical devices, microwave devices, magneto-acoustic devices, radio wave absorbing materials and the like. And a method for producing a functional thin film. In addition, these functional thin films are expected to be applied not only to the above fields but also to the medical field. For example,
Enzyme immunoreagents (cancer screening reagents) in which a ferrite film is formed on polymer microspheres, segmented polyurethane tubes plated on the inner wall with magnetite (blood coagulation prevention), and the like are being studied.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄酸化物膜を形成する方法としては、ス
パッタ法(特許第2508479号)、プラズマCVD
法(特公平9−97647号公報)等の真空成膜法、溶
液塗布後にゾルゲル反応を利用する溶液コート法(特公
平7−58645号公報)、などが知られている。
2. Description of the Related Art As a method for forming an iron oxide film, a sputtering method (Japanese Patent No. 2508479), a plasma CVD method, and the like.
A vacuum film forming method such as a method (Japanese Patent Publication No. 9-97647) and a solution coating method using a sol-gel reaction after applying a solution (Japanese Patent Publication No. 7-58645) are known.

【0003】これに対して、鉄酸化物膜を安価な装置
で、水溶液から成膜する方法が特公昭63−15990
号公報やThin Soild Films誌、216巻、155ページ
(1992年)に開示されている。表面にOH基をもつ基
板をFe2+と他の金属イオンMn+を含む水溶液(PH=6.5
−8.0)中に浸すと、Fe2+、Mn+がOH基を介して吸着
される。その状態で、亜硝酸(NaNO2)、O2などの酸化剤
を加えるとFe2+→Fe3+の酸化反応を伴いつつフェライト
が形成される。このフェライト層の表面にはOH基が存在
するので、反応が繰り返されフェライト層が時間ととも
に成長する。発明者の阿部正紀らは、この方法をフェラ
イトめっき法と呼んでいる。低温の水溶液からの成膜が
可能な画期的な手法である。
On the other hand, a method of forming an iron oxide film from an aqueous solution using an inexpensive apparatus has been proposed in Japanese Patent Publication No. 63-15990.
No., and Thin Soild Films, 216, 155 (1992). A substrate having an OH group on its surface is treated with an aqueous solution containing Fe 2+ and another metal ion Mn + (PH = 6.5).
-8.0), Fe2 + and Mn + are adsorbed via OH groups. In this state, when an oxidizing agent such as nitrous acid (NaNO 2 ) or O 2 is added, ferrite is formed with an oxidation reaction of Fe 2+ → Fe 3+ . Since OH groups are present on the surface of the ferrite layer, the reaction is repeated and the ferrite layer grows with time. The inventor of the present invention, Masaki Abe, calls this method a ferrite plating method. This is a revolutionary method that enables film formation from a low-temperature aqueous solution.

【0004】さらに、この技術を基に改善を図る方法と
して、均一性向上法(特公平5−58252号公報、特
公平5−46615号公報、特公平7−6072号公
報、特許第2629896号、同2595691号、同
2942829号)、磁気特性向上方法(特許第266
8998号、同2792115号)、各種基体への成膜
方法(特開昭63−65085号公報)などが、引き続
いて開示されている。
[0004] Further, as a method of improving based on this technique, a uniformity improving method (Japanese Patent Publication No. 5-58252, Japanese Patent Publication No. 5-46615, Japanese Patent Publication No. 7-6072, Japanese Patent No. 2629896, No. 2,595,691 and No. 2942829), a method for improving magnetic properties (Japanese Patent No. 266)
Nos. 8998 and 2792115) and a method of forming a film on various substrates (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-65085).

【0005】さらに、特許第2841568号公報に
は、成膜中に光を照射して成膜速度を向上したり、レー
ザーを用い走査することで必要な部分だけにフェライト
膜を堆積するフェライトめっき法が開示されている。
Further, Japanese Patent No. 2841568 discloses a ferrite plating method in which light is irradiated during film formation to improve the film formation speed, or a ferrite plating method is used in which a ferrite film is deposited only on a necessary portion by scanning with a laser. Is disclosed.

【0006】一方、鉄以外の金属酸化物膜を安価な装置
で、水溶液から成膜する新規な方法を、本特許発明者ら
は、特開平11−71112号公報、特開平9−278
437号公報やエレクトロニクス実装学会誌、3巻、1
号、40ページ(2000年)に開示している。これ
は、酸化亜鉛や酸化インジウムを、硝酸塩とジメチルア
ミンボランを含有する溶液から成膜するものである。触
媒付与を行い初期膜を成長させた後は、陰極電解により
膜を成長することも可能である。この方法は一見する
と、前述のフェライトめっき法に類似しているが、全く
異なる。すなわちジメチルアミンボランという還元剤を
液中に存在させることで、硝酸が亜硝酸に還元される硝
酸亜硝酸還元反応を利用している。
On the other hand, the present inventors have disclosed a novel method for forming a metal oxide film other than iron from an aqueous solution using an inexpensive apparatus, as disclosed in JP-A-11-71112 and JP-A-9-278.
No. 437 and the Journal of Japan Institute of Electronics Packaging, Volume 3, 1
No. 40, 2000 (2000). In this method, zinc oxide or indium oxide is formed from a solution containing nitrate and dimethylamine borane. After the catalyst is applied and the initial film is grown, the film can be grown by cathodic electrolysis. At first glance, this method is similar to the ferrite plating method described above, but is completely different. That is, a nitrite-nitrite reduction reaction in which nitric acid is reduced to nitrite by utilizing a reducing agent called dimethylamine borane in the liquid is used.

【0007】また発明者らは、電気学会マグネティクス
研究会資料、MAG−00−18(2000年)におい
て、300nm波長の光を基板に照射することで、硝酸亜
硝酸還元反応が始まりZnO膜が成膜可能なことを開示
している。
[0007] In addition, the inventors of the Institute of Electrical Engineers of Japan, MAG-00-18 (2000), irradiate a substrate with light having a wavelength of 300 nm to initiate a nitrite-nitrite reduction reaction, thereby forming a ZnO film. It discloses that a film can be formed.

【0008】真空成膜法、溶液コート法はいずれも大が
かりな装置を必要としコスト高であった。さらに、30
0℃以上の高温度の熱処理が必要であり、融点、分解点
の低い物質または熱安定性に欠ける物質を基体として用
いることはできなかった。
[0008] Both the vacuum film forming method and the solution coating method require a large-scale apparatus and are expensive. In addition, 30
A heat treatment at a high temperature of 0 ° C. or higher was required, and a substance having a low melting point and decomposition point or a substance lacking thermal stability could not be used as a substrate.

【0009】また、特公昭63−15990号公報等に
開示されているフェライトめっき法では、2価鉄イオン
吸着のための2価鉄イオン溶液の供給、その後に吸着し
た2価鉄の酸化のために酸化剤溶液の供給という2段階
の処理が本質的に必要となる。実際の処理では、この2
つの溶液がほぼ同時に供給する方法が用いられている。
すなわち2価鉄溶液と酸化剤溶液が混合された状態とな
り、基板表面に吸着されていない溶液中の2価鉄イオン
までもが酸化され3価鉄イオンとなってしまう。このた
め前述のように各種の改善策が試みられてきたが、根本
的な対策はない。このため単位量の溶液から成膜するこ
との出来る膜厚、面積は小さく、調合した溶液中の大部
分の金属イオンは膜にならず廃液として廃棄されてしま
っていた。成膜された膜も、3価鉄イオンが溶解度の低
い3価水酸化鉄として表面に沈着することから表面性が
悪くピンホールの多い結晶性の低い膜であった。このた
め、満足のいく磁気特性を得ることは困難であった。さ
らに、作成可能な結晶構造はスピネル型フェライト構造
であるために、その用途も限られていた。
In the ferrite plating method disclosed in JP-B-63-15990, etc., a ferrous ion solution is supplied for adsorbing ferrous ions, and then a ferrous plating solution is supplied for oxidizing the adsorbed ferrous ions. Essentially requires a two-stage process of supplying an oxidant solution. In actual processing, this 2
A method is used in which two solutions are supplied almost simultaneously.
That is, the divalent iron solution and the oxidizing agent solution are mixed, and even the divalent iron ions in the solution not adsorbed on the substrate surface are oxidized into trivalent iron ions. For this reason, various improvement measures have been tried as described above, but there is no fundamental measure. For this reason, the film thickness and area that can be formed from a unit amount of solution are small, and most of the metal ions in the prepared solution are not formed into a film but are discarded as waste liquid. The formed film was also a film having poor surface properties and many pinholes and low crystallinity because trivalent iron ions were deposited on the surface as trivalent iron hydroxide having low solubility. Therefore, it has been difficult to obtain satisfactory magnetic properties. Furthermore, since the crystal structure that can be formed is a spinel-type ferrite structure, its use has been limited.

【0010】一方、発明者らにより開発された硝酸亜硝
酸還元法は、ZnO,InOにのみ検討しただけであっ
た。特に、鉄は、亜鉛、インジウムと同じ金属である
が、鉄は2価、3価と異なる価数のイオンとなる多価金
属であるため、発明者らにとっても、そのような多価金
属への応用は全く未知の領域であった。
On the other hand, the nitrite-nitrite reduction method developed by the inventors has only studied only ZnO and InO. In particular, iron is the same metal as zinc and indium, but iron is a polyvalent metal that becomes an ion having a valence different from divalent or trivalent. The application of was a completely unknown territory.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
しためっき液を用いて、湿式成膜法により、効率良く鉄
酸化物磁性薄膜、特に高特性を示す、マグネタイト膜、
ニッケル亜鉛フェライト膜、YIG膜等の機能性薄膜、
および機能性薄膜の製造方法を安価に提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an iron oxide magnetic thin film, particularly a magnetite film, which exhibits high characteristics, by a wet film forming method using a stable plating solution.
Functional thin films such as nickel zinc ferrite film and YIG film,
And a method for producing a functional thin film at a low cost.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】(1) 金属イオンとし
て鉄イオンと、硝酸イオンと、還元剤とを含有するめっ
き液。 (2) 前記還元剤がジメチルアミンボランおよび/ま
たはトリメチルアミンボランである上記(1)のめっき
液。 (3) 前記金属イオンとして、さらにニッケル、亜
鉛、およびイットリウムから選択される少なくとも1種
類の金属のイオンを含有する上記(1)または(2)の
めっき液。 (4) 前記金属イオンとして、さらに銅、コバルト,
マンガン、バナジウム,リチウム,モリブデン,チタ
ン,マグネシウム,アルミニウム,シリコン,クロム,
スズ,カルシウム,カドミウム,インジウム、ガリウ
ム、イットリウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロニウム、プ
ラセオジム、ネオジウム、ランタン、およびセリウムか
ら選択される少なくとも1種の元素を含有する上記
(1)〜(3)のいずれかのめっき液。 (5) 硝酸−亜硝酸還元反応により酸化物膜が成膜さ
れる上記(1)〜(4)のいずれかのめっき液。 (6) 鉄酸化物膜が成膜される上記(1)〜(5)の
いずれかのめっき液。 (7) 前記酸化物膜中に、非酸化物金属鉄が含有され
ている上記(5)または(6)のめっき液。 (8) 鉄酸化物、およびホウ素を含有する機能性薄
膜。 (9) 湿式成膜法により成膜され、ホウ素含有量が
0.001〜2質量%である上記(8)の機能性薄膜。 (10) ニッケル酸化物および/または亜鉛酸化物を
含有する上記(8)または(9)の機能性薄膜。 (11) イットリウム酸化物を含有する上記(8)ま
たは(9)の機能性薄膜。 (12) さらにM酸化物(ただしMは銅、コバルト,
マンガン、バナジウム,リチウム,モリブデン,チタ
ン,マグネシウム,アルミニウム,シリコン,クロム,
スズ,カルシウム,カドミウム,インジウム、ガリウ
ム、イットリウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロニウム、プ
ラセオジム、ネオジウム、ランタン、およびセリウムか
ら選択される少なくとも1種の元素)を含有する上記
(8)〜(11)のいずれかの機能性薄膜。 (13) 非酸化物金属鉄が含有されている上記(8)
〜(12)のいずれかの機能性薄膜。 (14) 鉄イオン、硝酸イオンおよび還元剤を含有す
るめっき液を用い、波長400nm以下の光照射により鉄
酸化物層を形成する機能性薄膜の製造方法。 (15) 鉄イオン、硝酸イオン、および還元剤を含有
するめっき液を用い、非導電性基体上に初期析出層とし
て導電性を有する鉄酸化物層を形成し、その後同じめっ
き液中で前記初期析出層を陰極に鉄酸化物膜を電解成膜
する機能性薄膜の製造方法。 (16) 鉄イオン、硝酸イオン、および還元剤を含有
するめっき液を用い、鉄酸化物膜を電解成膜する機能性
薄膜の製造方法。 (17) 前記鉄酸化物膜中に非酸化物金属鉄を含有す
る上記(16)の機能性薄膜の製造方法。
(1) A plating solution containing iron ions, nitrate ions, and a reducing agent as metal ions. (2) The plating solution according to (1), wherein the reducing agent is dimethylamine borane and / or trimethylamine borane. (3) The plating solution according to the above (1) or (2), further comprising at least one metal ion selected from nickel, zinc, and yttrium as the metal ion. (4) Copper, cobalt,
Manganese, vanadium, lithium, molybdenum, titanium, magnesium, aluminum, silicon, chromium,
(1) to ((1) to (1) containing at least one element selected from tin, calcium, cadmium, indium, gallium, yttrium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holonium, praseodymium, neodymium, lanthanum, and cerium. The plating solution according to any one of 3). (5) The plating solution according to any one of the above (1) to (4), wherein the oxide film is formed by a nitric acid-nitrite reduction reaction. (6) The plating solution according to any one of the above (1) to (5), on which an iron oxide film is formed. (7) The plating solution according to (5) or (6), wherein the oxide film contains non-oxide metallic iron. (8) A functional thin film containing iron oxide and boron. (9) The functional thin film according to (8), wherein the functional thin film is formed by a wet film forming method and has a boron content of 0.001 to 2% by mass. (10) The functional thin film according to the above (8) or (9), containing a nickel oxide and / or a zinc oxide. (11) The functional thin film according to the above (8) or (9), containing yttrium oxide. (12) M oxide (where M is copper, cobalt,
Manganese, vanadium, lithium, molybdenum, titanium, magnesium, aluminum, silicon, chromium,
(8) to (8) to (10) containing at least one element selected from tin, calcium, cadmium, indium, gallium, yttrium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holonium, praseodymium, neodymium, lanthanum, and cerium). The functional thin film according to any of (11). (13) The above (8) containing non-oxide metal iron.
To (12). (14) A method for producing a functional thin film in which an iron oxide layer is formed by irradiation with light having a wavelength of 400 nm or less using a plating solution containing iron ions, nitrate ions and a reducing agent. (15) Using a plating solution containing iron ions, nitrate ions, and a reducing agent, forming a conductive iron oxide layer as an initial deposition layer on a non-conductive substrate, and then forming the initial iron layer in the same plating solution. A method for producing a functional thin film in which an iron oxide film is electrolytically formed using a deposition layer as a cathode. (16) A method for producing a functional thin film in which an iron oxide film is electrolytically formed using a plating solution containing iron ions, nitrate ions, and a reducing agent. (17) The method for producing a functional thin film according to the above (16), wherein the iron oxide film contains non-oxide metal iron.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。本発明の湿式めっき法により形成さ
れる機能性薄膜は、鉄酸化物を含有する薄膜であり、硝
酸が亜硝酸に変化する硝酸亜硝酸還元反応による。この
反応は以下の式(1)〜式(5)で表される。すなわ
ち、還元剤としてジメチルアミンボランを用いた場合に
は、ジメチルアミンボランが電子eを放出し、それが亜
硝酸を生成し、鉄が水酸化鉄として表面に生成したのち
酸化鉄となる。なお式(5)におけるMは鉄以外の金属
が2価イオンの場合の例を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a specific configuration of the present invention will be described in detail. The functional thin film formed by the wet plating method of the present invention is a thin film containing iron oxide, and is formed by a nitrite-nitrite reduction reaction in which nitric acid changes to nitrous acid. This reaction is represented by the following formulas (1) to (5). That is, when dimethylamine borane is used as a reducing agent, dimethylamine borane emits electrons e, which generate nitrous acid, and iron is formed on the surface as iron hydroxide, and then becomes iron oxide. Note that M in the formula (5) represents an example in which a metal other than iron is a divalent ion.

【0014】すなわち、基体をめっき液に浸積するだけ
で外部からの通電無しに成膜反応が進行していく浸積成
膜法が基本反応である。
That is, the basic reaction is an immersion film-forming method in which the film-forming reaction proceeds without electric current from the outside only by immersing the substrate in the plating solution.

【0015】 (CH3)2NHBH3 + H2O → BO2- + (CH3)2NH + 7H+ + 6e- (1) NO3- + H2O + 2e- → NO2- 2OH- (2) Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 (3) Fe(OH)2 → FeO + H2O (4) M(OH)x → MO + 1/2xH2O (5)[0015] (CH 3) 2 NHBH 3 + H 2 O → BO 2- + (CH 3) 2 NH + 7H + + 6e - (1) NO 3- + H 2 O + 2e - → NO 2- 2OH - (2) Fe 2+ + 2OH - → Fe (OH) 2 (3) Fe (OH) 2 → FeO + H 2 O (4) M (OH) x → MO + 1 / 2xH 2 O (5)

【0016】[初期析出層の形成)]本発明において
は、基体上に最初に成膜される膜である初期析出層の上
のみに、膜が連続的に成長し、それ以外の部分や液中で
の生成反応は起こらない。その初期析出層の形成方法
は、2つに大別される。パラジウム、銀等の貴金属触媒
層を利用する触媒駆動方法と、光、特に波長の短い紫外
線照射による光駆動方法である。電解製膜の場合におい
て導電性基板を用いる場合には、上記の処理は必要な
く、電解によって基板上に初期析出層は形成された後、
成膜が進行する。
[Formation of Initial Deposition Layer] In the present invention, the film is continuously grown only on the initial deposition layer, which is the first film formed on the substrate, and other portions and liquids are formed. No formation reaction takes place inside. The method of forming the initial precipitation layer is roughly classified into two. A catalyst driving method using a noble metal catalyst layer of palladium, silver, or the like, and a light driving method by irradiating light, particularly, ultraviolet light having a short wavelength. When using a conductive substrate in the case of electrolytic film formation, the above treatment is not necessary, and after the initial deposition layer is formed on the substrate by electrolysis,
Film formation proceeds.

【0017】触媒駆動方式の場合には、無電解めっきの
前処理として広く使用されているパラジウムによる触媒
化が好ましく用いられる。これは、センシタイジング−
アクチベーション法、キャタリスト−アクセレーター
法、アルカリキャタリスト法等の方法でパラジウム金属
を表面に吸着する。パラジウムの替わりに、より緻密な
触媒核が形成可能な銀を用いる硝酸銀/硫酸ニッケル触
媒方法も好ましく用いることが可能である。さらには、
スパッタ等の真空成膜法による白金等の触媒層の成膜も
有効である。この際の触媒層は極めて薄く10nm以下の
厚さで十分であり、連続層である必要はなく、クラスタ
ー状の非連続層でも良い。
In the case of the catalyst driving system, palladium catalysis, which is widely used as a pretreatment for electroless plating, is preferably used. This is Sensitizing-
The palladium metal is adsorbed on the surface by a method such as an activation method, a catalyst-accelerator method, or an alkaline catalyst method. Instead of palladium, a silver nitrate / nickel sulfate catalyst method using silver capable of forming a denser catalyst nucleus can also be preferably used. Moreover,
It is also effective to form a catalyst layer of platinum or the like by a vacuum film forming method such as sputtering. In this case, the catalyst layer is very thin, and a thickness of 10 nm or less is sufficient. The catalyst layer does not need to be a continuous layer, and may be a cluster-like discontinuous layer.

【0018】この触媒層の上でのみ、初期析出が開始さ
れるため、この触媒層を形成後に、フォトリソグラフィ
ー法、紫外線露光によるSn活性低下法等によりパターニ
ングを行うことで、酸化物膜のパターニング、例えば数
十nm程度の微少円形ドットやライン化を行うことも可能
である。
Since the initial deposition is initiated only on the catalyst layer, the oxide film is patterned by forming the catalyst layer and then performing patterning by a photolithography method, a Sn activity reduction method by ultraviolet light exposure, or the like. For example, it is also possible to form a minute circular dot of about several tens nm or a line.

【0019】後者の光駆動方式よる初期層成膜は、硝酸
亜硝酸還元反応を引き起こすために必要な短波長の光を
照射するものである。このため、従来公知のフェライト
めっき法で成膜速度を早くするために行われていた熱を
与えることを目的とする光照射、長波長レーザー照射と
は異なり、波長400nm以下、特に好ましくは350nm
以下の紫外線を高圧水銀ランプ、エキシマレーザー等に
より照射する。また初期析出層を形成するための初期反
応をおこすためだけに用いられるために、成膜中、常時
連続して照射する必要は全くない点も、従来のフェライ
トめっきの際に光を照射する方法とは全く異なる。この
ような紫外線は極めて吸収されやすいために、薄い溶液
層を基体表面に形成し、表面から照射することも可能で
あるが、基板として紫外線を吸収しない石英板、サファ
イア板等を用い、基板裏面から照射することが好まし
い。光駆動の場合も照射する光をマスク等で基体の一部
にのみ照射することでパターニングが可能である。
The latter method of forming an initial layer by an optical driving method involves irradiating light having a short wavelength necessary for causing a nitrite-nitrite reduction reaction. For this reason, unlike light irradiation and long-wavelength laser irradiation for applying heat, which has been performed to increase the film forming rate by a conventionally known ferrite plating method, a wavelength of 400 nm or less, particularly preferably 350 nm
The following ultraviolet rays are irradiated by a high-pressure mercury lamp, an excimer laser or the like. In addition, since it is used only to cause an initial reaction for forming an initial deposited layer, there is no need to continuously irradiate the film at all times during film formation. Completely different. Since such ultraviolet rays are extremely easily absorbed, it is possible to form a thin solution layer on the surface of the substrate and irradiate from the surface.However, a quartz plate or a sapphire plate that does not absorb ultraviolet rays is used as the substrate, and the back surface of the substrate is used. It is preferred to irradiate from Also in the case of optical driving, patterning is possible by irradiating the irradiated light to only a part of the base with a mask or the like.

【0020】[めっき液および成膜条件]本発明におい
ては、還元剤をめっき液中に添加することが不可欠であ
る。還元剤としては、公知の各種の還元剤が使用可能で
あるが、好ましくはアミン−ボランコンプレックス、次
亜リン酸等であり、特に好ましくは安価なジメチルアミ
ンボラン、トリメチルアミンボラン、またはジメチルア
ミンボランおよびトリメチルアミンボランである。2種
類の異なる還元剤を使用することも可能である。
[Plating Solution and Film-Forming Conditions] In the present invention, it is essential to add a reducing agent to the plating solution. As the reducing agent, various known reducing agents can be used, preferably amine-borane complex, hypophosphorous acid and the like, particularly preferably inexpensive dimethylamine borane, trimethylamine borane, or dimethylamine borane and Trimethylamine borane. It is also possible to use two different reducing agents.

【0021】液中のジメチルアミンボラン、トリメチル
アミンボラン量は、特に限定されるものではないが、総
計で0.0001〜1.0モル/リットルが好ましく、
特に好ましくは0.0005〜0.5モル/リットルで
ある。前記範囲以下では、成膜速度が遅く、前記範囲以
上では液が不安定となり自己分解しやすく実用的でな
い。
The amounts of dimethylamine borane and trimethylamine borane in the liquid are not particularly limited, but are preferably 0.0001 to 1.0 mol / l in total.
Particularly preferably, it is 0.0005 to 0.5 mol / liter. Below the above range, the film forming rate is low, and above the above range, the solution becomes unstable and self-decomposes easily, which is not practical.

【0022】このジメチルアミンボラン、トリメチルア
ミンボランは、硝酸−亜硝酸還元反応のみならず、めっ
き液中の鉄イオンの3価への酸化を防止する非常に大き
な効果がある。この効果は、もちろん鉄イオン含有めっ
き液においてのみ発揮されるもので本発明の機能性薄膜
の表面性が極めて良いこと、すなわち欠陥の少ない構
造、そして良い磁気特性発現の重要な要因となってい
る。
These dimethylamine borane and trimethylamine borane have a very large effect of preventing not only the nitric acid-nitrite reduction reaction but also the oxidation of iron ions in the plating solution to trivalent. This effect is, of course, only exerted in the plating solution containing iron ions, and is an important factor in that the functional thin film of the present invention has extremely good surface properties, that is, a structure with few defects and good magnetic properties. .

【0023】硝酸イオン源としては、公知の各種の硝酸
イオン含有薬品、例えば硝酸、硝酸鉄、硝酸アンモニウ
ム、硝酸ナトリウム、硝酸リチウム、硝酸尿素等を用い
ることができる。なお、本発明においては、前述のフェ
ライトめっき法のように亜硝酸イオン、硝酸イオンのい
ずれでも反応が進行するメカニズムとは根本的に違う。
このため、液中に存在するのは亜硝酸イオンではなく、
硝酸イオンでなくてはならない。初期析出層において
も、同様であり、亜硝酸に紫外線光を照射しても硝酸に
戻ることも、アンモニアに還元されることもないために
膜は生成しない。触媒を用いた場合も反応は同じであ
る。
As the nitrate ion source, various known nitrate ion-containing chemicals such as nitric acid, iron nitrate, ammonium nitrate, sodium nitrate, lithium nitrate and urea nitrate can be used. In the present invention, the mechanism is basically different from the mechanism in which the reaction proceeds with either nitrite ion or nitrate ion as in the ferrite plating method described above.
For this reason, it is not nitrite ions that are present in the liquid,
Must be nitrate. The same applies to the initial deposited layer. Even if the nitrous acid is irradiated with ultraviolet light, it does not return to nitric acid nor is it reduced to ammonia, so that no film is formed. The reaction is the same when a catalyst is used.

【0024】金属イオン源としては、硫酸塩、塩酸塩、
炭酸塩等の各種の塩を用いることが、可能であるが特に
好ましくは硝酸塩である。これは硝酸イオン以外の陰イ
オンが存在すると、水酸化物が形成しやすくなるためで
ある。
As the metal ion source, sulfate, hydrochloride,
It is possible to use various salts such as carbonates, but nitrates are particularly preferred. This is because the presence of an anion other than the nitrate ion facilitates the formation of a hydroxide.

【0025】金属イオンとして鉄(Fe)のみを含む場
合には、マグネタイトまたはヘマタイト膜となる。そし
てその他の金属(M)イオン(M=銅(Cu)、コバル
ト(Co),マンガン(Mn)、バナジウム(V),リ
チウム(Li),モリブデン(Mo),チタン(T
i),マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),
シリコン(Si),クロム(Cr),スズ(Sn),カ
ルシウム(Ca),カドミウム(Cd),インジウム
(In)およびガリウム(Ga)から選択される1種ま
たは2種以上の元素)を含む場合には、Mが1種類の場
合には例えばコバルトフェライト等となり、Mが数種類
の場合には、例えばMnZnフェライトの様な混晶フェ
ライト等が得られる。これらの元素は、目的とする薄膜
の組成により異なるが、Feに対してそれぞれ1〜70
原子%程度添加することができる。
When only iron (Fe) is contained as a metal ion, a magnetite or hematite film is formed. And other metal (M) ions (M = copper (Cu), cobalt (Co), manganese (Mn), vanadium (V), lithium (Li), molybdenum (Mo), titanium (T
i), magnesium (Mg), aluminum (Al),
When containing silicon (Si), chromium (Cr), tin (Sn), calcium (Ca), cadmium (Cd), indium (In), and gallium (Ga); For example, when M is one type, cobalt ferrite is obtained, and when M is several types, mixed crystal ferrite such as MnZn ferrite is obtained. These elements are different depending on the composition of the target thin film, but each of the elements is 1 to 70 with respect to Fe.
About atomic% can be added.

【0026】また、鉄イオンに加える、その他の金属イ
オンが、イットリウム(Y)を含む希土類金属(R)イ
オン(R=サマリウム(Sm)、ユウロピウム(E
u)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジ
スプロシウム(Dy)、ホロニウム(Ho)、プラセオジ
ム(Pr)、ネオジウム(Nd)、ランタン(La)、
およびセリウム(Ce)から選択される1種または2種
以上の元素)を含む場合にはガーネット型フェライト
(R3Fe512)等が得られる。これらの元素は、目的
とする薄膜の組成により異なるが、Feに対してそれぞ
れ1〜70原子%程度添加することができる。なお、本
発明のめっき液には還元剤が含まれているために、溶液
中の金属イオンは還元されて、その多くは価数の少ない
イオンとなる。例えばイオン源としての試薬中では3価
の鉄の状態であっても還元作用により浴中では2価のイ
オンとして存在する。
Other metal ions in addition to the iron ions are rare earth metal (R) ions containing yttrium (Y) (R = samarium (Sm), europium (E
u), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holonium (Ho), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), lanthanum (La),
And one or more elements selected from cerium (Ce)), a garnet-type ferrite (R 3 Fe 5 O 12 ) or the like is obtained. These elements vary depending on the composition of the target thin film, but can be added in an amount of about 1 to 70 atomic% with respect to Fe. Since the plating solution of the present invention contains a reducing agent, metal ions in the solution are reduced, and many of them are ions having a small valence. For example, in a reagent as an ion source, even in the state of trivalent iron, it exists as divalent ions in the bath due to a reducing action.

【0027】金属イオン濃度、硝酸イオン濃度は、広い
範囲で調整できるが、いずれかの濃度が低すぎると、成
膜速度が極端に遅くなり、いずれかの濃度が高すぎる
と、水酸化鉄が生成しやすくなり膜の結晶性が低下し良
い特性が得られなくなってくる。このため、金属イオン
濃度、硝酸イオン濃度は、それぞれ0.001〜5モル
/リットルが好ましく、特に好ましくは0.01〜0.
5モル/リットルであり、かつ金属イオン濃度と硝酸イ
オン濃度の比が0.1〜10の範囲にあることが好まし
い。
The metal ion concentration and the nitrate ion concentration can be adjusted in a wide range. However, if any of the concentrations is too low, the film forming rate becomes extremely slow. It is easy to form, and the crystallinity of the film is lowered, so that good characteristics cannot be obtained. Therefore, the metal ion concentration and the nitrate ion concentration are each preferably 0.001 to 5 mol / l, and particularly preferably 0.01 to 0.1 mol / l.
It is preferably 5 mol / liter and the ratio of the concentration of metal ions to the concentration of nitrate ions is in the range of 0.1 to 10.

【0028】めっき液の温度に特に制限はないが、10
〜95℃が好ましく、特に好ましくは、光駆動方式の場
合は10〜30℃、触媒駆動方式の場合は20〜70℃
である。低すぎると成膜速度が遅くなる。高すぎると還
元剤の分解反応が進行しやすい。また、その原因は現在
においては不明であるが、めっき液の温度により、膜中
の金属酸化物の価数が変化する。例えば、鉄の場合、温
度が高いほど3価鉄の割合が増加する。このため、膜中
の2価鉄、3価鉄の割合をめっき液の温度で制御するこ
とが可能である。
There is no particular limitation on the temperature of the plating solution.
To 95 ° C, particularly preferably 10 to 30 ° C for an optical drive system, and 20 to 70 ° C for a catalyst drive system.
It is. If it is too low, the film forming rate will be low. If it is too high, the decomposition reaction of the reducing agent tends to proceed. Although the cause is unknown at present, the valence of the metal oxide in the film changes depending on the temperature of the plating solution. For example, in the case of iron, the higher the temperature, the higher the proportion of trivalent iron. Therefore, the ratio of divalent iron and trivalent iron in the film can be controlled by the temperature of the plating solution.

【0029】めっき液のpHは特に制限されるものでは
無いが、3〜9程度が好ましく、特に好ましくは4〜8
である。前記範囲以下では、成膜速度が遅くなり、前記
範囲以上では液が不安定となり自己分解しやすい。また
鉄以外の金属酸化物を含む膜を成膜する場合に、その組
成はpHの影響を大きく受ける。このため安定して所定
のpHに維持するために公知の緩衝剤を浴に添加するこ
とも可能である。例えばリン酸2水素カリウム、フタル
酸カリウム、ほう砂等である。
The pH of the plating solution is not particularly limited, but is preferably about 3 to 9, particularly preferably 4 to 8.
It is. Below the above range, the film forming rate becomes slow, and above the above range, the liquid becomes unstable and tends to self-decompose. When a film containing a metal oxide other than iron is formed, its composition is greatly affected by pH. For this reason, it is also possible to add a known buffer to the bath in order to stably maintain the predetermined pH. For example, potassium dihydrogen phosphate, potassium phthalate, borax and the like.

【0030】膜質改善のために、公知の各種の有機化合
物を液中に添加することも可能である。例えば、デキス
トリン、スクロース等である。
In order to improve the film quality, various known organic compounds can be added to the solution. For example, dextrin, sucrose and the like.

【0031】なお、本発明のめっき液は、安定であるた
めに長期間に渡って使用が可能である。成膜につれて、
金属イオン、還元剤が減少してくる場合があるが、その
際には適宜、補充することで、さらに長期間にわたり使
用することが可能となる。
The plating solution of the present invention is stable and can be used for a long period of time. As the film is formed,
In some cases, the amount of metal ions and the reducing agent may decrease, but in such a case, it can be used for a longer period of time by supplementing as appropriate.

【0032】また本発明の機能性薄膜の多くは非導電性
であるが、比較的導電性の高いマグネタイト等の酸化物
薄膜の場合には電解めっき法により成膜することも可能
である。特に基体が導電性の無いセラミックス等の場合
に、初期析出層を浸積法により成膜した後、この初期析
出層を陰極として電解めっきを行うことが可能である。
電解めっきは、その成膜電位の管理が容易であり、かつ
成膜速度を上げることが可能となる。陰極電位は、銀/
塩化銀電極を基準電極として用いた場合に、−0.2〜
−1.7Vの範囲とすることが好ましい。前記範囲以上
では、成膜速度が遅く、前記範囲以下では析出効率が低
下する。
Although most of the functional thin films of the present invention are non-conductive, in the case of oxide thin films such as magnetite having relatively high conductivity, they can be formed by electrolytic plating. In particular, when the substrate is made of non-conductive ceramics or the like, it is possible to perform electrolytic plating using the initially deposited layer as a cathode after the initial deposited layer is formed by the immersion method.
Electroplating makes it easy to control the film formation potential and can increase the film formation speed. The cathode potential is silver /
When a silver chloride electrode is used as a reference electrode, -0.2 to
It is preferable to be in the range of -1.7V. Above the range, the deposition rate is low, and below the range, the deposition efficiency is reduced.

【0033】さらに、本発明においては、導電性の低い
機能性薄膜においても電解めっき法により成膜すること
も可能である。その成膜メカニズムは不明であるが成膜
が進行している最表面に何らかの導電性の層が形成され
ているためと考えている。この導電性の層は成膜反応が
進行するに従い導電性を失うが、さらにその上に新規に
導電性層が形成されるという反応が繰り返されていると
考えられる。すなわち、本発明においては、高周波使用
においても渦損失による劣化の少ない高比抵抗磁性膜
を、高速成膜が可能な電解めっき法により成膜すること
が可能である。
Further, in the present invention, even a functional thin film having low conductivity can be formed by electrolytic plating. Although the film formation mechanism is unknown, it is considered that some conductive layer is formed on the outermost surface where the film formation is in progress. This conductive layer loses conductivity as the film-forming reaction proceeds, and it is considered that the reaction of forming a new conductive layer thereon is repeated. That is, in the present invention, it is possible to form a high-resistivity magnetic film with little deterioration due to eddy loss even by using a high frequency by an electrolytic plating method that enables high-speed film formation.

【0034】さらに、本発明の機能性薄膜を、電解めっ
き法により成膜した場合には、酸化物膜中に金属、すな
わち非酸化物を共析することが可能となる。そして陰極
電位を卑な電位に設定する程、金属の共析量が増大す
る。金属が共析することで、酸化物に比べて高飽和磁束
密度磁性膜を得ることが可能となる。さらには、高比抵
抗酸化物主相の中に、微細な金属相が分散しているグラ
ニュラー構造膜も作成可能であり、巨大磁気抵抗効果膜
としても使用可能である。なお、本発明においては、電
解めっき法により成膜した場合に限らず、電気を通電し
ない場合にも金属鉄を共析することが可能である。しか
し、金属鉄含有量を制御するためには、電解めっき法が
好ましい。
Further, when the functional thin film of the present invention is formed by electrolytic plating, it becomes possible to co-deposit a metal, that is, a non-oxide in the oxide film. And, as the cathode potential is set to a lower potential, the amount of eutectoid metal increases. The eutectoid of the metal makes it possible to obtain a magnetic film having a higher saturation magnetic flux density than the oxide. Furthermore, a granular structure film in which a fine metal phase is dispersed in the high-resistance oxide main phase can be formed, and can be used as a giant magnetoresistive film. In the present invention, metallic iron can be co-deposited not only when the film is formed by the electrolytic plating method but also when electricity is not supplied. However, in order to control the metallic iron content, an electrolytic plating method is preferred.

【0035】そして、鉄酸化物+金属鉄が混在する本発
明の機能性薄膜においては、その金属鉄の共析比率に比
べて、飽和磁束密度、Msの上昇が発生する。例えば、
マグネタイト(鉄酸化物)のMsは480emu/cm3
あるのに対して、わずか5%の金属鉄が共析しただけ
で、そのMsは670emu/cm3 と増加する。これは従
来公知の鉄のMs(1700emu/cm3 )を用いて計算さ
れた610emu/cm3 よりも高い。これはMsの高い特
殊な鉄が共析しているためとも考えられる。その詳細な
構造は未知であるが、いずれにしても本発明の方法によ
り成膜することが可能である。
Then, in the functional thin film of the present invention in which iron oxide and metallic iron are mixed, the saturation magnetic flux density and Ms are increased as compared with the eutectoid ratio of metallic iron. For example,
The Ms of magnetite (iron oxide) is 480 emu / cm 3 , whereas the Ms is increased to 670 emu / cm 3 when only 5% of metallic iron is eutectoid. This is higher than 610 emu / cm 3 calculated using the conventionally known iron Ms (1700 emu / cm 3 ). This may be because special iron having a high Ms is eutectoid. Although the detailed structure is unknown, anyway, it is possible to form a film by the method of the present invention.

【0036】なお、本発明の機能性薄膜には0.001
〜2質量%のホウ素が共析していること、さらには陰極
反応のため0.0005〜1質量%程度の水素も共析し
ていることから、これらの原子半径の小さな原子が鉄原
子と特殊な結晶構造を形成していることが、その原因と
も考えられる。また、もちろんマグネタイト相自体のM
sが変化した可能性も否定できない。
The functional thin film of the present invention has a thickness of 0.001.
Since about 2% by mass of boron is eutectoid, and about 0.0005 to 1% by mass of hydrogen is also eutectoid due to the cathodic reaction, these atoms having a small atomic radius are considered to be iron atoms. The fact that a special crystal structure is formed may be the cause. Also, of course, the M of the magnetite phase itself
The possibility that s has changed cannot be denied.

【0037】成膜電位が卑なほど、成膜された膜のX線
回折スペクトルから算出した格子定数が小さくなる傾向
がある。このことから、格子中にドーブされたホウ素が
鉄イオンと結合し、格子定数を小さくしているとも考え
られる。
As the film formation potential becomes lower, the lattice constant calculated from the X-ray diffraction spectrum of the formed film tends to become smaller. From this, it is considered that boron doped in the lattice is bonded to iron ions and reduces the lattice constant.

【0038】この非酸化物金属鉄の含有量は、酸化物鉄
との比で表すと、1/100〜1/1程度であるが、成
膜電位を、さらに卑にすることで1/1〜100/1に
することも可能である。
The content of the non-oxide metal iron is about 1/100 to 1/1 in terms of the ratio to the iron oxide, but when the film formation potential is further reduced, the content becomes 1/1. It is also possible to set to 100100/1.

【0039】[成膜装置、基体]基体として用いる材料
に特に制限はない。例えば、銅、鉄、アルミニウム等の
金属材料、ソーダガラス、無アルカリガラスなどのガラ
ス材料、セラミック材料、プラスチック材料等を挙げる
ことができる。またアルミナセラミック板の表面にポリ
イミド樹脂を塗布したり、酸化チタン微粒子複合テフロ
ン(登録商標)膜を設けたりした複合材料も使用可能で
ある。
[Film Forming Apparatus, Substrate] The material used as the substrate is not particularly limited. For example, metal materials such as copper, iron, and aluminum, glass materials such as soda glass and non-alkali glass, ceramic materials, and plastic materials can be given. A composite material in which a polyimide resin is applied to the surface of an alumina ceramic plate or a titanium oxide fine particle composite Teflon (registered trademark) film is provided can also be used.

【0040】それぞれの基体は、その性質、表面状態に
より最適の前処理、クリーニング、表面調整、エッチン
グ等を行う必要がある。特に酸化鉄を主成分とする基体
の場合には、前述の初期析出層が不要で成膜が可能とな
る。
Each substrate needs to be subjected to optimal pretreatment, cleaning, surface adjustment, etching, etc. according to its properties and surface condition. In particular, in the case of a substrate containing iron oxide as a main component, it is possible to form a film without the need for the above-mentioned initial deposition layer.

【0041】また基体として用いる形状に特に制限は無
い。平面だけでなく、粉状、繊維状、チューブ状の内壁
のみといった特殊な複雑な3次元表面への成膜も可能で
ある。
The shape used as the substrate is not particularly limited. It is possible to form a film on a special complicated three-dimensional surface such as only a powdery, fibrous, or tubular inner wall as well as a flat surface.

【0042】また膜の均一性を向上するために従来公知
の各種の攪拌方法を用いることが可能である。例えば、
空気、窒素、酸素等によるバブル攪拌、基板を動かすカ
ソードロック法、基板の近くで棒状攪拌機構を動かすパ
ドル攪拌あるいは、超音波、特に周波数の異なる超音波
を重畳する重畳超音波(例えば28kHz、45kHz、10
0kHzの3波混合)の使用、あるいは時間により周波数
を変化させる方法、1GHz近傍まで周波数を高めた高周
波超音波も用いることが可能である。
In order to improve the uniformity of the film, it is possible to use various known stirring methods. For example,
Bubble agitation by air, nitrogen, oxygen, etc., cathode lock method for moving the substrate, paddle agitation for moving the rod-shaped stirring mechanism near the substrate, or superimposed ultrasonic waves (especially 28 kHz, 45 kHz , 10
It is also possible to use a high-frequency ultrasonic wave whose frequency has been increased to about 1 GHz using a method of changing the frequency depending on time or the method of changing the frequency with time.

【0043】これらのめっき液は、所定の加温装置、フ
ィルター装置を有するめっき槽に入れ、その中に、基体
を浸漬することで、成膜が可能となる。
These plating solutions are placed in a plating bath having a predetermined heating device and a filter device, and the substrate is immersed in the plating bath, thereby forming a film.

【0044】通常の浸漬型めっきの他、溶液を基体に吹
き付ける吹き付け法、基体を回転させながら溶液を供給
するスピンコート法でも可能である。これらの手法の場
合には特に、溶液を回収して再び用いることが容易に可
能である。なお、この際には0.2μm程度のメッシュ
のフィルター等で濾過してから使用することが好まし
い。
In addition to ordinary immersion plating, a spraying method in which a solution is sprayed on a substrate, and a spin coating method in which the solution is supplied while rotating the substrate, are also possible. In particular, in the case of these techniques, the solution can be easily recovered and reused. In this case, it is preferable to use after filtering with a filter of about 0.2 μm mesh or the like.

【0045】成膜を磁場中で行うことで、磁気特性改善
をはかることも可能である。磁場としては直流磁界だけ
でなく、交流磁界、さらには平面内の2方向からの磁界
や、磁界方向が回転する回転磁界中での成膜もなんら問
題ない。もちろん、後述する成膜後の熱処理の際も同様
である。
By performing the film formation in a magnetic field, it is possible to improve the magnetic characteristics. As the magnetic field, not only a DC magnetic field but also an AC magnetic field, a magnetic field from two directions in a plane, and a film formation in a rotating magnetic field in which the direction of the magnetic field rotates do not cause any problem. Of course, the same applies to the heat treatment after the film formation described later.

【0046】成膜速度を早くしたい場合には、圧力容器
中で高圧下にすることで、100℃以上の温度での成膜
も可能である。また予め熱せられた基体を用いること
で、実際の反応温度を上昇される。
When it is desired to increase the film forming rate, it is possible to form a film at a temperature of 100 ° C. or higher by applying a high pressure in a pressure vessel. The use of a pre-heated substrate also increases the actual reaction temperature.

【0047】[酸化膜の構造、特性]本発明の湿式成膜
法により成膜された、機能性薄膜の特徴は、ジメチルア
ミンボラン、トリメチルアミンボランの副反応により、
ホウ素が含有されていることである。その含有量は、好
ましくは0.01〜2質量%である。前記範囲以下であ
る場合は、還元剤としての作用が不十分だった結果であ
り、成膜速度が遅く実用的ではない。また、前記範囲以
上である場合は副反応が進行しすぎた結果であり、良い
特性(表面性、結晶性、磁気特性等)の膜とはならな
い。
[Structure and Characteristics of Oxide Film] The functional thin film formed by the wet film formation method of the present invention is characterized by a side reaction of dimethylamine borane and trimethylamine borane.
That is, boron is contained. The content is preferably 0.01 to 2% by mass. When the ratio is less than the above range, the effect as a reducing agent is insufficient, and the film forming rate is low and not practical. On the other hand, when the ratio is more than the above range, the side reaction proceeds too much, and a film having good characteristics (such as surface properties, crystallinity, and magnetic characteristics) is not obtained.

【0048】本発明の機能性薄膜は、めっき液が金属イ
オンとして鉄のみを含む場合には、マグネタイトまたは
ヘマタイト膜となる。そしてその他の金属(M)イオン
として、ニッケルと亜鉛を含む場合には、NiZnフェ
ライトが得られる。
When the plating solution contains only iron as metal ions, the functional thin film of the present invention becomes a magnetite or hematite film. When nickel and zinc are contained as other metal (M) ions, NiZn ferrite is obtained.

【0049】そして、めっき液がその他の金属(M)イ
オンとして、イットリウムを含む場合には、ガーネット
型フェライト(Y3Fe512)、YIGとなる。もちろ
ん、公知のように、Gd,Al等で一部の元素を置換し
た置換型ガーネット結晶の作成も可能である。
When the plating solution contains yttrium as another metal (M) ion, it becomes garnet type ferrite (Y 3 Fe 5 O 12 ) or YIG. Of course, as is well known, it is also possible to form a substitutional garnet crystal in which some elements are substituted with Gd, Al, or the like.

【0050】なお、本発明の機能性薄膜には、前述の主
成分以外に、製造の際に不可避的に含まれる各種の元素
が混入する。これらを取り去ることは技術的には可能で
あるが、コストとのバランスから、混入を容認すること
が可能である。例えば原料として用いる鉄塩には、コバ
ルトやニッケルが比較的多く含まれている。本発明に用
いる試薬の純度としてはJIS試薬規格1級以上、好ま
しくは特級が用いられる。これらの試薬の純度から膜お
よびめっき液に混入される不純物の量は決定される。す
なわち、1級試薬に含まれる各種不純物元素程度の量な
らば混入しても問題ない。さらに金属状態の鉄やM元
素、水素あるいはNa,Kといった軽元素も混入するこ
とがある。これらも前述の不純物と同様に少量の混入は
一向に差し支えない。
The functional thin film of the present invention contains various elements inevitably included in the production in addition to the above-mentioned main components. Although it is technically possible to remove them, it is possible to tolerate the contamination from the balance with the cost. For example, an iron salt used as a raw material contains relatively large amounts of cobalt and nickel. As the purity of the reagent used in the present invention, JIS reagent standard grade 1 or higher, preferably special grade is used. The amount of impurities mixed into the film and the plating solution is determined from the purity of these reagents. That is, there is no problem even if it is mixed in the amount of various impurity elements contained in the primary reagent. Further, a light element such as iron or M element, hydrogen or Na or K in a metal state may be mixed. As with the above-mentioned impurities, a small amount of these may be mixed.

【0051】また本発明の機能性薄膜は、成膜後に必要
に応じて熱処理を行うことが可能である。一般に熱処理
を行うことで、歪みが緩和され、より結晶性の高い膜を
得ることが可能となる。しかし、条件によっては、異な
る結晶構造に変化することもあるので、目的に応じて、
熱処理温度、雰囲気、時間を選択する。例えば、Fe 3
4膜を大気中200〜400℃で10分〜10時間の
熱処理を行うことで、γ―Fe23膜とすることが出来
る。
Further, the functional thin film of the present invention is required after film formation.
It is possible to perform a heat treatment according to the conditions. Generally heat treatment
By doing so, the strain is relaxed and a film with higher crystallinity is obtained.
It is possible to obtain. However, depending on the conditions,
The crystal structure may change, so depending on the purpose,
Select the heat treatment temperature, atmosphere, and time. For example, Fe Three
OFourThe film is heated at 200-400 ° C. in air for 10 minutes to 10 hours.
By performing heat treatment, γ-FeTwoOThreeCan be a membrane
You.

【0052】本発明の機能性薄膜は、その目的に応じ
て、パターニングや基板ごと切断分離されて、使用され
る。必要に応じて、他の機能層、例えばコイル層と積層
することも可能である。高抵抗の酸化物磁性薄膜、例え
ばNiZnフェライト膜の場合には、絶縁層を介さない
で、導体コイルと積層することも可能である。
The functional thin film of the present invention is used after patterning or cutting and separating the entire substrate according to the purpose. If necessary, it can be laminated with another functional layer, for example, a coil layer. In the case of a high-resistance oxide magnetic thin film, for example, a NiZn ferrite film, it is also possible to laminate with a conductor coil without interposing an insulating layer.

【0053】本発明の機能性薄膜の膜厚は、0.01μ
m 〜1mm、好ましくは0.1〜100μm の範囲で目的
に応じて選択することが可能である。前記範囲以下では
均一膜となりにくく、前記範囲以上では成膜に時間がか
かり実用化困難である。
The thickness of the functional thin film of the present invention is 0.01 μm.
It can be selected according to the purpose within the range of m to 1 mm, preferably 0.1 to 100 μm. Below the above range, it is difficult to form a uniform film, and above the above range, it takes a long time to form a film, and practical application is difficult.

【0054】本発明の機能性薄膜は、磁気記録媒体、光
磁気記録媒体、磁気ヘッド、磁気光学素子、マイクロ波
素子、磁気音響素子、電波吸収材料などに広く利用可能
である。また、上記分野だけでなく医学分野への応用も
期待されている。例えば、ポリマー微小球上にフェライ
ト膜を形成した酵素免疫試薬(ガン検診試薬)、マグネ
タイトで内壁めっきしたセグメント化ポリウレタン・チ
ューブ(血液凝固防止)等が検討されている。
The functional thin film of the present invention can be widely used for magnetic recording media, magneto-optical recording media, magnetic heads, magneto-optical devices, microwave devices, magneto-acoustic devices, radio wave absorbing materials, and the like. In addition, application to the medical field as well as the above fields is expected. For example, an enzyme immunoreagent (a cancer screening reagent) having a ferrite film formed on polymer microspheres, a segmented polyurethane tube (preventing blood coagulation) plated on the inner wall with magnetite, and the like have been studied.

【0055】[0055]

【実施例】以下、本発明を実施例、比較例を用いてさら
に詳細に説明する。 [実施例1]クロム酸エッチング処理を行ったポリエチ
レンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ50μ
m)に、Pd/Sn触媒化処理を行った。めっき液とし
て、硝酸鉄、0.01モル/リットル、ジメチルアミン
ボラン、0.03モル/リットルの溶液を調合し、60
℃に加温した。触媒化処理を行った基板をめっき液に浸
積し、スターラーで撹拌しながら15分間の成膜を行っ
た。
The present invention will be described below in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. Example 1 Chromic acid-etched polyethylene terephthalate (PET) film (50 μm thick)
m) was subjected to a Pd / Sn catalysis treatment. As a plating solution, a solution of iron nitrate, 0.01 mol / l, dimethylamine borane, 0.03 mol / l was prepared,
Warmed to ° C. The catalyzed substrate was immersed in a plating solution, and a film was formed for 15 minutes while stirring with a stirrer.

【0056】基体表面には、黒色鏡面膜が0.5μmの
厚さに形成されていた。マックサイエンス社製MXP1
8によるX線回折の結果を図1に示す。このピークは、
組成分析からもマグネタイトと同定され、格子定数(a
=8.39nm)、半値幅(0.26deg.)から極めてきれ
いな結晶構造であり、結晶格子の歪みの少なさが確認さ
れた。30度付近のブロードピークは基板の影響であ
る。なお、この膜には0.15質量%のホウ素が含有さ
れていた。また、この薄膜の磁気特性を振動試料型磁力
計で評価したところ、約450emu/ccの飽和磁化と、
800A/m程度の保磁力が確認された。
On the surface of the substrate, a black specular film having a thickness of 0.5 μm was formed. MXP1 manufactured by Mac Science
FIG. 1 shows the result of X-ray diffraction using No. 8. This peak is
Magnetite was also identified from the composition analysis, and the lattice constant (a
= 8.39 nm) and a half-width (0.26 deg.), Indicating that the crystal structure was extremely clean, and that the distortion of the crystal lattice was small. The broad peak around 30 degrees is due to the influence of the substrate. The film contained 0.15% by mass of boron. When the magnetic properties of this thin film were evaluated using a vibrating sample magnetometer, a saturation magnetization of about 450 emu / cc was obtained.
A coercive force of about 800 A / m was confirmed.

【0057】さらに、本実施例に用いためっき液を用い
て、3日間にわたり、20枚の同様の基体にマグネタイ
ト膜の成膜を行ったが、最後まで安定した成膜が可能で
あった。
Further, a magnetite film was formed on 20 similar substrates for 3 days using the plating solution used in this example, but a stable film formation was possible to the end.

【0058】なお、次にめっき液中の、ジメチルアミン
ボランの量を0.00001〜1.5モル/リットルに
変化させて、同様の成膜を行い、同様の評価を行った。
その結果、膜中ホウ素含有量が、0.001〜2質量%
の範囲の膜が良い結晶性を示し、浴安定性に優れ、かつ
成膜速度も実用上許容できる範囲であることが判明し
た。
Next, the same film formation was carried out by changing the amount of dimethylamine borane in the plating solution to 0.00001 to 1.5 mol / liter, and the same evaluation was performed.
As a result, the boron content in the film was 0.001 to 2% by mass.
It has been found that the films having the above-mentioned range show good crystallinity, are excellent in bath stability, and have a practically acceptable film forming rate.

【0059】[実施例2]実施例1と同様の条件で5分
間で0.5μm初期析出層の成膜を行った後に、連続し
て、約100mA(銀/塩化銀電極基準で−1.3V定電
位)にて60分間電解めっきを行った。この膜厚15μ
m の黒色膜もマグネタイトであった。この膜には0.9
質量%のホウ素が含まれていた。
Example 2 After forming a 0.5 μm initial deposited layer in 5 minutes under the same conditions as in Example 1, continuously about 100 mA (−1. Electroplating was performed at a constant potential of 3 V) for 60 minutes. This film thickness 15μ
The m 2 black film was also magnetite. 0.9 for this film
% By weight of boron.

【0060】[実施例3]実施例1において、鉄に加え
て銅、コバルト,マンガン、バナジウム,リチウム,モ
リブデン,チタン,マグネシウム,アルミニウム,シリ
コン,クロム,スズ,カルシウム,カドミウム,インジ
ウム、イットリウム、サマリウム、ユウロピウム、ガド
リニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロニウム、
プラセオジム、ネオジウム、ガリウム、ランタン、およ
びセリウムから選択される少なくとも1種の元素を添加
しても薄膜が形成できることが確認できた。
Example 3 In Example 1, in addition to iron, copper, cobalt, manganese, vanadium, lithium, molybdenum, titanium, magnesium, aluminum, silicon, chromium, tin, calcium, cadmium, indium, yttrium, samarium , Europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holonium,
It was confirmed that a thin film could be formed even when at least one element selected from praseodymium, neodymium, gallium, lanthanum, and cerium was added.

【0061】[比較例1]めっき液からジメチルアミン
ボランを除いた液に、実施例1と同様の触媒処理を行っ
た基体を浸積したが、何の反応も起こらなかった。
Comparative Example 1 A substrate treated in the same manner as in Example 1 was immersed in a solution obtained by removing dimethylamine borane from a plating solution, but no reaction occurred.

【0062】[比較例2]めっき液中の硝酸鉄の替わり
に、同じモル数の鉄イオンとなる硫酸鉄を用い、さら
に、硝酸については同じモル数の亜硝酸ナトリウムを加
えた液に、実施例1と同様の触媒処理を行った基体を浸
積したが、何の反応も起こらなかった。
[Comparative Example 2] Instead of iron nitrate in the plating solution, iron sulfate having the same mole number of iron ions was used, and nitric acid was added to a solution in which the same mole number of sodium nitrite was added. The substrate, which had been subjected to the same catalyst treatment as in Example 1, was immersed, but no reaction occurred.

【0063】[実施例4]波長300nmの光を透過する
石英板を基体11として、その裏面から光20を照射す
るために、図2に示す光駆動酸化物めっき装置を用い
た。図2において、めっき槽13にはめっき液14が充
填され、その一方に開口した開口部には基板11が装着
されている。めっき槽13には蓋21が設けられるとと
もに、所定の温度に管理された水15が満たされた加熱
槽16内に浸漬されている。この加熱槽16には、ヒー
ター17を制御するための温度制御手段が接続され、加
熱層16内の水15を所定の温度に加熱・保持できるよ
うになっている。また、前記めっき槽13に装着された
基体11の背後には、紫外線照射装置19が配置され、
基体11の裏面側から紫外線を照射できるようになって
いる。
Example 4 A light-driven oxide plating apparatus shown in FIG. 2 was used to irradiate light 20 from the back surface of a quartz plate that transmits light having a wavelength of 300 nm as a substrate 11. In FIG. 2, a plating bath 13 is filled with a plating solution 14, and a substrate 11 is mounted in an opening opening on one side. The plating tank 13 is provided with a lid 21 and is immersed in a heating tank 16 filled with water 15 controlled to a predetermined temperature. A temperature control means for controlling the heater 17 is connected to the heating tank 16 so that the water 15 in the heating layer 16 can be heated and maintained at a predetermined temperature. Behind the substrate 11 mounted on the plating tank 13, an ultraviolet irradiation device 19 is disposed,
Ultraviolet rays can be irradiated from the back side of the base 11.

【0064】先ず、めっき液15として、硝酸鉄、0.
02モル/リットル、トリメチルアミンボラン、0.0
1モル/リットルに硝酸ニッケル、硝酸亜鉛を適量加え
た溶液を調合し、加熱槽16により20℃に加温した。
めっき槽13に紫外線照射装置19から波長300nmの
紫外線を、マスクを通じて基板11の裏面に照射した。
照射は5分間だけ行い、成膜が開始したことを確認した
後は、照射を行わず、引き続いて2時間の成膜を行っ
た。
First, as the plating solution 15, iron nitrate was added.
02 mol / l, trimethylamine borane, 0.0
A solution prepared by adding an appropriate amount of nickel nitrate and zinc nitrate to 1 mol / liter was prepared, and heated to 20 ° C. by the heating tank 16.
The plating tank 13 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 300 nm from the ultraviolet irradiation device 19 to the back surface of the substrate 11 through a mask.
Irradiation was performed for only 5 minutes, and after confirming that film formation had started, film formation was performed for 2 hours without irradiation.

【0065】基体表面の光照射された場所のみに、黒色
鏡面膜12が15μmの厚さに形成されていた。X線回
折、組成分析、金属価数分析の結果、NiZnフェライ
ト膜であることが判明した。この膜の表面を原子間力顕
微鏡(AFM)で観察したところ、図3に示すように表
面荒さ3.2nmの極めて平滑な表面であることが確認さ
れた。また、この膜には0.3質量%のホウ素が含まれ
ていた。
The black specular film 12 was formed to a thickness of 15 μm only on the portion of the substrate surface where light was irradiated. X-ray diffraction, composition analysis, and metal valence analysis revealed that the film was a NiZn ferrite film. When the surface of this film was observed with an atomic force microscope (AFM), it was confirmed that the film had an extremely smooth surface with a surface roughness of 3.2 nm as shown in FIG. Further, this film contained 0.3% by mass of boron.

【0066】[比較例3]紫外線の替わりに、波長78
0nmの赤外線レーザーを裏面から照射したが、ジメチル
アミンボランの分解反応が激しく進行し、めっき浴が自
己分解してしまった。
Comparative Example 3 A wavelength of 78 was used instead of ultraviolet rays.
Irradiation with a 0 nm infrared laser was performed from the back, but the decomposition reaction of dimethylamine borane proceeded violently and the plating bath was self-decomposed.

【0067】[実施例5]めっき液として、硝酸鉄、
0.2モル/リットル、トリメチルアミンボラン、0.
3モル/リットルに硝酸イットリウムを適量加えた溶液
を調合し、70℃に加温した。
Example 5 As a plating solution, iron nitrate
0.2 mol / l, trimethylamine borane, 0.
A solution in which an appropriate amount of yttrium nitrate was added to 3 mol / liter was prepared and heated to 70 ° C.

【0068】アルミナ基板(厚さ500μm)に、Pt
をスパッタ法で平均膜厚3nmになるように成膜した。
さらにネガ型フォトレジストを用い、パターニングを行
い、酸化物膜を形成したい部分にのみ開口を設けた。こ
の基板を、めっき液に浸積し、周波数1Hzで揺動しな
がら3時間の成膜を行った。
On an alumina substrate (500 μm thick), Pt
Was formed by sputtering to an average film thickness of 3 nm.
Further, patterning was performed using a negative photoresist, and an opening was provided only in a portion where an oxide film was to be formed. The substrate was immersed in a plating solution, and a film was formed for 3 hours while oscillating at a frequency of 1 Hz.

【0069】基体表面には、茶褐色鏡面の5μmの厚さ
の膜が形成されていた。X線回折、組成分析からYIG
と同定された。なお、この膜には0.5質量%のホウ素
が含有されていた。
On the surface of the substrate, a brown mirror-like film having a thickness of 5 μm was formed. From X-ray diffraction and composition analysis to YIG
Was identified. This film contained 0.5% by mass of boron.

【0070】[実施例6]0.01mol/L硝酸鉄(III)水
和物と0.03mol/Lジメチルアミンボラン(DMAB)を含
有する20〜60℃、pH3の水溶液を電解液として用い
た。基板にはコーニング社の1737ガラスを用いた。
製膜前に工業的に用いられている触媒付与剤(上村工業
(株)、S-10X、MSA-27、A-10X)を用いてガラス基板を
活性化した。この処理を行わなければ基板上にも膜は析
出しなかった。もちろん、導電性を有する基板を使用す
る場合には、この処理は必要ない。
Example 6 An aqueous solution containing 0.01 mol / L iron (III) nitrate hydrate and 0.03 mol / L dimethylamine borane (DMAB) at a temperature of 20 to 60 ° C. and a pH of 3 was used as an electrolyte. . Corning 1737 glass was used for the substrate.
Before the film formation, the glass substrate was activated using a catalyst imparting agent (Uemura Kogyo Co., Ltd., S-10X, MSA-27, A-10X) which is industrially used. Without this treatment, no film was deposited on the substrate. Of course, when a conductive substrate is used, this processing is not necessary.

【0071】先ず、電位を+1400mVから−1400
mV(銀/塩化銀標準電極基準)に変化させながら、電解
成膜を行い試料を作製した。電位がプラスの場合は陽極
側に成膜され、電位がマイナスの時には陰極側に成膜さ
れた。しかし陽極析出では+1600から+1200mV
の電位において黄褐色の膜となり、解析の結果、3価の
鉄酸化物であった。
First, the potential is raised from +1400 mV to -1400 mV.
While changing the voltage to mV (with reference to a silver / silver chloride standard electrode), electrolytic film formation was performed to prepare a sample. When the potential was positive, the film was formed on the anode side, and when the potential was negative, the film was formed on the cathode side. However, for anodic deposition +1600 to +1200 mV
At a potential of, a yellow-brown film was formed, and as a result of analysis, it was a trivalent iron oxide.

【0072】本実施例の条件下では+1000mV〜−3
00mVの範囲では陰極、陽極ともに殆ど成膜反応が進行
しなかった。一方、−400mV以下の電位においては成
膜中の電源電圧には殆ど変化が見られず1時間の成膜に
より、陰極に約0.5〜4μm の黒色膜が得られた。こ
れらの試料の評価結果を表1に示す。なお、マグネタイ
トと金属鉄のデータも併せて示す。
Under the conditions of this embodiment, +1000 mV to -3
In the range of 00 mV, the film formation reaction hardly proceeded for both the cathode and the anode. On the other hand, at a potential of -400 mV or less, the power supply voltage during film formation hardly changed, and a film of about 0.5 to 4 μm was obtained on the cathode by film formation for 1 hour. Table 1 shows the evaluation results of these samples. The data for magnetite and metallic iron are also shown.

【0073】[0073]

【表1】 [Table 1]

【0074】また、図4は、電位−1400mVで成膜し
た試料の光電子分光表面分析法(ESCA)によるFe
ピークの化学状態の解析結果である。2価鉄(708.
8eV)、3価鉄(710.8eV)に加えて金属鉄(70
6.6eV)のピークが明瞭に観察された。なお、X線回
折解析の結果、いずれの膜も、その主成分はマグネタイ
トであった。また、これらの膜には0.15〜1.35
質量%のホウ素が含有されていた。
FIG. 4 shows a sample formed at a potential of -1400 mV by FeCA by surface analysis using photoelectron spectroscopy (ESCA).
It is an analysis result of the chemical state of a peak. Ferrous iron (708.
8eV), trivalent iron (710.8 eV) and metallic iron (70
A peak of 6.6 eV) was clearly observed. As a result of the X-ray diffraction analysis, the main component of each film was magnetite. Also, these films have a thickness of 0.15 to 1.35.
It contained boron by mass.

【0075】以上の結果から本発明の効果は明らかであ
る。
The effects of the present invention are clear from the above results.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、安定した
めっき液を用いて、湿式成膜法により、効率良く鉄酸化
物磁性薄膜、特に高特性を示す、マグネタイト膜、ニッ
ケル亜鉛フェライト膜、YIG膜等の機能性薄膜、およ
び機能性薄膜の製造方法を安価に提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, an iron oxide magnetic thin film, particularly a magnetite film and a nickel zinc ferrite film exhibiting high characteristics, can be efficiently formed by a wet film forming method using a stable plating solution. , A functional thin film such as a YIG film, and a method for manufacturing the functional thin film can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のマグネタイト膜のX線回折パターンを
示す図である。
FIG. 1 is a view showing an X-ray diffraction pattern of a magnetite film of the present invention.

【図2】本発明に用いることが可能な光駆動めっき装置
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a light-driven plating apparatus that can be used in the present invention.

【図3】本発明のNiMnフェライト膜のAFM表面形
状像を示す。
FIG. 3 shows an AFM surface shape image of a NiMn ferrite film of the present invention.

【図4】実施例6の金属鉄含有、酸化鉄薄膜の光電子分
光法による測定結果を示した図である。
FIG. 4 is a view showing the measurement results of a metal iron-containing, iron oxide thin film of Example 6 by photoelectron spectroscopy.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基体 12 薄膜 13 めっき槽 14 めっき液 15 水 16 加熱槽 17 ヒーター 18 温度制御手段 19 紫外線照射装置 20 紫外線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 12 Thin film 13 Plating tank 14 Plating solution 15 Water 16 Heating tank 17 Heater 18 Temperature control means 19 UV irradiation device 20 UV

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠浦 治 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社 Fターム(参考) 4K044 AA02 AA06 AA12 AA13 AA16 BA12 BB01 BB03 BC04 BC14 CA17 CA53  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Shinoura 1-1-13 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation F-term (reference) 4K044 AA02 AA06 AA12 AA13 AA16 BA12 BB01 BB03 BC04 BC14 CA17 CA53

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属イオンとして鉄イオンと、硝酸イオ
ンと、還元剤とを含有するめっき液。
1. A plating solution containing iron ions, nitrate ions, and a reducing agent as metal ions.
【請求項2】 前記還元剤がジメチルアミンボランおよ
び/またはトリメチルアミンボランである請求項1のめ
っき液。
2. The plating solution according to claim 1, wherein the reducing agent is dimethylamine borane and / or trimethylamine borane.
【請求項3】 前記金属イオンとして、さらにニッケ
ル、亜鉛、およびイットリウムから選択される少なくと
も1種類の金属のイオンを含有する請求項1または2の
めっき液。
3. The plating solution according to claim 1, wherein the metal ions further contain at least one metal ion selected from nickel, zinc, and yttrium.
【請求項4】 前記金属イオンとして、さらに銅、コバ
ルト,マンガン、バナジウム,リチウム,モリブデン,
チタン,マグネシウム,アルミニウム,シリコン,クロ
ム,スズ,カルシウム,カドミウム,インジウム、ガリ
ウム、イットリウム、サマリウム、ユウロピウム、ガド
リニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロニウム、
プラセオジム、ネオジウム、ランタン、およびセリウム
から選択される少なくとも1種の元素を含有する請求項
1〜3のいずれかのめっき液。
4. The metal ions further include copper, cobalt, manganese, vanadium, lithium, molybdenum,
Titanium, magnesium, aluminum, silicon, chromium, tin, calcium, cadmium, indium, gallium, yttrium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holonium,
The plating solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the plating solution contains at least one element selected from praseodymium, neodymium, lanthanum, and cerium.
【請求項5】 硝酸−亜硝酸還元反応により酸化物膜が
成膜される請求項1〜4のいずれかのめっき液。
5. The plating solution according to claim 1, wherein the oxide film is formed by a nitric acid-nitrite reduction reaction.
【請求項6】 鉄酸化物膜が成膜される請求項1〜5の
いずれかのめっき液。
6. The plating solution according to claim 1, wherein an iron oxide film is formed.
【請求項7】 前記酸化物膜中に、非酸化物金属鉄が含
有されている請求項5または6のめっき液。
7. The plating solution according to claim 5, wherein the oxide film contains non-oxide metal iron.
【請求項8】 鉄酸化物、およびホウ素を含有する機能
性薄膜。
8. A functional thin film containing iron oxide and boron.
【請求項9】 湿式成膜法により成膜され、ホウ素含有
量が0.001〜2質量%である請求項8の機能性薄
膜。
9. The functional thin film according to claim 8, which is formed by a wet film forming method and has a boron content of 0.001 to 2% by mass.
【請求項10】 ニッケル酸化物および/または亜鉛酸
化物を含有する請求項8または9の機能性薄膜。
10. The functional thin film according to claim 8, which contains nickel oxide and / or zinc oxide.
【請求項11】 イットリウム酸化物を含有する請求項
8または9の機能性薄膜。
11. The functional thin film according to claim 8, comprising yttrium oxide.
【請求項12】 さらにM酸化物(ただしMは銅、コバ
ルト,マンガン、バナジウム,リチウム,モリブデン,
チタン,マグネシウム,アルミニウム,シリコン,クロ
ム,スズ,カルシウム,カドミウム,インジウム、ガリ
ウム、イットリウム、サマリウム、ユウロピウム、ガド
リニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホロニウム、
プラセオジム、ネオジウム、ランタン、およびセリウム
から選択される少なくとも1種の元素)を含有する請求
項8〜11のいずれかの機能性薄膜。
12. An oxide of M (where M is copper, cobalt, manganese, vanadium, lithium, molybdenum,
Titanium, magnesium, aluminum, silicon, chromium, tin, calcium, cadmium, indium, gallium, yttrium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holonium,
The functional thin film according to any one of claims 8 to 11, comprising at least one element selected from praseodymium, neodymium, lanthanum, and cerium).
【請求項13】 非酸化物金属鉄が含有されている請求
項8〜12のいずれかの機能性薄膜。
13. The functional thin film according to claim 8, further comprising a non-oxide metal iron.
【請求項14】 鉄イオン、硝酸イオンおよび還元剤を
含有するめっき液を用い、波長400nm以下の光照射に
より鉄酸化物層を形成する機能性薄膜の製造方法。
14. A method for producing a functional thin film in which an iron oxide layer is formed by irradiation with light having a wavelength of 400 nm or less using a plating solution containing iron ions, nitrate ions and a reducing agent.
【請求項15】 鉄イオン、硝酸イオン、および還元剤
を含有するめっき液を用い、非導電性基体上に初期析出
層として導電性を有する鉄酸化物層を形成し、その後同
じめっき液中で前記初期析出層を陰極に鉄酸化物膜を電
解成膜する機能性薄膜の製造方法。
15. An electroconductive iron oxide layer is formed as an initial deposition layer on a non-conductive substrate using a plating solution containing iron ions, nitrate ions, and a reducing agent. A method for producing a functional thin film, wherein an iron oxide film is electrolytically formed using the initial deposition layer as a cathode.
【請求項16】 鉄イオン、硝酸イオン、および還元剤
を含有するめっき液を用い、鉄酸化物膜を電解成膜する
機能性薄膜の製造方法。
16. A method for producing a functional thin film by electrolytically depositing an iron oxide film using a plating solution containing iron ions, nitrate ions, and a reducing agent.
【請求項17】 前記鉄酸化物膜中に非酸化物金属鉄を
含有する請求項16の機能性薄膜の製造方法。
17. The method according to claim 16, wherein the iron oxide film contains non-oxide metal iron.
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