JPS6018317B2 - 象嵌模様体およびその形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体工業で使用されているシリコンゥヱハ
を用い、酸化膜による干渉色を利用して新規な象鉄模様
体およびその形成方法を提供するものである。

象隊の用途は、かなり広く、本発明においても、陶磁器
、プラスチック製品、漆塗面へのはめこみ等各種類の用
途に適用せんとするものである。

象鉄は、わが国の伝統的美術工芸の一つであり、種々の
技術がある。

一般には、金属、木材、陶磁器などの材料に、同種の他
の材料を鉄め込む技術、または製品で置紋、平象隊、肉
取象鉄、布目象隊、針金象隊、地象隊などが知られてい
る。また象鼓塗は、漆塗の面に汝金彫のように文様を彫
り、これに色漆を塗りこみ、研ぎだしたものである。ま
た、刀の銘に、金銀の象隊を入れた象俄０銭も知られて
いる。一方、古来、螺鋼として知られている技術がある
。

これは、鞄貝や夜光貝などの貝殻を薄片とし種々の形に
切って漆器、木地などの面に鉄入し、装飾とするもので
ある。また、薄い角殻を用いた５ものでは青貝細工とし
して知られている。本発明は、金属や、貝殻にかわつて
、新規な材料を使用し、新規な効果をねらった象麻模様
を提供するものである。以下に本発明の実施例を説明す
る。０ まず、シリコンウェハについて説明する。シリ
コンウェハは、半導体工業において、トランジスタ、集
積回路を形成する基本的材料として多量に製造されてい
る。現在、市販のものでは、直径が１．５インチから４
インチ程度で、厚さが２５岬ｍか夕ら５００Ａｍ程度で
あり、片面は、鏡面に研磨されている。このシリコンウ
ェハを、酸素または水蒸気を含む雰囲気中で、加熱する
と、温度と時間にしたがって表面に酸化膜が形成される
。

第１図に、常圧水蒸気中での酸化膜の成長の様子を示す
。

図の横軸は酸化時間で縦軸は酸化温度である。例えば、
１０００ｏｏ、１００分の酸化で６０００Ａの酸化膜が
形成できる。また、第２図は、乾燥酸素中での酸化膜の
成長を示す。第１図と同様、機軸は酸化時間、縦軸は酸
化温度である。第１図と比較すると乾燥酸素の場合の方
が酸化速度が遅いことがわかる。このようにして形成し
た酸化膜は膜厚にしたがって特有の色を示している。こ
れは、酸化膜ーシリコンの界面で反射した白色光の干渉
によるもので、逆に干渉色の色から膜厚を知るのに利用
できる程である。色の感じ‘よ、均等な白色光から打ち
消しあう干渉で消える部分を引いたもので作られている
。消し合う干渉が起こるのは、 ２ｄ＝牢二‐台 で示される。

ここでｄは膜厚、入は波長、ｎは屈薮率である。ｋ‘ま
１，２，３・・・・・・の整数で、干渉色は、膜厚を順
次厚くしていくと繰りかえして起っていくことを示して
いる。第１表に熱酸化膜の色表を示す。

第１表 第１表からわかるように、色としては、広範囲に選ぶこ
とが出来る。

また、この色は、垂直に見た場合であって、斜方から見
ると、見掛け上の膜厚がかわって来るので違った色に見
える。これは、玉虫色に見えると云うことで、装飾とし
て有効な効果である。次に、シリコンウェハの加工につ
いてのべる。

一般に、シリコンウェハを切断するのには、スクライバ
ーと呼ばれる、ダイヤモンド刃のついたガラス切り状の
もので、表面にキズを入れ、ブレーキングして切断され
ている。これは、直線の場合は有効であるが、曲線は切
り出し‘こくい場合がある。この場合は、レーザスクラ
ィバと呼ばれる、レーザ光を用いて、パターン状に切断
することができる。また、型を用いて超音波振動を用い
て任意の形に切断することが可能である。この切断は、
酸化膜を形成してのち、おこなってもよいが、切断した
のちに酸化膜を形成した方が、切断側面の関係上よい。

また、バリが出る場合は、切断後、一度エッチングして
から酸化してもよい。シリコン面のエッチングには、弗
酸、硝酸の混合液を用いる。

また、これに酢酸、沃度を加えてもよい。酸化膜は、弗
酸、また弗酸一弗化アンモンの混合液を用いてエッチン
グをおこなう。また、所定の場所のみ選択的にエッチン
グをおこなうには、レジスト材を用いる。集積回路技術
で公知のフオト・レジス夕を用いてもよいし、簡単には
、アピェゾン・ワックス等のワックスまたは樹脂を塗っ
てもよい。いずれの場合も、レジスト材がついている部
分は、エッチングされず、露出したシリコン面、または
酸化膜面のみが選択的にエッチングされる。これにより
、所定の形状の溝状の凹部や、山脈状の凹部が形成でき
る。次に、応用例について述べる。応用例 １ これは陶磁器に適用した場合である。

第３図に構成例を示す。１は象鉄を施すべき花ビンであ
る。

２は花弁状に切断されたシリコン片で、３９００Ａの酸
化膜が形成されていて黄色を示している。

エッチングにより溝２１が形成されている。３は粟状の
もので約３５００Ａ程度に酸化膜があり、これより±５
０Ａ程度に膜厚をバラつかせることにより明るい線から
黄緑まで変化させている。

３１は葉脈を示す溝である。

４は茎を示す小片である。

以上の各小片をロクロで形造られた花ビン（焼成前）に
、花ピン材質の膨張係数に合わせるために特定のガラス
粉末をすけて隊入し、上ぐすりをつけてから、炉に入れ
て焼成する。この場合、高温で、酸化膜が成長する場合
があるので、あらかじめ、これを考慮に入れ、最終的に
、前記膜厚になるように設計しておく必要がある。応用
例 ０ この応用例は、漆塗の文箱に適用した例で、第４図に示
す。

５は文箱の木地材で、これに、紋、模様を示すシリコン
小片５１，５２，５３，５４を組みあわせて、接着材で
箱に接着し、木地材に、漆を塗り重ねてから研ぎだちた
ものである。

応用例 ｍこれは、ペンダントに適用した例である。

これを第５図に示す。シリコン小片１１，１２を組みあ
わせて、プラスチック３中に埋めこんだ構造を示してい
る。以上応用例について説明したが、これ以外にも多く
の応用がある。

たとえば、テレビ等家電製品のケース（プラスチック、
金属等）に接着または鉄入して、パターンを入れてもよ
いし、小片を組みあわせて絵としてもよい。以上の説明
から明らかなように、本発明によれば次のような効果が
得られる。‘１｝ 酸化膜の膜厚を変えることにより広
範囲の色が選択できる。

■ 玉虫色の効果がある。

｛３’ 加工には、確立された半導体工業の技術が適用
できる。

‘４ー 半導体基板としては、不良のウェハ、もしくは
半導体工業の工程中で生じた不良ゥェハが利用でき、素
材の有効活用ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水蒸気中でのシリコン酸化膜の成長速度を示す
グラフ、第２図は乾燥酸素中でのシリコン酸化膜の成長
速度を示すグラフ、第３図は花ビンに適用した実施例の
斜視図、第４図は漆器に適用した実施例の斜視図、第５
図はペンダントに適用した実施例の斜視図である。 ２………シリコン片、１１，１２，５１，５２，５３，
５４……シリコン小片。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に酸化膜が形成されていて、前記酸化膜の膜厚
   にしたがつた干渉色を有するシリコン板、もしくは前記
   シリコン板の小片を組みあわせて、所定の模様を形成し
   たことを特徴とする象嵌膜様体。 ２ 酸化膜の膜厚が、模様に必要な色により異なるよう
   に設定されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の象嵌模様体。 ３ シリコン板、もしくはシリコン板の小片は、表面に
   所定の形状に溝状の凹部または山脈状の凸部を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の象嵌模様体
   。 ４ シリコンウエハを所定の形状に打ち抜く工程と、表
   面に形状にしたがつた干渉色を有するように、必要な膜
   厚の酸化膜を熱酸化もしくはＣＶＤ法により形成する工
   程と、上記酸化膜の形成工程により製作されたシリコン
   板もしくはシリコン板の小片を象嵌を施すべき対象体に
   、埋めこみまたは接着する工程とを有することを特徴と
   する象嵌模様体の形成方法。