JPWO2014163038A1 - 導電部を有しケイ素を含有する非晶質炭素膜を備える構造体及びその製造方法 - Google Patents

導電部を有しケイ素を含有する非晶質炭素膜を備える構造体及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

一実施形態における構造体は、非晶質炭素膜上の導電部をより適切に形成し、非晶質炭素膜の導電部周辺の耐摩擦・磨耗性等を向上させる。この構造体は、基材と、この基材上に形成され、レーザ光を照射して導電性を有するように変質した導電部を有しＳｉを含有する非晶質炭素膜とを備える。

Description

相互参照
本出願は、日本国特許出願２０１３−０７７１８２（２０１３年４月２日出願）に基づく優先権を主張し、この内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。
本発明は、構造体及びその製造方法に関し、詳しくは、導電部を有しケイ素を含有する非晶質炭素膜を備える構造体及びその製造方法に関する。
従来より、カーボンブラックは電池等の電極材料（正極活物質の導電助剤等）として使用され、例えばマンガン乾電池などではカーボンブラックの一種であるアセチレンブラックが電極材料に使用されている。カーボンブラックの中でもアセチレンブラックは、高純度のアセチレンガスを原料として用いるため、（１）生成時の発熱量が大きく、カーボンブラックの中では比較的結晶性が高い、（２）金属等の不純物が少ない、（３）熱分解による生成ガスが水素だけで、炭素濃度が高いため炭素粒子が衝突・結合しやすい、等の特徴を有しており、その固有体電気抵抗は×１０-1Ω・ｃｍ程度と高い導電性を示し、導電性の材料として広く用いられている。
しかしながら、アセチレンブラックを含むカーボンブラックの生成、活用には課題がある。例えば、（１）原料ガスのアセチレンは高純度のものが必要となり、（２）アセチレンの燃焼に伴う断熱到達温度は２６００℃と非常に高温であり、（３）微粉体であるためハンドリングの困難性が生じ（例えば、バインダーと共にスラリー化して基材に塗布・乾燥させる等の工程が必要となる）、（４）微粉体であるため人体等に対する悪影響が懸念される。
一方、非晶質炭素膜は、公知のプラズマプロセス等によって所望の基材の表面に容易に形成することが可能であり、硬度が高く耐摩耗性に優れ、摩擦係数が小さく軟質金属凝着防止性に優れ、また、Ｈ2、Ｈ2Ｏ、Ｏ2等のガスバリア性、紫外線吸収性を有しており、
こうした機能を基材の表面に付与することができる。このため、非晶質炭素膜は、小型部品の搬送用フィーダやキャリア、ハンドリング用のトレイ等を中心に、多様な産業分野で広く利用され始めている。しかしながら、非晶質炭素膜は、成膜条件・原料にも依存するものの、その体積電気抵抗率が概ね１０5〜１０6Ω・ｃｍ程度と絶縁性を示すため、導電性が要求される用途への使用は困難であった。
そこで、非晶質炭素膜に導電性を付与する方法として、非晶質炭素膜に部分的にグラファイトを形成する方法が提案されている（例えば、日本国特開２０１２−８４５２９号公報参照）。この方法では、基体表面に形成した非晶質炭素膜の表面に適当なエネルギー密度のレーザ光を部分的に照射することにより、レーザ光の照射領域にある非晶質炭素膜を変質させて導電性を有するグラファイトを形成している。
さらに、非晶質ダイヤモンド状被膜、結晶性部分を含むダイヤモンド状被膜、及び結晶質ダイヤモンド被膜などの絶縁性薄膜にエネルギービームを照射して導電領域を形成する方法が提案されている（例えば、日本国特開平１０−２６１７１２号公報参照）。この方法においては、これらの被膜は熱伝導率が高いので、絶縁性薄膜として用いる場合には熱放散性を高めることができるとされている。
また、非晶質炭素膜を上述した例とは異なる方法で加熱して導電体部分を形成する方法が提案されている。こうした方法の一例では、炭化水素を真空槽に導入すると共にプラズマを生成させ、基材に炭化水素ラジカルを堆積させて負の高電圧パルスを印加し、正イオンを加速して基材に照射する。その際に、正の高電圧パルス（０．５〜１５ｋＶ） を基材に印加してプラズマ中の電子を基材に照射することにより、表層のみをパルス的に活性化及び高温状態とし、基材に高導電性の非晶質炭素膜を堆積させている（例えば、日本国特開２００４−２１７９７５号公報参照）。このように、上述したいずれの方法においても、非晶質炭素膜を加熱することによって導電性に改質する手法が採られている。
しかしながら、一般的な非晶質炭素膜はレーザ光等による加熱に対する耐熱性が十分でなく、レーザ光を照射する部分のみならず、その周辺部が熱伝導等で変質し、損傷してしまうおそれがある。例えば、基材上に形成した非晶質炭素膜の表面にレーザ光を照射して、導電性を有する電子回路の配線部を描画する場合には、レーザ光を照射する部分（配線部）の周辺部が変質し、損傷してしまうと電子回路の品質の悪化を招いてしまう。具体的には、レーザ光を照射する部分の周辺部が変質して導電性を有してしまうと、配線の微細な配置を行うことができなくなってしまう。また、導電性を有する部分が物理的な摩擦を伴う場合（例えば、コンタクトプローブの検査対象物との接触部に用いられる場合）には、変質し、損傷する周辺部の面積が大きいと、非晶質炭素膜に期待される耐摩擦・磨耗性を実現することができなくなってしまう。
本発明の実施形態は、非晶質炭素膜上の導電部をより適切に形成することを目的の一つとする。また、本発明の実施形態は、非晶質炭素膜の導電部周辺の耐摩擦・磨耗性等を向上させることを目的の一つとする。本発明の実施形態の他の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。
例えば、アセチレンブラック等の高い導電性を有するカーボンブラックの生成には、金属等の不純物の少ない原料（高純度のアセチレンガス等）が必要とされる。一方、水素と炭素から成る非晶質炭素膜は、例えばアセチレン等の炭化水素系の原料ガスを、酸素や大気などの不純物の少ない真空減圧されたプラズマプロセスにおいて一度分解し、その後、再度固体の水素と炭素から成る非晶質炭素膜として析出させている。こうして形成された非晶質炭素膜を加熱することで、アセチレンブラック等の高い導電性を有する炭素構造が得られることは予測可能である。しかし、意図的にＳｉ等が不純物として添加されている非晶質炭素膜を出発原料として改質し、導電性を有するカーボンブラックを生成しようとする試みはあまり行われていない。本発明の発明者は、Ｓｉを含有させた非晶質炭素膜の絶縁性が、例えば水素と炭素から成る非晶質炭素膜と比較して極めて高いことを確認しているが、Ｓｉを含有させた非晶質炭素膜にレーザ光を照射することで、Ｓｉを含まない水素と炭素から成る非晶質炭素膜と同等の導電性が得られると共に、Ｓｉを含まない水素と炭素から成る非晶質炭素膜にレーザ光を照射した場合と比較して、レーザ照射部の周辺部における変質、損傷が大きく抑制されることを見出し、本発明を為すに至った。
本発明の一実施形態に係る構造体は、基材と、前記基材上に形成され、導電性を有する導電部を少なくともその一部に有し、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜と、を備える。
本発明の一実施形態に係るコンタクトプローブは、上述した構造体を備え、検査対象物との接触部に前記非晶質炭素膜の前記導電部が形成されている。また、本発明の一実施形態に係る電池は、上述した構造体を備え、電極及び／又はセパレータに前記非晶質炭素膜が形成されている。また、本発明の一実施形態に係る電子部品は、上述した構造体を備え、前記導電部によって回路部が形成されている。
本発明の一実施形態に係る構造体の製造方法は、基材を準備する工程と、前記基材上にＳｉを含有する非晶質炭素膜を形成する工程と、前記Ｓｉを含有する非晶質炭素膜を加熱して導電性を有するように変質した導電部を形成する工程と、を備える。
本発明の様々な実施形態によって、非晶質炭素膜上の導電部をより適切に形成したり、非晶質炭素膜の導電部周辺の耐摩擦・磨耗性等を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る構造体１０の断面を模式的に表す模式図。 実施例１の基材に形成した配線の写真。 実施例２の基材に形成した配線の写真。
本発明の様々な実施形態について添付図面を参照して説明する。これらの図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の参照符号を付し、その同一又は類似の構成要素についての詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る構造体１０の断面を模式的に表す模式図である。一実施形態における構造体１０は、図示するように、基材１２と、この基材１２上に形成され、レーザ光を照射して導電性を有するように変質した導電部（図示は省略する）を有すると共にＳｉを含有する非晶質炭素膜１４とを備える。なお、図１は、本発明の一実施形態における構造体１０の構成を模式的に表すものであり、その寸法は必ずしも正確に図示されていない点に留意されたい。
一実施形態における基材１２は、金属、Ｓｉ等の半金属、樹脂、セラミクス、セルロース等の多様な材料を用いて形成することができる。なお、基材１２は、レーザ照射に対する耐熱性の高い材料、少なくとも非晶質炭素膜１４の耐熱温度（約３００℃程度）、また非晶質炭素膜が加熱により導電体化すると言われる温度（約４００℃程度）よりも耐熱温度が高い材料を用いて形成するのが好ましい。また、基材１２の表面には、湿式メッキ、乾式メッキ（プラズマプロセス等による各種セラミクス皮膜、さらにはＢ（ボロン）等を含有する導電性の非晶質炭素膜等）又は溶射皮膜、樹脂やゴムによるコーティング処理等が施されていても構わない。基材１２の形状は特に限定されず、板状、平面形状、３次元の立体形状、メッシュ状、多孔質状、フィルム状等、多様な形状の基材を用いることができる。また、基材１２の表面粗さ等も特に限定されず、必要に応じてブラスト加工やバフ加工等の物理加工や化学エッチィング、電解研磨法等、様々な方法を用いて表面粗さを任意の粗さに改質することも可能である。
一方、基材１２を意図的に、比較的耐熱温度の低い材料（例えば、ＰＥＴ等の樹脂）によって形成されたものを用いることも可能である。例えば、基材１２を絶縁性の薄膜樹脂（例えば、ＰＥＴ）とし、この表層に非晶質炭素膜１４を形成したフィルム状の構造体１０において、樹脂フィルム側（基材１２の非晶質炭素膜１４が形成されていない側）から必要な部分にレーザ光を照射することにより、レーザ光を照射した部分の樹脂フィルムは容易に溶解消滅し、同じ部分の非晶質炭素膜１４はレーザ光が照射されて導電性に変質（導電体化）するため、構造体１０の厚さ方向（表裏方向）に絶縁性となる部分と同方向に導電性となる部分とを備えるインターポーザ基板と同様の構造体１０を形成することができる。
一実施形態における非晶質炭素膜１４は、プラズマＣＶＤ法、直流ＣＶＤ法等の公知のＣＶＤ法、プラズマスパッタリング法等のプラズマＰＶＤ法、大気圧、準大気圧プラズマ法等の各種の方法によって形成することができる。一実施形態における非晶質炭素膜１４は、レーザ光の照射等の加熱によって導電性に改質されるものであれば良く、非晶質炭素膜に様々な異元素を含有させたものであっても構わない。また、一実施形態における非晶質炭素膜１４は、加熱前の時点で、例えば通常の水素と炭素又は炭素のみから成る非晶質炭素膜（以下、単に「通常の非晶質炭素膜」と言うことがある）と比較して絶縁性の高いものが好ましい。さらに、一実施形態における非晶質炭素膜１４は、例えば通常の非晶質炭素膜と比較して、加熱に対する耐熱性が高く、熱伝導性が低いものが好ましい。従って、高い絶縁性、高い耐熱性、又は、低い熱導電性とするために、非晶質炭素膜に異元素を含有させたり、対応する膜形成プロセスを用いて形成するのが好ましい。例えば、非晶質炭素膜に窒素を含有させることにより、非晶質炭素膜の耐熱性を向上させことができる。これは、Ｃ−Ｎ結合の結合エネルギーは１７５ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、一方、Ｃ−Ｃ結合の結合エネルギーは１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、Ｃ−Ｎ結合の方がＣ−Ｃ結合よりも安定的であるため、膜の耐熱性が向上すると考えられる。
Ｓｉを含有する非晶質炭素膜１４は、例えば、テトラメチルシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン又はテトラメチルシクロテトラシロキサン等を原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。非晶質炭素膜１４に含ませるＳｉの含有量は特に限定されないが、好ましくは１〜２９原子％の範囲内であり、より好ましくは５〜２９原子％の範囲内である。Ｓｉの含有量を１原子％以上とすることにより、非晶質炭素膜１４の内部応力を緩和することもでき、基材１２からの剥離を防止することができる。また、Ｓｉの含有量を２９原子％以下とすることにより、非晶質炭素膜１４の導電性が増大するのを抑制し、絶縁性を確保することができる。このような観点から、一実施形態におけるＳｉを含有する非晶質炭素膜１４は、炭素（Ｃ）、水素（ Ｈ ）及びケイ素（Ｓｉ）を主成分とし、水素（Ｈ）の含有量が２０〜４０原子％であり、且つ、ケイ素（Ｓｉ）の含有量が１〜２９原子％であることが好ましい。
一実施形態における非晶質炭素膜１４は、Ｓｉを含有することによって、レーザ光を照射する部分の周辺部における変質、損傷が抑制される。また、Ｓｉを含有させた非晶質炭素膜１４は、レーザ光を照射する部分においても耐熱性が高く、レーザ光により導電性に変質した部分の脆性破壊、構造体１０からの不慮の剥離、飛散をより起こしにくい状態とすることができる。また、変質した脆い部分が構造体１０の使用中に構造体１０から剥離、散乱するのを抑制できるから、構造体１０が、使用環境における汚染源化となったり不要な導電部の形成源（電気的なショート源）となることを抑制できる。さらに、一実施形態における非晶質炭素膜１４にレーザ光を照射して導電体化させた部分は、例えばハニカム状や格子状、ドット状にきめ細かく照射して微細に形成された場合であっても、レーザ光が照射されていない基材密着力が強く堅牢性の高い他の部分と連続して被膜を形成する。このため、例えば、アセチレンブラック微粒子等を含むスラリーを材質の異なる基材等に後から塗布して導電部を形成する場合と比較して、導電部の構造体１０からの剥離をより一層抑制することができる。
また、Ｓｉを含有させた非晶質炭素膜１４は、Ｓｉを含有しない通常の非晶質炭素膜と比較して、レーザ照射による変質範囲が少ないため、構造体１０における非晶質炭素膜本来の各種機能を発現する未変質部分をより広い面積として得ることができる。さらに、一実施形態における非晶質炭素膜１４のレーザ照射によって導電体化された導電部は、レーザ照射（加熱）の影響を受けていない硬く耐摩耗性に富む周辺の変質していない非晶質炭素膜部分によって外部からの応力等から保護されるため、構造体１０の耐久性を維持することが可能となり、構造体１０に対して非晶質炭素膜の特性を継続して付与することが可能となる。
一実施形態におけるＳｉを含有させた非晶質炭素膜１４は、通常の非晶質炭素膜に比べて熱伝導性が低いから、レーザ照射による熱を基材１２に伝導させ難く、レーザ照射による基材１２の熱変形や損傷をより抑制することが可能となる。また、一実施形態におけるＳｉを含有させた非晶質炭素膜１４は、水素と炭素から成る非晶質炭素膜と比較して、体積電気抵抗率が３桁程度大きいため、非晶質炭素膜にＳｉを含有させることは、非晶質炭素膜の絶縁性を強化することになる。よって、Ｓｉを含有させた非晶質炭素膜１４を備える構造体１０においては、レーザ照射部から離れており直接に加熱されないレーザ照射部の周辺の部分について、Ｓｉを含まない例えば通常の非晶質炭素膜よりも強い絶縁性を示したまま残留させることができる。つまり、通常の非晶質炭素膜等を用いる場合と比較して、必要最小限の導電部と、この導電部を取り囲むより強い絶縁体から成る構造体１０を得る事ができ、例えば、構造体１０を電気回路として用いる場合には、電気回路（電気配線）をより狭隣接、高電圧(高耐圧)に設計することができる。
さらに、一実施形態におけるＳｉを含有させた非晶質炭素膜１４において、導電性を有するように変質した導電部に隣接する隣接部では、非晶質炭素膜１４が導電性に変質するに至らない熱伝導部分についても、非晶質炭素膜中や表層のＳｉの酸化が進むことにより、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜１４の絶縁性が一層向上する。また、レーザ光の照射時には、酸素ガス等の酸素を含むガスを加熱溶解加工プロセスのアシストガスとして使用する（レーザ光と一緒に加工対象基材に照射する）ことが一般的であり、これによりＳｉを含有する非晶質炭素膜（少なくとも、Ｓｉ）をさらに酸化させ、絶縁性はさらに向上する。なお、ＳｉＯX等のシリコン酸化膜層が絶縁性を有することは公知であり、半導体プロセスのＳｉウエハ上に形成する絶縁層等として広く活用されている。
また、Ｓｉを含有しない通常の非晶質炭素膜を、例えば電解Ｎｉめっき皮膜、加熱等により強固な酸化不動態皮膜を表層に有する基材等の非晶質炭素膜との密着性の悪い基材や、激しいヒートサイクル下で使用される基材等に直接形成した場合には、その基材密着性が著しく悪く、極端に薄膜で形成した場合等を除き、実用に供せられない場合が多い。例えば、燃料電池用のガス透過性電極として供される、加熱して引き伸ばし繊維糸化したステンレス鋼糸を編み込んで形成する表面酸化状態の激しいステンレス鋼製スクリーンメッシュや、Ｎｉめっき、Ｎｉ合金めっきによる電鋳法により形成されるＮｉめっきスクリーンメッシュなどがその一例である。さらに、こうした非晶質炭素膜との密着性の悪い基材でなくとも、通常の非晶質炭素膜を厚膜で形成すると、内部応力によって非晶質炭素膜が基材から容易に剥離してしまうため、厚膜での形成が困難である。しかしながら、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜は、通常の非晶質炭素膜と比較して内部応力が小さく基材との密着性に優れるため、厚膜での形成が可能となる。例えば、Ｃｒを含むことで密着性の良いステンレス鋼（ＳＵＳ）基材やＣｒ基材では、５μｍを超える厚膜での形成も可能である。さらに、Ｆｅ等からなる基材に通常の非晶質炭素膜を形成する場合、非晶質炭素膜を構成する炭素が基材に拡散することによって、非晶質炭素膜と基材との密着性が損なわれてしまうが、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜ではこうした問題を抑制することができる。また、水素と炭素から成る非晶質炭素膜は水素を含むため、加熱による水素脆性が発現することもあるが、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜ではこうした問題を抑制することができる。
一実施形態の構造体１０において、非晶質炭素膜１４を、通常の非晶質炭素膜とＳｉを含有する非晶質炭素膜との積層膜とすることもできる。通常の非晶質炭素膜は、基材、特に表層に酸化不動態皮膜などを有する金属基材やセラミクス基材との初期の密着性及び経時での密着性（密着の持続性）が悪い。一方、こうした通常の非晶質炭素膜は、硬度が高く、軟質金属の凝着付着防止性に優れている。また、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜は、通常の非晶質炭素膜と比較して、金属基材やセラミクス基材との密着性が良く、耐アルカリ性や絶縁性に優れる。一方、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜は、通常の非晶質炭素膜と比較して、硬度が劣り、原料ガス等のコストが高くなる傾向にある。一実施形態における非晶質炭素膜１４を、基材１２上に形成する第１層としてのＳｉを含有する非晶質炭素膜と、このＳｉを含有する非晶質炭素膜上に形成される第２層としての通常の非晶質炭素膜とから成る積層膜とすることにより、外側の第２層としては硬く軟質金属凝着防止性に優れる通常の非晶質炭素膜を形成し、基材側の第１層としては基材密着性や耐熱性、耐薬品性に優れるＳｉを含有する非晶質炭素膜を形成することとなり、両非晶質炭素膜の長所及び短所を相互に補完する複合層構造とすることができる。こうした複合層の両層に対してレーザ光を照射して導電部を形成することにより、相互に補完関係を有する複合層構造とすると共に、複合層の外側から基材側に渡って導電性を有する導電部を形成することができる。
一実施形態における非晶質炭素膜１４は、導電部を含む加熱により変質した部分におけるレーザーラマン分光法によるラマンスペクトルが、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間、のうち少なくとも一つに対称又は非対称なピークを有し、かつ、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間の両方にピークを有する場合には、当該両方のピークの強度が１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間のピークの強度よりも高いことが好ましい。また、加熱により変質していない部分におけるレーザーラマン分光法によるラマンスペクトルが、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間、のうち少なくとも一つに対称又は非対称なピーク、あるいはショルダーを有し、かつ、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間の両方にピークを有する場合には、当該両方のピークの強度が１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間のピークの強度よりも小さいことが好ましい。
一実施形態の構造体１０は、非晶質炭素膜１４の導電部が物理的な摩擦を伴う用途への適用が効果的である。特に、非晶質炭素膜１４を前述した複合層構造とする一実施形態の構造体１０は、半導体回路やプリント基板回路の電気的な検査装置（ＬＳＩ向けプローブカード等）に用いられるコンタクトプローブの先端の検査対象物との接触部（接点部）への適用が非常に効果的である。
半導体回路における凝着付着を起こし易い軟質金属であるアルミニウム配線やパット、プリント基板回路における軟質金属であるＣｕ配線や、このＣｕ配線などの表層に酸化防止用のフラッシュＡｕメッキを形成したパット、ランド、さらにセラミックコンデンサ、インダクタ、チップ抵抗等の電子部品の外部電極は、Ｓｎメッキ等の軟質金属から成る場合が多く、前述したコンタクトプローブの先端部で、軟質金属部との接点部に対して非常に凝着付着を起こし易い。このため、こうした軟質金属から成る電子部品の外部電極にコンタクトプローブを繰り返し接触させると、軟質金属が凝着付着し、付着した軟質金属が大気等の酸化雰囲気下で酸化することにより金属酸化物が生成する。この結果、コンタクトプローブの先端の接点部の電気抵抗が変化してしまい、正確な検査を行えなくなってしまう。このため、従来のコンタクトプローブにおいては、先端の接点部に付着する軟質金属又はその酸化物を高頻度で除去する必要があった。
前述したように、通常の水素と炭素から成る非晶質炭素膜は、軟質金属凝着付着防止性及び耐摩耗性に優れているものの、絶縁性を示すため、コンタクトプローブの先端の接点部（コンタクト通電部）に使用することは困難であった。また、非晶質炭素膜に金属元素やＢ（ボロン）等をドープして導電性を向上させる手法も試みられているが、金属元素をドープすると軟質金属との凝着が発生し易くなり、又、ボロンは危険で高価な原料ガスであるという問題を有する。さらに、金属元素やボロンをドープした非晶質炭素膜は、金属に匹敵する導電性を有するまでには至らず、コンタクトプローブとしての適用範囲も非常に限られていた。
一実施形態では非晶質炭素膜１４に導電部を形成することにより、構造体１０をコンタクトプローブに適用することができる。特に、非晶質炭素膜１４を前述した複合層構造とする一実施形態の構造体１０をコンタクトプローブの検査対象物との接触部（先端の接点部）に適用することにより、この接触部における導電性を確保すると共に、基材密着性、耐摩擦・磨耗性及び軟質金属凝着付着防止性を確保することができる。即ち、外側の第２層（通常の非晶質炭素膜）によって耐摩擦・磨耗性及び軟質金属凝着付着防止性を確保すると共に基材側の第１層（Ｓｉを含有する非晶質炭素膜）によって基材密着性を確保する。さらに、外側の第２層のレーザ光を照射する部分の周辺部が変質（導電体化）、損傷しても、基材側の第１層であるＳｉを含有する非晶質炭素膜は変質、損傷が抑制されるから、複合層全体として、導電性、基材密着性、耐摩擦・磨耗性及び軟質金属凝着付着防止性をより適切なものとすることができる。
一実施形態の構造体１０をコンタクトプローブの検査対象物との接触部（先端の接点部）に適用する場合、レーザ照射に関しては、例えば、レーザ照射のスポットを、φ１０μｍ〜４０μｍ程度の非常に小さいスポットとしたり、レーザを照射して変質（導電体化）させる位置を、例えば、直接的な接触によって外部圧力が加わる針状プローブの尖端部分ではなく尖端部分周辺の側面に形成した非晶質炭素膜１４とする等も有効である。また、非晶質炭素膜１４を形成するコンタクトプローブの構造（形状）に関しては、例えば、針や突起状ではなく、ローラ状やリング状、球状の回転体とし、その表層に一実施形態における非晶質炭素膜１４を形成して、その一部を変質（導電体化）させ、接触による面圧を分散させることも有効である。
一実施形態におけるＳｉを含有する非晶質炭素膜１４、さらには、Ｓｉに加えさらに酸素及び／または窒素を含有する非晶質炭素膜１４は、その表層にＳｉに由来する水酸基を多数有するため、水、雰囲気中の水蒸気に対する濡れ性が良く、常態下で皮膜上に水膜を形成しやすい。さらに一実施形態におけるＳｉを含有する非晶質炭素膜１４を加熱することでＳｉの酸化も合わせて進行することになる。このため、静電気の発生抑制や除電性をより向上させることが可能となり、電子部品等の検査用コンタクトプローブに一実施形態における構造体１０を適用することで、コンタクトプローブが接触摩擦することにより発生する静電気による電子部品の故障を抑制し、その性能をより向上させることができる。
また、一実施形態の構造体１０は、電池の電極やセパレータへの適用も効果的である。非晶質炭素膜は耐食性に優れているため、腐食性を有する電池の電解液等に接する電極（例えば、電気二重層コンデンサのアルミニウム電極）やセパレータの保護膜としての使用も検討さているが、前述したように、非晶質炭素膜が絶縁性を示すことに起因して、その実用化は困難であった。即ち、絶縁性を示す非晶質炭素膜を電極やセパレータの保護膜として使用する場合、非晶質炭素膜を数十ｎｍ程度の薄膜で形成しトンネル効果によって通電させる必要があるが、必ずしもオーミックな接合が確保できない場合もあり、さらに非晶質炭素膜を薄膜で形成するとピンフォール等によって耐食性が劣化してしまうという課題を有する。特に、通常の非晶質炭素膜は、基材に対する密着性に劣るため、経時での基材からの剥離が生じ易く安定性に乏しい。さらに、耐食性を確保するためには、非晶質炭素膜のピンフォールの発生を抑制し、皮膜の連続性を確保するため、非晶質炭素膜１４を厚膜で形成する必要があるが、厚膜で形成することによって、初期での基材からの剥離が生じる程度に密着性が悪化し、又、絶縁性も増大し、電極やセパレータの保護膜としての使用はより一層困難となる。さらに、通常の非晶質炭素膜は、例えばアルカリ性の溶液に対して耐性が弱い（ｐＨ１０〜１２程度のアルカリ溶液の場合、数時間で白い腐食生成物が発生する程である）。このように、通常の非晶質炭素膜の電極やセパレータの保護膜としての適用は実用化に至っておらず、こうした保護膜としては、カーボンブラック等の導電性微粒子を溶媒に溶かし（混合し）、さらに必要に応じてバインダーなどを加えてスラリー化し、電極やセパレータに塗布、乾燥したものが用いられているが、スラリーの密着性や耐食性は十分でなく、前述したように、微粒子のハンドリングの困難性や人体等に対する悪影響という課題を有する。
一実施形態における非晶質炭素膜１４を電極やセパレータの保護膜として用いることにより、密着性や耐食性に優れた保護膜を実現することができる。即ち、通常の非晶質炭素膜と比較して基材密着性や耐食性に優れるＳｉを含有する非晶質炭素膜１４に導電性を有する導電部を形成して電極やセパレータの保護膜として用いることができ、カーボンブラック等の微粒子のハンドリングの困難性や人体等に対する悪影響が抑制された電池を実現することができる。また、こうした一実施形態における非晶質炭素膜１４を、電極やセパレータにピンフォールを抑制するために厚膜で形成して皮膜の連続性を維持し、この非晶質炭素膜１４上にアセチレンブラック等のカーボンブラックのスラリーを塗布することによって、カーボンブラックの高ストラクチャーによる電解液の吸液を確保することもできる。
従来、アルミニウム箔上にアセチレンブラック等のカーボンブラックのスラリーを塗布することで電池の電極を形成することが行われているが、アルミニウム箔と、アセチレンブラック等のカーボンブラックのスラリーとの密着安定性を向上させることは電池の性能や寿命の改善に対して非常に重要となる。一方、特にＳｉを含有する非晶質炭素膜１４は、大気下や液相中の酸化雰囲気において、その表層にＳｉに由来する水酸基などの官能基が大量に生成されることが知られている。よって、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜１４の表層に形成された官能基と縮合反応による共有結合や水素結合などを起こすバインダー成分（例えばカップリング剤などの水酸基）を介してアセチレンブラック等のカーボンブラックのスラリーを強力かつ安定的に、アルミニウム箔基材に接着させることが可能となる。つまり、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜１４は、基材１２との密着性を向上させるだけではなく、構造体１０の積層構造の最上層（最外層）として使用することで、構造体１０の外部に対する接合性を向上させ、更なる被膜の形成による構造体１０の修飾、保護を容易かつ安定的に行うことが可能となる。
このように非晶質炭素膜１４上にカーボンブラック等を塗布する一実施形態における構造体１０をリチウムイオン２次電池等の正極に使用する場合、多孔質体、又は、連鎖状或いはブドウの房状に連なった凝集粒子（ストラクチャ構造）を有するカーボンブラック等は、例えばリチウムイオンの出入りによる活物質間に介在してこの活物質の体積変化を抑制するように作用する。この結果、充放電が繰り返されても電極の形状を維持することができ、導電経路が確保され易くなり、電池の劣化を抑制することができる。さらに、一実施形態における非晶質炭素膜１４の表層に、水酸基等の官能基を生成する公知の疎水性のカップリング剤やフッ素含有カップリング剤等を、通電を阻害しない程度（例えば１０ｎｍ〜２０ｎｍ）の薄膜の保護膜として形成し、電極やセパレータのより一層の腐食防止を図ることもできる。
また、前述した電池の電極用の基材であるアルミニウム箔は、大気下などの酸化雰囲気において取り扱われると、その表層に酸化アルミニウムなどの不動態絶縁皮膜が自然形成してしまうことが知られている、この不動態絶縁皮膜は、電極の通電性（導電性）を阻害する方向に作用する。従来のアセチレンブラック等のカーボンブラックのスラリーを大気中で塗布する方法では、前述したアルミニウム箔の酸化を防止、抑制することは困難であった。一方、一実施形態における非晶質炭素膜１４は真空プロセス（アルミニウム箔の表層を酸化させない環境下）によって形成されるため、非晶質炭素膜１４を形成する前に真空中にてＡｒガスなどのスパッタリングガスによってアルミニウム箔表層の不動態絶縁層を除去又は薄層化してアルミニウム箔自体の電気導電性を安定的に確保しつつ、連続して非晶質炭素膜１４を大気からの酸化防止層（Ｈ2Ｏ、Ｏ2ガスバリア層）として形成することができる。この結果、非晶質炭素膜１４の形成後においても、構造体１０が大気に晒される環境下で用いられてもアルミニウム箔基材１２の酸化を防止、抑制することが可能となる。
さらに、通常の非晶質炭素膜は、アルミニウム箔への密着性が非常に悪い。これは、アルミニウムが電極材料として他の金属に対して大きな熱線膨張係数を有しており、通常の非晶質炭素膜と比較して熱線膨張係数（アルミニウムは大きく、非晶質炭素膜は小さい）及び硬さ（アルミニウム小さく、非晶質炭素膜は大きく更に圧縮応力が働いている）が大きく乖離していることに由来している。ここで、アルミニウム箔に同一条件でＳｉを含有する非晶質炭素膜から成る非晶質炭素膜を形成して皮膜の剥離状態を観察すると、例えば通常の非晶質炭素膜は５３０ｎｍ程度の膜厚で皮膜形成後、真空装置からの取り出し時に剥離することがあるが、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜１４の場合には７００ｎｍ程度の厚い膜厚でも、真空装置からの取り出し時に剥離しない。こうした現象は、非晶質炭素膜形成時のプラズマによる加熱によって大きく熱膨張しているアルミニウム箔と、このアルミニウム箔上でアルミニウム箔に比べて小さく熱膨張している非晶質炭素膜が、真空装置への大気ガスの導入時（取り出し時）に冷却され、アルミニウムは急速に収縮し、逆に非晶質炭素膜は圧縮応力によりアルミニウム箔上で膨張するという相反する挙動となることに起因すると考えられ、アルミニウム箔と通常の非晶質炭素膜とは、温度変化による剥離が非常に起きやすい組み合わせであると言える。
こうした電池の電極を構成するアルミニウム箔その他、非晶質炭素膜に比べ熱線膨張係数が比較的大きい金属や、金属合金に非晶質炭素膜を安定的に厚膜で形成するにはＳｉを含有する非晶質炭素膜を形成することが有効であるものの、その絶縁性の高さのために従来は適用することが困難であった。一方、一実施形態における構造体１０では、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜１４に導電部を形成することにより、電池の電極を構成するアルミニウム箔の保護膜としての適用が可能となる。また、一実施形態におけるＳｉを含有する非晶質炭素膜１４、さらには、Ｓｉに加え酸素を含有する非晶質炭素膜１４は、通常の水素と炭素から成る非晶質炭素膜に比べ、表面のゼータ電位が酸性溶液中で非常にマイナス側に低くなるため、高性能の電気２重層を構成しやすい。一実施形態におけるＳｉを含有する非晶質炭素膜１４を加熱することでＳｉの酸化も合わせて進行させることが可能になる。
また、一実施形態の構造体１０を用いて電子部品を形成することもできる。即ち、絶縁性の基材１２の表層に非晶質炭素膜１４を例えば面状に形成し、この非晶質炭素膜上にレーザ光によって回路部を描画（形成）することにより、絶縁性を示す非晶質炭素膜１４上に導電性を有する導電部として回路部が形成された電子部品を形成することが可能である。この場合、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜１４は、通常の非晶質炭素膜と比較して絶縁性が高く、且つ、レーザ光の照射によって変質する周辺部の範囲が小さいため、狭隣接、高集積度の電子回路を形成することが可能となる。さらに、非晶質炭素膜１４を前述した複合層構造とする一実施形態の構造体１０を用いて電子回路を形成することもできる。即ち、基材との密着性が良く、レーザ光の照射によって変質する周辺部の範囲が小さいＳｉを含有する非晶質炭素膜を第１層として基材１２上に形成し、このＳｉを含有する非晶質炭素膜上に第２層として通常の非晶質炭素膜を形成し、この第２層（レーザ光に対して導電性に変質し易い通常の非晶質炭素膜）にレーザ光を照射して導電性の回路部を描画することもできる。この場合、レーザ光の出力を調整することにより、第１層（レーザ光に対して変質しにくいＳｉを含有する非晶質炭素膜）は、絶縁層及び基材密着層として機能させることもできる。こうした非晶質炭素膜１４の複合層構造は、前述した第１層と第２層とからなる２層構造に限られない。例えば、第１層にも導電部を形成する場合には、２層構造を絶縁層（例えばＳｉＯｘ、やＡｌ2Ｏｘ等の絶縁性セラミクス膜など）を介して繰り返す複合積層構造とすることもできる。さらに、例えばアルミニウムを陽極酸化法等で酸化させて絶縁体化した箔（アルマイト箔）や、ガラスフィルム、フェライトやチタン酸バリウム等の誘電体からなるスラリーをフィルムに塗布したフィルム状のシート、ＰＥＴフィルム等の表層に金属酸化物薄膜やＳｉ酸化物等の薄膜から成る層を、例えばプラズマ法やゾル−ゲル法等によって形成したフィルム等を絶縁基材１２とし、この絶縁基材１２と第１層（Ｓｉを含有する非晶質炭素膜）更には第２層を含む複合構造とし、この絶縁基材１２を含む複合構造を繰り返し積層する構造とすることもできる。また、少なくとも第１層を含む複合構造に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、新たな非晶質炭素膜、セラミクス皮膜、金属皮膜、絶縁性の樹脂やゴムの層、ピロールなどの導電性樹脂層や紙などを更に備える構造とすることもできる。また、前述した複合構造の構造体１０の任意の位置に、集電用又は送電用の導電部を設けることも可能である。
一実施形態の構造体１０を用いて電子回路や配線を形成する場合、一般的な回路配線に用いられるメッキ皮膜、その他金属等から成る材料を用いて配線を形成しないため、金属イオンマイグレーションなどに起因する回路の短絡の発生などを抑制することが可能となり、また、酸化による腐食、変質等による回路の性能劣化も抑制することができる。
一実施形態におけるＳｉを含有する非晶質炭素膜１４は、広範な素材に密着良く形成可能であるため、例えば湿式メッキ配線を行うことが困難な、紙や樹脂、ゴムなどの素材や、湿式メッキ浴のｐＨにより素体アタックを受け易い材料（例えば酸性浴中でメッキが不可能なセラミック素体のコンデンサなど）にも導電性配線や電極部分を付与することが可能となる。さらに、回路を形成する際、例えばレーザ光による直接描画で配線が可能となり、形成する回路と逆パターンのマスク等（例えば印刷による配線形成やエッチィングによる配線形成時に使用するマスク）の必要性が無くなるとともに、マスクによる配線形成が困難な、球面や３次元的な曲面構造を有する基材１２、複雑に入り組んだ立体形状基材１２、非常に微小でマスキングによる配線の形成が困難な基材１２にも電気回路や配線を適宜形成することが可能となる。
一実施形態の構造体１０において、非晶質炭素膜１４上に各種の用途、目的に応じた更なる層を形成することができる。例えば、レーザ光を照射した導電性を有する導電部を保護するためにさらに非晶質炭素膜を薄膜で形成したり、カップリング剤から成る層や樹脂接着剤から成る層、塗装皮膜等、さらには、レーザ光を照射した導電性を有する導電部（導電性の回路配線部）にさらにメッキ皮膜を形成し配線とするなど、各種皮膜を用途、目的に応じた膜厚で形成することができる。
一実施形態において、非晶質炭素膜１４を加熱変質させる方法としてレーザ光を照射する方法があるが、加熱方法はこれに限定されず、例えば一定必要温度に達する摩擦熱などでも良い。一実施形態において、非晶質炭素膜１４を加熱するために照射するレーザ光の種類は、非晶質炭素膜１４を導電性を有する導電部に変質させることができれば特に限定されず、例えば、レーザビームの光源としては、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、エキシマレーザ等を挙げることができる。レーザ光を照射することによって形成される非晶質炭素膜１４上の導電部の形状についても特に限定されず、例えば、線状、面状、ドット状、一筆描き状、島状、或いは、３Ｄ基材の表層に曲面状、曲線状、ガラス管基材の内部に線状等、多様な形状とすることができる。一実施形態においては、非晶質炭素膜１４にレーザ光を照射することにより導電部を形成するようにしたが、レーザ照射以外の方法で非晶質炭素膜を加熱して導電性を付与することも可能である。
レーザ照射以外の方法で非晶質炭素膜を加熱して導電性を付与する方法として、例えば、非晶質炭素膜を形成する際、炭化水素のプラズマを生成して基材へ堆積させる工程とプラズマ中の電子を照射して非晶質炭素膜の必要部分を加熱する工程とを組み合わせることにより真空中などの無酸素雰囲気において非晶質炭素膜の必要部分を加熱し導電性の非晶質炭素膜を得る方法がある。しかし、加熱され導電性に改質された部分以外において、一般的な非晶質炭素膜の耐摩耗性等の特徴的な特性を損なっていないとは限らない。一実施形態における構造体１０においては、非晶質炭素膜１４にレーザ光を照射することで、簡便な方法で、かつ、必要な部分のみを導電体に変質させることができ、レーザ光を照射していない（変質していない）非晶質炭素膜の部分においては、一般的な非晶質炭素膜の特性を維持すると共に、外部応力等からの変質部分の保護部分として構造体１０に残留させることができる。このように、レーザ照射によって非晶質炭素膜１４を加熱するのが好ましい。例えば、通常の非晶質炭素膜の耐熱温度は３００℃前後程度であり、大気圧下でホットプレート上などで非晶質炭素膜を加熱して導電性への改質を試みる場合、５００℃程度で非晶質炭素膜は結晶化すると共に分解してしまい、非晶質炭素膜の機能を発現させる状態を維持しつつ導電体化させることは困難である。一実施形態における構造体１０は、非晶質炭素膜１４に対する加熱を、常温常圧の作業環境下で、レーザ光を比較的狭く限定された領域（レーザ照射部）のみに短時間照射し、選択的に加熱昇温を行うことが容易であり、非晶質炭素膜としての本来の機能を有する部分を非晶質炭素膜１４上に比較的容易に残留させることができる。
以上説明した一実施形態における構造体１０によれば、Ｓｉを含有する非晶質炭素膜を用いることにより、基材上に形成した通常の非晶質炭素膜にレーザ光を照射して導電部を形成する場合と比較して、レーザ光を照射する部分の周辺部の変質、損失が抑制されるから、この周辺部における耐摩擦・磨耗性、絶縁性、耐食性等を向上させることができ、非晶質炭素膜上の導電部をより適切に形成することができる。また、一実施形態における非晶質炭素膜１４は、基材上にカーボンブラック等をスラリー化したものを塗布して乾燥、固着させる湿式塗布法（物理的な接着方法）では困難な、多様な材質、形状の基材上への形成を良好な密着性で行うことが可能である。しかも、カーボンブラック等をスラリー化したものを湿式塗布法で固着させる場合と比較して、より細かな膜厚の調整（例えば、ｎｍ単位での調整）が可能となり膜厚の均一性も良好となる。
以下に述べる方法により、一実施形態における構造体１０の導電部の導電性及び周辺部の変質状態について確認した。
１．非晶質炭素膜上の配線（導電部）の形成
Ｓｉ（１００）の基板上に公知のプラズマＣＶＤ法でアセチレン（純度の低い、純度９８％以上のものを敢えて使用した）を原料ガスとして水素と炭素から成る非晶質炭素膜を概ね５５０ｎｍの膜厚で形成したものを実施例１とし、同じ基板上に公知のプラズマＣＶＤ法でトリメチルシランを原料ガスとしてＳｉを含有する非晶質炭素膜を概ね５５０ｎｍの膜厚で形成したものを実施例２とした。次に、ＹＡＧレーザ（芝浦メカトロニクス製、LDP−753−8AA）を用いて、両端を四角いパット状とした長さ１０ｍｍ、幅１０μｍのレーザ光照射配線を、実施例１、２の表層にそれぞれ形成した。レーザ光の照射条件は、以下の通りである。

周波数：20KHz
アシストガス：Ｏ2、酸素量：2kgf/cm2
速度：F60
間隔：9μm

また、実施例１及び実施例２のそれぞれに対し、配線を形成する際のＹＡＧレーザの照射出力を「0.02W‐8.87A」としたものを実施例１−１、実施例２−１、照射出力を「0.04W‐9.00A」としたものを実施例１−２、実施例２−２、照射出力を「0.10W‐9.30A」としたものを実施例１−３、実施例２−３、照射出力を「0.20W‐9.73A」としたものを実施例１−４、実施例２−４、とした。実施例１−１〜１−４の写真を図２に示す。図２に示す写真の左側から右側へ順に、実施例１−１（0.02W）、１−２（0.04W）、１−３（0.10W）、１−４（0.20W）の配線である。なお、各実施例の配線間隔は５ｍｍである。実施例２−１〜２−４の写真を図３に示す。図３に示す写真の左側から右側へ順に、実施例２−１（0.02W）、２−２（0.04W）、２−３（0.10W）、２−４（0.20W）の配線である。なお、各実施例の配線間隔は５ｍｍである。実施例２−１〜２−４については、レーザ光照射後に表面状態を確認したところ、基板（Ｓｉ）が変質、損傷していることを目視レベルで確認できる部分は存在しなかった。
２．配線（導電部）の体積電気抵抗率の確認
次に、各実施例の電気抵抗値を測定した。測定は、各試料同様に、レーザ照射部の一方端の四角いパット部と１０μｍ幅の配線（レーザ光照射部）の接続部と、他方端レーザ照射部の四角いパット部と１０μｍ幅の配線の接続部（レーザ光照射部）間にて行った。測定結果を以下に示す。
なお、測定に使用した装置は、
ＷＡＶＥＴＥＫ社製 高精度ディジタル・マルチメーター １２８１
であり、測定環境は、
温度：２３±１℃、湿度：５０±５％ 、電磁気計測室（シールドルーム）内
にて、４端子測定法により直流抵抗を測定している。

０．０２Ｗ 実施例１−１：２．４１ｋΩ、 実施例２−１：４．１３ｋΩ
０．０４Ｗ 実施例１−２：４．１８ｋΩ 実施例２−２：５．６７ｋΩ
０．１Ｗ 実施例１−３：６．３６ｋΩ 実施例２−３：６．１１ｋΩ
０．２Ｗ 実施例１−４：１６．５１ｋΩ 実施例２−４：１８．０６ｋΩ

なお、実施例１−１〜１−４の内、一番大きな体積電気抵抗率は、概ね８７２μΩ・ｃｍであり、実施例２−１〜２−４の内、一番大きな体積電気抵抗率は、概ね９９６μΩ・ｃｍであった。このように、いずれの実施例においても、１ｍΩ・ｃｍ未満の体積電気抵抗率が確認され、レーザ光の照射部が高い導電性に改質されていることが確認できた。
３．レーザ照射の周辺部の変質状態の確認（ラマン分光スペクトル解析）
続いて、レーザ照射部からの距離とラマンスペクトルの関係を分析した。解析条件は以下の通りである。

機種名：日本分光製NRS-3300
励起波長：514.53 nm
露光時間：30 sec
グレーティング：1800 l/mm

まず、実施例１（レーザ未照射）と実施例２（レーザ未照射）及び実施例１−１、実施例２−１のそれぞれのレーザ照射部のラマン分光スペクトル解析を行った。
実施例１−１、実施例２−１それぞれのレーザ照射部のラマンスペクトルは、１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）と１５８０ｃｍ-1付近（Ｇバンド）に強くはっきりとしたラマンピークが確認できた。こうしたラマンピークは、実施例１（レーザ未照射）、実施例２（レーザ未照射）においては確認できなかった。実施例１−１、実施例２−１のラマンスペクトルはカーボンブラックのスペクトルと類似しており、導電性のカーボンブラックが膜中に生成されていることが推定できる。なお、１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）のラマンピークの強度が１５８０ｃｍ-1付近（Ｇバンド）のラマンピークの強度よりも大きくなっていることも確認できた。
続いて、実施例１−４と実施例２−４について、レーザ照射部である四角いパット部とこのパット部から直線方向に一定距離づつ基板の外側に向かって離れたレーザ未照射部のラマン分光スペクトルを収集し、実施例1−４と実施例２−４のどちらがレーザ照射部からより遠いところまで膜が変質しているかを確認した。変質状況は、主に１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）又は１５８０ｃｍ-1付近（Ｇバンド）のラマンピークの出現や変動を調べることによって確認した。
（実施例１−４）
実施例１−４のレーザ照射部から８μｍ離れたレーザ光の照射されていない部分のラマンスペクトルを確認した。１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）にショルダー状のピークが現れ、膜の変質が始まっていることが確認できた。次に、レーザ照射部より７．８μｍ離れた部分のスペクトルを確認した。１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）により大きなピークが現れ、さらに膜の変化が進んでいることが確認できた。
（実施例２−４）
続いて、実施例２−４のレーザ照射部より５μｍ離れた部分のラマンスペクトルを確認した。レーザ未照射部分とほぼ変わらない波形が確認でき、膜に変質がないことが確認できた。続いて、レーザ照射部より２．７μｍ離れた部分のスペクトルを確認した。若干ベースラインが右肩上がりの傾向ではあるが、１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）、１５８０ｃｍ-1付近（Ｇバンド）の変化は確認できなかった。さらに、レーザ照射部より２．６μｍ離れた部分のスペクトルを確認した。１５８０ｃｍ-1付近（Ｇバンド）に弱いピークが現れ、膜の変質が確認できた。以上の結果から。実施例１の非晶質炭素膜の方が実施例２のＳｉを含有する非晶質炭素膜よりもレーザ光照射に対する膜の変質範囲が直線距離にして３倍程度以上と非常に大きいことが確認できた。
同様に、実施例１−１と実施例２−１について、レーザ照射部からの距離とラマンスペクトルの関係を分析した。実施例１−１では４μｍ離れた地点、実施例２−１では１．５μｍ離れた地点に膜の変化点があることが確認できた。以上の結果から、実施例２は実施例１に比べてレーザ照射による熱変質範囲が小さいと言える。
以上のＳｉを含有する非晶質炭素膜を形成した実施例２、２−１〜２−４のラマン分光スペクトル解析の結果から、未変質部分（レーザ光による加熱変質を全く受けていない部分）におけるレーザーラマン分光法によるラマンスペクトルは、１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間に一つの比較的対象なピークを有する波形が確認できた。一方、加熱による変質部分、つまり導電部（レーザ照射部）、及び導電性部（レーザ照射部の近傍の熱変質部）におけるレーザーラマン分光法によるラマンスペクトルは、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間、のうち少なくとも一つに対称又は非対称なピークを有し、かつ、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間の両方にピークを有する場合には、当該両方のピークの強度が１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間のピークの強度よりも高いことが確認できた。
４．レーザ照射部の変質状態の確認
続いて、実施例１−１と実施例２−１において、四角いパット部（レーザ照射部）の状態をＣＣＤ拡大写真にて観察した。実施例１−１のレーザ照射部は、全て黒く変質していることが確認できたが、実施例２−１のレーザ照射部は、黒く変質した部分に混在するレーザ未照射部と同様の部分（外観上は変質していない部分）が多数確認できた。即ち、実施例２はレーザ照射に対して耐性があり、且つ、実施例１と同様の導電性を発現していることが判る。実施例２−１において外観上は変質していない部分は、レーザ照射によって形成された脆い導電体に変質した部分が、非晶質炭素膜から容易に離散し難い状態となっていると言える。また、レーザ光照射による非晶質炭素膜の損傷度合いは、例えば、実施例１−１と実施例１−２のラマンスペクトル解析の結果を比較した場合、実施例１−１の解析結果が基材であるＳｉ（１００）を示す９８０ｃｍ-1付近のピーク強度が、１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）、１５８０ｃｍ-1付近（Ｇバンド）よりもさらに大きくなっていることが確認でき、実施例１−２の分析結果では、９８０ｃｍ-1付近のピーク強度が、１３３０ｃｍ-1付近（Ｄバンド）、１５８０ｃｍ-1付近（Ｇバンド）よりも大幅に小さいことからも実施例１の損傷が実施例２に比べ大きいことを同様に確認することができる。
５．レーザ照射の周辺部の変質状態の確認（酸素原子の検出）
続いて、実施例１−１、実施例２−１について、前述したラマンスペクトル解析を行った四角いパットと反対側のラマンスペクトル解析を行っていない四角パットにおける、レーザ照射部とレーザ照射部から直線方向に一定距離づつ基板の外側に向かって離れたレーザ未照射部の酸化状態を酸素原子の検出量にて確認した。また、実施例１、実施例２とそれぞれ同時に同条件で作成したＳｉ（１００）試料、実施例１（レーザ未照射）と実施例２（レーザ未照射）の測定も同様に行った。なお測定は、以下の条件で行っている。

使用機器： FE-SEM SU-70（日立ハイテク社製）
測定条件： 加速電圧 5.0kV、 電流モート゛ Med-High、 倍率 ×2000

酸素原子検出量測定結果（原子数濃度（％））は以下の通りである。

実施例１−１
１）レーザ照射部：３５．４１％
２）レーザ照射部から２μｍのレーザ光未照射部：６．６７％
３）レーザ照射部から２０μｍのレーザ光未照射部：４.０９％
４）レーザ未照射：０.７％
実施例２−１
１）レーザ照射部：４８．４５％
２）レーザ照射部から１μｍのレーザ光未照射部：２１．９９％
３）レーザ照射部から３μｍのレーザ光未照射部：５．２％
４）レーザ照射部から２０μｍのレーザ光未照射部：４．６２％
５）レーザ未照射：２．４３％

このように、実施例１−１、２−１いずれもレーザ光の照射された部分、及びその周辺部が、レーザ光の照射を受けないものに対して酸素検出量が大きく、酸化が進んでいることが確認できた。
６．表面電気抵抗率の確認
Ｓｉ（１００）の基板上に公知の直流パルスプラズマＣＶＤ装置でアセチレンを原料ガスとして通常の水素と炭素から成る非晶質炭素膜を概ね５５０ｎｍの膜厚で形成したものを実施例３とし、同じ基板上に同じプラズマＣＶＤ装置でトリメチルシランを原料ガスとしてＳｉを含有する非晶質炭素膜を概ね５５０ｎｍの膜厚で形成したものを実施例４とした。なお、実施例３及び４の成膜時の到達真空度、原料ガスの流量、及びガス圧、ワークへの印加電圧などは同じ条件として作成した。続いて、実施例３，４の表面電気抵抗率を２重リング法（定電圧電流測定法）による面抵抗の測定で行った。
測定装置は、
Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製ハイレジスタンスメータ ４３３９Ｂ
Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製レジスティビティ・セル１６００８Ｂ
主電極サイズ２６ｍｍφ、対電極内径３８ｍｍφ、カード電極１１０ｍｍ×１１０ｍｍ、荷重１ｋｇｆの条件である。
また、測定環境は、
温度：２３±１℃、湿度：５０％±５％、電磁気計測室（シールドルーム）内にて測定を行っている。

試験電圧１０Ｖでの表面抵抗率の測定結果は、実施例３が２．９×１０9Ω／□、実施例４が１．６×１０12Ω／□となり、実施例３に比べ実施例４の絶縁性が極端に大きいことが確認された。
７．その他
次に、実施例の形成された基板（１−１〜１−４）と（２−１〜２−４）２枚の各実施例上に公知のプラズマＣＶＤ法にてさらに非晶質炭素膜を形成することができる点を確認した。ＤＣパルスプラズマＣＶＤ装置内の試料台に実施例１、２の基板２枚を配置して１×１０-3Ｐａまで真空排気したのち、Ｃ2Ｈ2ガスを流量３０ＳＣＣＭ、ガス圧１．５Ｐａで導入し、印加電圧−３ｋＶｐ、パルス周波数１０ｋＨｚ、パルス幅１μｓにて非晶質炭素膜を２０ｎｍ各実施例の形成された基板（１−１〜１−４）と（２−１〜２−４）の全面に形成し、レーザ照射部のさらに上層に非晶質炭素膜層が形成可能なことを確認した。

Claims (13)

  1. 基材と、
    前記基材上に形成され、加熱によって導電性を有するように変質した導電部を少なくとも一部に有しＳｉを含有する非晶質炭素膜と、
    を備える構造体。
  2. 前記導電部は、レーザ光の照射によって導電性を有するように変質している請求項１記載の構造体。
  3. 前記非晶質炭素膜は、少なくとも前記導電部に隣接する隣接部が加熱によって酸化している請求項１記載の構造体。
  4. 前記非晶質炭素膜は、前記導電部を含む前記加熱により変質した部分のレーザーラマン分光法によるラマンスペクトルが、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間、のうち少なくとも一つに対称又は非対称なピークを有し、かつ、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間の両方にピークを有する場合には、当該両方のピークの強度が１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間のピークの強度よりも高い請求項１記載の構造体。
  5. 前記非晶質炭素膜は、前記加熱により変質していない部分のレーザーラマン分光法によるラマンスペクトルが、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間、のうち少なくとも一つに対称又は非対称なピーク、あるいはショルダーを有し、かつ、１２００ｃｍ-1から１４５０ｃｍ-1の間、及び、１５００ｃｍ-1から１６５０ｃｍ-1の間の両方にピークを有する場合には、当該両方のピークの強度が１３５０ｃｍ-1から１５５０ｃｍ-1の間のピークの強度よりも小さい請求項１記載の構造体。
  6. 前記導電部は、体積電気抵抗率が１ｍΩ・ｃｍ未満の導電性を有する請求項１記載の構造体。
  7. 前記非晶質炭素膜は、前記基材上に形成されたＳｉを含有する第１の非晶質炭素膜と、当該第１の非晶質炭素膜上に形成されたＳｉを含有しない第２の非晶質炭素膜とから成る積層膜である請求項１記載の構造体。
  8. 前記非晶質炭素膜は、Ｓｉに加えＯ及び／又はＮを含む請求項１記載の構造体。
  9. 前記非晶質炭素膜は、１−２９原子％のＳｉを含む請求項１記載の構造体。
  10. 請求項１記載の構造体を備え、検査対象物との接触部に前記非晶質炭素膜の前記導電部が形成されているコンタクトプローブ。
  11. 請求項１記載の構造体を備え、電極及び／又はセパレータに前記非晶質炭素膜が形成されている電池。
  12. 請求項１記載の構造体を備え、前記導電部によって回路部が形成されている電子部品。
  13. 基材を準備する工程と、
    前記基材上にＳｉを含有する非晶質炭素膜を形成する工程と、
    前記Ｓｉを含有する非晶質炭素膜を加熱して導電性を有するように変質した導電部を形成する工程と、
    を備える構造体の製造方法。
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