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JP4848504B2 - Method for cleaning ceramic substrate or inorganic heat resistant substrate, device manufacturing method using the same, and device - Google Patents
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JP4848504B2 - Method for cleaning ceramic substrate or inorganic heat resistant substrate, device manufacturing method using the same, and device - Google Patents

Method for cleaning ceramic substrate or inorganic heat resistant substrate, device manufacturing method using the same, and device Download PDF

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Description

本発明は、電極やヒータ等の構造物が形成される表面を有する基板の洗浄方法及びこの洗浄方法を用いた素子の製造方法並びに素子に関するものである。また本発明は機能性素子やセンシングデバイスに関するものであり、各種化合物の検出や定量に用いることができる素子の製法に関するものである。   The present invention relates to a method for cleaning a substrate having a surface on which structures such as electrodes and heaters are formed, a method for manufacturing an element using this cleaning method, and an element. The present invention also relates to a functional element and a sensing device, and relates to a method for producing an element that can be used for detection and quantification of various compounds.

従来、還元性ガスの計測は、固体吸着/溶媒抽出法、固体吸着/加熱脱着法、又は、容器採取法とガスクロマトグラフ/質量分析法の組み合わせによって分析されるのが一般的である。また、還元性ガスの計測に際してはサンプルの採取方法が信頼性を確保する上で重要であり、専用の吸着剤に一定時間サンプルを吸収させる必要がある。このため、室内の還元性ガスの濃度レベルの計測は、費用と時間を要し、問題が顕在化した現場でしか計測されていないのが現状である。   Conventionally, the measurement of a reducing gas is generally analyzed by a solid adsorption / solvent extraction method, a solid adsorption / thermal desorption method, or a combination of a container sampling method and a gas chromatograph / mass spectrometry method. In measuring the reducing gas, the sample collection method is important for ensuring reliability, and it is necessary to absorb the sample for a certain period of time with a dedicated adsorbent. For this reason, the measurement of the concentration level of the reducing gas in the room is costly and time consuming, and is currently measured only at the site where the problem has become apparent.

一方、気体中に含まれる微量のガス成分を検出するための小型で機能的なセンサとして、半導体の電気抵抗、トランジスタ作用や整流作用を利用した半導体ガスセンサが知られている。このうち、電気抵抗タイプは、多孔質の金属酸化物半導体の電気抵抗素子が、ガス雰囲気によって変化することを、ガスの検出に利用している。   On the other hand, a semiconductor gas sensor using a semiconductor electrical resistance, transistor action or rectification action is known as a small and functional sensor for detecting a small amount of gas components contained in a gas. Among these, the electrical resistance type utilizes the fact that the electrical resistance element of a porous metal oxide semiconductor changes depending on the gas atmosphere for gas detection.

下記特許文献1には、エタノールやエーテル等の有機溶媒蒸気への感度が鈍く、イソブタンやメタン、COの相対感度を高めたガスセンサとして、基板上にヒータと一対の電極を設けるとともに、これらの電極の上にガス検出用の金属酸化物半導体膜を設けたガスセンサが提案されている。この金属酸化物半導体は、例えば、真空蒸着、スパッタリング、CVD等で形成されたSiO膜であり、膜厚5μm〜100μm、薄膜でも膜厚0.1μm〜1μmの厚膜となったものである。 In the following Patent Document 1, a heater and a pair of electrodes are provided on a substrate as a gas sensor having low sensitivity to an organic solvent vapor such as ethanol and ether and increasing the relative sensitivity of isobutane, methane, and CO. A gas sensor has been proposed in which a metal oxide semiconductor film for gas detection is provided thereon. This metal oxide semiconductor is, for example, a SiO 2 film formed by vacuum deposition, sputtering, CVD, or the like, and has a thickness of 5 μm to 100 μm, even a thin film having a thickness of 0.1 μm to 1 μm. .

下記特許文献2には、雰囲気中に存在する水分量の変化に対して電気伝導度が変化するSnO微粒子膜を用いた感湿素子が提案されている。このSnO微粒子膜は、蒸着法により形成され、その平均粒子径が10〜200nm、平均細孔半径が5〜250nmの多孔質となっている。また、実施例における膜厚は300nmである。 Patent Document 2 below proposes a moisture sensitive element using a SnO 2 fine particle film whose electric conductivity changes with respect to a change in the amount of moisture present in the atmosphere. The SnO 2 fine particle film is formed by a vapor deposition method, and is porous with an average particle diameter of 10 to 200 nm and an average pore radius of 5 to 250 nm. Moreover, the film thickness in an Example is 300 nm.

下記特許文献3は、内部電極剥離によるクラックのない積層セラミックを提供することを目的とするものである。SiC研磨材中に含まれるSiOをアルカリ水溶液と反応させてSiOに変化させる。このように処理したSiC研磨材を用いて焼結体を研磨することにより、内部電極の剥離によるクラックの発生を抑えること。 The following Patent Document 3 is intended to provide a multilayer ceramic free from cracks due to internal electrode peeling. SiO contained in the SiC abrasive is reacted with an alkaline aqueous solution to be changed to SiO 2 . The occurrence of cracks due to peeling of the internal electrodes is suppressed by polishing the sintered body using the SiC abrasive thus treated.

下記特許文献4は、マイクロエレクトロニクス基板洗浄のためのアンモニア不含洗浄組成物、特に高感度多孔性誘電体、低κまたは高κの誘電体並びに銅金属被覆を特徴とするマイクロエレクトロニクス基板に有用であり、それらとの適合性が改善されたような洗浄組成物や、フォトレジストのストリッピング、プラズマ生成有機、有機金属および無機化合物由来の残渣の洗浄、および平坦化工程由来の残渣の洗浄のための洗浄組成物に関するものである。洗浄組成物は、非求核性、正荷電対イオンを含有する1種またはそれ以上の非アンモニウム産生強塩基および1種またはそれ以上の腐食阻害溶媒化合物を含有し、該腐食阻害溶媒化合物は、金属と錯体形成できる少なくとも2つの部位を有する。
特開平5−149907号公報 特開平7−197237号公報 特開平7−297081号公報 特表2004−536910号公報
Patent Document 4 listed below is useful for an ammonia-free cleaning composition for cleaning a microelectronic substrate, particularly a microelectronic substrate characterized by a highly sensitive porous dielectric, a low-κ or high-κ dielectric, and a copper metal coating. For cleaning compositions with improved compatibility with them, stripping photoresist, cleaning residues from plasma-generated organic, organometallic and inorganic compounds, and cleaning residues from planarization processes This relates to a cleaning composition. The cleaning composition contains one or more non-ammonium producing strong bases containing a non-nucleophilic, positively charged counterion and one or more corrosion-inhibiting solvent compounds, the corrosion-inhibiting solvent compounds comprising: It has at least two sites capable of complexing with the metal.
JP-A-5-149907 JP-A-7-197237 Japanese Patent Laid-Open No. 7-297081 JP-T-2004-536910

前記特許文献1や特許文献2のセンサは、基板表面に存在する研磨残渣の影響を解決して居らず、電子素子の性能を担保出来ない。   The sensors of Patent Document 1 and Patent Document 2 do not solve the influence of polishing residues existing on the substrate surface, and cannot guarantee the performance of the electronic element.

前記特許文献3は内部電極剥離によるクラックのない積層セラミックを提供することを目的とするものでありSiC研磨材を用いて焼結体を研磨することとしておりSiC不純物の除去が行われていないので基板の温度を400℃〜700℃に保って電極やヒータの剥離を皆無とし、電子素子の高感度安定性能を担保することは期待出来ない。   Patent Document 3 is intended to provide a multilayer ceramic free from cracks due to internal electrode peeling, and is intended to polish a sintered body using a SiC abrasive, so that SiC impurities are not removed. It cannot be expected that the temperature of the substrate is kept at 400 ° C. to 700 ° C. to eliminate the peeling of the electrode and the heater, and the high-sensitivity and stable performance of the electronic element is guaranteed.

前記特許文献4はマイクロエレクトロニクス基板洗浄のためのアンモニア不含洗浄組成物を提供するものであるが、基板上の研磨残渣を除去に関しては十分でなく、基板上に形成された構造物の剥離を皆無とし、電子素子が安定した性能を発揮することは期待出来ない。   The aforementioned Patent Document 4 provides an ammonia-free cleaning composition for cleaning a microelectronic substrate, but it is not sufficient for removing polishing residues on the substrate, and the structure formed on the substrate is peeled off. It is impossible to expect that electronic devices will exhibit stable performance.

ここで、センサ等の機能性素子が安定に動作する為には、構造物と基板の接着強度を大幅に改善することが不可避である。基板と構造物の接着強度が脆弱である原因は、基板表面の平面度を向上させる為に、基板表面は無機研磨材を用いて研磨が施されるが、その基板表面に微量の研磨残渣が存在しており、これが構造物と共に剥離することによって基板と構造物の接着強度を大幅に損ねる為である。   Here, in order for a functional element such as a sensor to operate stably, it is inevitable to significantly improve the bonding strength between the structure and the substrate. The reason why the adhesive strength between the substrate and the structure is fragile is that the substrate surface is polished with an inorganic abrasive to improve the flatness of the substrate surface, but a small amount of polishing residue is left on the substrate surface. This is because the adhesive strength between the substrate and the structure is greatly impaired by peeling with the structure.

詳細には、セラミックス基板及び無機耐熱性基板の代表例としてアルミナ基板が一般的に使われており、無機研磨材の代表例として炭化珪素(SiC)研磨材が一般的に使われている。炭化珪素研磨材をバフ研磨デイスクに冷却水と混ぜて供給しながらアルミナ基板表面を高速回転で研磨する工程でアルミナ基板とバフの接触面で局部的に大きな摩擦熱が生じ炭化珪素(SiC)研磨材は局部的に高温にさらされその一部が酸化珪素(SiO)に変質する。この酸化珪素(SiO)が糊状のバインダーとなり強い接着力でアルミナ基板表面に炭化珪素(SiC)研磨材と酸化珪素(SiO)が薄膜状に固着してしまい通常の洗浄方法では取り切れない状態となってしまう。 Specifically, an alumina substrate is generally used as a representative example of a ceramic substrate and an inorganic heat resistant substrate, and a silicon carbide (SiC) abrasive is generally used as a representative example of an inorganic abrasive. While the silicon carbide abrasive is mixed with cooling water and supplied to the buffing disk, the surface of the alumina substrate is polished at a high speed to produce large frictional heat locally at the contact surface between the alumina substrate and the buff, and silicon carbide (SiC) polishing. The material is locally exposed to high temperatures and part of it is transformed into silicon oxide (SiO 2 ). This silicon oxide (SiO 2 ) becomes a paste-like binder, and the silicon carbide (SiC) abrasive and silicon oxide (SiO 2 ) adhere to the surface of the alumina substrate with a strong adhesive force. It will be in a state without.

本発明は上記問題を鑑み成されたものであり、基板表面の研磨残渣を除去し、清浄な基板表面を得る基板洗浄方法及びこれを用いた素子の製造方法並びに素子を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a substrate cleaning method for removing a polishing residue on a substrate surface to obtain a clean substrate surface, a device manufacturing method using the same, and a device.

本発明は、無機研磨材で研磨されたセラミックス基板又は無機耐熱性基板をアルカリ炭酸溶融塩中へ含浸することにより、前記基板表面に存在する無機研磨材の残渣を除去することを特徴とする基板洗浄方法である。これによると、基板表面に存在する研磨残渣を除去可能である。従って、基板表面に各種形状及び機能を有する金属又はセラミックスの構造物を形成する場合に、基板表面と構造物とを強固に接着させることができる。   The present invention is characterized in that a residue of an inorganic abrasive present on the surface of the substrate is removed by impregnating an alkali carbonate molten salt with a ceramic substrate or an inorganic heat resistant substrate polished with an inorganic abrasive. It is a cleaning method. According to this, it is possible to remove the polishing residue present on the substrate surface. Therefore, when a metal or ceramic structure having various shapes and functions is formed on the substrate surface, the substrate surface and the structure can be firmly bonded.

本発明の基板洗浄方法において、前記アルカリ炭酸溶融塩は500〜800℃に加熱された炭酸ナトリウム及び/又は炭酸リチウムを単独又は混合した溶融塩でもよい。なお、炭酸ナトリウムと炭酸リチウムとの混合溶融塩を用いる場合は、炭酸ナトリウムと炭酸リチウムとを7対3のモル比で混合し使うことが炭化珪素又は窒化珪素を主成分とする研磨残渣を除去する方法として最も好ましい。   In the substrate cleaning method of the present invention, the alkali carbonate molten salt may be a molten salt obtained by mixing or mixing sodium carbonate and / or lithium carbonate heated to 500 to 800 ° C. When a mixed molten salt of sodium carbonate and lithium carbonate is used, the use of a mixture of sodium carbonate and lithium carbonate in a molar ratio of 7: 3 removes polishing residues mainly composed of silicon carbide or silicon nitride. This is the most preferable method.

本発明の基板洗浄方法において、前記無機研磨材は炭化珪素研磨材でもよい。   In the substrate cleaning method of the present invention, the inorganic abrasive may be a silicon carbide abrasive.

本発明の基板洗浄方法において、前記基板はアルミナ基板でもよい。   In the substrate cleaning method of the present invention, the substrate may be an alumina substrate.

本発明は、上述のいずれかの基板洗浄方法で洗浄されたセラミックス基板又は無機耐熱性基板の表面に金属又はセラミックスの構造物を形成する工程を備えた素子の製造方法である。これによると、基板表面に各種形状及び機能を有する金属又はセラミックスの構造物とを強固に接着させることができる。従って、基板の清浄表面を露出させ、その上に構造物を形成することによって安定した性能を有した素子の製造方法を提供し得る。本発明の素子の製造方法は例えば還元性ガスセンサチップの製法に用いられる。   The present invention is a device manufacturing method including a step of forming a metal or ceramic structure on the surface of a ceramic substrate or an inorganic heat resistant substrate cleaned by any of the above-described substrate cleaning methods. According to this, a metal or ceramic structure having various shapes and functions can be firmly bonded to the substrate surface. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing an element having stable performance by exposing a clean surface of a substrate and forming a structure thereon. The device manufacturing method of the present invention is used, for example, in a method for manufacturing a reducing gas sensor chip.

本発明の素子の製造方法において、前記構造物は液相析出法、フォトレジストを用いたパターニングとドライエッチ、スクリーン印刷法または塗布法により形成されてもよい。   In the device manufacturing method of the present invention, the structure may be formed by a liquid phase deposition method, patterning and dry etching using a photoresist, a screen printing method, or a coating method.

本発明の素子の製造方法において、前記構造物はヒータ又は電極でもよい。   In the element manufacturing method of the present invention, the structure may be a heater or an electrode.

本発明の素子の製造方法において、前記基板の一方の面に電極を配置しさらにその上に重ねて液相析出法によりセラミックス薄膜を析出被覆させる工程と、前記基板の他方の面にヒータを配置する工程とを備えていてもよい。   In the element manufacturing method of the present invention, an electrode is disposed on one surface of the substrate, and a ceramic thin film is deposited on the other surface by liquid phase deposition, and a heater is disposed on the other surface of the substrate. And a step of performing.

本発明の素子の製造方法において、前記セラミックス薄膜はSnO、WO、In、ZnOのいずれかであってよい。 In the element manufacturing method of the present invention, the ceramic thin film may be any one of SnO 2 , WO 3 , In 2 O 3 , and ZnO.

本発明の素子は、上述のいずれかの製造方法で製造されたものである。     The element of the present invention is manufactured by any one of the manufacturing methods described above.

無機研磨材を用いて表面研磨を施されたセラミックス基板または無機耐熱性基板をアルカリ炭酸溶融塩中に含浸することにより、基板表面の研磨残渣を除去し、清浄な基板表面を露出させ、基板と構造物とを強固に接着させる。これにより、基板と構造物とで構築された素子の高い性能及び品質を保証し得る。   By impregnating the alkali carbonate molten salt with a ceramic substrate or inorganic heat-resistant substrate that has been surface-polished using an inorganic abrasive, the polishing residue on the substrate surface is removed, and a clean substrate surface is exposed. Adheres firmly to the structure. Thereby, the high performance and quality of the element constructed by the substrate and the structure can be guaranteed.

以下、本発明に係る素子を備えた還元性ガスセンサの実施形態例を、図面を用いて説明する。図1において、還元性ガスセンサ1は本発明に係る素子2(センサエレメント)を備えている。図2において、還元性ガスセンサ1に含まれる素子2は、基板11と、基板11の一方の面11aに設けられる一対の電極12,13と、基板11の一方の面11aと電極12,13の双方の上に被覆される液相析出法によるセラミック被膜14と、基板11の他方の面11bに設けられるヒータ15とを備えている。基板11には、電気的絶縁性・熱伝導性・耐熱性に優れた例えば高密度焼結されたアルミナ基板が用いられ、電極12,13及びヒータ15には、耐熱性・耐蝕性に優れた例えば白金又は白金合金が用いられる。   Hereinafter, an embodiment of a reducing gas sensor including an element according to the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a reducing gas sensor 1 includes an element 2 (sensor element) according to the present invention. In FIG. 2, the element 2 included in the reducing gas sensor 1 includes a substrate 11, a pair of electrodes 12 and 13 provided on one surface 11 a of the substrate 11, and a surface 11 a of the substrate 11 and electrodes 12 and 13. A ceramic coating film 14 formed on the both sides by a liquid phase deposition method and a heater 15 provided on the other surface 11b of the substrate 11 are provided. For the substrate 11, for example, a high-density sintered alumina substrate that is excellent in electrical insulation, thermal conductivity, and heat resistance is used, and the electrodes 12, 13 and the heater 15 are excellent in heat resistance and corrosion resistance. For example, platinum or a platinum alloy is used.

図3において、基板11の一方の面11aに設けられた薄膜電極12,13の各々は、基部12a,13aから櫛状に長片12b,13bを突出させ、基部12a,13aの一端に端子接続部12c,13cを形成したものである。櫛状の長片12b,13bは、互い違いに平行に配設されており、長片12b,13bの間にセラミック被覆14を介しての対向部16が形成される。この細長い対向部16の通電度が電極12,13を介して測定される。櫛状の長片12b,13bを5本とすることにより、対向部16を形成する区間は9か所設けられ、電極が検出する通電エリアが大きくなる。セラミック被覆14は、端子接続部12c,13cを除く電極12,13の全体と、その周囲の基板11の上を覆うように被覆している。端子接続部12c,13cは、リード線を介して図1の入出力ピン4a,4bに接続される。   In FIG. 3, each of the thin-film electrodes 12 and 13 provided on one surface 11a of the substrate 11 has long pieces 12b and 13b protruding in a comb shape from the bases 12a and 13a, and is connected to one end of the bases 12a and 13a. The parts 12c and 13c are formed. The comb-shaped long pieces 12b and 13b are alternately arranged in parallel, and a facing portion 16 is formed between the long pieces 12b and 13b with the ceramic coating 14 interposed therebetween. The degree of energization of the elongated opposing portion 16 is measured via the electrodes 12 and 13. By setting the comb-like long pieces 12b and 13b to five, nine sections for forming the facing portion 16 are provided, and the energization area detected by the electrodes is increased. The ceramic coating 14 covers the electrodes 12 and 13 excluding the terminal connection portions 12c and 13c and the substrate 11 around the electrodes 12 and 13 so as to cover them. The terminal connecting portions 12c and 13c are connected to the input / output pins 4a and 4b in FIG. 1 through lead wires.

図4において、基板11の他方の面11bに設けられたヒータ15は、両端の端子接続部15a,15bの間を平行配置された一本のジグザグ通電路15cを有している。端子接続部15a,15bは、リード線を介して図1の入出力ピン4c,4dに接続される。このヒータ15は、基板全体を450〜500℃に加熱して、セラミック被膜14による還元性ガス検出を可能とするために設けられる。   In FIG. 4, the heater 15 provided on the other surface 11b of the substrate 11 has one zigzag energization path 15c arranged in parallel between the terminal connection portions 15a and 15b at both ends. The terminal connection portions 15a and 15b are connected to the input / output pins 4c and 4d in FIG. 1 through lead wires. The heater 15 is provided to heat the entire substrate to 450 to 500 ° C. so that the reducing gas can be detected by the ceramic coating 14.

次に、上述した還元性ガスセンサ1に含まれる素子2の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the element 2 included in the reducing gas sensor 1 described above will be described.

素子2の製造方法は以下の工程を備えている。なお、第3工程と第4工程の順は逆になってもよい。
(1)基板の研磨工程(第1工程)
(2)基板の洗浄工程(第2工程)
(3)基板の一方の面に対する電極付設工程(第3工程)
(4)基板の他方の面に対するヒータ付設工程(第4工程)
(5)電極及び基板上に対するLPD法によるセラミック薄膜の被覆工程(第5工程)
The manufacturing method of the element 2 includes the following steps. Note that the order of the third step and the fourth step may be reversed.
(1) Substrate polishing step (first step)
(2) Substrate cleaning process (second process)
(3) Electrode attaching process for one surface of substrate (third process)
(4) Heater attachment process for the other surface of the substrate (fourth process)
(5) Coating process of ceramic thin film on electrode and substrate by LPD method (fifth process)

まず、第1工程を説明する。図2のアルミナ基板11は、薄膜析出の際の成長方向と速度を一定にするために表面を予め研磨しておく。研磨材には、無機研磨材の代表例である炭化珪素(SiC)研磨材などが用いられる。   First, the first step will be described. The surface of the alumina substrate 11 shown in FIG. 2 is polished in advance in order to make the growth direction and speed constant during thin film deposition. As the abrasive, a silicon carbide (SiC) abrasive that is a typical example of an inorganic abrasive is used.

第2工程では、第1工程で研磨されたアルミナ基板11をアルカリ炭酸溶融塩中へ含浸する。アルカリ炭酸溶融塩には、500〜800℃に加熱された炭酸ナトリウムと炭酸リチウムとを混合した溶融塩が用いられる。ここでは、炭酸ナトリウムと炭酸リチウムとを7対3のモル比で混合した溶融塩が用いられる。図5は混合LiCO―NaCOの系相図を示し、LiCOとNaCOの混合比率が48対52の時に500℃の最低の溶融温度となりLiCO単独では730℃の溶融温度となり、NaCO単独では858℃の溶融温度となる。 In the second step, the alumina substrate 11 polished in the first step is impregnated into the alkali carbonate molten salt. As the alkali carbonate molten salt, a molten salt obtained by mixing sodium carbonate and lithium carbonate heated to 500 to 800 ° C is used. Here, a molten salt in which sodium carbonate and lithium carbonate are mixed at a molar ratio of 7 to 3 is used. FIG. 5 shows a system diagram of mixed Li 2 CO 3 -Na 2 CO 3 , and when the mixing ratio of Li 2 CO 3 and Na 2 CO 3 is 48:52, the lowest melting temperature is 500 ° C. and Li 2 CO 3 Alone, the melting temperature is 730 ° C., and Na 2 CO 3 alone has a melting temperature of 858 ° C.

第3工程では、図2のアルミナ基板11の一方の面11aにフォトレジストによるパターニングとドライエツチ、スクリーン印刷法または塗布法のいずれかにより、白金又は白金合金による薄膜電極12,13を形成する。最終的な基板11の大きさは、例えば1mm×1.5mmと小さいため、アルミナ基板11の上の薄膜電極12、13は、上記工法のうち、微細加工に適したものが選択される。なお、電極のパターニング形状が対向する電極が5本以上の櫛型の形でお互いが組み合う配置として電極間対向面積を実質的に9倍以上として小型化を可能としたものが好ましい。   In the third step, thin film electrodes 12 and 13 made of platinum or a platinum alloy are formed on one surface 11a of the alumina substrate 11 shown in FIG. 2 by patterning with a photoresist and dry etching, screen printing, or coating. Since the final size of the substrate 11 is as small as 1 mm × 1.5 mm, for example, the thin film electrodes 12 and 13 on the alumina substrate 11 are selected from the above-described methods suitable for fine processing. In addition, it is preferable that the electrode patterning shape is opposed to each other in an interdigitated arrangement of five or more comb-shaped electrodes, so that the inter-electrode facing area is substantially 9 times or more and the size can be reduced.

第4工程では、図2のアルミナ基板11の他方の面11bに、フォトレジストによるパターニングとドライエツチ、スクリーン印刷法または塗布法により、白金又は白金合金のヒータ15を形成する。最終的な基板11の大きさは上記のように小さいため、上記工法のうち、微細加工に適したものが選択される。   In the fourth step, a platinum or platinum alloy heater 15 is formed on the other surface 11b of the alumina substrate 11 of FIG. 2 by patterning with a photoresist and dry etching, screen printing, or coating. Since the final size of the substrate 11 is small as described above, a method suitable for fine processing is selected from the above methods.

第5工程では、図2のように、アルミナ基板11と薄膜電極12、13の双方にまたがるように、液相析出法(LPD(Liquid Phase Deposition)法)によるセラミック薄膜14が形成される。なお、セラミック被覆は、マスキング等により基板11の片面だけに形成するものに限らず、ヒータ15を含めてセラミック被覆を施すものであってもよい。また、基板11を例えば1mm×1.5mmの所定サイズに切断するのは、第5工程の後に行われる。液相析出法によるセラミック薄膜は、超微細結晶の超薄膜構造となり、理論密度に対する相対密度が90%以上の緻密なものとなる。この液相析出法によるセラミック薄膜は、加熱された状態では、特に還元性ガスに対して選択的に反応する触媒的機能を果たす。   In the fifth step, as shown in FIG. 2, a ceramic thin film 14 is formed by a liquid phase deposition method (LPD (Liquid Phase Deposition) method) so as to straddle both the alumina substrate 11 and the thin film electrodes 12 and 13. The ceramic coating is not limited to the one formed on the one surface of the substrate 11 by masking or the like, and the ceramic coating including the heater 15 may be applied. In addition, the substrate 11 is cut into a predetermined size of 1 mm × 1.5 mm, for example, after the fifth step. The ceramic thin film by the liquid phase deposition method has an ultra-thin crystal ultra-thin film structure, and has a dense density with a relative density of 90% or more with respect to the theoretical density. The ceramic thin film formed by this liquid phase deposition method performs a catalytic function of reacting selectively with a reducing gas, particularly when heated.

LPD法は、セラミック析出反応液として、酸性フッ化アンモニウム水溶液にて溶解した酸化物若しくは各種金属の水酸化物を溶解した水溶液を用い、その加水分解平衡反応において配位子であるフッ化イオンと、より安定な錯体を形成するホウ酸等のフッ化物イオンイーターとして添加することで、反応液内の平衡を酸化物析出側へシフトさせ、基板をこの反応液中に浸漬することによって、基板上へ酸化物若しくは水酸化物を析出させる方法である。このLPD法によって形成される酸化物は、焼成によりセラミックスとなる。このセラミックとしてはSnO、WO、In、ZnOのいずれかが使用される。 In the LPD method, an oxide dissolved in an acidic ammonium fluoride aqueous solution or an aqueous solution in which various metal hydroxides are dissolved is used as a ceramic precipitation reaction solution, and fluoride ions that are ligands in the hydrolysis equilibrium reaction are used. By adding it as a fluoride ion eater such as boric acid that forms a more stable complex, the equilibrium in the reaction solution is shifted to the oxide precipitation side, and the substrate is immersed in this reaction solution, so that This is a method for precipitating oxide or hydroxide. The oxide formed by the LPD method becomes a ceramic by firing. As this ceramic, any of SnO 2 , WO 3 , In 2 O 3 , and ZnO is used.

ここで、セラミック薄膜14としてSnO薄膜が形成される場合は、セラミック反応液として、「(NHSnF+HBO」又は「(NHSnF+HBO+HSbF」を用いる。このセラミック反応液中で、10℃〜80℃の温度範囲、好ましくは20℃〜40℃の温度範囲で、セラミックスを析出、積層させる。この温度範囲であっても、析出するセラミックスは理論密度に対する相対密度90%以上のアナターゼ結晶となる。このSnO薄膜が形成された基板11を800℃前後(750〜850℃)の高温熱処理で焼成する。高温熱処理で生じたクラックを埋めるために、前記析出・積層と高温熱処理を2回繰り返す。更に、更に1,000℃前後(950〜1050℃)で追加熱処理することにより、8nm以下の超微細結晶SnOの析出積層膜で80〜300nmの超薄膜構造を有し芳香族炭化水素ガスを選択的に検出可能なものが好ましい。 Here, when a SnO 2 thin film is formed as the ceramic thin film 14, “(NH 4 ) 2 SnF 6 + H 3 BO 3 ” or “(NH 4 ) 2 SnF 6 + H 3 BO 3 + HSbF is used as the ceramic reaction solution. 6 "is used. In this ceramic reaction solution, ceramics are deposited and laminated in a temperature range of 10 ° C. to 80 ° C., preferably in a temperature range of 20 ° C. to 40 ° C. Even within this temperature range, the deposited ceramic becomes an anatase crystal having a relative density of 90% or more with respect to the theoretical density. The substrate 11 on which the SnO 2 thin film is formed is baked by high-temperature heat treatment at around 800 ° C. (750 to 850 ° C.). In order to fill the cracks generated by the high-temperature heat treatment, the above-described precipitation / stacking and high-temperature heat treatment are repeated twice. Furthermore, by performing an additional heat treatment at around 1,000 ° C. (950 to 1050 ° C.), an ultra-thin crystalline SnO 2 deposited laminated film of 8 nm or less and an ultra-thin film structure of 80 to 300 nm is added to the aromatic hydrocarbon gas. Those that are selectively detectable are preferred.

また、セラミック被膜14としてWO薄膜が形成される場合は、WO若しくはWO・xHOをNHF・HF若しくはHFを含む水溶液を溶解し、得られたフッ化物錯体水溶液にHBOを加えて反応液とする。また、セラミック被膜14としてIn薄膜が形成される場合は、NHF・HF水溶液にInを加えて溶解、飽和させ、溶け残った酸化インジウムを濾過し、濾液を母液とする。この母液にHBO水溶液を入れて反応液とする。なお、析出した薄膜はセラミック前駆体であるInOFであるため、焼成することでInとする。また、セラミック被膜14としてZnO薄膜が形成される場合は、NHF・HFを水溶液に溶解し、HBO水溶液及びNH水溶液を加えて反応溶液とする。 Further, when a WO 3 thin film is formed as the ceramic coating 14, an aqueous solution containing NH 3 F · HF or HF is dissolved in WO 3 or WO 3 · xH 2 O, and H 3 is added to the obtained fluoride complex aqueous solution. BO 3 is added to make a reaction solution. When an In 2 O 3 thin film is formed as the ceramic coating 14, In 2 O 3 is added to the NH 4 F / HF aqueous solution to dissolve and saturate it, and the indium oxide remaining undissolved is filtered, and the filtrate is used as the mother liquor. To do. An aqueous H 3 BO 3 solution is added to this mother liquor to make a reaction solution. In addition, since the deposited thin film is InOF which is a ceramic precursor, it is made into In 2 O 3 by firing. When a ZnO thin film is formed as the ceramic coating 14, NH 4 F · HF is dissolved in an aqueous solution, and an aqueous H 3 BO 3 solution and an aqueous NH 3 solution are added to obtain a reaction solution.

なお、これらの反応液に対して、ドーピングもしくは析出状態、析出速度等の改善のための添加物、例えば、界面活性剤なども必要に応じて添加することも可能である。通常、これら反応液では、10℃〜80℃の温度範囲、好ましくは20℃〜40℃の温度範囲で、セラミックス又はセラミックス前駆体を析出、積層させる。また、この温度範囲であっても、析出するセラミックス又はセラミックス前駆体は理論密度に対する相対密度90%以上のアナターゼ結晶が形成される。さらに、高温で熱処理することで、結晶化度を高めることができる。LPD法によるセラミックス又はセラミックス前駆体は、析出、積層した段階で、相対密度が90%以上とできるため、高温で焼成熱処理した場合であっても、ほとんど収縮することがない。   In addition, it is also possible to add additives for improving the doping or deposition state, deposition rate, etc., for example, surfactants, etc., to these reaction solutions as necessary. Usually, in these reaction solutions, ceramics or ceramic precursors are deposited and laminated in a temperature range of 10 ° C. to 80 ° C., preferably in a temperature range of 20 ° C. to 40 ° C. Even within this temperature range, the precipitated ceramic or ceramic precursor forms anatase crystals having a relative density of 90% or more with respect to the theoretical density. Furthermore, the crystallinity can be increased by heat treatment at a high temperature. Ceramics or ceramic precursors by the LPD method can be made to have a relative density of 90% or more at the stage of deposition and lamination, and therefore hardly shrink even when subjected to a heat treatment at a high temperature.

また、析出・高温焼成熱処理を2回以上繰り返すことにより、焼成後のクラックを埋めた緻密な組織とすることができる。更に、前記高温焼成熱処理よりも高温で追加熱処理することにより、よりクラックの影響が少なく、特に低濃度のVOCガスに対する感度を上げた膜に仕上げることができる。例えばSnO膜の場合、析出と800℃前後(750〜850℃)の高温焼成熱処理とを少なくとも2回繰り返して、更に1,000℃前後(950〜1050℃)で追加熱処理することにより、特に芳香族炭化水素に対して選択性のある、8nm以下の超微細結晶SnOの析出積層膜で80〜300nmの超薄膜構造とすることができる。 Further, by repeating the precipitation / high-temperature firing heat treatment twice or more, a dense structure filled with cracks after firing can be obtained. Furthermore, by performing an additional heat treatment at a higher temperature than the high-temperature baking heat treatment, it is possible to finish the film with less influence of cracks and particularly with an increased sensitivity to a low concentration VOC gas. For example, in the case of a SnO 2 film, the precipitation and the high-temperature baking heat treatment at around 800 ° C. (750 to 850 ° C.) are repeated at least twice, and further by additional heat treatment at around 1,000 ° C. (950 to 1050 ° C.) It is possible to obtain an ultra-thin film structure of 80 to 300 nm with a deposited laminated film of ultrafine crystalline SnO 2 having a thickness of 8 nm or less, which is selective with respect to aromatic hydrocarbons.

次に、本発明の基板洗浄方法と比較例の基板洗浄方法とよるアルミナ基板表面の肌荒れの違いを説明する。
図6は、本発明の基板洗浄方法に関し、研磨後のアルミナ基板を680℃の炭酸ナトリウム溶融塩と炭酸リチウム溶融塩をモル比7対3で混合したアルカリ炭酸溶融塩に10秒間含浸させてアルミナ基板表面の洗浄を行った場合のアルミナ基板表面の洗浄前後の表面拡大顕微鏡写真(5000倍)を示す。
図7は、比較例の基板洗浄方法に関し、研磨後のアルミナ基板を380℃の水酸化カリウム溶融液に5秒間含浸させてアルミナ基板表面の洗浄を行った場合のアルミナ基板表面の洗浄前後の表面拡大顕微鏡写真(5000倍)を示す。
本発明のアルミナ基板表面の洗浄方法によれば、図6から分かるように、研磨材の炭化珪素や炭化窒素不純物を洗浄してもアルミナ基板表面は全く肌荒れしないのに対し、比較例の洗浄方法によれば、図7から分かるように、洗浄後の基板表面は激しく肌荒れを起こし電極及びヒータの形成は不可能となる。
Next, the difference in the surface roughness of the alumina substrate surface between the substrate cleaning method of the present invention and the substrate cleaning method of the comparative example will be described.
FIG. 6 relates to a substrate cleaning method of the present invention, and an alumina substrate after polishing is impregnated for 10 seconds with an alkali carbonate molten salt obtained by mixing a molten sodium carbonate salt and a lithium carbonate molten salt at a molar ratio of 7: 3 at 680 ° C. for 10 seconds. The surface enlarged-microscope photograph (5000 times) before and behind cleaning of the alumina substrate surface at the time of cleaning the substrate surface is shown.
FIG. 7 relates to a substrate cleaning method of a comparative example, and the surface of the alumina substrate surface before and after cleaning when the alumina substrate after polishing was impregnated with a 380 ° C. potassium hydroxide melt for 5 seconds to clean the surface of the alumina substrate. An enlarged photomicrograph (5000 times) is shown.
According to the method for cleaning the surface of an alumina substrate of the present invention, as can be seen from FIG. 6, the surface of the alumina substrate does not become rough at all even if silicon carbide or nitrogen carbide impurities in the abrasive are cleaned. According to FIG. 7, as can be seen from FIG. 7, the surface of the substrate after cleaning is severely roughened, making it impossible to form electrodes and heaters.

なお、上述の実施形態では、比較例の基板洗浄方法として、研磨後のアルミナ基板を水酸化カリウム溶融液に含浸する場合が記載されているが、研磨後のアルミナ基板をHF、FeCl、NaOHの溶融液のいずれかに含浸する場合も、図7と同様に、洗浄後の基板表面は激しく肌荒れを起こし電極及びヒータの形成は不可能となることを確認した。 In the above-described embodiment, the case where the polished alumina substrate is impregnated with the potassium hydroxide melt is described as the substrate cleaning method of the comparative example. However, the polished alumina substrate is HF, FeCl 3 , NaOH. In the case of impregnating any one of the above melts, it was confirmed that the surface of the substrate after cleaning was severely roughened as in FIG. 7, and it was impossible to form electrodes and heaters.

次に、本発明のアルミナ基板表面の洗浄方法により研磨材の炭化珪素や炭化窒素不純物を洗浄した洗浄効果について説明する。
図8(a)は、洗浄前のアルミナ基板表面不純物分析XPSスペクトルを示し、アルミナ基板表面に研磨材の炭化珪素及び酸化珪素の不純物の残留が確認できる。これらの不純物がアルミナ基板表面に残留している理由は以下の理由によると考えられている。炭化珪素研磨材をバフ研磨デイスクに冷却水と混ぜて供給しながらアルミナ基板表面を高速回転で研磨する工程でアルミナ基板とバフの接触面で局部的に大きな摩擦熱が生じ炭化珪素(SiC)研磨材は局部的に高温にさらされその一部が酸化珪素(SiO)に変質する。この酸化珪素(SiO)が糊状のバインダーとなり強い接着力でアルミナ基板表面に炭化珪素(SiC)研磨材と酸化珪素(SiO)が薄膜状に固着してしまい通常の洗浄方法では取り切れない状態となってしまう。
図8(b)は、650℃に加熱したNaCOとLiCOの混合炭酸塩中に10秒間アルミナ基板を含浸して基板表面を洗浄後のアルミナ基板表面不純物分析XPSスペクトルを示し、アルミナ基板表面の炭化珪素(SiC)研磨材と酸化珪素(SiO)バインダーの不純物残留が完全に除去されたことが確認できる。
Next, the cleaning effect of cleaning the silicon carbide and nitrogen carbide impurities of the abrasive by the method for cleaning the surface of the alumina substrate of the present invention will be described.
FIG. 8A shows an XPS spectrum of an alumina substrate surface impurity analysis before cleaning, and it can be confirmed that impurities of silicon carbide and silicon oxide as abrasives remain on the alumina substrate surface. The reason why these impurities remain on the surface of the alumina substrate is considered to be as follows. While the silicon carbide abrasive is mixed with cooling water and supplied to the buffing disk, the surface of the alumina substrate is polished at a high speed to produce large frictional heat locally at the contact surface between the alumina substrate and the buff, and silicon carbide (SiC) polishing. The material is locally exposed to high temperatures and part of it is transformed into silicon oxide (SiO 2 ). This silicon oxide (SiO 2 ) becomes a paste-like binder, and the silicon carbide (SiC) abrasive and the silicon oxide (SiO 2 ) adhere to the surface of the alumina substrate with a strong adhesive force. It will be in a state without.
FIG. 8 (b) shows an XPS spectrum of an alumina substrate surface impurity analysis after impregnating an alumina substrate in a mixed carbonate of Na 2 CO 3 and Li 2 CO 3 heated to 650 ° C. for 10 seconds and cleaning the substrate surface. It can be confirmed that the residual impurities of the silicon carbide (SiC) abrasive and the silicon oxide (SiO 2 ) binder on the surface of the alumina substrate were completely removed.

次に、アルミナ基板表面に白金電極を形成させた素子に関し、400〜700℃での動作状態を繰り返した後の白金電極と基板との接着状態について説明する。
図9は、アルミナ基板表面を洗浄せずに白金電極を形成した場合の基板表面拡大顕微鏡写真(5000倍、1000倍)を示す。
図10は、アルミナ基板表面を炭酸塩溶融液で洗浄した後で白金電極を形成した場合の基板表面拡大顕微鏡写真(5000倍)を示す。
を示す。
アルミナ基板表面を洗浄せずに白金電極を形成した場合は、図9から分かるように、白金電極がアルミナ基板表面から剥離している。一方、アルミナ基板表面を炭酸塩溶融液で洗浄した後で白金電極を形成した場合は、図10から分かるように、白金電極はアルミナ基板表面に強固に接着されて剥離を起こさない。
Next, regarding the element in which the platinum electrode is formed on the surface of the alumina substrate, the bonding state between the platinum electrode and the substrate after repeating the operation state at 400 to 700 ° C. will be described.
FIG. 9 shows magnified micrographs (5000 times and 1000 times) of the substrate surface when the platinum electrode is formed without cleaning the surface of the alumina substrate.
FIG. 10 shows a magnified micrograph (5,000 times) of the substrate surface when the platinum electrode is formed after the surface of the alumina substrate is washed with a carbonate melt.
Indicates.
When the platinum electrode is formed without cleaning the surface of the alumina substrate, the platinum electrode is peeled off from the surface of the alumina substrate, as can be seen from FIG. On the other hand, when the platinum electrode is formed after washing the alumina substrate surface with the carbonate melt, the platinum electrode is firmly bonded to the alumina substrate surface and does not peel off, as can be seen from FIG.

以上説明したように、本実施形態の素子2では、炭化珪素(SiC)研磨材などで研磨されたアルミナ基板11をアルカリ炭酸溶融塩中へ含浸することにより、アルミナ基板表面に存在する無機研磨材の残渣を除去した後で、そのアルミナ基板表面に各種形状及び機能を有する金属又はセラミックスの構造物が形成される。従って、アルミナ基板表面と構造物とを強固に接着させることができるので、安定した性能を有した素子を提供し得る。   As described above, in the element 2 of the present embodiment, the inorganic abrasive that exists on the surface of the alumina substrate by impregnating the alumina substrate 11 polished with a silicon carbide (SiC) abrasive into alkali carbonate molten salt. After the residue is removed, metal or ceramic structures having various shapes and functions are formed on the surface of the alumina substrate. Therefore, the surface of the alumina substrate and the structure can be firmly bonded, so that an element having stable performance can be provided.

以下、実施例と比較例とを対比して説明する。
[実施例]
炭化珪素研磨材で研磨されたアルミナ基板の表面に存在する研磨残渣をアルカリ炭酸溶融塩で完全に除去したアルミナ基板の一方面に白金電極が設けられ、他方面に白金ヒータが設けられたアルミナ基板を、(NHSnF+HBOの反応液において、30℃で24時間の析出処理を施した。このアルミナ基板を800℃で焼成した。焼成後に前記反応液において短時間の析出処理を施し、800°で焼成することによりクラック内部へのSnOを浸透させた。つぎに、1000℃で追加熱処理を施し、クラックを減少させた。これらの処理により、結晶粒が約5nmで、厚みが100nmであって、理論密度に対して約96%のSnO膜を形成した。
Hereinafter, an example and a comparative example will be described in comparison.
[Example]
An alumina substrate in which a platinum electrode is provided on one side of the alumina substrate from which polishing residues existing on the surface of the alumina substrate polished with a silicon carbide abrasive are completely removed with an alkali carbonate molten salt and a platinum heater is provided on the other side Was subjected to precipitation treatment at 30 ° C. for 24 hours in a reaction solution of (NH 4 ) 2 SnF 6 + H 3 BO 3 . The alumina substrate was fired at 800 ° C. After firing, the reaction solution was subjected to a short precipitation treatment and fired at 800 ° to infiltrate SnO 2 into the cracks. Next, an additional heat treatment was performed at 1000 ° C. to reduce cracks. By these treatments, a SnO 2 film having a crystal grain size of about 5 nm and a thickness of 100 nm and having a theoretical density of about 96% was formed.

[比較例]
実施例と同じように、一方面に白金電極が設けられ、他方面に白金ヒータが設けられたアルミナ基板の一方面に、SnOの粉末焼結により、結晶粒が約100nm、厚みが30μmであって、理論密度に対して90%のSnO膜を形成した。
[Comparative example]
In the same manner as in the examples, a crystal electrode was formed on one side of an alumina substrate having a platinum electrode on one side and a platinum heater on the other side by powder sintering of SnO 2 so that the crystal grains were about 100 nm and the thickness was 30 μm. Thus, a SnO 2 film having a theoretical density of 90% was formed.

以上に本発明の好適な実施形態を示したが、上記は一例であって、例えば以下のように変更することができる。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above is an example, and can be modified as follows, for example.

上述の実施形態では、セラミックス基板又は無機耐熱性基板としてはアルミナ基板が用いられているが、アルミナ基板以外のセラミックス基板又は無機耐熱性基板を用いた場合も同様の効果が得られる。従って、炭化珪素(SiC)研磨材などで研磨されたサファイア基板をアルカリ炭酸溶融塩中へ含浸することにより、サファイア基板表面に存在する無機研磨材の残渣を除去することができる。また、無機研磨材としては炭化珪素研磨材が用いられているが、炭化珪素研磨材以外の無機研磨剤でもよい。また、アルカリ炭酸溶融塩としては500〜800℃に加熱された炭酸ナトリウムと炭酸リチウムとを混合した溶融塩が用いられているが、他のアルカリ炭酸溶融塩でもよい。   In the above-described embodiment, an alumina substrate is used as the ceramic substrate or the inorganic heat resistant substrate, but the same effect can be obtained when a ceramic substrate or an inorganic heat resistant substrate other than the alumina substrate is used. Accordingly, by impregnating the sapphire substrate polished with a silicon carbide (SiC) abrasive into the alkali carbonate molten salt, the residue of the inorganic abrasive present on the surface of the sapphire substrate can be removed. In addition, although a silicon carbide abrasive is used as the inorganic abrasive, an inorganic abrasive other than the silicon carbide abrasive may be used. Moreover, although the molten salt which mixed sodium carbonate and lithium carbonate heated at 500-800 degreeC is used as alkali carbonate molten salt, another alkali carbonate molten salt may be sufficient.

本発明に係る素子を備えた還元性ガスセンサの全体外観図である。1 is an overall external view of a reducing gas sensor including an element according to the present invention. 図1の素子のアルミナ基板、電極、ヒータ及びセラミック被膜の配置概念図である。FIG. 2 is an arrangement conceptual diagram of an alumina substrate, an electrode, a heater, and a ceramic coating of the element of FIG. 1. 素子のアルミナ基板上に形成されたヒータ回路の概念図である。It is a conceptual diagram of the heater circuit formed on the alumina substrate of an element. 素子のアルミナ基板上に形成された電極回路の概念図である。It is a conceptual diagram of the electrode circuit formed on the alumina substrate of an element. 混合炭酸塩溶融液(LiCO―NaCO)系相図である。Mixed carbonate melt (Li 2 CO 3 -Na 2 CO 3) is a system phase diagram. 本発明の基板洗浄方法により洗浄されたアルミナ基板表面の洗浄前後の表面拡大顕微鏡写真である。It is the surface expansion microscope picture before and behind cleaning of the alumina substrate surface cleaned by the substrate cleaning method of the present invention. 比較例の基板洗浄方法により洗浄されたアルミナ基板表面の洗浄前後の表面拡大顕微鏡写真である。It is the surface expansion microscope picture before and behind washing | cleaning of the alumina substrate surface wash | cleaned with the board | substrate washing | cleaning method of the comparative example. 図8(a)は、洗浄前のアルミナ基板表面不純物分析結果である。 図8(b)は、洗浄後のアルミナ基板表面不純物分析結果である。FIG. 8A shows the result of analyzing the surface impurities on the alumina substrate before cleaning. FIG. 8B shows the result of analysis of impurities on the surface of the alumina substrate after cleaning. アルミナ基板表面を洗浄せずに白金電極を形成した場合の基板表面拡大顕微鏡写真である。It is a substrate surface enlarged microscope picture at the time of forming a platinum electrode, without washing the alumina substrate surface. アルミナ基板表面を炭酸塩溶融液で洗浄下後で白金電極を形成した場合の基板表面拡大顕微鏡写真である。It is a substrate surface enlarged microscope picture at the time of forming a platinum electrode after washing the surface of an alumina substrate with a carbonate melt.

符号の説明Explanation of symbols

1 還元性センサ
2 素子
11 アルミナ基板
11a アルミナ基板の電極側表面
11b アルミナ基板のヒータ側表面
12 電極
13 電極
14 セラミック被覆
15 ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reducible sensor 2 Element 11 Alumina substrate 11a Electrode side surface 11b of alumina substrate Heater side surface 12 of alumina substrate 12 Electrode 13 Electrode 14 Ceramic coating 15 Heater

Claims (10)

無機研磨材で研磨されたセラミックス基板又は無機耐熱性基板をアルカリ炭酸溶融塩中へ含浸することにより、前記基板表面に存在する無機研磨材の残渣を除去することを特徴とする基板洗浄方法。   A substrate cleaning method comprising removing a residue of an inorganic abrasive present on the substrate surface by impregnating an alkali carbonate molten salt with a ceramic substrate or an inorganic heat resistant substrate polished with an inorganic abrasive. 請求項1の基板洗浄方法において、
前記アルカリ炭酸溶融塩は500〜800℃に加熱された炭酸ナトリウム及び/又は炭酸リチウムを単独又は混合した溶融塩である基板洗浄方法。
The substrate cleaning method according to claim 1,
The method for cleaning a substrate, wherein the alkali carbonate molten salt is a molten salt obtained by mixing sodium carbonate and / or lithium carbonate heated to 500 to 800 ° C. alone or in combination.
請求項1又は2の基板洗浄方法において、
前記無機研磨材は炭化珪素研磨材である基板洗浄方法。
The substrate cleaning method according to claim 1 or 2,
The substrate cleaning method, wherein the inorganic abrasive is a silicon carbide abrasive.
請求項1〜3の基板洗浄方法のいずれかにおいて、
前記基板はアルミナ基板である基板洗浄方法。
In any one of the board | substrate washing | cleaning methods of Claims 1-3,
The substrate cleaning method, wherein the substrate is an alumina substrate.
前記請求項1〜4のいずれかの基板洗浄方法で洗浄されたセラミックス基板又は無機耐熱性基板の表面に金属又はセラミックスの構造物を形成する工程を備えた素子の製造方法。   A device manufacturing method comprising a step of forming a metal or ceramic structure on a surface of a ceramic substrate or an inorganic heat resistant substrate cleaned by the substrate cleaning method according to any one of claims 1 to 4. 請求項5の素子の製造方法において、
前記構造物は液相析出法、フォトレジストを用いたパターニングとドライエッチ、スクリーン印刷法または塗布法により形成される素子の製造方法。
In the manufacturing method of the element of Claim 5,
The structure is a method for manufacturing an element formed by a liquid phase deposition method, patterning and dry etching using a photoresist, a screen printing method, or a coating method.
請求項5又は6の素子の製造方法において、
前記構造物はヒータ又は電極である素子の製造方法。
In the manufacturing method of the element of Claim 5 or 6,
The method for manufacturing an element, wherein the structure is a heater or an electrode.
請求項5の素子の製造方法において、
前記基板の一方の面に電極を配置しさらにその上に重ねて液相析出法によりセラミックス薄膜を析出被覆させる工程と、
前記基板の他方の面にヒータを配置する工程とを備えた素子の製造方法。
In the manufacturing method of the element of Claim 5,
A step of placing an electrode on one surface of the substrate and further depositing and coating a ceramic thin film thereon by liquid phase deposition;
And a step of disposing a heater on the other surface of the substrate.
請求項8の素子の製造方法において、
前記セラミックス薄膜はSnO、WO、In、ZnOのいずれかである素子の製造方法。
In the manufacturing method of the element of Claim 8,
The method for manufacturing an element, wherein the ceramic thin film is any one of SnO 2 , WO 3 , In 2 O 3 , and ZnO.
請求項5〜9のいずれかの製造方法で製造された素子。   The element manufactured with the manufacturing method in any one of Claims 5-9.
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