(57)【要約】【課題】電気メッキされたＣｏＰｔＰ材料は垂直磁気特性を高め、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの使用において有益である。【解決手段】９４−９８重量％のＣｏ，０−１重量％のＰｔ及び２−４重量％のＰの組成を有するコバルト（Ｃｏ），プラチナ（Ｐｔ）及びリン（Ｐ）から構成される材料。材料はセ氏１００乃至５００度の温度でアニーリングされる。材料は適当な電気化学浴中で基板を電気メッキすることにより形成される。電気メッキされたＣｏＰｔＰ材料は基板に層を形成する。【選択図】図４
2006207029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
９４−９８重量％のＣｏ、０−１重量％のＰｔそして２−４重量％のＰの組成を有するコバルト（Ｃｏ）、プラチナ（Ｐｔ）およびリン（Ｐ）から構成されることを特徴とする材料。
【請求項２】
前記材料は９６．３重量％のＣｏ、０．６重量％のＰｔおよび３．１重量％のＰの組成を有することを特徴とする請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記材料はセ氏１００から５００度の温度でアニーリング処理されることを特徴とする請求項１から２の何れかに記載の材料。
【請求項４】
前記アニーリングは外界温度で行われることを特徴とする請求項３に記載の材料。
【請求項５】
前記材料は基板に電気メッキされその上に層を形成することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の基板および材料。
【請求項６】
前記層は少なくとも０．５μｍの厚さを有することを特徴とする請求項５に記載の基板。
【請求項７】
前記層はシード層からなり、前記シード層はクローム（Ｃｒ）層上の金（Ａｕ）層（Ｃｒ／Ａｕシード層）から構成されることを特徴とする請求項５乃至６の何れかに記載の基板。
【請求項８】
前記Ｃｒ／Ａｕシード層の金層は（１１１）結晶配向を有することを特徴とする請求項７に記載の基板。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の材料を基板に電気メッキする方法であって、前記方法は（ａ）電気化学浴を提供し、（ｂ）基板を提供し、そして（ｃ）前記電気化学浴中で前記材料を前記基板に電気メッキする、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
セ氏１００度乃至５００度の温度で前記材料をアニーリング処理に付するステップ（ｄ）を更に有することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気化学浴は０．０１乃至０．１０モル／リットルのＣｏ2+イオン、０．０１乃至０．１０モル／リットルのＰｔＣｌ６２−イオンと０．０１乃至０．５０モル／リットルのＨ２ＰＯ３−イオンからなる組成を有することを特徴とする請求項９乃至１０の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
前記電気化学浴は０．０２５モル／リットルのＣｏ2+イオン、０．０２５モル／リットルのＰｔＣｌ６２−イオンと０．０７２モル／リットルのＨ２ＰＯ３−イオンからなる組成を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気化学浴は更にホウ酸、塩化ナトリウム、ドデシル硫酸塩及びサッカリンから構成されることを特徴とする請求項９乃至１２の何れかに記載の方法。
【請求項１４】
前記電気化学浴はセ氏１５乃至４０度の温度であることを特徴とする請求項９乃至１３の何れかに記載の方法。
【請求項１５】
前記電気化学浴の前記温度がセ氏２０度であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気メッキは１０乃至４０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で行われることを特徴とする請求項９乃至１５の何れかに記載の方法。
【請求項１７】
前記電流密度が２５ｍＡ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記電気化学浴のｐＨは２．０乃至５．０であることを特徴とする請求項９乃至１７の何れかに記載の方法。
【請求項１９】
前記ｐＨは４．５であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板はシード層からなり、前記シード層はクローム（Ｃｒ）層上の金（Ａｕ）層（Ｃｒ／Ａｕシード層）から構成されることを特徴とする請求項９乃至１９の何れかに記載の方法。
【請求項２１】
前記Ｃｒ／Ａｕシード層の金層は（１１１）結晶配向を有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記電気メッキは回転デイスク電気メッキシステムを用いて行われることを特徴とする請求項９乃至２１の何れかに記載の方法。
【請求項２３】
前記電気化学メッキは１００乃至１０００ｒｐｍの回転攪拌のもとに行われることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記電気化学メッキは５００ｒｐｍの回転攪拌のもとに行われることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
請求項１乃至８の何れかに記載の材料から構成されることを特徴とする超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス。
【請求項２６】
前記ＭＥＭＳデバイスは磁気ＭＥＭＳデバイスであることを特徴とする請求項２５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２７】
前記ＭＥＭＳデバイスはマイクログリッパーであることを特徴とする請求項２６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２８】
把持部の間に対象物を把持するよう動作可能なＭＥＭＳデバイスであり、前記デバイスは磁界を生ずるように動作可能な場発生手段を有し、前記デバイスは前記把持部の少なくともひとつがその場の影響のもとに他方の前記把持部の少なくともひとつに対して相対的に移動可能となるよう構成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２９】
前記場発生手段は電位差が接続されたとき磁界を発生するように動作可能であることを特徴とする請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３０】
前記場発生手段は電気導体から形成される少なくともひとつのコイルを有することを特徴とする請求項２８乃至２９の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３１】
前記場発生手段は前記ＭＥＭＳデバイスの本体に支持されていることを特徴とする請求項２８乃至３０の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３２】
少なくとも前記把持部のひとつは磁化可能な材料から構成され前記磁界と影響しあってこの磁化可能な材料から構成された少なくともひとつの把持部が他の少なくともひとつの把持部に対して相対的に移動するように配置されていることを特徴とする請求項２８乃至３１の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３３】
前記磁化可能な材料は前記または各把持部に被覆物を形成することを特徴とする請求項３２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３４】
前記デバイスは２つの把持部から構成され、各把持部は他の把持部に対して移動可能とされ、各把持部は磁化可能材料から構成されることを特徴とする請求項３２乃至３３の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３５】
前記デバイスは２つのコイルから構成され、各コイルは夫々場を発生するよう配置され、各場が夫々ひとつの把持部の磁気材料に相互に作用することを特徴とする請求項３２乃至３４の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３６】
前記把持部の少なくともひとつは相対的な移動のために弾性を有する柔軟構造により前記ＭＥＭＳデバイスの本体に取り付けられていることを特徴とする請求項３１乃至３５の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３７】
前記少なくとも前記ひとつの把持部は前記少なくともひとつのコイルに隣り合い且つ離間されるよう支持されていることを特徴とする請求項３６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３８】
前記弾性を有する柔軟構造は平らなねじりコイルばねであることを特徴とする請求項３６乃至３７の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３９】
前記弾性を有する柔軟構造は前記夫々の把持部を前記ＭＥＭＳデバイスの本体から片持ち支持するように支持することを特徴とする請求項３６乃至３８の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４０】
少なくともひとつの把持部は前記把持部とその間に把持された対象物との間の把持を促進するよう配置される材料を被覆または具備することを特徴とする請求項２８乃至３９の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４１】
前記磁化可能な材料は請求項１乃至４の何れかに定義されている材料であることを特徴とする請求項３２乃至４０の何れかに記載のＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコバルト（Ｃｏ）、プラチナ（Ｐｔ）及びリン（Ｐ）から構成される材料及びその用途に関する。例えば、この材料は例えば超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスにおいて用いられる。
【背景技術】
【０００２】
薄膜コバルト／プラチナ（ＣｏＰｔ）及びコバルト／プラチナ／リン（ＣｏＰｔＰ）合金はそれらの高磁気結晶異方性と磁気飽和のゆえにハードデイスクドライブに用いられる電位垂直記録材料として知られている。即ち、Ｃｏ５０Ｐｔ５０の規則正しい位相は非常に高い保磁力（＞１０ｋＯｅ）を示す。磁気記録産業における応用に加えて、最近、磁気マイクロアクチュエータに必要とされる高エネルギー・プロダクトの故にＣｏＰｔ系材料は電気機械システム(ＭＥＭＳ)における応用において巨大なポテンシャルを有していると評価されてきた。エネルギー・プロダクトは材料の減磁曲線の如何なる点において動作するとき磁気材料が外部磁気回路に供給するエネルギーを示す。ＭＥＭＳ技術はマイクロデバイス及びナノデバイスの製造のために半導体製造技術を利用してきた。
【０００３】
通常、コバルト／プラチナの薄膜（サブマイクロメータ）は真空蒸着工程により製造される。しかしながら、真空蒸着工程の作業コストは高い。最近、別の方法として電気メッキが用いられつつある。
【０００４】
電気メッキ工程を用いてＣｏ系膜を製造する試みがなされてきていて、膜厚は通常１０μｍ以下に限定されてきた。更に、膜の熱安定性は予め調査はされて来なかった。膜の熱安定性は各種デバイス、特に、ＭＥＭＳデバイスにおける膜の可能な使用の評価には必要不可欠なものである。特に、用いられるＭＥＭＳデバイスの必要条件に合致する十分な厚さであることが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の考察に鑑みて、十分な熱安定性と適切な方法による厚膜析出を可能とする新規な材料の開発が必要である。
【０００６】
本発明の目的は上述した問題に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１アスペクト（面）によると、本発明は９４−９８重量パーセントのＣｏ、０−１重量パーセントのＰｔ及び２−４重量パーセントのＰの組成を有するコバルト（Ｃｏ）、プラチナ（Ｐｔ）及びリン（Ｐ）から構成される材料を提供する。
【０００８】
本発明の少なくともある実施例は電気機械システム(ＭＥＭＳ)デバイスの電気メッキに好適な材料を提供する。
【０００９】
材料は磁気材料であってもよい。特に、組成は９６．３重量パーセントのＣｏ、０．６重量パーセントのＰｔ及び２−４重量パーセントのＰを有する組成であってもよい。
【００１０】
材料をセ氏１００乃至５００度の温度でアニーリング処理してもよい。アニーリング処理を外界温度で行ってもよい。アニールされた材料は垂直磁気記録特性が高められていてもよい。高められた特性の例は材料の垂直保磁力、残留磁化及び／又は材料の直角度を含む。
【００１１】
本発明の第２アスペクトによると、本発明は本発明の第１アスペクトによる基板と材料を提供するものであり、材料は基板上に電気メッキされてその上に層を形成する。層の厚さは変更し得る。好ましくは、厚さは少なくとも０．５μｍとする。基板はガラス基板でもよい。基板はシード層でスパッターされてもよい。シード層はクローム（Ｃｒ）層とその上の金（Ａｕ）の層から構成される（ここではＣｒ／Ａｕシード層として示される）。Ｃｒ／Ａｕシード層の金の層は（１１１）結晶配向を有する。
【００１２】
材料を電気メッキすることによる利点とは、それにより例えば真空プロセスのような他のプロセスによる“ラインオブサイト（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）”適合析出に比較して選択的な領域析出を提供することにある。更に、電気メッキは、単純な装置の立ち上げを含む速い析出レートを有し、またプロセスパラメータの制御もより容易である。
【００１３】
本発明の第３アスペクトによると、本発明は本発明の第１アスペクトによる材料を電気メッキする方法を提供するものであり、この方法は
（ａ）電気化学浴を提供し；
（ｂ）基板を提供し；そして
（ｃ）電気化学浴中で基板に材料を電気メッキするステップから構成される。
【００１４】
基板はクローム（Ｃｒ）の層とその上の金（Ａｕ）からなるシード層（ここでＣｒ／Ａｕシード層として示される）から構成してもよい。Ｃｒ／Ａｕシード層の金層が（１１１）結晶配向を有するものとしてもよい。
【００１５】
電気メッキは１０乃至４０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で行ってもよい。好ましくは、電気メッキは２５ｍＡ／ｃｍ２で行われる。好ましくは、電気メッキが生じたとき電流密度は一定のままである。このことはガルバノスタットを用いて達成してもよい。
【００１６】
この方法は更に（ｄ）セ氏１００乃至５００度の温度で材料をアニーリング処理に付すステップを有してもよい。アニーリング処理を外界温度で行ってもよい。
【００１７】
電気化学浴は０．０１−０．１０モル／リットルのＣｏ２＋イオン、０．０１−０．１０モル／リットルのＰｔＣｌ６２−イオン及び０．０１−０．５０モル／リットルのＨ２ＰＯ３−イオンのひとつ、それ以上又は全部から構成される組成を有してもよい。好ましくは、電気化学浴は０．０２５モル／リットルのＣｏ２＋イオン、０．０２５モル／リットルのＰｔＣｌ６２−イオン及び０．０７２モル／リットルのＨ２ＰＯ３−イオンのひとつ、それ以上又は全部から構成される組成を有する。電気化学浴は更にホウ酸、塩化ナトリウム、ドデシル硫酸塩及びサッカリンのひとつ若しくは結合の形での他のイオンから構成してもよい。
【００１８】
電気化学浴はセ氏１５乃至４０度の温度としてもよい。特に、セ氏２０度の温度としてもよい。浴のｐＨは２．０乃至５．０としてもよい。特に、浴のｐＨは４．５としてもよい。
【００１９】
電気メッキは回転デイスク電気メッキ（ＲＤＥ）システムを用いて行ってもよい。好ましくは、電気メッキは１００乃至１０００ｒｐｍの回転攪拌のもとに行われる。より好ましくは、電気メッキは５００ｒｐｍの回転攪拌のもとに行われる。
【００２０】
材料は超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、特にマイクロアクチュエータを成し遂げる電磁相互作用を利用するＭＥＭＳデバイスにおいて使用することができる。
【００２１】
本発明の第４アスペクトによると、本発明はここに定義される材料から構成されるＭＥＭＳデバイスを提供する。例えば、ＭＥＭＳデバイスは磁気デバイスであってもよい。特に、マイクログリッパーであってもよい。
【００２２】
本発明の第５アスペクトによると、本発明は把持部の間の対象物を把持するよう動作可能なＭＥＭＳデバイスを提供するものであり、このデバイスは磁界を生ずるように動作可能な場発生手段を有し、及びこのデバイスは把持部の少なくともひとつがその場の影響のもとに他方の把持部の少なくともひとつに対して相対的に移動可能に構成されている。
【００２３】
場発生手段は電位差がそれに接続されたとき磁界を発生するように動作可能であってもよい。場発生手段は電気導体から形成される少なくともひとつのコイルを有していてもよい。場発生手段はＭＥＭＳデバイスの本体に支持されていてもよい。
【００２４】
少なくとも把持部のひとつは磁化可能な材料から構成され磁界と影響しあってこの磁化可能な材料から構成されたひとつの把持部が他の少なくともひとつの把持部に対して相対的に移動するよう配置された磁化可能な材料から構成してもよい。磁化可能な材料は前記または各把持部に被覆物を形成していてもよい。
【００２５】
ＭＥＭＳデバイスは２つの把持部から構成されていてもよく、各把持部は他方に対して移動可能であり及び各把持部は磁化可能な材料から構成されていてもよい。
【００２６】
デバイスは２つのコイルから構成されていてもよく、各コイルが夫々場を生じて各場が夫々ひとつの把持部の磁気材料に相互に作用するように配置されていてもよい。
【００２７】
デバイスは弾性を有する柔軟構造によりＭＥＭＳデバイスの本体に相対的な移動のために取り付けられている把持部を少なくともひとつ有してもよい。特に、少なくともひとつの把持部はデバイスの少なくともひとつのコイルに隣り合い且つ離間されるよう支持されている。弾性を有する柔軟構造は平らなねじりコイルばねであってもよい。弾性を有する柔軟構造は夫々の把持部をＭＥＭＳデバイスの本体から片持ち支持するように支持していてもよい。
【００２８】
少なくともひとつの把持部は把持部とその間に把持された対象物との間の把持を促進するよう配置される材料を被覆または具備していてもよい。
【００２９】
磁化可能な材料は本発明の第１アスペクトによる材料であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態を付帯する図面を参照して説明する。
以下の実験がなされ、本発明を実施する材料の層が電気メッキにより生成され、テストされた。
【００３１】
電気メッキは電着プロセスにより生ずる。電着は電流の活動により対象物の表面に、通常、金属のコーテイングを生みだすプロセスである。対象物上に金属のコーテイングを析出することは負電荷をコーテイングされる対象物に加え、析出される金属の塩を含有する溶液に侵される（即ち、コーテイングされる対象物は電解槽の陰極とされている）。溶液は電解液と呼ばれ、また一般的には電気化学浴とも呼ばれる。電気化学浴は所望の金属イオンを含有する特別に設計された化学溶液である。電源により電気メッキプロセスに必要な必要電流が提供される。
【００３２】
第１に、材料を電気メッキするのに用いられる適当な電気化学浴は表１に列挙された化学製品を脱イオン水に溶解することにより準備される。化学製品は列挙された順番で付加される。
【００３３】
【表１】
2006207029.tif 000003
【００３４】
円形のガラス基板が得られた。各基板は直径１２ｍｍであった。ガラス基板はクローム（Ｃｒ）（２０ｎｍ）層とその上の金（Ａｕ）の層から構成されるシード層によりスパッターされた（ここにおいてはＣｒ／Ａｕシード層として示される）。スパッターされた基板はトリクロロエチレンとエタノールを用いて超音波的に洗浄された。導電銀ペーストが二つの対向する点でガラス基板の裏側と側壁に加えられて、電気メッキシステムの電極が基板上のＣｒ／Ａｕシード層の金の層に電気的に接続された。使用された電気メッキシステムは回転デイスク電気メッキ（ＲＤＥ）システムである。更に、Ｃｒ／Ａｕシード層の金の表面は硫黄酸で活性化された。
【００３５】
基板は次に基板の縁を覆うホルダーにより電気メッキシステムの陰極に固定された。プラチナ線が電気メッキシステムの陽極として用いられた。Ａｇ／ＡｇＣｌ電極が、塩橋を介してメッキ溶液に接続されている参照電極として用いられた。参照電極は、公知の安定した平衡電極電位を有する電極である。それは、電気化学的電池において測定できる他の電極の電位（典型的には作用電極または測定電極の電位）に対する基準点として用いられる。
【００３６】
メッキの露出された領域は、直径１０ｍｍの中心円形領域を超えていた。電気化学電着は室温（略２０℃）でガルバノスタットを介して陽極と陰極との間に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度を印加する電気回路により行われた。ガルバノスタットは一定の電流が提供されることを確実とするために用いられた。電気化学浴のｐＨは電気メッキに先立って硫黄酸と水酸化ナトリウムを用いて４．５に調節された。電気メッキを均一且つ再現可能とするのを確実とするために、メッキは１０分間、５００ｒｐｍの回転攪拌速度で行われた。
【００３７】
電気メッキの結果、コバルト（Ｃｏ）／プラチナ（Ｐｔ）／リン（Ｐ）（ＣｏＰｔＰ）の層が、Ｃｒ／Ａｕシード層でスパッターされたガラス基板上に形成された。特に、基板（ＣｏＰｔＰ層がその上に形成された）は電気メッキプロセスの期間中回転された。
【００３８】
電気メッキが完了したあと、ＣｏＰｔＰ層でメッキされたスパッターされたＣｒ／Ａｕシード層を伴うガラス基板上にＸ線回折（ＸＲＤ）が行われた。ＸＲＤスペクトル（図２）が、ＣｏＰｔＰ層とともに電気メッキされる前にスパッターされたＣｒ／Ａｕシード層を伴う普通のガラス基板になされたＸＲＤスペクトル（図１）と比較された。
【００３９】
図１から理解できるように、Ａｕ（１１１）結晶配向からの反射に対応する２θで略３８°に等しい唯一の顕著なピークが存在した。図２は２θで４４．５°に略等しい追加の観察されたピークを示しており、それは六方晶系の最密（ｈｃｐ）Ｃｏ（００２）結晶配向からの反射ピークに対応する。
【００４０】
電気メッキされたガラス基板の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真が撮られた。ＳＥＭは図３に示されている。電気メッキされた材料の層が平均０．６μｍの厚さを有していることが観察された。
【００４１】
更に、電気メッキされた層の元素分析が誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）により行われた。９６．３重量％のＣｏ，０．６重量％のＰｔ及び３．１重量％のＰの組成が明らかとなった。
【００４２】
層の磁気特性もまた振動サンプルマグネトメータ（ＶＳＭ）を用いて決定された。特に、電気メッキされたＣｏＰｔＰ層の特性は、層を伴う基板の第１の例を２００℃でアニーリング処理に付し、また層を伴う基板の第２の例を３００℃でアニーリング処理に付し、それぞれ外界雰囲気中で２時間処理したあとで決定された。夫々の特性は層をアニーリング処理に付すのに先立って決定される。図４は、アニーリング処理の前後のＣｏＰｔＰ層の面外Ｍ−Ｈヒステリシス曲線を示している。測定された層の特性は、垂直保磁力（Ｈｃ），残留磁化（Ｍｒ），飽和磁化（Ｍｓ）及び直角度（Ｓ）である。測定された特性の要約が表２に示されている。
【００４３】
【表２】
2006207029.tif 000004
【００４４】
保磁力（Ｈｃ）は磁界の強度の基準である。それは通常エルステッド（Ｏｅ）で測定される。低保磁力は材料が容易に磁化及び／又は消磁されることを示し、一方高保磁力は材料が磁化及び／又は消磁し難いことを示している。
【００４５】
残留磁化（Ｍｒ）は、強い磁界に曝されたあとで対象物により生ずる磁界の強度を云う。又は、残留磁化は材料が磁界を保持する能力の基準とも云える。
【００４６】
飽和磁化（Ｍｓ）は、磁界強度の増加が材料の本質的な磁気誘導において増加を引き起こさないとき達成される。飽和磁化は通常温度の上昇とともに減少する。
【００４７】
直角度（Ｓ）は材料の飽和磁化に対する残留磁化の割合として定義される（即ち、Ｍｒ／Ｍｓ）。
【００４８】
上述した特性は、残留磁化は外部磁界が除去されたあとも残る永久磁化であることに関連されている。もしも外部磁界がさらに減じられたなら、残留磁化は最終的には除去される。残留磁化がゼロになる外部磁界は保磁力と呼ばれている。
【００４９】
表２から明らかなように、増加するアニーリング温度とともに垂直Ｍｒ，Ｈｃ及びＳにおいて増加がある。アニーリング処理は層のＭｓにおける減少を引き起こし、結果としてヒステリシス曲線の横方向への広がりに導かれ、その故により高いＨｃが得られることが観察されている。アニーリングされていない電気メッキされたＣｏＰｔＰ層は夫々３７８．７８ｅｍｕ／ｃｃ及び２１９１．７７Ｏｅという垂直ＭｒとＨｃの高い垂直磁気異方性を示す。層は外界雰囲気中で３００℃までアニーリングされたときに夫々４８５．８９ｅｍｕ／ｃｃ及び３０３９．５１Ｏｅと垂直Ｍｒ及びＨｃが改善して熱的安定性を示す。
【００５０】
これらの結果はＭＥＭＳデバイス、特に磁気ＭＥＭＳデバイスの製造のために電気メッキにより形成されるそのような層を使用する可能性を示している。
【００５１】
電気メッキにより製造されたＣｏＰｔＰ層は、マイクロアクチュエーションを達成するために電磁相互作用を利用する多くのＭＥＭＳデバイスに応用可能である。ＣｏＰｔＰ層を使用可能なＭＥＭＳデバイスの例はマイクログリッパー、マイクロミラー及びマイクロポンプを含む。
【００５２】
マイクログリッパーデバイスの可能な構造が上面図、側面図及び斜視図を示す図５、図６及び図７に夫々示されている。マイクログリッパーは極微な対象物をしっかりと握る機械的デバイスである。本質的に、それは２つの役割を持つ。それはマイクロマシンを組み立てる道具として用いることができ又はマイクロロボットの手として用いることができる。  いずれの場合にも、マイクログリッパーは対象物を握る指と指の移動を生ぜしめるアクチュエータを有している。
【００５３】
デバイスはデバイスの他の構成要素のために基部として働く基部１を有する。基部１は平らで長方形である。二つのコイル２，３が基部１に巻回されており、各コイルは基部１の各端部に位置されている。基部１の真ん中でコイル２，３間に間隙が存在し、そして２つの端部にも間隙が存在する。２つのコイル２，３間の間隙において台座部４が基部１に取り付けられている。台座部は、基部１の表面を横切って延びる主要な寸法を持ち、基部１の長さに垂直なちょうど長方形のブロックである。
【００５４】
台部５，６がコイル２，３の何れかの上に位置するように台座部４の各側部から突出している。各台部５，６はそれが上に突出するコイル２，３との間に間隙が存在するような構成となっている。一般的に、台部５，６は平らで同一の平面に存在し、その平面は基部１の平面に平行となされている。基板に隣接する各台部５，６の面は前述した磁気材料９により被覆されている。
【００５５】
各台部５，６は夫々の柔軟構造７，８により台座部４の夫々の隣接する側部に結合されている。各柔軟構造７，８は基部１の平面に垂直な軸に関して屈曲するよう配置されるが基部１及びそれに巻回された隣接するコイル２，３の上方の夫々の台部５，６を支持するようになされる。この実施例においては、各柔軟構造は台部５，６と同一平面にある数多くの隣接した折りたためる層を有するように繰り返し折り曲げられる外観を有する引き伸ばされた部材の構造を有している。各柔軟構造は４つの層を有している：２つの長い層は台座部４及び台部５，６の長さであり、２つの短い層は略その長さの半分である。短い層は長い層をその間に挟んで最も外側となされている。各柔軟構造７，８のために、短い層のひとつは台座部４に取り付けられ、他のひとつは夫々隣接する台部５，６に取り付けられている。しかしながら、柔軟構造７，８はその短い層が台部４の異なる端部に隣接するよう配置されることにより互いに異なっている。
【００５６】
各指部１０，１１は各台部５，６の端部に取り付けられ、突出するようになされ、これらの端部は台座部４の端部と同一方向に突出し、基部１の端部に対して垂直とされている。指部１０，１１は台部５，６から互いへ向けて突出して、指部の自由端が台部５，６に固定されている端部よりも接近するようになされている。各指部１０，１１の自由端はこれらの自由端が互いに平行となるように指部１０，１１の残りの部分に対して斜めとされている。各自由端は、指及びそれらの間に把持される品目の把持を促進する材料で被覆され又はそれらを具備するようになされる。
【００５７】
同時に、各台部５，６とそれらに取り付けられる夫々の指部１０，１１は夫々の把持部を形成していると考えられる。
【００５８】
動作中、電流はコイル２，３の各々に流れるようになされる。このことにより各コイル２，３の周りに夫々磁界が生ずる。磁界は台部５，６上の磁気材料９と相互に作用し、台部５，６に力を与える。柔軟構造７，８の構成は、指部１０，１１の自由端が一緒になりそれらの間に位置する品目を把持するように基部１の平面に垂直な軸を中心とする台部５，６の略回転的な運動を引き起こす力を生ずる。この回転的運動は柔軟構造７，８の動作に反対するものである。もしもコイルへの電流の流れが停止したとしたら、関連する磁界はもはや生ずることはなく台部５，６に力を与えることはない。柔軟構造７，８のこれらの動作により、指部１０，１１は以前の位置に戻るように後方に移動する。このようにして、各柔軟構造７，８は片持ち支持されるように台座４に対して夫々隣接する台部５，６を支持する平らなスプリングである。
【００５９】
上述した如く、ＣｏＰｔＰ層は高い磁気特性を有し、その故に台部５，６を移動させて延長アーム１０，１１をグリッパーとして動作せしめるのに十分なローレンツ力を生み出すようにコイル２，３において電流と相互に影響し合うのに十分な強度の磁界を生成するには薄い層を必要とするだけである。ＣｏＰｔＰ層は永久磁石として作動し、マイクログリッパーとして用いられる以前に磁石として磁化される。
【００６０】
前述から、多くのプロセスが確実なアニーリング工程を含みそしてＣｏＰｔＰ層の特性はアニーリング処理により高められるのでＣｏＰｔＰ層は多くのＭＥＭＳデバイスのための魅力的な候補であることを理解すべきであろう。
【００６１】
上述した典型的な実施例及び実験は本質として制限されるように解釈すべきではない。例えば、上述した実験は室温（およそ２０℃）で電気メッキを行っているが、他の温度もまた想像できる。しかしながら、好ましくは、電気メッキは３０℃以下の温度で行われる。更に、実施例はマイクログリッパーを応用例として記述しているが、本発明は例えば他のマイクロデバイスのような他のデバイスにおいても用いることができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】スパッターされたクローム（Ｃｒ）及び金（Ａｕ）シード層を伴うガラス基板のＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを示すグラフである。
【図２】スパッターされたクローム（Ｃｒ）及び金（Ａｕ）シード層を伴うガラス基板上の電気メッキされたコバルト（Ｃｏ）／プラチナ（Ｐｔ）／リン（Ｐ）膜のＸ線回折スペクトルを示すグラフである。
【図３】メッキされたコバルト（Ｃｏ）／プラチナ（Ｐｔ）／リン（Ｐ）膜の断面を示す走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図４】外界雰囲気中において温度２００℃で２時間のアニーリングの前後における電気メッキされたコバルト（Ｃｏ）／プラチナ（Ｐｔ）／リン（Ｐ）膜の面外ヒステリシス曲線を示すグラフである。
【図５】マイクログリッパーの上面図を示す略線図である。
【図６】マイクログリッパーの側面図を示す略線図である。
【図７】マイクログリッパーの斜視図を示す略線図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…基部、２，３…コイル、４…台座部、５，６…台部、７，８…柔軟構造、１０，１１…指部
【図１】
2006207029.tif 000005
【図２】
2006207029.tif 000006
【図４】
2006207029.tif 000007
【図５】
2006207029.tif 000008
【図６】
2006207029.tif 000009
【図７】
2006207029.tif 000010
【図３】
2006207029.tif 000011
【外国語明細書】
2006207029.tif 000012
2006207029.tif 000013
2006207029.tif 000014
2006207029.tif 000015
2006207029.tif 000016
2006207029.tif 000017
2006207029.tif 000018
2006207029.tif 000019
2006207029.tif 000020
2006207029.tif 000021
2006207029.tif 000022
2006207029.tif 000023
2006207029.tif 000024
2006207029.tif 000025
2006207029.tif 000026
2006207029.tif 000027
2006207029.tif 000028
2006207029.tif 000029
2006207029.tif 000030
2006207029.tif 000031
2006207029.tif 000032
１．Abstract
2006207029.tif 000033
２．Representative Drawing
Figure 4
2006207029.tif 000034
2006207029.tif 000035
2006207029.tif 000036
2006207029.tif 000037
2006207029.tif 000038
2006207029.tif 000039