(57)【要約】      （修正有）【課題】実施が容易で、費用がかさまず、かつ、互いに容易に接続することができ、完全に汚染を防ぐあらゆるタイプの幾何形状の小サイズ埋込み流路を得ることができる方法を提供すること。【解決手段】積層体１２上で所定方向Ｆに光学放射を照射移動させることである、基板１５上に少なくとも１つの埋込みマイクロ流路９を作製する方法に関する。積層体１２は、変形可能な薄い吸収層１３と、光学放射によって引き起こされる加熱作用によるガスを局部的に放つことのできる材料によって形成された薄い層１４とを連続的に含む。従って、積層体１２上への光学放射の局部的放射は、薄い吸収層１３を変形させるガスの気泡を形成する。次いで、光学放射の移動は、光学放射の移動方向Ｆに薄い吸収層１３の変形部を拡張し、埋込みマイクロ流路９を形成する。本発明は、流体移送のためのマイクロ素子及びマイクロ燃料電池にも関する。【選択図】図１０
2007007842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１５、２６）上に少なくとも１つの埋込みマイクロ流路（９、１９、２７）を作製する方法において、少なくとも
加熱作用によりガスを放つことのできる薄い層（１４、１７、２５）と、局部的に変形することのできる薄い吸収層（１３、１８、２４）とを含む積層体を前記基板（１５、２６）の表面上に形成するステップと、
前記積層体上に光学放射（１０）を局部的に照射し、それによりガスを放つことのできる前記薄い層を局部的に加熱することによって前記２つの薄い層（１４と１３、１７と１８、２５と２４）の界面において、前記薄い吸収層（１３、１８、２４）を変形させるガスの気泡を形成するステップと、
前記光学放射（１０）を所定方向に移動させ、それにより前記薄い吸収層（１３、１８、２４）の変形部を前記方向に拡張させ、埋込みマイクロ流路（９、１９、２７）を形成するステップと
を連続的に含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ガスを放つことのできる前記薄い層（１４、１７、２５）が、ＳｉＣｘＯｙ：Ｈでできていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ｘが０．８と１．４との間に含まれ、及びｙが１．２と１．４との間に含まれることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
ＳｉＣｘＯｙ：Ｈの前記薄い層（１４、１７、２５）が、オルガノ・シラン類から選択された前駆体を用いた化学気相成長法によって得られることを特徴とする、請求項２及び３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記化学気相成長法が、プラズマ促進化学気相成長法であることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記オルガノ・シラン前駆体が、環状オクタメチルテトラシロキサン又はその誘導体のうちの１つによって形成され、それがヘリウムと混合されることを特徴とする、請求項４及び５のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
ガスを放つことのできる前記薄い層（１４、１７、２５）が、１０ｎｍと６０ｎｍとの間に含まれる厚さを有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記薄い吸収層（１３、１８、２４）が、テルル及び錫の合金、並びにテルル及び亜鉛の合金から選ばれた化合物によって形成されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記光学放射が、集束レーザ・ビームであることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
前記マイクロ流路（９、１９、２７）が、５μｍ未満の幅（Ｌ）と、５μｍ未満の高さ（Ｈ）とを有することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
前記マイクロ流路（９、１９、２７）が形成された後、前記薄い吸収層（１３、１８、２４）の自由表面上に薄い保護層（１６、２０）が堆積されることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
前記埋込みマイクロ流路（９、１９、２７）の形成後に、前記積層体上に光学放射が局部的に照射され、それにより変形された前記薄い吸収層（１３）に孔をあけ、埋込みマイクロ流路（９、１９、２７）内に開口（２１）を形成する追加のステップが続くことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記マイクロ流路が、請求項１乃至１２のいずれか一項による作製方法によって実施される、基板上の埋込みマイクロ流路であることを特徴とする、少なくとも１つの流体を移送するように設計された少なくとも１つのマイクロ流路を含むマイクロ素子。
【請求項１４】
前記マイクロ流路が、化学又は生元素を含む少なくとも１つの流体を移送するように設計されることを特徴とする、請求項１３記載のマイクロ素子。
【請求項１５】
マイクロ燃料電池を構成し、前記マイクロ燃料電池が少なくとも
第１及び第２の電極（２２ａ、２２ｂ）によって形成され、前記電極間にイオン伝導性ポリマーによって形成された膜（２３）が配置された積層体と、
前記マイクロ燃料電池に反応性流体を供給するように設計され、前記反応性流体の供給を可能にするための少なくとも１つの開口（２１、２７）が設けられた、少なくとも１つの一連の埋込みマイクロ流路と
を含むことを特徴とする、請求項１３記載のマイクロ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に少なくとも１つの埋込みマイクロ流路を作製する方法に関する。
【０００２】
本発明は、少なくとも１つの流体を移送するように設計された、少なくとも１つのマイクロ流路を含むマイクロ素子にも関する。
【背景技術】
【０００３】
化学、生物学、生物化学、及び環境分析の分野、医学分野、又は品質管理など広範な分野において、マイクロ技術の開発は、流体マイクロ・システムが、「ラボ・オン・チップ」と呼ばれるチップ上の研究室を形成しつつ作製されることを可能にしている。かかるラボ・オン・チップは、被分析液の量が微量化することを可能にし、同時に測定速度及び感度を高める。一般に、こうしたマイクロ・システムは、それぞれの流体の移送、及び／又は化学的又は生物学的反応を可能にするように設計された流路を含む。
【０００４】
図１に表されるように、流体マイクロ・システムの流路を達成するための技術の１つは、基板２内に、流路１の側壁１ａ及び底部１ｂをパターニングすることである。一般に、基板２は、ケイ素又はポリマーでできている。従って、基板２がケイ素でできている場合、一般に、側壁１ａ及び底部１ｂは、フォトリソグラフィ又はエッチングなどマイクロ電子技術から由来する技術によって得られるが、ポリマー基板２の場合は、流路１の側壁１ａ及び底部１ｂの形成は、成形によって得られる。あり得る汚染を防止するため、シール４を用いて、基板２上に保護カバー３がシールされ、それが流路１を覆う。加えて、シール４は、２つの隣り合う流路間に配置され、それにより後者を互いに絶縁する。しかし、エッチング、フォトリソグラフィ又は成形によって基板内に流路を作ることは、非常に小さいサイズ、しかも特にナノメータ規模の流路が得られることを可能にしない。さらに、保護カバー３の密閉度の効率的なチェックが難しく、そのことが外部環境と流路との間、並びに隣り合う流路間の汚染という問題を引き起こす。
【０００５】
流路を作製する別の技術は、犠牲材料、つまり化学的手段によって溶解させることのできる材料を使用することである。従って、図２〜５に表されるように、フォトリソグラフィ及びエッチングの前に薄い犠牲層５を平坦な基板６の自由表面上に堆積させ、それによりパターニングされた隆起帯５ａを形成する。次いで、厚い層７が基板６の自由表面及び隆起帯５ａを覆い（図４）、こうして隆起帯５ａを埋める。次いで、隆起帯５ａをそれぞれ溶解させ、空間８を開放する。空間８は厚い層７及び基板６によってそれぞれ画定され、次いで、一般に入口及び出口を備えた埋込みマイクロ流路、つまりマイクロ流体ダクトを形成する。しかし、かかる技術は、非常に小さいサイズの流路が得られることを可能にしない。加えて、この技術を用いて複雑な形状の流路は、達成されることができない。というのは、複雑な形状の流路の場合、流体に対し潜在的に汚染物質である非溶解材料の残留物が、排除されないからである。
【０００６】
最後に、説明した技術のどちらもが、基板又は犠牲層のどちらかのパターニングステップを使用している。しかし、このパターニングステップは、比較的費用が高い。
【０００７】
化学気相成長法（ＣＶＤ）によって得られ、数ナノメータの直径を有する複数のケイ素線材を使用してナノメータ規模の流路を達成することも提案されている。次いで、ケイ素線材は、熱酸化成長によって得られた酸化ケイ素によってそれぞれ取り囲まれる。次いで、酸化ケイ素によって覆われた線材のケイ素は、化学溶液によって除去され、そのことが酸化ケイ素によって画定された空間を開放する。しかし、この技術はケイ素線材の個別の取り扱いを必要とする。加えて、ケイ素線材、従って流路の長さは、マイクロ流体素子にとっては比較的短い。最後に、ナノ線材から形成されたそれぞれの流路間、並びにナノ線材から形成された流路と、別の技術によって得られた流路との間の接続は容易ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、実施が容易で、費用がかさまず、かつ、互いに容易に接続することができ、完全に汚染を防ぐあらゆるタイプの幾何形状の小サイズ埋込み流路を得ることができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この方法が少なくとも以下の連続的ステップを含むという事実によって、この目的は達成される。
−  加熱作用によりガスを放つことのできる薄い層と、局部的に変形することのできる薄い吸収層とを含む積層体を基板の表面上に形成するステップ、
−  前記積層体上に光学放射を局部的に照射し、それによりガスを放つことのできる薄い層を局部的に加熱することによって２つの薄い層の界面において、薄い吸収層を変形させるガスの気泡を形成するステップ、
−  光学放射を所定方向に移動させ、それにより薄い吸収層の変形部をその方向に拡張させ、埋込みマイクロ流路を形成するステップ。
【００１０】
本発明の開発によれば、ガスを放つことのできる薄い層は、ＳｉＣｘＯｙ：Ｈからできており、有利にもｘは０．８と１．４との間に含まれ、ｙは１．２と１．４との間に含まれる。
【００１１】
より具体的には、ＳｉＣｘＯｙ：Ｈの薄い層は、オルガノ・シラン類から選択される前駆体を用いた化学気相成長法によって得られてよい。
【００１２】
特定の実施形態によれば、埋込みマイクロ流路の形成には、変形された薄い吸収層を貫通させ、埋込みマイクロ流路内に開口を形成するように、その間局部的に光学放射が積層体に照射される追加のステップが続く。
【００１３】
少なくとも１つの流体を移送するように設計され、非常に小さいサイズを呈し、あらゆるタイプの幾何形状を有し、かつ完全に汚染を防ぐ、少なくとも１つのマイクロ流路を含むマイクロ素子を提供することも本発明の目的である。
【００１４】
本発明によれば、この目的は、かかるマイクロ素子のマイクロ流路が、先に述べた作製方法によって実施された、基板上の埋込み流路であるという事実によって達成される。
【００１５】
本発明の開発によれば、マイクロ流路は、化学又は生元素を含む流体を移送するように設計される。
【００１６】
本発明の別の開発によれば、マイクロ素子は少なくとも、
−  イオン伝導性ポリマーによって形成された膜がその間に配置された、第１と第２の電極とによって形成された積層体と、
−  マイクロ燃料電池に反応性流体を供給するように設計され、反応性流体の供給を可能にする少なくとも１つの開口が設けられた、少なくとも１つの一連の埋込みマイクロ流路と
を含むマイクロ燃料電池を構成する。
【００１７】
かかるマイクロ燃料電池は、コンパクトであり、従来技術によるマイクロ燃料電池に比べると、改善された全体的性能を有するという利点を提供する。
【００１８】
単に非限定的な例として挙げ、添付の図面内に表される、本発明の特定の実施形態の以下の説明から、他の利点及び特徴がより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図６〜１０内に表される特定の実施形態において示されるように、埋込みマイクロ流路９は、
−  加熱とも呼ばれる温度増加を作るように、光学放射１０の少なくとも一部を吸収することのできる変形可能な薄い層１３と、
−  その加熱の作用によるガスを局部的に放つことのできる材料によって形成された薄い層１４と、
−  好ましくは平坦な基板１５と
を連続的に含む積層体１２の自由表面１１上の所定方向に、集束レーザ・ビームなど光学放射１０を照射移動させることによって達成される。
【００２０】
従って、図６において、積層体１２は、薄い層１４をあらかじめ基板１５の自由表面上に堆積させ、次いでこの層を変形可能で吸収性のある薄い層１３で覆うことによって形成される。次いで、図７に表されるように、光学放射１０を積層体１２上に局部的に照射して、薄い吸収層１３の自由表面から積層体の中まで通す。次いで、薄い吸収層１３の自由表面は、光学放射１０を受け取るように設計された、積層体１２の自由表面１１を形成する。
【００２１】
光学放射１０は、積層体１２によって吸収され、それにより積層体内、より具体的にはガスを放つことのできる薄い層１４内に局部的加熱が生じる。この吸収は、光学放射１０の少なくとも一部を吸収するその能力のために選択された薄い層１３によって特に行われてよい。この薄い層１３は、局部的に変形することのできる薄い吸収層１３とも呼ばれる。
【００２２】
薄い層１４の局部的加熱は、薄い層１３と１４との間の界面にガスの気泡を作る効果があり、機械的作用によって薄い吸収層１３に局部的変形を生じさせる。次いで、光学放射１０は、所定方向に移動され、それにより２つの薄い層間の界面でのガスの気泡形成を継続的に移動方向に拡張する。図１０では、光学放射１０の移動方向は矢印Ｆによって表される。次いで、この移動は、吸収層１３の変形部が拡張されることを可能にする。図８〜１０において示されるように、次いで吸収層１３の変形域は、ガスを放った薄い層１４の表面とともに空間を画定し、全体が埋込みダクト又は流路９を形成する。
【００２３】
本発明は、基板上に埋込み流路を達成することに限定されない。実際、積層体内に複数の埋込み流路が同時に又は連続して形成されてよい。例えば、数本の光学放射が同時に照射移動されてよい。代替の実施形態では、光学放射１０は、それが第１の埋込み流路９を形成後、別の位置に位置決めされ、その後再び積層体上に第２の特定方向に照射移動されて、第２の埋込み流路９が形成されてよい。
【００２４】
このように、図８及び１０では、積層体は３つの互いに平行な所定方向に、その長さ全体にわたって形成された３本の埋込み流路９を含む。所定の方向は、互いに平行でなくてもよく、従って埋込み流路は交差し、格子を形成してもよい。
【００２５】
マイクロ流路９が形成された後、吸収層１３に孔をあけるために、レーザ・ビームなどの光学放射が、吸収層１３の自由表面上、変形域の位置で１回又は複数回照射されてよい。この操作は、埋込みマイクロ流路９内に１つ又は複数の開口の形成を可能にし、この開口は、例えば、流路の入口及び／又は出口であってよい。吸収層１３に孔をあけるように意図されたこの操作は、例えば、マイクロ流路９を形成するために使用される光学放射１０の電力を増大することによって、又は露光時間を延長することによって、又は積層体１２上で光学放射１０の露光を繰り返すことによって行われてよい。
【００２６】
図９に表されるように、埋込み流路９を形成後、薄い吸収層１３の自由表面１１上に保護層１６が堆積され、それにより形成された流路９を統合してよい。例えば、保護層１６は、窒化ケイ素又は酸化ケイ素から作られ、それはスピン塗布方式、又は化学気相成長法（ＣＶＤ）、場合によりプラズマ促進化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって堆積されてよい。それは、２つの平坦な自由表面を含む積層体１２が得られることを可能にする。流路９が１つ又は複数の開口を提供する場合、保護層１６は、それ自体が一直線上、つまり流路の１つ又は複数の開口とは反対側に孔があけられることが好ましい。
【００２７】
流路９の高さＨ及び幅Ｌは、図９において表される。より具体的には、高さＨが２００ｎｍのマイクロ流路９を得るためには、一般に２３ｍＷ／μｍ２から３２ｍＷ／μｍ２の範囲の電力密度を有する集束レーザ・ビームが使用され、一般に、薄い層１４は、１０ｎｍと６０ｎｍとの間に含まれる厚さを有する。さらに、流路９の長さは、光学放射１０によってカバーされる距離に対応する。
【００２８】
図１１に表される代替の実施形態では、マイクロ流路９を作製する方法の別のステップが、保護層１６の自由表面上で繰り返されてよい。このことは、重ね合わされた少なくとも２つの連続マイクロ流路を含むパターンが得られることを可能にする。このように、図１０に表され第１の一連の流路９が設けられたような積層体は、
−  局部的にガスを放つことができる材料によって形成された薄い追加層１７によって、
−  薄い追加吸収層１８によって
連続的に覆われる。
【００２９】
薄い追加吸収層１８の自由表面上を、光学放射を照射移動させた後、第２の一連の埋込み流路１９が形成される。次いで、組立体全体は、第２の一連のマイクロ流路１９を統合するように設計された保護層２０で覆われる。
【００３０】
ガスを放つことができ、かつ図８及び１１において１つ又は複数の薄い層１４及び１７を形成する材料が選択され、それによりその化学組成が、積層体の安定性を保証する機械的強度を保ちつつ、気泡を形成するに足る量のガスを局部的に放つことを可能とさせる。より具体的には、ガスを放つことができる材料は、オルガノ・シラン類から選択された前駆体を使用した化学気相成長法（ＣＶＤ）、好ましくはプラズマ促進化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって得られるポリシロキサンをベースとする材料である。ガスを放つことのできる材料は、好ましくは炭素をドープさせたＳｉＣｘＯｙ：Ｈの水素化非晶質酸化ケイ素であり、好ましくはｘが０．８と１．４との間に含まれ、ｙが１．２と１．４との間に含まれるタイプのものである。より具体的には、ＳｉＣｘＯｙ：Ｈの層を形成するために、環状オクタメチルテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）又はその誘導体のうちの１つによってオルガノ・シラン前駆体が形成され、それがヘリウムと混合される。薄い層１４及び１７の厚さは、好ましくは１０ｎｍと６０ｎｍとの間に含まれる。さらに、充分なガス放出を得るために、ＳｉＣｘＯｙ：Ｈの堆積状態が選択され、それによって、使用される環状ＯＭＣＴＳ前駆体のパターンを部分的に維持する配座又はパターンを有するＳｉＣｘＯｙ：Ｈの薄い層を得ることが好ましい。
【００３１】
炭素がドープされた水素化非晶質酸化ケイ素を使用して、ガスを発生するように設計された薄い層を形成することは、親水性の底壁を有するマイクロ流路を得るという利点も提供する。実際、光学放射１０の作用によって放たれたガスを有する領域の表面は、マイクロ流路９の底壁又は底部を形成する。しかし、炭素がドープされた水素化非晶質酸化ケイ素が光学放射１０によって加熱される場合、それはガスを放つばかりでなく親水性となり、そのことが、水溶液が流路に侵入し、場合によっては移動してくることができることを可能にする。
【００３２】
１つ又は複数の薄い吸収層１３及び１８は変形可能、つまり１つ又は複数の薄い吸収層への機械的作用の影響下で、それらは局部的に変形することができる。例えば、それらはテルル及び錫の合金（ＳｎＴｅ）或いはテルル及び亜鉛の合金（ＺｎＴｅ）から選択された化合物によって形成される。それらは、例えば数十ナノメータの厚さを有する。
【００３３】
例えば、１３．５６Ｍｈｚのコンデンサ放電によって励起されたプラズマを使用したＰＥＣＶＤ堆積によって、厚さ２０ｎｍを有するＳｉＣｘＯｙ：Ｈの薄い層１４が、ケイ素又はポリカーボネート基板上に堆積される。次いで、低周波数又は無線周波数発生器が、基板近傍でプラズマ放電が行われることを可能にし、環状ＯＭＣＴＳ前駆体がヘリウムと混合されて、例えば０．２ｍＢａｒの減圧圧力で堆積室内に注入される。例えば、プラズマ電力密度は０．８１Ｗ／ｃｍであり、室内に投入される前駆体の流量は、例えば０．２７３ｃｍ３／分である。より具体的には、堆積された薄い層１４の材料は次の式、ＳｉＣ０．２Ｏ０．３Ｈ０．５５を有する。
【００３４】
次いで、ＳｎＴｅでできた、厚さ２０ｎｍを有する薄い吸収層１３が薄い層１４上に堆積され、次いで２３ｍＷ／μｍ２と３２ｍＷ／μｍ２との間に含まれる電力密度を有する集束レーザ・ビームによって照射される。レーザ・ビーム源は、例えば顕微鏡レンズを有する集束レーザ・ダイオードである。次いで集束レーザ・ビームは、薄い吸収層１３の自由表面上に移動される。１つ又は複数のマイクロ流路が形成された後、例えばＳｉＯ２又はＳｉ３Ｎ４でできた保護層が、吸収層１３の自由表面上に堆積されてよい。
【００３５】
ガスを発生することができる１つ又は複数の薄い層によって放出されるガスの量も、光学放射１０の電力密度によって決まる。説明の目的のために、図１２では、曲線Ａ〜Ｃは、ＳｉＣｘＯｙ：Ｈの薄い層１４の厚さがそれぞれ２０、４０及び６０ｎｍの場合、図６において表されるような積層体内で達成される気泡の高さの変動を、使用されるレーザ・ビームの電力に対して示す。変形可能な吸収層１３は、ＳｎＴｅでできている。レーザ・ビームの電力が増加すると、発生されるガスの気泡の高さが増すことが観察される。さらに、ガスの気泡の高さ、従って流路９の高さＨは、薄い層１４の厚さが２０ｎｍのとき、その最高点にある。
【００３６】
制御されることができ、比較的費用のかからない非常に小さなサイズの埋込みマイクロ流路は、本発明による作製方法によって基板上に得られてよい。かかる方法は、例えば化学的又は生物学的分析に使用される流体マイクロ素子など、例えば化学又は生元素を含む流体を移送するために設計されたマイクロ流路を備えたマイクロ素子を達成するために特により適している。より具体的には、使用される光学放射の狭さのため、０．１μｍと２μｍとの間に含まれる幅Ｌ、及び０．０６μｍと０．２μｍとの間に含まれる高さＨを呈するマイクロ流路を達成することが可能である。加えて、積層体は高密度の埋込み流路を含むことができ、それらを互いに接続させ、かつ／又は従来技術による技術によって達成された流路と接続させることは、非常に容易である。その上、流路は埋め込まれるので、２つの個別の流路間に汚染の危険性がない。さらに、マイクロ流路が形成されることを可能にする光学放射は、どの方向にも移動することができ、そのことがどんなタイプのマイクロ流路をも、より具体的には、非線形のマイクロ流路をも得られることを可能にする。このことは、化学的又は生物学的分析用マイクロ・システムの作製には特に関心を引くことである。固体と液体との間に大きな相互作用表面を必要とする、クロマトグラフィ・カラム又は生化学反応器を達成することも可能である。この場合、特に一種の迷路を形成するように交差マイクロ流路を達成することが可能である。
【００３７】
図１３〜１６に表されるように、埋込みマイクロ流路を作製する方法は、マイクロ燃料電池の作製にも使用されてよい。従って、図８に表されるような一連の埋込みマイクロ流路を含む積層体は、燃料電池を作製するための基礎の役割を果たすことができる。マイクロ流路９が形成された後、レーザ・ビームなどの光学放射が吸収層１３の自由表面上に照射されて、吸収層１３に孔をあけることができる。この操作は、吸収層１３内に開口２１が形成されることを可能にする。この操作が数回繰り返されて、マイクロ流路９に沿って配置された連続する複数の開口２１を形成することができる。レーザ・ビームを移動することによって、１つの開口２１がマイクロ流路９の長さ全体にわたって拡張されてもよい。
【００３８】
図１４に表されるように、ＥＭＥ（電極−膜−電極）タイプの連続的な薄い層の積層体が、薄い吸収層１３の自由表面上に堆積される。ＥＭＥ積層体は、第１及び第２の電極２２ａ及び２２ｂを含み、その電極間にイオン伝導性ポリマーによって形成された膜２３が配置される。膜２３のポリマーは、例えばスピン塗布方式によって堆積されたＮａｆｉｏｎ（登録商標）であり、第１及び第２の電極２２ａ及び２２ｂは、例えばプラチナめっきされた炭素粉、つまり活性プラチナ粒子が混合された炭素粉の形をとる触媒である。次いで、薄い吸収層１３と薄い層１４との界面のところに形成され、開口２１が設けられた複数の流路９は、第１の電極２２ａに反応性流体を供給する第１の一連のマイクロ流路を形成する。
【００３９】
次いで、薄い追加吸収層２４、ガスを発生することのできる薄い追加層２５、及び光学放射に対し透過性である剛性基板２６が、第２の電極２２ｂの自由表面上に続けて配置される。次いで追加吸収層２４は、基板２６の自由表面から端を発する光学放射の作用によって変形され孔があけられ、それにより各流路の長さ全体にわたって繰り返される複数の開口２８が設けられた第２の一連の埋込みマイクロ流路２７を形成する。追加吸収層２４の変形部は、局部的な形で膜２３上の第２の電極２２ｂの局部的圧縮部２９も生じさせる。それが第２の電極２２ｂの触媒と膜２３との間の接触点を増倍させる限りにおいて、このことは特に興味深い。次いで、このことは燃料電池の効率及び全体的な性能を増大させる。
【００４０】
例えば、第１の電極２２ａはアノードであってよく、従って第１の一連の流路９は、アノードに水素を供給する流路として働く。さらに、薄い吸収層１３及び２５は、燃料電池の集電装置を形成する。その電気的特徴を向上させるために、こうした吸収層は、貴金属などの良い導電材料、例えば金によって形成された層によって覆われてよい。基板２６及び薄い追加層２５は、例えば化学溶液によって除去されてよい（図１６）。この場合、燃料電池は１つの一連の供給流路９のみを含む。基板２６及び薄い追加層２５が除去されない場合、燃料電池は、第２の電極２２ｂが位置する側に配置された第２の一連の反応性流体供給流路を含む。
【００４１】
図１６において表されるなどの燃料電池は、数マイクロメータのサイズを有し、従来技術による燃料電池で得られるよりもはるかによい効率を有する非常にコンパクトなものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】基板内のマイクロ流路の、従来技術による実施形態を示す概略断面図である。
【図２】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、従来技術による方法を示す概略断面図である。
【図３】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、従来技術による方法を示す概略断面図である。
【図４】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、従来技術による方法を示す概略断面図である。
【図５】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、従来技術による方法を示す概略断面図である。
【図６】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、本発明による一ステップを示す概略断面図である。
【図７】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、本発明による一ステップを示す概略断面図である。
【図８】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、本発明による一ステップを示す概略断面図である。
【図９】基板上に埋込みマイクロ流路を作製する、本発明による一ステップを示す概略断面図である。
【図１０】図９内の断面に表され、本発明に従って得られたマイクロ流路を含む積層体の斜視図である。
【図１１】図１０によるパターン上に埋込みマイクロ流路を作製する追加のステップを示す断面図である。
【図１２】照射される光学放射の電力に対する、及びガスの気泡形成を可能にするＳｉＣｘＯｙ：Ｈ層の厚さに対するガスの気泡の高さ変動を表す図である。
【図１３】本発明に従って得られたマイクロ流路を含むマイクロ燃料電池を作製する一ステップを示す概略断面図である。
【図１４】本発明に従って得られたマイクロ流路を含むマイクロ燃料電池を作製する一ステップを示す概略断面図である。
【図１５】本発明に従って得られたマイクロ流路を含むマイクロ燃料電池を作製する一ステップを示す概略断面図である。
【図１６】本発明に従って得られたマイクロ流路を含むマイクロ燃料電池を作製する一ステップを示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
９、１９、２７  埋込み流路
１０  光学放射
１１  自由表面
１２  積層体
１３、１８、２４  薄い吸収層
１４、１７、２５  薄い層
１５  基板
１６、２０  保護層
Ｈ  流路の高さ
Ｌ  流路の幅
２１、２８  開口
２２ａ  第１の電極
２２ｂ  第２の電極
２３  膜
２９  圧縮部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【外国語明細書】
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