九州シンクロトロン光研究センター課 題 番 号 ： 080620N（様式第４号）

金 め っ き 膜 中 の タ リ ウ ム の 微 量 分析 評 価 2
Evaluation of small quantity analysis for Tl in electrodeposited Au films
齋藤美紀子

Saito Mikiko
早稲 田大学・ナノテク ノロジ－研究所

Waseda Univ. Nanotechnology Res. Lab.
１．概要
Au め っ き 膜 形 成 時 の タ リ ウ ム 添 加 効 果 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 に 、 シ ン ク ロ トロ ン 放 射 光 に よ る 全 反 射 蛍 光 X 線 分 析 を 行 っ た 。タ リ ウ ム 標 準 試 料 、タ リ ウ ム 添 加 量 を変 化 さ せ た Au め っ き 膜 試 料 を 準 備 し 、実 験 を 行 っ た 。12.2 keV の タ リ ウ ム Lß 殻 に 相 当す る 蛍 光 X 線 の エ ネ ル ギ － の ピ -ク の 有 無 か ら タ リ ウ ム 有 無 の 評 価 を 行 っ た 。 タ リ ウ ムの 添 加 量 の 多 い（ 200 mg/L）Au め っ き 膜 に お い て タ リ ウ ム の 存 在 を 確 認 し た 。一 方 タ リウ ム を 微 量 添 加 し た （ 30 mg/L） Au め っ き 膜 で は タ リ ウ ム の ピ － ク を 確 認 で き な っ た こと か ら 、 タ リ ウ ム 添 加 量 に よ り Au め っ き 膜 中 へ の 取 り 込 み 量 が 異 な る こ と が 推 定 さ れた。
（ English ）X-ray Fluorescence Anal ysis with s ynchr otron radiation was p er for med in or der to clarify theadditive effect of Tl in Au electrodep osited films . The Au electr odeposited films for med wit hand without Tl and a standar d Tl samp le were pr epared. The existence of Tl in the films wasconfir med with a peak at 12.2 keV which corresponds to X-ray fluor escence energ y state for TlLß. T he peak was observed when the additive q uantit y of Tl was 200 mg/ L. However, the p eak
was not obser ved when the additive quantit y of Tl was lower, such as 30 mg/ L. It wassuggested that the q uantit y of the Tl in the films was differ ent with additive q uantit y of Tl tothe bath.

２．背景と研究目的：

毒性の強い材料であることから、タリウムと同Au めっき膜は優れた耐蝕性、伝導性、硬度様の効果をもたらす添加剤を選出していくためなどの特性の観点から電極材料、コネクタ材料にもタリウムの効果を明らかにしていくことがなどに用いられており、多くの電子機器、携帯必要であり、本実験もその試みの一つである
３．実験内容：電話などにも使用されている。また装飾品としても使用されている。一方 Au はイオン化しに測定に用いた試料の概観図を図 1 に示す。

くい材料であることからシアン溶液を用いため20mm□Si 基板にスパッタリング法を用いて Tiっき液が用いられている。最近では、シアンはを 10 nm、Ni を 100 nm 形成した基板を用いて、毒性の問題があり、環境を配慮し、ノンシアンタリウムを添加しためっき浴を用い、電解めっの検討も行われている。また、めっき法においき法により 0.3～2.0μm 厚の Au めっき膜を形ては膜物性を良好にするため、さまざまな添加成した。またタリウム標準試料を樹脂封止した剤が用いられている。これらは理論的な解明よ試料についても評価を行った。評価は九州シン

りもむしろ経験的に使用されてきた経緯があクロトロン光研究センタ－、BL-15 を用いて蛍る。今回検討を予定しているタリウムもその添

光 X 線の全反射分析により行った（図 2 参照）。

加剤の一つである。しかし、タリウムもまた、

Au めっき膜

Ti/Ni スパッタ膜

Si 基板
図 1 評価試料の構成

次にめっき浴にタリウム 200 mg/L を添加し、作製した Au めっき膜の試料に全反射となるよ
うな条件でＸ線を入射させたときの蛍光 X 線のエネルギ－とその強度について調べた結果を図4 に示す。12.2 keV のタリウムの Lß 殻に相当するエネルギ－を確認でき、Au めっき膜中にタリウムが取り込まれることを確認した。図 5 にはタリウムの添加量を 30 mg/L と約 10 分の 1 程度にし、作製した膜の評価結果を示す。測定結果
からはタリウムの存在を確認することはできなかった。
5.E+04
5.E+041000
900
800700

4.E+04600
500
400

4.E+04300
200100強度

図2 測定概観図
４．結果、および、考察：
図 3 にタリウム標準試料にシンクロトロン放射光から分光した X 線を入射させたときの蛍光X 線のエネルギ－とその強度について調べた結果を示す。前回の評価結果から Au とタリウムを識別できる X 線エネルギ－は 12.2 keV のタリウム Lß 殻に相当するエネルギ－であることを確認しており、このエネルギ－におけるピ－クに着目し、評価を進めた。

30000
25000

強度

20000
15000
10000
5000
0700900

1100

1300

1500

エネルギ － / ×10 eV）

図 3 シンクロトロン放射光を用いた蛍光 X 線
分析結果 タリウム標準試料

110 0

120 0

1 30 0

140 0

15 00

3.E+04
2.E+04
2.E+04
1.E+04
5.E+030.E+00
500

700

900

1100

1300

1500

エネルギ－/ ×10 eV）

図 5 シンクロトロン放射光を用いた蛍光 X 線
分析結果 微量タリウム添加の Au めっき膜

今回の全反射蛍光分析評価結果から Au めっき
膜中のタリウムのピ－クを確認でき、タリウムがめっき膜中に存在することが確認できた。また、タリウムの添加量の少ない試料ではそのピ－クが確認できなったことから添加量によりその取り込み量が異なることが推定された。全反射による分析であることから極表面にタリウムが多く存在することを示す結果であるとも考えられる。今後はめっき膜深さ方向に対するタリウムの偏析に関する評価を行う予定である。
６．論文発表状況・特許状況
７．参考文献８．キーワード・蛍光 X 線
物質をＸ線で照射したときに原子の内殻軌道の電子を励起放出し、この空準位に高い準位の電子が移るときに放射される特性Ｘ線のこと。

1000900800

強度1 000

５．今後の課題：

Tl標準試料500

03.E+04

700
600
500
400
300
200
1000500

700

900
1100
エ ネルギ－ / ×10 eV13001500

図 4 シンクロトロン放射光を用いた蛍光 X 線
分析結果 タリウム添加の Au めっき膜