電子ビーム誘起効果を用いた選択成長によるナノファブリケーション

利用电子束诱导效应选择性生长进行纳米加工

基本信息

批准号：
15651049
负责人：
森本章治
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15651049/
关键词：
ナノファブリケーション技術炭化水素膜電子ビーム金属薄膜の選択成長ナノサイズ配線 Si基板石英ガラス基板マスクのパターン描画電子ビーム誘起効果選択成長ナノファブリケーション有機薄膜成長核ステンシルマスク紫外線ナノ秒パルスレーザ光レーザリフトオフ法

项目摘要

高集積電子デバイス実現のためにはナノファブリケーション技術が必要である。本研究では、炭化水素膜と電子ビームを用いることにより、金属薄膜の選択成長によるナノサイズ配線を目指し、Si基板及び配線基板として重要な石英ガラス基板上への選択成長を試み、その基礎特性を調べた。基板には石英ガラス基板またはSi基板、炭化水素膜にはアピエゾンワックスを使用した。具体的には、(1)基板の上に炭化水素膜を堆積しその上にマスクを乗せる、(2)マスクを通して電子ビームを照射する、(3)電子ビームを止めてマスクを取り外す、(4)Zn蒸気を照射し選択成長させる、という順序で実験を進めた。選択成長の達成には、電子ビーム照射条件と共に、Zn堆積速度が極めて重要である。そこで、タングステンフィラメントの加熱時間、加熱電圧を変化させZn蒸発量を最適化し、選択成長のための最適値として、電圧6.0V、加熱時間5分とした。まずマスク無しで、チャージアップしにくいSi上でZn薄膜の選択成長を確認した。同じ作製条件でさらに、石英ガラス基板上で実験したところ、電子ビームを照射した領域にのみ再現性よくZn薄膜が付着した。これは、電子ビームによりZn蒸気の選択成長ができたことを示している。実用化のためのプロセスを考慮して、電子ビーム照射後基板を一度、僅かに大気の混入した窒素雰囲気にさらした後、石英ガラス基板上での選択成長を試みた。その結果、問題なく選択成長ができているのが分かった。最後に40μmシートメッシュのマスクを使用して、Si基板及び石英ガラス基板上でZnの選択成長を試みたところ、マスクのパターンを描画することに成功した。電子ビーム照射を用いて40μm□のマスクパターンを新しい手法により描画した。条件を最適化することにより原理的にはナノメータレベルの描画も可能であると考えられる。

需要纳米制作技术才能实现高度集成的电子设备。在这项研究中，我们旨在通过使用碳氢化合物膜和电子束选择性地生长金属薄膜来实现纳米尺寸的接线，并试图在石英玻璃基板上有选择地将它们选择性地生长，这对于SI底物和布线底物很重要，并研究了这些基础的基本特征。底物由石英玻璃基板或SI底物制成，碳氢化合物膜由Apieson Wax制成。具体而言，实验是按以下顺序进行的：（1）在基板上沉积碳氢化合物膜并在其上放置面具，（（2）通过口罩照射电子束，（3）停止电子束并卸下面膜，并卸下面具，（4）（4）辐射Zn ZN蒸发以选择性地生长面罩。 Zn沉积速率以及电子束照射条件对于实现选择性生长极为重要。因此，更改钨丝的加热时间和加热电压以优化Zn蒸发量，并且选择性生长的最佳值设置为6.0 V的电压，加热时间为5分钟。首先，在没有口罩的情况下很难充电的SI上证实了Zn薄膜的选择性增长。此外，在相同的制造条件下，在石英玻璃基板上进行了实验，仅将Zn薄膜粘附在具有可重复性的电子束辐照的区域。这表明由于电子束，锌蒸气的选择性生长是可能的。考虑到实际使用的过程，在电子束照射后，底物曾经暴露于氮气中，与大气略微混合，然后在石英玻璃基板上尝试了所选的生长。结果，我们发现选择增长是可能的，没有任何问题。最后，尝试使用由40μm纸网制成的掩模在Si和Quartz玻璃基板上的选择性生长，并成功地绘制了掩模图案。使用一种新技术使用电子束照射来绘制40μm□面膜图案。通过优化条件，可以原则上可以在纳米水平上进行绘制。