電子ビーム励起原子層選択成長によるナノ構造形成法の研究

电子束激发原子层选择性生长纳米结构形成方法研究

基本信息

批准号：
14655122
负责人：
横山新
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

電子ビーム鏡筒の分解・整備を行い、これまで電子電流が1.4×10^<-11>Aしか得られなかった原因を調査した。その結果、アパーチャ位置ずれが原因であることが判明し、この部分を修理することにより、ビーム電流をこれまでに比べ3桁大きい3.5×10^<-8>A得ることができた。また、ビーム径を0.1ミクロンに絞れるようになった。改良した装置を用い、F_2ガスを反応チャンバー内に2×10^<-6>Torrまで導入し、加速電圧10kV、電流密度1.9×10^<-2>/cm^2の条件でシリコン基板表面に電子ビームを6時間照射した結果、シリコン表面に約100nmの孔を穿つことに成功した。また、電流密度の小さい部分では、膜堆積がおこり盛り上がることをAFM観察により確認した。問題点は、電子ビーム照射中に基板ステージが動くため、ナノ構造が形成できないことである。基板ステージの改良が必要である。また、アンモニアとモノシラン混合ガスを用いたプラズマCVD法によって、シリコン窒化膜を形成する際、プラズマパワーが10Wと小さいと、膜がポーラスで不安定なため大気中で自然酸化し、約1ヶ月後にシリコン酸化膜に変化してしまう現象を発見した。一方、低温成長プラズマCVDアモルファスシリコン膜において、電子ビーム照射によって、水素離脱・緻密化がおき、ナノシリコンドットが形成されることが報告されている(M.Hirose et al.,J.Photopolymer Sci.& Tech.,Vol.7,599(1994))。これらの現象を組み合わせ、電子ビーム照射部に緻密なシリコン窒化膜のナノドットを形成する方法を提案する。この方法では、低ドーズ電子ビーム照射によってナノ構造が形成できる可能性があるので、短時間電子ビーム照射でよく、ステージ不安定性の問題を回避できる可能性がある。現在この方法を試みている。

电子束管被拆卸和维护，这是到目前为止获得电子电流的原因为1.4×10^<-11> a。结果，发现孔径未对准是原因，通过修复该部分，我们能够获得束电流的3.5×10^<-8> a，比以前大三个数量级。另外，梁直径现在可以缩小到0.1微米。使用改进的设备，将F_2气体引入反应室至2×10^<-6>托尔，并在加速电压的加速电压和电流密度为1.9×10^<-2>/cm^2的情况下，将硅底物的表面辐射6小时，并在表面上取得了大约100 nm的孔。此外，AFM观察证实，膜沉积发生并在电流密度较小的区域上升。问题在于，底物阶段在电子束辐照过程中移动，并且无法形成纳米结构。需要改进董事会阶段。此外，当使用氨和单硅烷混合气体的血浆CVD形成氮化硅膜时，如果血浆功率小如10W，则该膜是多孔且不稳定的，在大气中导致自然氧化，并且在大约一个月后将其变成硅氧化物膜。另一方面，据报道，在低温生长血浆中，通过电子束辐射会形成氢分离和致密性血浆CVD无形硅膜，并形成纳米硅圆点（M. Hirose等人，M。Hirose等，J。Photopomerymer Sci。提出了一种结合这些现象以在电子束辐照部分形成密集的氮化硅纳米植物的方法。在这种方法中，由于可以通过低剂量电子束照射来形成纳米结构，因此短期电子束照射可能足以避免阶段不稳定性问题。我目前正在尝试这种方法。