電界誘起によるメゾスコピック表面微細加工

电场感应介观表面微加工

• 批准号: 05805062
• 负责人: 安田 清和
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05805062/
• 关键词: 電解蒸発; 走査型トンネル顕微鏡; STM; メゾスコピックラスター; 微細加工; マイクロ加工; 微細接合; マイクロ接合

本研究は,走査トンネル顕微鏡(STM)技術をベースとした近接電界極微細加工装置により,大気中において金属および半導体表面に,バイアス電圧に重畳したパルス電圧を印加することで,試料表面に強電界を誘起せしめ,電界蒸発に起因する局所表面形状変化を起こし,数十ナノメートルレベルの加工・接合を実現し,そのメカニズムを解明することを目的とした。探針として金蒸着したタングステン探針を,試料としてガラス基板上の金薄膜を用いた場合,得られた主な結果は,1.パルス電圧の印加による表面形状の変化(加工痕)は主に隆起状のものであった.2.加工痕の形成は試料表面の局所的な凹凸(平坦性)に非常に影響を受けた.3.パルス電圧の増加とともに,加工痕の大きさとその形成確率は大きくなった.加工痕の直径および高さは,それぞれ100nmと10nm程度であった.パルス電圧が+3.0V以上では,形成確率は50%以上になった.一方,パルス電圧印加時間と加工痕の大きさとは明確な依存関係はなく,形成確率についてはパルス印加時間が少なくとも1μ秒程度以上でないと高い形成確率(50%以上)は得られない.4.探針-試料間の距離と加工痕形成結果との依存関係を調べた結果,その距離が0.6nmの時に加工痕は形成確率が極大となり,50%以上の確率で形成可能であった.これは,遠ざかると電界強度が低下すること,また近すぎると電気的短絡状態に近い状態になることに起因する.5.金蒸着探針は,一本でパルス印加回数が約300回程度まで安定して加工痕を形成した.6.探針を移動しながらパルス電圧を連続印加することで極微細ラインパターンを形成した.その時の最小のライン幅は46nmであった.また,試料としてシリコン基板を用いた場合,加工痕は金薄膜表面に形成されたものと同様なものが確認されたが、形成確率は非常に低かった.

This study は walkthrough ト ン ネ ル 顕 micro mirror (STM) technology を ベ ー ス と し た world nearly jump extremely micro machining device に よ り, large 気 に お い て metal お よ び に semiconductor surface, バ イ ア ス electric 圧 に heavy 畳 し た パ ル ス electric 圧 を Inca す る こ と で, sample surface に heavy current world を induced せ し め, steam electric industry 発 に cause す る bureau を surface shape variations Since こ し, dozens of ナ ノ メ ー ト ル レ ベ ル の processing, joint を be し, そ の メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と を purpose と し た. Probe と し て gold steamed し た タ ン グ ス テ ン probe を, sample と し て ガ ラ ス substrate の gold film を い た occasions, to ら れ た main は な results, 1. パ ル ス electric 圧 の Inca に よ る surface shape is の - chemical processing (mark) は main に uplift shape の も の で あ っ た. 2. Formation の processing は sample surface の bureau な bump (flatness) に very に を by け た. 3. パ ル ス electric 圧 の raised plus と と も に, large machining marks の き さ と そ の formation of probabilistic は big き く な っ た. High processing mark の diameter お よ び さ は, そ れ ぞ れ 100 nm と 10 nm level で あ っ た. パ ル ス electric 圧 が + 3.0 V above で は, formation of probabilistic は 50% に な っ た. Side, パ ル ス bigger 圧 Inca と processing time mark の き さ と は な dependent masato is clearly は な く, formation of probabilistic に つ い て は パ ル ス Inca が little time な く と も 1 mu second degree above で な い と high い formation rate (50%) indeed は must ら れ な い. 4. の distance between probe - sample と machining marks formed results と の dependent masato is を adjustable べ た results, そ が の distance of 0.6 nm formation は the の に processing of probabilistic が greatly と な り, more than 50% の probabilistic で form may で あ っ た. こ れ は, far ざ か る と electricity industry low intensity が す る こ と, ま た nearly す ぎ る と electric 気 short complex state に nearly い に な る こ Youdaoplaceholder0 causes する.5. The gold steamed probe でパ, one でパ ス ス, the number of Inca rounds が about 300 rounds, the degree of まで stability て, the processing mark を formed た.6. Probe を mobile し な が ら パ ル ス electric 圧 を even 続 Inca す る こ と で extremely subtle ラ イ ン パ タ ー ン を form し た. そ when の の minimum の ラ イ ン picture は 46 nm で あ っ た. ま た, sample と し て シ リ コ ン substrate を with い た occasions, machining marks は に formation on the surface of gold film さ れ た も の と with others な も の が confirm さ れ た が, formation of probabilistic は very much Youdaoplaceholder0 low った.

项目成果

Kiyokazu YASUDA,Toshihiro IWASAKI,Syuji NAKATA: "“Surface Modification of Si Wafer by Scanning Tunneling Microscope"" Japanese Journal of Applied Physics. (in preparation for publication).

Kiyokazu YASUDA、Toshihiro IWASAKI、Syuji NAKATA：““通过扫描隧道显微镜对硅晶片进行表面改性””《日本应用物理学杂志》（准备出版）。

Kiyokazu YASUDA,Toshihiro IWASAKI,Syuji NAKATA: "“Surface Modification by Field Evaporation using Scanning Tunneling Microscope"" Japanese Journal of Applied Physics. (in preparation for publication).

Kiyokazu YASUDA、Toshihiro IWASAKI、Syuji NAKATA：““使用扫描隧道显微镜进行场蒸发表面改性””《日本应用物理学杂志》（准备出版）。

Kiyokazu YASUDA,Mamoru ITOU,Syuji NAKATA: "“Surface Modification of gold thin film by Pulse Voltage by Scanning Tunneling Microscope"" Japanese Journal of Applied Physics. (in preparation for publication).

Kiyokazu YASUDA、Mamoru ITOU、Syuji NAKATA：““扫描隧道显微镜通过脉冲电压对金薄膜进行表面改性””《日本应用物理学杂志》（准备出版）。