A Study of the Electron-beam-induced Micropatterning Process for Composite Oxides

复合氧化物电子束诱导微图案化过程的研究

基本信息

  • 批准号:
    10650348
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have proposed the electron-beam-induced micropatterning process which bases on the chemical solution deposition technique. In this study, the electron-beam-induced reaction in precursor films was first investigated. The change of chemical bonds in metal 2-ethylhexanoate thin films by electron beam irradiation was evaluated by fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy with a microscope. The gases generated from the precursor thin films by electron beam irradiation were analyzed by mass spectroscopy. As a result, it is found that electron beam destroyed the chemical bonds R-COOM and RCO-OM, where R was an organic radical. The CO and some organic radicals volatilized as gases from the precursor solution. Metal atoms remained in films as hydroxide and lost hydrophobic groups. It is a reason why precursor thin films are changed to be insoluble in organic solvents by electron beam irradiation. The sensitivity of metal naphthenates and metal octylates were 2.5x10ィイD1-3ィエD1 C/cmィイD12ィエD1 and 1.5x10ィイD1-4ィエD1 C/cmィイD12ィエD1, respectively. To observe ferroelectric properties, we modified the process ; top platinum electrodes were deposited before sintering for crystallization. The leakage current of the patterns was significantly decreased by this modification. Patterned SrBiィイD22ィエD2TaィイD22ィエD2OィイD29ィエD2 and Pb(Zr, Ti)OィイD23ィエD2 thin films fabricated by this process exhibited good ferroelectric hysteresis loops. Furthermore, the properties of the patterned ferroelectric thin films were better than these of non-patterned ones without electron beam irradiation. Fine micropatterns with a line width of 300 nm were fabricated by this process.
提出了基于化学溶液沉积技术的电子束诱导微图形化工艺。在本研究中,首先研究了电子束在前驱膜中的诱导反应。用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)研究了电子束辐照后2-乙基己酸金属薄膜中化学键的变化。通过质谱分析由电子束照射从前体薄膜产生的气体。结果表明,电子束破坏了R-COOM和RCO-OM的化学键,其中R为有机基团。CO和一些有机自由基作为气体从前体溶液中挥发。金属原子以氢氧化物形式保留在膜中并失去疏水性基团。这是前体薄膜通过电子束照射而变成不溶于有机溶剂的原因。环烷酸金属盐和辛酸金属盐的灵敏度分别为2.5 × 10 ~(-1)D ~(1 -3)D ~(1 -3)C/cm ~(-1)D ~(12)D ~(1 -4)C/cm ~(-1)D ~(12)D ~(-1)。为了观察铁电性能,我们修改了工艺;在烧结结晶之前沉积顶部铂电极。通过这种修改,图案的漏电流显著降低。采用该工艺制备的图案化SrBi掺杂D22、D2 Ta掺杂D22、D2 O掺杂D29和Pb(Zr,Ti)O掺杂D23掺杂D2薄膜具有良好的铁电滞回线。此外,图案化的铁电薄膜的性能优于未经电子束辐照的非图案化的铁电薄膜。通过该工艺制造了线宽为300 nm的精细微图案。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Soichiro Okamura and Tadashi Shiosaki: "Analysis of the Electron-beam-induced Reaction in the Precursor Thin Films of Ferroelectric SrBiィイD22ィエD2TaィイD22ィエD2OィイD29ィエD2"Proc. of the 11th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics (ISAF).
Soichiro Okamura 和 Tadashi Shiosaki:“铁电体 SrBiD22D2TaD22D2OD29D2 前体薄膜中电子束诱导反应的分析”第 11 届 IEEE 国际铁电体应用研讨会 (ISAF) 会议记录。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Soichiro Okamura and Tadashi Shiosaki: "Properties of Micropatterned Ferroelectric Thin Films Fabricated by Electron Beam Exposed Chemical Solution Deposition"Integrated Ferroelectrics. 232. 15-24 (1999)
Soichiro Okamura 和 Tadashi Shiosaki:“通过电子束暴露化学溶液沉积制造的微图案铁电薄膜的特性”集成铁电体。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
岡村総一郎 塩嵜 忠: "科学溶液堆積(CSD)法による強誘電体薄膜の作製と電子線誘起反応プロセスによるその微細加工" 電子情報通信学会信学技報. ED-98-239. 1 (1999)
Soichiro Okamura 和 Tadashi Shiozaki:“通过化学溶液沉积(CSD)方法制备铁电薄膜及其通过电子束诱导反应过程的微加工”IEICE 技术报告 ED-98-239(1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Okamura and T.Shiosaki,: "Analysis of Electron-beam-induced Reaction in Precursor Thin Films of Ferroelectric SrBi2Ta2O9" Proc.of 11th IEEE Inter.Symp.Appl.Ferroelectrics.(in press).
S.Okamura 和 T.Shiosaki,:“铁电体 SrBi2Ta2O9 前体薄膜中电子束诱导反应的分析”第 11 届 IEEE Inter.Symp.Appl.Ferroelectrics 论文集(正在出版)。
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  • 通讯作者:
Soichiro Okamura and Tadashi Shiosaki: "Properties of Micropatterned Ferroelectric Thin Films Fabricated by Electron Beam Exposed Chemical Solution Deposition"Integrated Ferroelectrics. Vol.232. 15-24 (1999)
Soichiro Okamura 和 Tadashi Shiosaki:“通过电子束暴露化学溶液沉积制造的微图案铁电薄膜的特性”集成铁电体。
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