マイクロマシニングを用いたシリコン・ナノ・モールディング

使用微机械加工的硅纳米成型

• 批准号: 12875027
• 负责人: 羽根 一博
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875027/
• 关键词: モールド; マイクロマシニング; ナノメートル; シリコン; ポリマー; モールディング; サブミクロン構造; シリコンマイクロマシニング; エッチング

本研究の目的は,半導体微細加工技術によりシリコン基板に製作した小面積ナノ構造をモールディング(型加工)により転写し,大面積ナノ構造を生産する技術を確立することである.具体的にはシリコン基板上に電子線描画,プラズマエッチング,気相薄膜堆積技術により立体的なナノメートルサイズ(10nmから500nm)の周期的構造を製作し,これを一次の型として,有機材料へモールディングによりナノ構造を転写するシリコン鋳型の製作では,1次の鋳型をシリコン基板の表面に10nmから100nmオーダの超微細周期構造を電子線描画装置により製作することができた.マスクと試料のエッチング選択比が向上するようにエッチングガスと材料の組み合わせを選択した.シリコンおよびガラスの型に対しては,SF6を用い,GaAsに対しては塩素とSF6の組み合わせが有効であることを見出した.電子線描画装置により2次元超微細構造格子パターンを描画し,レジストを現像し,レジストをマスクとしてシリコンをSF6高速原子線によりエッチングする.製作したナノ構造の鋳型の構造を電子線顕微鏡により評価した.製作した鋳型を用いて,ポリマー材料にナノ格子構造を転写できた.さらにシリコンの結晶面を鋳型に用いる方法を試みた.ドライエッチングとウエットエッチングを組合せてアスペクト比の高い精密鋳型を形成できた.それを用いてポリマー材料へ構造を転写した.鋳型面(結晶面)の精度へのエッチング条件の影響を調べ,最良の面精度が得られる条件を見出した.ナノメートル精度でシリコン結晶面の転写を実現した.以上により,研究目的の大部分を達成した.

The purpose of this study is to use semiconductor microfabrication technology to fabricate small-area micro-structured substrates.ディング (type processing) により転写し, large area ナノ structure を production する technology を established する こ と である. Specific The electronic line drawing on the にはシリコン substrate, the プラズマエッチング, the により three-dimensional nana of the により three-dimensional film deposition technologyノメートルサイズ(10nmから500nm)のcyclic structureをproductionし,これをone-time typeとして, Organic materials, へモールディングによりナノ structure, を転WRITTEN, するシリコン鋳type の production では, 1st の鋳type をシリコン substrate surfaceに10nmから100nmオーダのultrafine periodic structureをelectronic line drawing deviceによりMake the test material of the test material. The material combination is selected, the material is selected, the SF6 material is used, and the GaAs material is used.対しては婩素とSF6の组み合わせが Effective であることを见出した. Electronic line drawing device により 2 times Yuan ultra-fine structure grid パターンをdrawingし,レジストをappearanceし,レジストをマスクとしてシリコンをS F6 High Speed Atomic Wire Microscope Microscope Microscope Review価した. Make the した鋳 type を using いて, ポリマー material にナノlattice structure を転WRITE できた. さらにシリコンのCrystal surface を鋳 type に use the いる method and try the みた. The クトの高いprecision 鋳鋳をformationできた.それを is constructed using いてポリマーmaterials and the 鋋転写した.鋳shaped surface (structure) The precision of the crystal plane) is the influence of the condition, the adjustment is the influence of the condition, and the best precision of the surface is the condition of the crystal surface.メートルPrecision means that the crystal surface of でシリコンの転writes を実appears. As mentioned above, most of the research objectives have been achieved.

项目成果

Y.Li, M.Sasaki, K.Hane: "Fabrication of grating couplers using submicron silicon mold"電気学会論文誌E. 121-E・6. 320-324 (2001)

Y.Li、M.Sasaki、K.Hane：“使用亚微米硅模具制造光栅耦合器”日本电气工程师协会会刊E.121-E·6（2001）。

Y.Kanamori,K.Hane,H.Sai,H.Yugami: "100nm period silicon antireflection structures fabricated using a porous alumina membrane mask"Applied Physics Letters. 78・2. 142-143 (2001)

Y.Kanamori、K.Hane、H.Sai、H.Yugami：“使用多孔氧化铝膜掩模制造的 100nm 周期硅抗反射结构”应用物理快报 78・2（2001）。

Y.Li,M.Sasaki,K.Hane: "Fabrication of grating couplers using 100 nanometer-scale silicon mold"電気学会論文誌E. (in press). (2001)

Y.Li、M.Sasaki、K.Hane：“使用 100 纳米级硅模具制造光栅耦合器”IEEJ Transactions E.（印刷中）。

Y.Li, M.Sasaki, K.Hane: "Fabrication and testing of solid polymer dye microcavity laser based on PMMA micromolding"Journal of Micromechanics and Microengneering. 11. 234-238 (2001)

Y.Li、M.Sasaki、K.Hane：“基于 PMMA 微成型的固体聚合物染料微腔激光器的制造和测试”《微机械与微工程杂志》。

M.Sasaki,Y.LI,Y.Akatu,T.Fujii,K.Hane: "Anisotropically Etched Si Mold for Solid Polymer Dye Microcavity Laser"Japan Journal of Applied Physics. 39. 7145-7149 (2000)

M.Sasaki、Y.LI、Y.Akatu、T.Fujii、K.Hane：“用于固体聚合物染料微腔激光器的各向异性蚀刻硅模具”日本应用物理学杂志。