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

基本信息

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

项目摘要

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.

这项研究的目的是建立一种通过使用半导体良好的机械可以合作的技术来转移在硅基板上制造的小面积纳米结构来生产大型纳米结构的技术。具体而言，使用电子束图，等离子体蚀刻和蒸汽相薄膜沉积技术以及在硅底物上制造了三维纳米尺寸（10 nm至500 nm）的周期性结构，并在硅底物上制造，并且在制造硅模板上的制造是主要的霉菌和转移材料的结构，这些模型是在制造硅模板上的。使用电子束绘制装置的硅基板表面上的NM至100 nm。选择蚀刻气体和材料的组合以提高掩模和样品的蚀刻选择性。对于硅和玻璃模具，SF6用于制造GAAS。相反，发现氯和SF6的组合有效。使用电子束绘图装置，开发了抗性，并使用抗性作为掩模绘制二维超细结构晶格图案，并使用SF6高速原子束蚀刻硅。通过电子束显微镜评估纳米结构模板的结构。使用制造的模板，可以将纳米质结构转移到聚合物材料上。此外，尝试将一种方法使用硅的晶体表面作为模板。通过将干蚀刻和湿蚀刻结合形成具有高纵横比的精确模具。这用于将结构转移到聚合物材料中。研究了蚀刻条件对模具表面（晶体表面）精度的影响，并发现条件获得了最佳的表面精度。实现了硅晶体表面以纳米精度的转移。这实现了大多数研究目标。