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イオン照射を用いたシリコンナノ構造形成における素過程の動的観察

利用离子辐照动态观察硅纳米结构形成的基本过程

基本信息

批准号：
05F05551
负责人：
大泊巌
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05551/
关键词：
表面ナノ改質イオン照射走査型トンネル顕微鏡 Si

项目摘要

【研究背景】イオン照射による固体表面改質をナノテクノロジーに応用し得る現実的な技術として発展させるには、イオンと固体表面との相互作用をナノレベルで評価し、必要な物性を付与するための学理の構築が不可欠である。これに関し我々は、イオン銃とSTMの複合装置を独自開発し、希ガスイオンの衝突により誘起された構造変化のその後の熱処理過程における変化をその場で直接観察してきた。しかしながら、実際の半導体プロセスで用いられるドーパントイオンの照射はイオン銃の技能的制約により不可能であり、固体表面の欠陥の原子的挙動の解明に留まっていた。そこで、金属イオンを注入できる新たなイオン銃をSTMに複合させた装置開発が必要であった。【研究手法】装置デザインの設計・開発とその性能評価を行った。高温観察可能な超高真空STMに液体金属イオン源方式のイオン銃を複合した構成にした。独自の接地電圧浮遊構造を有するイオン銃カラムの設計、及び本研究室が有する多種のLMIS作製技術と併せることで、低加速電圧の金属イオンビーム照射が可能な仕様にした。【研究成果】Au-Si LMISを用いて所望のイオンビームの抽出、および試料位置における十分なイオンビーム量の確保に成功した。また、高温保持のSi(111)表面をSTM観察中にSiイオンを照射し、リアルタイムその場観察の可否を試験した。約500℃に保持したSi(111)7x7DAS表面に対し、500eVのSiイオンビームを照射した前後の連続STM像を取得した。イオン照射前後において原子スケールで同一の領域のSTM観察を維持し、イオン照射による表面欠陥の形成を観察することに成功した。今回の成果により、その場観察の特長を備えつつ、ドーパント等の多様なイオン種によるナノスケール表面改質の解明に有力な手段を開発できたといえる。この成果は1件の論文として報告された。

[Background] Solid surface modification by irradiation is an important aspect of the development, evaluation and theoretical construction of solid surface interaction. The composite device of STM is developed independently, and the conflict between STM and STM is induced by the heat treatment process after the structural transformation. In the past, the semiconductor industry has been restricted by the technology of irradiation, and the atomic motion of the solid surface has been solved. The metal injection is necessary for the development of the STM. [Research method] Design, development and performance evaluation of equipment High temperature observation is possible in ultra-high vacuum STM liquid metal source mode and composition. The design of the ground voltage floating structure and the possibility of irradiation of the metal with low acceleration voltage are discussed. [Research results] Au-Si LMIS can be used to extract and ensure the success of the desired sample location. Si(111) surface can be observed at high temperature by STM. Si(111) 7x7 DAS surface at about 500℃, continuous STM images before and after 500eV Si (111) 7x7 DAS irradiation Before and after irradiation, the STM observation of the same area was maintained, and the observation of the surface defects was successful. The achievements of this paper include the development of a variety of methods for surface modification and solution of surface modification, such as preparation, surface modification and so on. The results of this paper were reported.