ナノデバイスでの原子レベル構造変化(ダメージ)と低ダメージ評価手法の研究

纳米器件原子级结构变化（损伤）及低损伤评价方法研究

• 批准号: 12J10653
• 负责人: 小濱 和之
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J10653/
• 关键词: ヘリウムイオン顕微鏡; シリコン; タングステン; ピラー

本研究では、ヘリウムイオン顕微鏡内にタングステンカルボニルガスを導入し、二次電子誘起ガス分子解離反応により単結晶Si基板表面にタングステン基ピラーを形成させた。ビームエネルギーやビーム電流など種々の照射条件を変化させ、形成されたピラーの形状、結晶構造、成長速度などを、収差補正走査透過電子顕微鏡などを用いて観察・評価すると同時に、ビーム照射により基板に形成されたダメージを定量的に観察・評価し、これらの結果を総合して、極微細ヘリウムイオンビームと材料の相互作用について考察した。ピラーの詳細観察の結果、ピラーの中心部に数nm幅の柱状ボイドが観察され、ビーム照射位置におけるエッチングの発生が示唆された。一方、ピラーとSi基板の界面においてSi基板のアモルファス化および隆起が観察された。ビーム照射により単結晶Siがアモルファス化し、体積増大により隆起したと考えられる。種々のビーム照射条件を変化させると柱状ボイド幅およびSi隆起高さは変化したが、ビーム照射条件に直接依存しているわけではなく、ピラー堆積速度が増大するほどこれらは減少した。この結果から、(1)柱状ボイド幅はビーム照射位置におけるピラー成長速度とエッチング速度のバランスで決まっていること、(2)形成されたピラーによってビームが遮蔽されるためピラー成長速度が速いほどSi基板中に打ち込まれるヘリウムイオン量が減少すること、が示唆された。ピラー形成時には、ピラー成長(ビーム照射による二次電子発生とガス分子解離反応)、柱状ボイド形成(ビーム照射によるピラーのエッチング)、Si隆起(ビーム照射によるSi基板のアモルファス化)、という少なくとも3つの現象が競合しており、柱状ボイド幅とSi隆起高さはともに種々のビーム照射条件に直接依存しているわけではなく、ピラー成長速度に依存していることがわかった。

In this study, the introduction and secondary electron induced molecular dissociation reactions in the micromirrors were investigated. The irradiation conditions of the substrate are changed, the shape, crystal structure, growth rate and difference correction of the substrate are examined by electron microscope, and the quantitative observation, evaluation and results of the irradiation are combined. The interaction of materials in fine particles is investigated. The results of detailed observation, column display of several nm amplitude in the center of the column, and generation of column display at the irradiation position are shown. The interface between the silicon substrate and the silicon substrate was observed. In addition, the structure of the silicon film is characterized by high temperature, high temperature and high temperature. When the irradiation conditions change, the column width and the Si height change, and when the irradiation conditions change, the accumulation speed increases. The results are as follows: (1) Column width is opposite to irradiation position, growth speed is opposite to irradiation position, and the growth speed is opposite to irradiation position.(2) Formation of column width is opposite to irradiation position. Growth speed is opposite to irradiation position. When it comes to growth (secondary electron generation, molecular dissociation reaction), columnar electron formation Si bumps (Si substrate growth under irradiation), Si substrate growth under irradiation.

项目成果

Beam-Substrate Interaction during Tungsten Deposition by Helium Ion Microscope

氦离子显微镜钨沉积过程中束流与基底的相互作用

• 发表时间: 2013
• 期刊: 2013 International Interconnect Technology Conference (IITC) Proceedings (掲載決定)
• 作者: 樋口 琢磨;戸高 寛;池 恩變;山口 史佳;森澤 啓子;小野 正文;杉山 康憲;津田 雅之;坂本 修士;Kazuyuki Kohama
• 通讯作者: Kazuyuki Kohama

ヘリウムイオン顕微鏡を用いて作製したタングステンピラーの微細構造および形成速度解析

使用氦离子显微镜制造钨柱的微观结构和形成率分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 戸高 寛;樋口 琢磨;矢生 健一;森澤 啓子;山口 史佳;池 恩變;福島 敦樹;津田 雅之;杉山 康憲;坂本 修士;坂本 修士;Kazuyuki Kohama;樋口 琢磨;Kazuyuki Kohama;戸高 寛;小濱 和之;小濱 和之;戸高 寛;Kazuyuki Kohama;小濱 和之
• 通讯作者: 小濱 和之

Characterization of Tungsten-based pillars deposited by helium ion microscope equipped with gas injection system

配备气体注射系统的氦离子显微镜沉积钨基柱的表征

• 发表时间: 2012
• 作者: 戸高 寛;樋口 琢磨;矢生 健一;森澤 啓子;山口 史佳;池 恩變;福島 敦樹;津田 雅之;杉山 康憲;坂本 修士;坂本 修士;Kazuyuki Kohama;樋口 琢磨;Kazuyuki Kohama;戸高 寛;小濱 和之;小濱 和之;戸高 寛;Kazuyuki Kohama
• 通讯作者: Kazuyuki Kohama

ヘリウムイオン顕微鏡を用いたタングステンピラーの作製および基板に与えるダメージの評価

使用氦离子显微镜制造钨柱并评估基材损伤

• 发表时间: 2013
• 作者: 戸高 寛;樋口 琢磨;矢生 健一;森澤 啓子;山口 史佳;池 恩變;福島 敦樹;津田 雅之;杉山 康憲;坂本 修士;坂本 修士;Kazuyuki Kohama;樋口 琢磨;Kazuyuki Kohama;戸高 寛;小濱 和之
• 通讯作者: 小濱 和之

ヘリウムイオン顕微鏡を用いたタングステンピラーの作製および微細ヘリウムイオンビームと基板の相互作用

使用氦离子显微镜制备钨柱以及精细氦离子束与基底之间的相互作用

• 发表时间: 2013
• 作者: 戸高 寛;樋口 琢磨;矢生 健一;森澤 啓子;山口 史佳;池 恩變;福島 敦樹;津田 雅之;杉山 康憲;坂本 修士;坂本 修士;Kazuyuki Kohama;樋口 琢磨;Kazuyuki Kohama;戸高 寛;小濱 和之;小濱 和之
• 通讯作者: 小濱 和之