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電界蒸発機構による極微細接合・加工

研究課題

研究課題/領域番号 03805063
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 溶接工学
研究機関大阪大学

研究代表者

安田 清和  大阪大学, 工学部, 助手 (00210253)

研究分担者 藤本 公三  大阪大学, 工学部, 助教授 (70135664)
仲田 周次  大阪大学, 工学部, 教授 (90029075)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1992年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1991年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード極微細加工 / 極微細接合 / 走査型トンネル顕微鏡 / STM / 電界蒸発 / 表面加工 / シリコン / LB膜 / マイクロクラスタ- / 有機金属錯体
研究概要

本研究では、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、大気中においてシリコン表面にバイアス電圧を印加することで、表面に強電界を誘起せしめ、電界蒸発や溶融に基づくナノメートルスケールの局所表面形状変化のメカニズムを解明することを目的とした。
まず、探針の曲率半径、表面状態、及びアスペクト比などに依存している走査トンネル顕微鏡の観察分解能及び加工再現性を向上させる目的で、電解研磨 法によって、研磨電圧と曲率半径及びアスペクト比の関係を調べた結果、直流40Vで探針先端の曲率が33±10nm、アスペクト比が2.22のタングステン探針を作成することができた。次に、探針の表面酸化による観察分解能、加工再現法の低下を防ぐため、酸素に対し化学的なAuを真空蒸着した結果、1週間程度ではAu蒸着した探針表面の酸化によるSTM像への影響は全くなく、分解能は作成直後のタングステン探針と同等で、HOPG観察によると原子分解能を有していた。
バイアス電圧印加による表面化工においては、試料に負のバイアス電圧をかけた場合、エッチングが生じた。シリコン表面の形状変化領域でのエッチング深さの増加は、バイアス電圧の2乗に比例して増加した。このことから、形状変化は単なる機械的接触ではなく、電界の効果によるものであると結論された。また、試料に正のバイアスをかけた場合、表面変化は起こらなかったが、これはシリコンがN型半導体で、整流作用による影響と思われる。形状変化した部分の物性を調べるため、I-S(トンネル電流-試料探針間距離)曲線から平均障壁高さΦ_<III>を計算すると、走査回数の増加に伴い、Φ_<III>は単調に低下した。これは形状変化した領域のシリコン原子が非常に活性で、STMの走査により大気中の酸素と反応し、薄い酸化膜の形状が進行することによる。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] Kiyokazu YASUDA,Toshihiro IWASAKI,Syuji NAKATA: "Surface Modification by Fieid Evaporation using Scanning Tunneling Micorscope" Japanese Journal of Applied Physics.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyokazu YASUDA,Toshihiro IWASAKI,Syuji NAKATA: "Surface Modification of gold thin film by Pilse Voltage by Scanning Tunneling Micorscope" Japanese Journal of Applied Physics.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyokazu YASUDA,Toshihiro IWASAKI,Syuji NAKATA: "Surface Modefication of Si wafer by Scanning Tunneling Micorscope" Japanese Journal of Applied Physics.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyokazu Yasuda, Toshihiro Iwasaki, Syuji Nakata: "Surface Modification by Field Evaporation using Scanning Tunneling Microscope" Japanese Journal of Applied Physics.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyokazu Yasuda, Mamoru Itou, Syuji Nakata: "Surface Modification of gold thin film by Pulse Voltage by Scanning Tunneling Microscope" Japanese Journal of Applied Physics.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyokazu Yasuda, Toshihiro Iwasaki, Syuji Nakata: "Surface Modification of Si Wafer by Scanning Tunneling Microscope" Japanese Journal of Applied Physics.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyokazu YASUDA,Toshihiro IWASAKI,Syuji NAKATA: "Surface Modification by Field Evaporation using Scanning Tunneling Micorscope" Japanese Journal of Applied Physics.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Kiyokazu YASUDA,Mamoru ITOU,Syuji NAKATA: "Surface Modification of gold thin film by Pulse Voltage by Scanning Tunneling Micorscope" Japanese Journal of Applied Physics.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Kiyokazu YASUDA,Tomohiro UEDA,Syuji NAKATA: "Surface Modification of Si wafer by Scanning Tunneling Micorscope" Japanese Journal of Applied Physics.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 安田 清和: "電界蒸発によるマイクロ電界加工現象" 溶接学会平成4年度秋季全国大会論文集.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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