三次元ナノ構造体作製プロセスとその材料機能研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350024
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 松井 真二 姫路工業大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (00312306)
• 研究分担者: 藤田 淳一 日本電気(株), 基礎研究所, 主任研究員 ; 春山 雄一 姫路工業大学, 高度産業科学技術研究所, 助手 (10316036) ; 神田 一浩 姫路工業大学, 高度産業科学技術研究所, 助教授 (20201452)
• キーワード: 集束イオンビーム / FIB / CVD / 立体ナノ構造 / 三次元構造 / アクチュエータ

研究概要

最小ビーム径が5nmに達している集束イオンビーム技術は、エッチング、デポジション、ドーピング等の多機能プロセスを実現する実用的用なナノテクノロジーである。現在、デバイスの故障解析、TEMの試料作製、量子デバイス、光デバイス等の不可欠な作製ツールとして広く用いられている。さらに、集束イオンビームを用いた立体ナノ構造形成技術は、三次元ナノテクノロジーとして期待される技術である。本技術は、以下の特徴を有する。1)集束イオンビームのビーム径が5nm程度まで収束可能であるので、3次元CADデータを用いて、数10nmレベルの立体ナノ構造形成が可能である。2)ソースガスを変えることにより、金属、半導体、絶縁体等、多種の材料で、3次元ナノ構造形成が可能である。もちろん、一つの立体構造体で、部分的に材料を変える複合立体構造も可能である。
集束イオンビームによる立体ナノ構造造形技術を用いることで、これまで実現できなかった空中配線技術、静電ナノアクチュエータ、バイオインジェクター及び静電ナノマニピュレータ等の立体ナノツールを非常に簡便なプロセスで作製することに成功した。さらに、ナノアクチュエータ動作が、ナノレベルで制御できることを確認した。また、蛾の複眼表面の無反射構造擬似ナノ構造およびモルフォ蝶の羽の擬似鱗粉構造をFIB-CVDにより造形できた。
FIB-CVDを用いた、任意の形状の微小な立体ナノ構造形成技術が、エレクトロニクスからバイオテクノロジーまで広い範囲にわたるナノテクノロジー中核技術の一つとして今後さらに発展することが期待される。

研究成果

• [文献書誌] T.Morita, S.Matsui, et al.: "Three-Dimensional Nanoimprint Mold Fabrication by FIB"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 3874-3876 (2003)
• [文献書誌] R.Kometani, S.Matsui, et al.: "Nozzle-Nanostructure Fabrication on Glass capillary by FIB"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 4107-4110 (2003)
• [文献書誌] H.Hoshino, S.Matsui, et al.: "Dvelopmentent of the three-dimensional pattern-generating system by FIB"J.Vac.Sci.Technol.. B21. 2732-2736 (2003)
• [文献書誌] T.Morita, S.Matsui, et al.: "Free-space-wiring fabrication in nano-space by FIB"J.Vac.Sci.Technol.. B21. 2737-2741 (2003)
• [文献書誌] K.Watanabe, S.Matsui, et al.: "Nanoimprint using three-dimensinal microlens mold made by FIB"J.Vac.Sci.Technol.. B22. 22-26 (2004)
• [文献書誌] R.Kometani, S.Matsui, et al.: "Nanomanipulator and actuator fabrication on glass capillary by FIB"J.Vac.Sci.Technol.. B22. 257-263 (2004)