ガスクラスターイオンビームと は？ （財）大阪科学技術センター クラスターとは、何ですか？ クラスターとは、原子又は分子が多数寄り 集まって塊となった物です。元の原子又は 分子が気体である場合はガスクラスターと 呼び、ファン・デル・ワールス力により結合 してクラスターを構成します。これをイオン 化し、正の電荷を持たせるとクラスターイ オンとなります。 原子又は分子 クラスターイオンビームの特徴は？ クラスターイオンビームが固体表面に照射されると、低エネルギー 照射効果、高密度照射効果、ラテラルスパッタリング効果など、従 来の単原子イオンビームでは実現が困難であった新しい照射効果 が得られます 。 クラスター クラスターイオンビーム装置の仕組みは？ クラスターイオンビーム装置は、ク ラスターの生成部、イオン化部、照 射部から構成されており、内部は 全て真空となっております。 クラスターはノズルから生成された 後、イオン源によりイオン化され、 クラスターイオンとなります。イオン は電界をかけることにより簡単に 加速することができ、表面の加工 に利用されます。 装置外観 どんなことに使えるの？ 低エネルギー照射効果により、極浅イオン注入を可能にし、次世 代超LSIデバイスの接合形成、無損傷半導体表面プロセスが可能 となります。 クラスターイオンビーム装置模式図 クラスターの生成方法は？ ガスクラスターは、高圧の材料ガスをノズルと呼ばれるラッパ状の細 い管を通して真空中に噴出することにより生成されます。高圧のガ スを真空中に噴出すると、断熱膨張によりガスが凝縮温度以下まで 冷却され、お互いに結合し、クラスターが生成されます。 分子動力学法によるイオン注入のシミュレーション ラテラルスパッタリング効果により、ナノレベルの超表面平坦化 プロセス、難加工材の高速エッチングが可能となります。 照射前 粗さ：約40nm 照射後 粗さ：約0.8nm クラスターイオンビームにより平坦化したダイヤモンド表面のAFM像 高密度照射効果により、超高品位薄膜の形成が可能となる他、 反応性クラスターを利用した超高速エッチングが可能となります。 クラスターのイオン化の方法は？ クラスターは、イオン源の中 で電子衝撃法によりイオン化 されます。これは、高速の電 子がクラスターに衝突した際 にクラスターから電子が弾き 飛ばされることを利用してク ラスターに正の電荷を持たせ る方法です。 イオン化 クラス ター クラスターイオ ン クラスターイオンビーム援用蒸着法に より作成した多層膜の断面構造 クラスターイオンビームにより エッチングしたホールの断面 SEM像 次世代量子ビームプロセステクノロジー集中研究体
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