DD280198A1 - Verfahren zur selektiven abscheidung oder implantation von neutralen teilchen oder ionen - Google Patents
Verfahren zur selektiven abscheidung oder implantation von neutralen teilchen oder ionen Download PDFInfo
- Publication number
- DD280198A1 DD280198A1 DD32606689A DD32606689A DD280198A1 DD 280198 A1 DD280198 A1 DD 280198A1 DD 32606689 A DD32606689 A DD 32606689A DD 32606689 A DD32606689 A DD 32606689A DD 280198 A1 DD280198 A1 DD 280198A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- ions
- implantation
- substrate
- deposition
- deposited
- Prior art date
Links
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002513 implantation Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 12
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur selektiven Abscheidung oder Implantation von neutralen Teilchen oder Ionen und soll insbesondere der Abscheidung bzw. Implantation einzelner Atome, Atomgruppen oder Ionen auf bzw. in definierten Stellen von Kristalloberflaechen bzw. oberflaechennahen Bereichen dienen. Erfindungsgemaess werden unter Ultrahochvakuumbedingungen Teilchen des abzuscheidenden bzw. zu implantierenden Stoffes zwischen die spitze Elektrode einer Raster-Tunnel-Mikroskop-Anordnung und eine leitende Substratoberflaeche gebracht. Es wird ein solch hohes elektrisches Feld angelegt, dass die neutralen Teilchen in unmittelbarer Naehe der positiven Spitze ionisiert werden und die Ionen durch das elektrische Feld beschleunigt auf das Substrat bewegt und dort in Abhaengigkeit von ihrer Energie abgeschieden oder implantiert werden. Die Menge der abgeschiedenen oder implantierten Ionen wird durch Messung des Substratstromes bestimmt.
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Die Erfindung ist zur Abscheidung oder Implantation einzelne,· Atome, Atomgruppen oder Ionen auf bzw. in definierten Stellen von Kristalloberflächen bzw. oberflächennahen Bereichen geeignet.
Mit dem erkennbaren Trend zur Herstellung künstlicher Festkörperstrukturen, z.B. im Zusammenhang mit der Erhöhung der Dichte mikroelektronischer Bauelemente, ist es erforderlich, wenige Atome oder Ionen auf ebenen, nicht isolierenden Substraten derart abzuscheiden bzw. in oberflächennahe Bereiche zu implantieren, daß submikroskopische laterale Abstände von weniger als lOOnm erzielt werden.
Die bishei bekannten und genutzten Technologien wie Ionenimplantation, strahlungsunterstützte Diffusion, Rückstoßimplantation, Verfahren mit zusätzlicher Beschleunigung von Neutralteilchen und laserinduz;erte Abscheidung bzw. Dotierung sind vor allem durch eine größerflächige Bearbeitung gekennzeichnet.
Das Verfahren der laserinduzierten Abscheidung bzw. Dotierung gestattet z. B. Schichtabscheidungen bis hin zu Teilen einer Atom- bzw. Moleküllage, ist aber nicht geeignet, laterale Strukturen, die kleiner als die Wellenlänge des verwendeten Lichts sind, zu erzeugen. Die untere Grenze der Breite von Strukturelementen beträgt folglich etwa 100nm.
Auch mit Elektronen- oder lonenstrahlverfahren lassen sich laterale Strukturen nicht wesentlich unter 100nm realisieren.
Zie\ der Erfindung ist es, die Deposition von Teilchen mit hoher räumlicher Auflösung durchführen zu können, wie sie z. B. bei der weiteren Erhöhung der Dichte mikroelektronischer Bauelemente erforderlich wird.
Det Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, laterale Strukturen zu erzeugen, die wesentlich kleiner als lOOnm sind. Erfindungsgemäß wird das bei einem Verfahren zur Abscheidung oder Implantation von neutralen Teilchen oder Ionen auf bzw. in definierten Stellen von Kristalloberflächen bzw. oberflächennahen Bereichen dadurch erreicht, daß unter Ultrahochvakuumbedingungen neutrale Teilchen oder Ionen des abzuscheidenden oder zu implantierenden Stoffes zwischen die spitze Elektrode einer Raster-Tunnelmikroskop-Anordnung und eine leitende Substratoberfläche gebracht wt-rden, daß ein solch hohes elektrisches Feld angelegt wird, daß die neutralen Teilchen in unmittelbarer Nähe der positiven Spitze ionisiert und die Ionen durch das elektrische Feld beschleunigt auf das Substrat bewegt und dort in Abhängigkeit von ihrer Energie abgeschieden oder implantiert werden und die Menge der abgeschiedenen bzw. implantierten Ionen durch Messung des Substratstromes bestimmt wird. Nach Erreichen der vorgeschriebenen Teilchenmenge können Abstand und Spannung zwischen Spitze und Substrat so eingestellt werden, daß eine Kontrollo der Abscheidung bzw. Implantation mit Hilfe der bekannten Funktionsweise des Raster-Tunnelmikroskops erfolgen !<ann.
Die Bedingungen zur Abscheidung bzw. Implantation werden durch den Spitzenradius, den Abstand zwischen Spitze und Substrat sowie durch die angelegte Spannung bestimmt. Es ist zweckmäßig, daß zur Abscheidung bzw. Implantation der Abstand zwischen Spitze und Substrat höchstens gleich dem Spitzenradius gewählt wird. Bei einem Spilzenradius von 50nm, einem Abstand zwischen Spitze und Substrat von 25nm und einer Spannung von 200V kann im Scheitelpunkt der Spitze eine Feldstärke von etwa 1 χ 1010VZm erreicht werden, die für die Feldionisation ausreichend ist.
Es ist weiterhin zweckmäßig, daß ein impulsartiger Wechsel zwischen den Bedingungen für die Abscheidung bzw. Implantation und für die Beobachtung mit Hilfe des Raster-Tunnelmikroskops vorgenommen wird. Auf diese Weise ist es möglich, in der Betriebsweise des Raster-Tunnelmikrookops den zu implantierenden Bereich zu suchen und danach gemäß den Implantationsbedingungen den Abstand zwischen Spitze und Substrat zu vergrößern, die elektrische Spannung umzupolen und einzustellen.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich. Abscheidungen bzw. Dotierungen in Abmessungen durchzuführen, die bisher technologisch nicht erreichbar waren. Das Verfahren erlaubt Depositionen mit lateralen Auflösungen im nm-Bereich und vertikale Auflösungen bis zu Teilen einer Atomlage.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert werden. Die dort dargestellte Anordnung hat wesentliche Baugruppen eines Raster-Tunnelmikroskops. So ist eine Einrichtung 1 zur Feinpositionierung einer spitzen Elektrode 4 mii Verstellvorrichtungen 6, 7 und 8 für die x-, y- und z-Richtung vorgesehen. Weiterhin ist eine Substrathalterung mit einer zugehörigen Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 15, mit einem Koordinatentisch 9 zur Grobpositionierung sowie mit einer Temperatursteuerung 11 vorhanden. Zugeordnet ist ein Meß- und Steuersystem 2 mit einer elektronisch gesteuerten Strom/Spannungsquelle und einem Rechner. Als Ausgabeeinrichtungen sind ein x,y-Schreiber 12 und ein Monitor 13 vorhanden. Dem Bereich der Substrathalterung 5 und der spitzen Elektrode 4 ist eine Ionenquelle 3 zugeordnet, die durch eine Atomstrahlquelle ergänzt oder ersetzt werden kann. Mindestens die Baugruppen 3,4, 5 sind in einem UHV-Rezipienten 14 angeordnet, dessen Evakuierung mit Hilfe einer Anordnung 10 erfolgt.
Nachdem im Rezipienten UHV-Bedingungen hergestellt worden sind, werden die Elektrode 4 und die Substrathalterung 5 zueinander positioniert. Dabei erfolgt eine Grobpositionierung der Substrathalterung bezüglich der Elektrode 4 mit dem Koordinatentisch 9. Zur Feinpositionierung wird die Elektrode 4 mit Hilfe der Einrichtung 1 relativ zum Substrat verschoben. Nach Abschluß der Positionierung wird die Spannung zwischen der Elektrode 4 und dem Substrat so eingestellt, daß die aus der Ionen- br ν. Atomstrahlquelle 3 austretenden Ionen bzw. Atome mit submikroskopischer Genauigkeit auf der negativen Substratoberfläche abgeschieden bzw. in oberflächennahe Bereiche implantiert werden. Durch Messung des Substratstromes kann die Menge der abgeschiedenen Ionen bestimmt werden. Nach Erreichen der vorgesehenen Teilchenmenge wird die Spannung abgeschaltet.
Eine weitere Kontrolle der Abscheidung kann nun dadurch erfolgen, daß die Anordnung auf die Betriebsweise als Raster-Tun· leim krosHp umgeschaltet wird.
Claims (4)
1. Verfahren zur selektiven Abscheidung oder Implantation von neutralen Teilchen oder Ionen auf bzw. in definierten Stellen von Kristalloberflächen bzw. oberflächennahen Bereichen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Ultrahochvakuumbedingungen neutrale Teilchen oder Ionen des abzuscheidenden oder zu implantierenden Stoffes zwischen die spitze Elektrode einer Raster-Tunnelmikroskop-Anordnung und eine leitende Substratoberfläche gebracht werden, daß ein solch hohes elektrisches Feld angelegt wird, daß die neutralen Teilchen in unmittelbarer Nähe der positiven Spitze ionisiert und die Ionen durch das elektrische Feld beschleunigt auf das Substrat bewegt und dort in Abhängigkeit von ihrer Energie abgeschieden oder implantiert werden und daß die Menge der abgeschiedenen bzw. implantierten Ionen durch Messung des Substratstromes bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreiche η der vorgeschriebenen Teilchenmenge der Abstand und die Spannung zwischen Spitze und Substrat so eingestellt werden, daß eine Kontrolle der Abscheidung bzw. Implantation mit HiKe der bekannten Funktionsweise des Raster-Tunnelmikroskops erfolgen kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abscheidung bzw. Implantation der Abstand zwischen Spitze und Substrat höchstens gleich dem Spitzenradius gewählt wird.
4. Verfahrennach Anspruch 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, daß ein impulsartiger Wechsel zwischen den Bedingungen für die Abscheidung bzw. Implantation und für die Beobachtung mit Hilfe des Raster-Tunnelmikroskops vorgenommen wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD32606689A DD280198A1 (de) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | Verfahren zur selektiven abscheidung oder implantation von neutralen teilchen oder ionen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD32606689A DD280198A1 (de) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | Verfahren zur selektiven abscheidung oder implantation von neutralen teilchen oder ionen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD280198A1 true DD280198A1 (de) | 1990-06-27 |
Family
ID=5607349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD32606689A DD280198A1 (de) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | Verfahren zur selektiven abscheidung oder implantation von neutralen teilchen oder ionen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD280198A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0459392A3 (en) * | 1990-05-30 | 1992-12-09 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for processing a minute portion of a specimen |
-
1989
- 1989-02-28 DD DD32606689A patent/DD280198A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0459392A3 (en) * | 1990-05-30 | 1992-12-09 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for processing a minute portion of a specimen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69032714T2 (de) | Atomkraftmikroskop mit nach Wahl auswechselbarer Flüssigkeitszelle | |
| DE10329383B4 (de) | Ionenstrahldetektor für Ionenimplantationsanlagen, Faraday-Behälter dafür und Verfahren zur Steuerung der Eigenschaften eines Ionenstrahls mittels des Ionenstrahldetektors | |
| DE69315758T2 (de) | Implantationsgerät mittels fokusierten Ionenstrahls | |
| DE112009001701B4 (de) | Laser-Scribing-System zum Strukturieren von Substraten, Verfahren zum Strukturieren von Substraten und Verwendung eines Laser-Scribing-Systems | |
| DE102016122791B3 (de) | Ionenimplantationsanlage, Filterkammer und Implantationsverfahren unter Einsatz eines Energiefilterelements | |
| EP1680800B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ionenstrahlbearbeitung von oberflächen | |
| DE10215369B4 (de) | Kathodenzerstäubungsgerät zur Ausbildung eines Metallfilms unter Verwendung eines Magnetfeldes | |
| DE102020124307A1 (de) | Vorrichtung zum Analysieren und/oder Bearbeiten einer Probe mit einem Teilchenstrahl und Verfahren | |
| WO1988004470A1 (fr) | Procede et dispositif de generation de structures materielles de dimensions atomiques | |
| DD280198A1 (de) | Verfahren zur selektiven abscheidung oder implantation von neutralen teilchen oder ionen | |
| DE102007058103A1 (de) | Bestrahlung mit hochenergetischen Ionen zur Oberflächenstrukturierung und Behandlung oberflächennaher Bereiche von optischen Elementen | |
| DE102017130797B4 (de) | Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten Oberflächenprofils | |
| DE19946182A1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Kohlstoff Nanoröhren | |
| DE102009031233A1 (de) | Vorrichtung zur Strukturierung von Dünnschichtsolarzellenmodulen mittels Laser | |
| DE19529170B4 (de) | Verfahren zum Bilden einer Fotolithographiemaske | |
| DE102007055540A1 (de) | Verfahren zum Korrigieren von Photomaskendefekten | |
| DE4102573A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer quantenwannenstruktur | |
| DE1218411B (de) | Verfahren zur Herstellung eines duennen einkristallinen Plaettchens | |
| EP2175286B1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer SPM-Sonde mit Abtastspitze und mit einer der Abtastspitze gegenüberliegenden Justierhilfe | |
| DE10347969B4 (de) | Verfahren zur lagegenauen Positionierung einzelner Teilchen in oder auf einer Substratoberfläche und Anwendung einer dazu geeigneten Vorrichtung | |
| EP2966483A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur herstellung optischer gitter und optisches gitter | |
| DE68908908T2 (de) | Vorrichtung zum Trennen von Uranisotopen. | |
| DE19802779A1 (de) | Elektronenemittervorrichtung | |
| DE102021128160B3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Graphenschicht | |
| DE19752202C1 (de) | Herstellungsverfahren für eine mikromechanische Vorrichtung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |