エタノールクラスターイオンビームによるシリコン表面の低損傷・高効率スパッタリング

摘要

Irradiation effect of an ethanol cluster ion beam on silicon surface was investigated. The cluster size distribution was controlled by the retarding voltage method. Sputtered depths in silicon induced by the ethanol cluster ion beams were larger than those in silicon dioxide. The surface roughness of Si substrate decreased with increase in the retarding voltage. Similarly, the number of disordered atoms in Si substrate decreased with increase in the retarding voltage when the acceleration voltage was 3 kV. On the other hand, the number of disordered atoms in Si substrate saturated with the acceleration and retarding voltages when the acceleration voltage was larger than 6kV.%シリコン表面の低損傷・高効率スパッタリングの実現可能性を探るために，シリコン表面へのエタノールクラスターイオンビームの照射効果について調査した．クラスターサイズの制御は減速電界法を用いて行った．エタノールクラスターイオンビームを照射した際のSi基板表面のスパッタ深さは，SiO_2基板表面のスパッタ深さに比べて大きかった.これはエタノールクラスターイオンビームによるSi基板表面に対する化学的スパッタリング効果に起因するものだと考えられる.減速電圧の増加とともにエタノールクラスターイオンビーム照射後のSi基板表面の表面粗さが減少した．また，同様に減速電圧の増加とともに加速電圧3kVにおけるエタノールクラスターイオンビーム照射によるSi基板中の変位原子数が減少した．一方，加速電圧約6kV以上ではエタノールクラスターイオンビーム照射によるSi基板中の変位原子数が加速電圧及び減速電圧に対して飽和傾向を示した．