微細加工プロセス、構造観察および特性評価による総合的な研究支援で、ナノレベルの革新的な材料創製に貢献
MANAファウンドリは、国際ナノアーキテクトニクス研究拠点のファシリティーとして、微細加工・評価技術による研究支援を行っています。世界中から集まった研究者の、幅広い研究分野のために、多種多様な物質・材料を取り扱う設備と、経験豊富な技術者による細やかな技術的支援を提供しています。微細加工プロセス、構造観察及び特性評価による総合的な研究支援により、ナノレベルでの革新的な材料創製に貢献することを目標としています。
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ファウンドリの支援について
MANAファウンドリは、微細加工技術による試料の作製から構造観察、そして特性評価までの一貫した研究支援を提供しています。
1. 微細加工プロセス
リソグラフィ、薄膜形成及びエッチングプロセスを組み合わせることで、様々な微細形状を作り出すことができます。例えば、ナノギャップ電極の形成やナノワイヤなどの微小な試料に正確に位置あわせした電極作製が可能です。異なる材料の多層構造や、異種材料を混合して堆積することも可能です。
ナノワイヤの電気特性評価のための4端子電極
異なる電極材料が混在するナノギャップ電極
微細加工により穴パターニングされた基板表面
基板表面成長したナノロッド状結晶
また、集束イオンビーム(FIB)加工では、熟練した専任のスタッフが、透過電子顕微鏡(TEM)用試料の作製を代表とするミクロンオーダーの微小試料片の切り出しや、3次元の微細加工を行います。さらに、試料の熱処理、外部回路との配線、基板切断や素子の切り離し等のプロセスが利用できます。
FIBにより、試料表面の一部をピックアップした状態。TEM試料の作製の途中段階
FIBにより、シリコン結晶基板の表面を加工し、周期構造を形成した例
直径30μmのAuワイヤのイヤーボンディングによる電極間の配線図
2. 構造観察
Si基板の異方性ウェットエッチング（左）、および酸化物基板のドライエッチング（右）で作製した凹凸パターンのSEM観察例。
走査電子顕微鏡(SEM)による微細構造の観察及び原子間力顕微鏡(AFM)による原子レベルの表面形状測定ができます。
AFMにより、高さ約0.2nmの原子ステップと原子レベルで平坦なテラスからなるサファイア単結晶の表面を測定した例。
3. 特性評価、分析
デバイスの電気特性は、半導体パラメータアナライザを用いて8～300Kの温度範囲で測定することができます。光電子分光装置（XPS）により、試料表面の化学的状態を、深さ依存性として分析評価することが可能です。分光エリプソメータを用いて、多層膜構造の各層の膜厚や、光学定数をフィッティング解析することができます。これらは、デバイスの特性と構造、そして材料の状態を対応させた研究にも用いられています。
