JP2003142695A - 微細構造素子の作製方法 - Google Patents
微細構造素子の作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リソグラフィー技術の加工精度限界に比べて
小さく、かつ、高い結晶性を維持した梁を作製できる、
微細構造素子の作製方法を提供する。 【解決手段】 ガリウム砒素基板１の上に、結晶成長あ
るいは結晶成長後の表面処理により、単原子あるいは単
分子ステップの束を形成する第１の工程と、ステップの
束に梁を構成するためのインジウム砒素を、選択的に成
長させる第２の工程と、インジウム砒素の細線２の成長
後、その下部のガリウム砒素基板１のみを、選択的エッ
チングにより取り除き、インジウム砒素カンチレバー２
Ａを形成する第３の工程とを含む。
小さく、かつ、高い結晶性を維持した梁を作製できる、
微細構造素子の作製方法を提供する。 【解決手段】 ガリウム砒素基板１の上に、結晶成長あ
るいは結晶成長後の表面処理により、単原子あるいは単
分子ステップの束を形成する第１の工程と、ステップの
束に梁を構成するためのインジウム砒素を、選択的に成
長させる第２の工程と、インジウム砒素の細線２の成長
後、その下部のガリウム砒素基板１のみを、選択的エッ
チングにより取り除き、インジウム砒素カンチレバー２
Ａを形成する第３の工程とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、民生機器用素
子、通信用として用いられる微細構造素子の作製方法に
関するものである。
子、通信用として用いられる微細構造素子の作製方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】微細構造素子は、リソグラフィーによる
微細加工技術の応用によって作製される。そして、微細
構造素子は、構造要素として微細な梁（はり）を備え
る。つまり、リソグラフィーによる微細加工技術を応用
し、微細構造素子には、微細なカンチレバーやビームな
どの梁が作製される。微細構造素子は、作製された梁の
弾性的・機械的性質や機能を用いる。この微細構造素子
は、一般にマイクロマシンやＭＥＭＳ（Micro Electrom
echanical Systems）などと呼ばれ、高感度センサや光
スイッチなどの民生機器用および通信用素子として、広
く用いられている。
微細加工技術の応用によって作製される。そして、微細
構造素子は、構造要素として微細な梁（はり）を備え
る。つまり、リソグラフィーによる微細加工技術を応用
し、微細構造素子には、微細なカンチレバーやビームな
どの梁が作製される。微細構造素子は、作製された梁の
弾性的・機械的性質や機能を用いる。この微細構造素子
は、一般にマイクロマシンやＭＥＭＳ（Micro Electrom
echanical Systems）などと呼ばれ、高感度センサや光
スイッチなどの民生機器用および通信用素子として、広
く用いられている。
【０００３】微細構造素子の作製で最も重要な点は、そ
の弾性的・機械的な機能を有する梁の作製過程である。
その一例として、半導体であるシリコンを用いて、片持
梁、つまりカンチレバーをリソグラフィー技術により作
製する過程を、図６に示す。この作製過程では、図６
（ａ）に示すように、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）
基板を用いる。ＳＯＩ基板は、単結晶シリコン基板１０
１上に、酸化シリコン薄膜１０２と単結晶シリコン薄膜
１０３とが形成されたものである。単結晶シリコン基板
１０１は、シリコン結晶からなる基板であり、酸化シリ
コン薄膜１０２は、単結晶シリコン基板１０１の表面近
傍に形成された酸化シリコン膜である。また、単結晶シ
リコン薄膜１０３は、酸化シリコン薄膜１０２を覆う単
結晶シリコン薄膜である。このようなＳＯＩ基板は、一
般に広く市販されている。
の弾性的・機械的な機能を有する梁の作製過程である。
その一例として、半導体であるシリコンを用いて、片持
梁、つまりカンチレバーをリソグラフィー技術により作
製する過程を、図６に示す。この作製過程では、図６
（ａ）に示すように、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）
基板を用いる。ＳＯＩ基板は、単結晶シリコン基板１０
１上に、酸化シリコン薄膜１０２と単結晶シリコン薄膜
１０３とが形成されたものである。単結晶シリコン基板
１０１は、シリコン結晶からなる基板であり、酸化シリ
コン薄膜１０２は、単結晶シリコン基板１０１の表面近
傍に形成された酸化シリコン膜である。また、単結晶シ
リコン薄膜１０３は、酸化シリコン薄膜１０２を覆う単
結晶シリコン薄膜である。このようなＳＯＩ基板は、一
般に広く市販されている。
【０００４】このＳＯＩ基板の面内形状を、図６（ｂ）
に示すように、フォトリソグラフィーの手法を用いてメ
サ型に加工する。つぎに、フッ酸を用いて、図６（ｃ）
に示すように、酸化シリコン薄膜１０２のみを選択的に
エッチングする。これによって、単結晶シリコン薄膜１
０３と同じ厚さを持つシリコンカンチレバー１０３Ａが
作製される。
に示すように、フォトリソグラフィーの手法を用いてメ
サ型に加工する。つぎに、フッ酸を用いて、図６（ｃ）
に示すように、酸化シリコン薄膜１０２のみを選択的に
エッチングする。これによって、単結晶シリコン薄膜１
０３と同じ厚さを持つシリコンカンチレバー１０３Ａが
作製される。
【０００５】このようにして形成されたシリコンカンチ
レバー１０３Ａは、上下方向に撓ませることができる。
そして、この撓みを検出することにより、高感度の位置
・加速度センサを作製することが可能となる。また、外
部から電界等をかけることにより、シリコンカンチレバ
ー１０３Ａの撓みを外部制御することを特徴とする素子
も、原子間力顕微鏡の探針などに広く応用されている。
レバー１０３Ａは、上下方向に撓ませることができる。
そして、この撓みを検出することにより、高感度の位置
・加速度センサを作製することが可能となる。また、外
部から電界等をかけることにより、シリコンカンチレバ
ー１０３Ａの撓みを外部制御することを特徴とする素子
も、原子間力顕微鏡の探針などに広く応用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の作製
過程により生成された微細構造素子の応答速度、例え
ば、カンチレバーを用いた加速度センサの応答速度は、
カンチレバーの持つ固有振動数の逆数によって与えられ
る。一般に、素子サイズが小さなカンチレバーほど、固
有振動数が高い。したがって、高速応答を可能とするた
めには、カンチレバーのサイズを小さくしなければなら
ない。
過程により生成された微細構造素子の応答速度、例え
ば、カンチレバーを用いた加速度センサの応答速度は、
カンチレバーの持つ固有振動数の逆数によって与えられ
る。一般に、素子サイズが小さなカンチレバーほど、固
有振動数が高い。したがって、高速応答を可能とするた
めには、カンチレバーのサイズを小さくしなければなら
ない。
【０００７】しかし、カンチレバーのサイズは、現在の
リソグラフィー技術の加工精度による限界以下に低減す
ることができない。その典型的な長さは、フォトリソグ
ラフィーの場合には１ミクロン程度であり、電子ビーム
リソグラフィーの場合には数十ナノメーター程度であ
る。
リソグラフィー技術の加工精度による限界以下に低減す
ることができない。その典型的な長さは、フォトリソグ
ラフィーの場合には１ミクロン程度であり、電子ビーム
リソグラフィーの場合には数十ナノメーター程度であ
る。
【０００８】また、後者の電子ビームリソグラフィーの
手法では、露光過程における高エネルギーかつ高強度の
電子線照射、ならびに、引き続いて行われるエッチング
が引き起こすダメージにより、結晶性が大きく劣化する
ことが知られている。この結晶性の劣化は、梁の機械的
な共振特性を著しく低下させるため、梁の機械的共振を
用いた電荷センサー等の素子の検出感度に悪影響を与え
る。同様の問題は、このような極めて微細な梁を構造要
素として含む、あらゆる素子に対して生じ、素子の応答
速度と共振特性とに対する限界を与える。
手法では、露光過程における高エネルギーかつ高強度の
電子線照射、ならびに、引き続いて行われるエッチング
が引き起こすダメージにより、結晶性が大きく劣化する
ことが知られている。この結晶性の劣化は、梁の機械的
な共振特性を著しく低下させるため、梁の機械的共振を
用いた電荷センサー等の素子の検出感度に悪影響を与え
る。同様の問題は、このような極めて微細な梁を構造要
素として含む、あらゆる素子に対して生じ、素子の応答
速度と共振特性とに対する限界を与える。
【０００９】この発明は、前記の課題を解決し、リソグ
ラフィー技術の加工精度限界に比べて小さく、かつ、高
い結晶性を維持した梁を作製できる、微細構造素子の作
製方法を提供することを目的とする。
ラフィー技術の加工精度限界に比べて小さく、かつ、高
い結晶性を維持した梁を作製できる、微細構造素子の作
製方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、構造要素として微細な梁を有
し、その弾性的な変位あるいは機械的な運動を検出もし
くは駆動することを、動作機構の少なくとも一部として
有する微細構造素子の作製方法において、基板として用
いる固体結晶材料の上に、結晶成長あるいは結晶成長後
の表面処理により、単原子あるいは単分子ステップの束
を形成する第１の工程と、前記ステップの束に梁を構成
するための梁材料を、選択的に成長させる第２の工程
と、前記梁材料の成長後、その下部の前記固体結晶材料
のみを、選択的エッチングにより取り除き、前記梁材料
からなる梁を形成する第３の工程とを含むことを特徴と
する微細構造素子の作製方法である。
に、請求項１の発明は、構造要素として微細な梁を有
し、その弾性的な変位あるいは機械的な運動を検出もし
くは駆動することを、動作機構の少なくとも一部として
有する微細構造素子の作製方法において、基板として用
いる固体結晶材料の上に、結晶成長あるいは結晶成長後
の表面処理により、単原子あるいは単分子ステップの束
を形成する第１の工程と、前記ステップの束に梁を構成
するための梁材料を、選択的に成長させる第２の工程
と、前記梁材料の成長後、その下部の前記固体結晶材料
のみを、選択的エッチングにより取り除き、前記梁材料
からなる梁を形成する第３の工程とを含むことを特徴と
する微細構造素子の作製方法である。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載の微細
構造素子の作製方法おいて、前記第３の工程では、前記
成長後の梁材料と交差する方向に対してメサエッチング
を行って、直線状の段差を形成し、この後、前記成長し
た梁材料の下部の前記固体結晶材料のみを、選択的エッ
チングにより除くことを特徴とする。
構造素子の作製方法おいて、前記第３の工程では、前記
成長後の梁材料と交差する方向に対してメサエッチング
を行って、直線状の段差を形成し、この後、前記成長し
た梁材料の下部の前記固体結晶材料のみを、選択的エッ
チングにより除くことを特徴とする。
【００１２】この発明によれば、第１の過程によって、
結晶成長により単分子あるいは単原子ステップの束を形
成する。そして、第２の過程と第３の過程とによって、
そこへの選択的成長ならびに選択的エッチングを用い
て、梁を作製する。この結果、従来のリソグラフィーを
用いた手法に比較し、極めて微細かつ高品質な梁を有す
る微細構造素子を作製することが可能である。
結晶成長により単分子あるいは単原子ステップの束を形
成する。そして、第２の過程と第３の過程とによって、
そこへの選択的成長ならびに選択的エッチングを用い
て、梁を作製する。この結果、従来のリソグラフィーを
用いた手法に比較し、極めて微細かつ高品質な梁を有す
る微細構造素子を作製することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて、図面を参照して詳しく説明する。この実施の形
態では、微細構造素子の梁として、インジウム砒素カン
チレバーを作成する場合を例としている。この実施の形
態では、（１１１）Ａ方向に５度微傾斜した（１１０）
ガリウム砒素基板１を用いる。結晶成長装置に導入され
たガリウム砒素基板１を、表面からの砒素脱離を補うに
足りる十分な量の砒素分子線を表面に供給した状態で、
６００度に加熱する。これによって、ガリウム砒素基板
１の表面を覆っていた酸化膜が熱分解して蒸発する。こ
れにより、ガリウム砒素が露出した表面が形成される。
さらに、１０分以上の加熱を継続すると、ガリウム砒素
基板１の表面の単分子ステップが熱エネルギーにより均
等に分布する。
ついて、図面を参照して詳しく説明する。この実施の形
態では、微細構造素子の梁として、インジウム砒素カン
チレバーを作成する場合を例としている。この実施の形
態では、（１１１）Ａ方向に５度微傾斜した（１１０）
ガリウム砒素基板１を用いる。結晶成長装置に導入され
たガリウム砒素基板１を、表面からの砒素脱離を補うに
足りる十分な量の砒素分子線を表面に供給した状態で、
６００度に加熱する。これによって、ガリウム砒素基板
１の表面を覆っていた酸化膜が熱分解して蒸発する。こ
れにより、ガリウム砒素が露出した表面が形成される。
さらに、１０分以上の加熱を継続すると、ガリウム砒素
基板１の表面の単分子ステップが熱エネルギーにより均
等に分布する。
【００１４】こうして、ガリウム砒素基板１には、図１
に示すように、この基板の表面に均等に分布して、単分
子ステップ１Ａを形成する。
に示すように、この基板の表面に均等に分布して、単分
子ステップ１Ａを形成する。
【００１５】ガリウム砒素基板１の表面に均等に分布し
ている単分子ステップ１Ａは、第１の条件を用いて、ガ
リウム砒素を結晶成長することにより次第に集合し、図
２に示すように、単分子ステップの束１Ｂを形成する。
この第１の条件について以下に述べる。
ている単分子ステップ１Ａは、第１の条件を用いて、ガ
リウム砒素を結晶成長することにより次第に集合し、図
２に示すように、単分子ステップの束１Ｂを形成する。
この第１の条件について以下に述べる。
【００１６】結晶成長あるいは結晶成長後の表面処理に
よって、固体表面に単分子ステップの束（あるいは単原
子ステップの束）１Ｂを形成し、その表面に異なる材料
を同じく結晶成長した場合、条件により、そのステップ
の束に選択的に結晶成長が進み、細線状の半導体が形成
される現象は、いくつかの材料系で報告されている。
よって、固体表面に単分子ステップの束（あるいは単原
子ステップの束）１Ｂを形成し、その表面に異なる材料
を同じく結晶成長した場合、条件により、そのステップ
の束に選択的に結晶成長が進み、細線状の半導体が形成
される現象は、いくつかの材料系で報告されている。
【００１７】例えば、（１１０）という面方位から（１
１１）Ａ方向に３〜６度微傾斜させたガリウム砒素基板
１の上に、同じくガリウム砒素からなる薄膜をクラッキ
ングしたアルシンをAsのソースとしたガスソースＭＢＥ
（分子線エピタキシャル成長）を用いて、比較的遅い成
長速度（約２００から４００ナノメートル／時程度）で
結晶成長する（第１の条件）。これによって、高さが１
０ナノメートル程度の分子ステップの束が形成される。
これについては、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・ア
プライド・フィジックス誌、３４巻、第１部、８号、１
９９５年、４４１１−４４１３頁（Japanese Journal o
f Applied Physics，Volume 34，Part 1，No.8，1995 p
p.4411-4413）に、M. Takeuchiらにより報告されてい
る。
１１）Ａ方向に３〜６度微傾斜させたガリウム砒素基板
１の上に、同じくガリウム砒素からなる薄膜をクラッキ
ングしたアルシンをAsのソースとしたガスソースＭＢＥ
（分子線エピタキシャル成長）を用いて、比較的遅い成
長速度（約２００から４００ナノメートル／時程度）で
結晶成長する（第１の条件）。これによって、高さが１
０ナノメートル程度の分子ステップの束が形成される。
これについては、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・ア
プライド・フィジックス誌、３４巻、第１部、８号、１
９９５年、４４１１−４４１３頁（Japanese Journal o
f Applied Physics，Volume 34，Part 1，No.8，1995 p
p.4411-4413）に、M. Takeuchiらにより報告されてい
る。
【００１８】こうして、前記第１の条件によって、ガリ
ウム砒素基板１には単分子ステップの束１Ｂが形成され
る。以上が第１の過程である。
ウム砒素基板１には単分子ステップの束１Ｂが形成され
る。以上が第１の過程である。
【００１９】単分子ステップの束１Ｂが形成された表面
に、第２の条件を用いてインジウム砒素を結晶成長する
と、ステップの束の上に選択的にインジウム砒素の成長
がおこり、図３に示すように、インジウム砒素の細線２
が形成される。この第２の条件について、以下で述べ
る。
に、第２の条件を用いてインジウム砒素を結晶成長する
と、ステップの束の上に選択的にインジウム砒素の成長
がおこり、図３に示すように、インジウム砒素の細線２
が形成される。この第２の条件について、以下で述べ
る。
【００２０】前記の第１の条件によって形成された単分
子ステップの束（あるいは単原子ステップの束）の上
に、５８０度程度といった分子ステップのない平坦なテ
ラス部分に吸着したInAsが蒸発する温度において成長し
たインジウム砒素は、ステップの束に沿って選択的に成
長する（第２の条件）。これについては、ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス誌、３
８巻、第１部、８号、１９９９年、４６７３−４６７５
頁（Japanese Journal of Applied Physics，Volume 3
8，Part 1，No.8，1999 pp.4673-4675）に、S.Toriiら
によって報告されている。
子ステップの束（あるいは単原子ステップの束）の上
に、５８０度程度といった分子ステップのない平坦なテ
ラス部分に吸着したInAsが蒸発する温度において成長し
たインジウム砒素は、ステップの束に沿って選択的に成
長する（第２の条件）。これについては、ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス誌、３
８巻、第１部、８号、１９９９年、４６７３−４６７５
頁（Japanese Journal of Applied Physics，Volume 3
8，Part 1，No.8，1999 pp.4673-4675）に、S.Toriiら
によって報告されている。
【００２１】このような現象がおきる理由は、分子ステ
ップ上では化学的に活性な不対ボンドが高密度に整列し
ているため、化学結合が形成されやすく、結晶成長が選
択的に進むことによる。この現象によって形成された細
線は、狭いものでナノメーター程度の幅を持つ。この細
線は、電子ビームリソグラフィーによって人工的に作製
された細線構造に比べて、はるかに小さなサイズを有
す。また、前記の自然現象によって形成された細線で
は、高純度、高品質の結晶成長の手法を用いているた
め、前述の電子ビームリソグラフィーによる結晶性低下
の問題が生じない。
ップ上では化学的に活性な不対ボンドが高密度に整列し
ているため、化学結合が形成されやすく、結晶成長が選
択的に進むことによる。この現象によって形成された細
線は、狭いものでナノメーター程度の幅を持つ。この細
線は、電子ビームリソグラフィーによって人工的に作製
された細線構造に比べて、はるかに小さなサイズを有
す。また、前記の自然現象によって形成された細線で
は、高純度、高品質の結晶成長の手法を用いているた
め、前述の電子ビームリソグラフィーによる結晶性低下
の問題が生じない。
【００２２】こうして、単分子ステップの束１Ｂの上に
インジウム砒素の細線２が形成される。以上が第２の過
程である。
インジウム砒素の細線２が形成される。以上が第２の過
程である。
【００２３】この後、ガリウム砒素基板１の表面にフォ
トリソグラフィーを用いて、硫酸、水、過酸化水素水を
５：２５：１に混合した溶液を用いて、室温にてメサエ
ッチングを行い、図４に示すように、インジウム砒素の
細線２と交差する方向に直線状の段差１Ｃを作る。その
後、アンモニア、水、過酸化水素水を１：３０：１２０
に混合した溶液を用いて、室温においてガリウム砒素の
みを選択的に数十秒間エッチングする。これにより、図
５に示すように、インジウム砒素カンチレバー２Ａが形
成される。以上が第３の過程である。
トリソグラフィーを用いて、硫酸、水、過酸化水素水を
５：２５：１に混合した溶液を用いて、室温にてメサエ
ッチングを行い、図４に示すように、インジウム砒素の
細線２と交差する方向に直線状の段差１Ｃを作る。その
後、アンモニア、水、過酸化水素水を１：３０：１２０
に混合した溶液を用いて、室温においてガリウム砒素の
みを選択的に数十秒間エッチングする。これにより、図
５に示すように、インジウム砒素カンチレバー２Ａが形
成される。以上が第３の過程である。
【００２４】このように、この実施の形態によれば、微
細構造の面内の形状を切り出す際に、リソグラフィーの
手法を用いず、ステップの束に沿って成長した細線を選
択エッチングによって切り出すことにより、リソグラフ
ィー技術の加工精度限界より小さく、かつ高い結晶性を
維持した梁を作製できる。
細構造の面内の形状を切り出す際に、リソグラフィーの
手法を用いず、ステップの束に沿って成長した細線を選
択エッチングによって切り出すことにより、リソグラフ
ィー技術の加工精度限界より小さく、かつ高い結晶性を
維持した梁を作製できる。
【００２５】この結果、長さが３０ナノメーター、幅１
０ナノメーター、厚さが６ナノメーターという、電子ビ
ームリソグラフィーでは作製不可能な、極めて微細かつ
高品質な半導体カンチレバーであるインジウム砒素カン
チレバー２Ａを作製できた。
０ナノメーター、厚さが６ナノメーターという、電子ビ
ームリソグラフィーでは作製不可能な、極めて微細かつ
高品質な半導体カンチレバーであるインジウム砒素カン
チレバー２Ａを作製できた。
【００２６】以上、この発明の実施の形態を詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるもので
はなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更
等があっても、この発明に含まれる。
たが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるもので
はなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更
等があっても、この発明に含まれる。
【００２７】例えば、この実施の形態では、細線の形成
後メサエッチングにより直線状の段差を作ったが、基板
を劈開により切断し、その断面から選択エッチングを行
う場合においても、この発明の本質的な部分を逸脱する
ものでないことは自明である。
後メサエッチングにより直線状の段差を作ったが、基板
を劈開により切断し、その断面から選択エッチングを行
う場合においても、この発明の本質的な部分を逸脱する
ものでないことは自明である。
【００２８】また、この実施の形態では、いわゆる片持
梁と呼ばれるカンチレバー構造について説明したが、こ
の発明の本質的な部分を逸脱しない範囲において、両側
が基板に固定されている両持梁構造など、他の弾性的に
変位しうる、あるいは、機械的に運動しうる、あらゆる
微細構造に適用可能であることはいうまでもない。
梁と呼ばれるカンチレバー構造について説明したが、こ
の発明の本質的な部分を逸脱しない範囲において、両側
が基板に固定されている両持梁構造など、他の弾性的に
変位しうる、あるいは、機械的に運動しうる、あらゆる
微細構造に適用可能であることはいうまでもない。
【００２９】さらに、この実施の形態では、カンチレバ
ーの材料としてインジウム砒素、基板材料としてガリウ
ム砒素を用いたが、これらを構成する材料として、半導
体のみならず、金属、絶縁体、超伝導材料等、単結晶薄
膜の成長手法を適用できる、あらゆる種類の固体材料を
用いることが可能であることは言うまでもない。
ーの材料としてインジウム砒素、基板材料としてガリウ
ム砒素を用いたが、これらを構成する材料として、半導
体のみならず、金属、絶縁体、超伝導材料等、単結晶薄
膜の成長手法を適用できる、あらゆる種類の固体材料を
用いることが可能であることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、結晶成長により単分子あるいは単原子ステップの束
を形成し、そこへの選択的成長ならびに選択的エッチン
グを用いて梁を作製することにより、従来のリソグラフ
ィーを用いた手法に比較し、極めて微細かつ高品質な梁
を有する素子を作製することが可能である。これによ
り、応答速度や検出感度が著しく改善されたマイクロマ
シン、ＭＥＭＳ素子を作製することが可能である。
ば、結晶成長により単分子あるいは単原子ステップの束
を形成し、そこへの選択的成長ならびに選択的エッチン
グを用いて梁を作製することにより、従来のリソグラフ
ィーを用いた手法に比較し、極めて微細かつ高品質な梁
を有する素子を作製することが可能である。これによ
り、応答速度や検出感度が著しく改善されたマイクロマ
シン、ＭＥＭＳ素子を作製することが可能である。
【図１】この発明の実施の形態による微細構造素子の作
製方法を示す模式図である。
製方法を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態による微細構造素子の作
製方法を示す模式図である。
製方法を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態による微細構造素子の作
製方法を示す模式図である。
製方法を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態による微細構造素子の作
製方法を示す模式図である。
製方法を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態による微細構造素子の作
製方法を示す模式図である。
製方法を示す模式図である。
【図６】半導体であるシリコンを用いて片持梁を作製す
る従来の過程を示す模式図である。
る従来の過程を示す模式図である。
１ ガリウム砒素基板
１Ａ 単分子ステップ
１Ｂ 単分子ステップの束
１Ｃ 直線状の段差
２ インジウム砒素の細線
２Ａ インジウム砒素カンチレバー
─────────────────────────────────────────────────────
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Ｆターム(参考） 4M112 AA02 BA00 CA21 CA23 CA24
CA25 DA04 DA07 EA09 FA01
FA20
5F043 AA14 BB07 DD30 FF02 FF05
GG10
Claims (2)
- 【請求項１】 構造要素として微細な梁を有し、その弾
性的な変位あるいは機械的な運動を検出もしくは駆動す
ることを、動作機構の少なくとも一部として有する微細
構造素子の作製方法において、 基板として用いる固体結晶材料の上に、結晶成長あるい
は結晶成長後の表面処理により、単原子あるいは単分子
ステップの束を形成する第１の工程と、 前記ステップの束に梁を構成するための梁材料を、選択
的に成長させる第２の工程と、 前記梁材料の成長後、その下部の前記固体結晶材料のみ
を、選択的エッチングにより取り除き、前記梁材料から
なる梁を形成する第３の工程とを含むことを特徴とする
微細構造素子の作製方法。 - 【請求項２】 前記第３の工程では、前記成長後の梁材
料と交差する方向に対してメサエッチングを行って、直
線状の段差を形成し、この後、前記成長した梁材料の下
部の前記固体結晶材料のみを、選択的エッチングにより
除くことを特徴とする請求項１に記載の微細構造素子の
作製方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001336171A JP4046175B2 (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | 微細構造素子の作製方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003142695A true JP2003142695A (ja) | 2003-05-16 |
| JP4046175B2 JP4046175B2 (ja) | 2008-02-13 |
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| JP (1) | JP4046175B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038385A (ja) * | 2008-09-12 | 2009-02-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体力検出装置 |
| US7950282B2 (en) | 2007-03-23 | 2011-05-31 | Seiko Epson Corporation | Acceleration sensor incorporating a piezoelectric device |
| US7954377B2 (en) | 2007-03-28 | 2011-06-07 | Seiko Epson Corporation | Acceleration sensor incorporating a piezoelectric device |
-
2001
- 2001-11-01 JP JP2001336171A patent/JP4046175B2/ja not_active Expired - Fee Related
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