JP2005203410A - 量子細線の製造方法 - Google Patents

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健 井戸田
Takahiro Kawashima
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Abstract

【課題】 簡便な量子細線の製造方法を提供すること。
【解決手段】 ポリシランを溶媒に溶かしてスピンコート法によってポリシラン薄膜１０４を形成する。次に、ポリシラン薄膜１０４にドライエッチングを施すと、レジスト１０３のアンダーカットの部分がマスクとなり、ポリシラン細線１０５が形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は半導体の製造方法に関するもので、特にIV族元素混晶半導体を主成分とした半導体の製造方法に関する。
量子細線の内部では、電子の移動度が大きくなる。そのため、量子細線を高速デバイスへ応用することが期待されている。従来、Ｓｉ系の量子細線形成としては、リソグラフィーによる微細加工を用いる方法や結晶成長技術を用いる方法を挙げることができる（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
Physical Review Letter、Ｖｏｌｕｍｅ56、Ｎｕｍｂｅｒ17、1858−1861（1986年） 応用物理、第７２巻、第３号、ｐ291-297（2003年）
しかし、従来の量子細線の製造方法では、線幅がリソグラフィーの加工限界で制約され、また、結晶成長技術を用いる場合では大がかりな装置が必要となるという課題を有していた。
本発明は、上記のような従来の課題を解決するもので、簡便で低コストでの量子細線の製造方法を提供することを目的とする。
上記のような従来の課題を解決するために、本発明の量子細線の製造方法は、第１のシリコン基板上にシリコン酸化膜を形成し、シリコン酸化膜上にレジストをパターンニング後、シリコン酸化膜をドライエッチングし、ポリシランを溶媒に溶かしてスピンコート法によってポリシラン薄膜を形成し、次に、ポリシラン薄膜にドライエッチングを施してから、レジストを除去した後、第２のシリコン基板表面をドライエッチングを施してした第１シリコン基板の表面側に接触するように配置した状態で、一方向に擦るように第２シリコン基板を移動させる。
本構成によって、シリコン酸化膜のドライエッチング後、シリコン酸化膜にアンダーカット部分が生じ、このアンダーカット部分にポリシラン細線が形成される。そして、第２シリコン基板表面でポリシラン細線を一方向に擦ると、ポリシランのポリマー主鎖が第２シリコン基板を移動した方向に配向したポリシラン細線を形成することができる。
本発明の量子細線の製造方法によれば、簡便に低コストで量子細線を形成することができる。
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における量子細線の製造方法を示す構造断面図である。
図１（ａ）のように、第１シリコン基板１０１上にシリコン酸化膜１０２を形成し、シリコン酸化膜１０２上にレジスト１０３をパターンニングする。
次に、図１（ｂ）のように、パターンニングされたレジスト１０３をマスクとしてシリコン酸化膜１０２をドライエッチングする。この時、図１（ｂ）に示すようにレジスト１０３の下にアンダーカットＡが生じる。アンダーカットＡの大きさはエッチング時間、シリコン酸化膜１０２の膜厚で調整できる。
ドライエッチング後、図２（ａ）のように、ポリジヘキシルシランやポリジオクチルシランに代表されるポリシランを、トルエンなどに代表される有機溶媒に溶かしてスピンコート法によってポリシラン薄膜１０４を形成する。
次に、ポリシラン薄膜１０４にドライエッチングを施すと、図２（ｂ）のようにレジスト１０３のアンダーカットＡの部分がマスクとなり、ポリシラン細線１０５が形成される。
その後、レジスト１０３を除去して、図３（ａ）の構造を得る。
次に、図３（ｂ）のように、第２シリコン基板１０６表面をポリシラン細線１０５に接触するように配置した状態で、紙面と垂直な一方向に擦るように第２シリコン基板１０６を移動させる。この処理によってポリシラン細線１０５を構成するポリシランのポリマー主鎖が第２シリコン基板１０６を移動した方向に配向する。
この方法によれば、スピンコート法により、簡便に、ポリシラン細線１０５を構成するポリシランのポリマー主鎖が一方向に揃ったアンダーカットＡの幅を有する量子細線を得ることができる。
なお、本実施の形態において、量子細線の材料としてポリシランを用いたが、ポリゲルマン、または、ポリシランとポリゲルマンの混合物としても良い。具体的なポリゲルマンとしては、ポリジヘキシルゲルマンを挙げることができる。
ポリシランおよびポリゲルマンは、Ｓｉ原子またはＧｅ原子を主鎖としてポリマーであり、Ｓｉ原子またはＧｅ原子が有する４本の結合手のうち、２本の結合手は主鎖形成に、残り２本の結合手は、アルキル基などの側鎖置換基と結合している。
本発明にかかる量子細線の作製方法は、簡便であり、低コストでの量子細線作製が可能であって、トランジスタ等として有用である。また発光デバイス等の用途にも応用できる。
本発明の実施の形態１における量子細線の作製方法を示す構造断面図 本発明の実施の形態１における量子細線の作製方法を示す構造断面図 本発明の実施の形態１における量子細線の作製方法を示す構造断面図
符号の説明
１０１ 第１シリコン基板
１０２ シリコン酸化膜
１０３ レジスト
１０４ ポリシラン薄膜
１０５ ポリシラン細線
１０６ 第２シリコン基板

Claims (3)

  1. 第１のシリコン基板上にシリコン酸化膜を形成し、前記シリコン酸化膜上にレジストをパターンニングする工程と、
    前記パターンニングされたレジストをマスクとしてシリコン酸化膜をドライエッチングする工程と、
    前記ドライエッチング後に、ポリシランを溶媒に溶かしてスピンコート法によってポリシラン薄膜を形成する工程と、
    前記ポリシラン薄膜にドライエッチングを施した後、レジストを剥離する工程と、
    第２のシリコン基板の表面を前記のポリシラン薄膜ドライエッチングで残留したポリシランに接触するように配置した状態で、一方向に第２のシリコン基板１０６を移動させる工程と
    を備えている量子細線の製造方法。
  2. ポリシランを、ポリゲルマンとした、請求項１に記載の量子細線の製造方法。
  3. ポリシランを、ポリシランとポリゲルマンの混合物とした、請求項１に記載の量子細線の製造方法。

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009057442A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Institute Of Physical & Chemical Research 高屈折率組成物
JP2013513960A (ja) * 2009-12-15 2013-04-22 コンソルティオ デルタ ティアイ リサーチ 絶縁材料を介して行と列に並べた導電性材料製又は半導体材料製の平行なナノワイヤを具備したセーベック／ペルティエ効果を利用した熱電気変換装置とその製造方法

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