JP2012056015A - Method for manufacturing nanowire device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ナノワイヤデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nanowire device.
近年、半導体基板の表面に、結晶を略垂直にエピタキシャル成長させることにより複数のナノワイヤ状半導体を形成したナノワイヤ状半導体アレイが知られている（例えば非特許文献１参照）。前記ナノワイヤ状半導体アレイは、太陽電池、発光デバイス、トランジスタ、各種センサ等のデバイスとしての応用が検討されている。尚、本願では、前記ナノワイヤ状半導体アレイを備えるデバイスを、「ナノワイヤデバイス」と記載する。 In recent years, a nanowire-like semiconductor array is known in which a plurality of nanowire-like semiconductors are formed by epitaxially growing crystals substantially vertically on the surface of a semiconductor substrate (see, for example, Non-Patent Document 1). Applications of the nanowire-like semiconductor array as devices such as solar cells, light-emitting devices, transistors, and various sensors are being studied. In the present application, a device including the nanowire-like semiconductor array is referred to as a “nanowire device”.
しかしながら、前記従来のナノワイヤデバイスは、製造の際に半導体基板の表面にナノワイヤ状半導体を形成するので、該半導体基板がそのまま支持基板となり、半導体の接合や商品設計の面で制約を受けるという不都合がある。 However, since the conventional nanowire device forms a nanowire-like semiconductor on the surface of the semiconductor substrate during manufacture, the semiconductor substrate becomes a support substrate as it is, and there is a disadvantage that it is restricted in terms of semiconductor bonding and product design. is there.
本発明は、かかる不都合を解消して、半導体の接合や商品設計の面で優れた自由度を得ることができるナノワイヤデバイスの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nanowire device that can eliminate such disadvantages and can obtain a high degree of freedom in terms of semiconductor bonding and product design.
かかる目的を達成するために、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法の第１の態様は、半導体基板の表面に、結晶をエピタキシャル成長させて複数のナノワイヤ状半導体を形成する工程と、該ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する工程と、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の該半導体基板と反対側の面に支持基板を形成する工程と、該半導体基板から、外力により該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離して、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体及び該支持基板を備えるナノワイヤ状半導体アレイを形成する工程とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, a first aspect of a method for producing a nanowire device of the present invention includes a step of epitaxially growing a crystal on a surface of a semiconductor substrate to form a plurality of nanowire-like semiconductors, Filling the gap with a filler and embedding the nanowire-like semiconductor to form a nanowire-like semiconductor-filler composite, and supporting the nanowire-like semiconductor-filler composite on the surface opposite to the semiconductor substrate A step of forming a substrate, and the nanowire-like semiconductor-filler composite is peeled from the semiconductor substrate by an external force to form a nanowire-like semiconductor array including the nanowire-like semiconductor-filler composite and the support substrate. And a process.
本発明の第１の態様によれば、まず、半導体基板の表面に、結晶をエピタキシャル成長させて形成した複数のナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する。次に、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の前記半導体基板と反対側の面に支持基板を形成し、該半導体基板から、外力により該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離する。 According to the first aspect of the present invention, first, a nanowire-like semiconductor is embedded by filling a gap between a plurality of nanowire-like semiconductors formed by epitaxially growing crystals on the surface of a semiconductor substrate. A semiconductor-filler composite is formed. Next, a support substrate is formed on the surface of the nanowire-like semiconductor-filler composite opposite to the semiconductor substrate, and the nanowire-like semiconductor-filler composite is peeled from the semiconductor substrate by an external force.
この結果、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体及び前記支持基板を備えるナノワイヤ状半導体アレイを形成することができ、該ナノワイヤ状半導体アレイをナノワイヤデバイスとして用いることができる。本発明の第１の態様により得られるナノワイヤデバイスは、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体に前記半導体基板とは異なる支持基板を形成するので、該支持基板として所望の材料を用いることができ、半導体の接合や商品設計の面で優れた自由度を得ることができる。 As a result, a nanowire semiconductor array including the nanowire semiconductor-filler composite and the support substrate can be formed, and the nanowire semiconductor array can be used as a nanowire device. Since the nanowire device obtained by the first aspect of the present invention forms a support substrate different from the semiconductor substrate in the nanowire-like semiconductor-filler composite, a desired material can be used as the support substrate, Excellent flexibility in terms of semiconductor bonding and product design can be obtained.
また、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法の第１の態様は、前記ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成した後、前記半導体基板と反対側の該充填剤の一部を除去して、該ナノワイヤ状半導体の先端を露出させる工程と、露出された該ナノワイヤ状半導体の先端に接続される電極を形成する工程と、該電極上に前記支持基板を形成する工程とを備えることが好ましい。 Further, in the first aspect of the method for producing a nanowire device of the present invention, after the nanowire-like semiconductor is filled by filling a gap in the nanowire-like semiconductor to form the nanowire-like semiconductor-filler composite, Removing a part of the filler opposite to the semiconductor substrate to expose the tip of the nanowire-like semiconductor; and forming an electrode connected to the exposed tip of the nanowire-like semiconductor; And a step of forming the support substrate on the electrode.
このようにすることにより、本発明の第１の態様では、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体と前記支持基板との間に、所望の材料からなる電極を介在させることができる。 By doing so, in the first aspect of the present invention, an electrode made of a desired material can be interposed between the nanowire-like semiconductor-filler composite and the support substrate.
一方、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法の第２の態様は、半導体基板の表面に、結晶をエピタキシャル成長させて複数のナノワイヤ状半導体を形成する工程と、該ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する工程と、該充填剤を熱収縮させ、該半導体基板から、該充填剤の熱収縮応力により該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離して、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を備えるナノワイヤ状半導体アレイを形成する工程とを備えることを特徴とする。 On the other hand, the second aspect of the method for producing a nanowire device of the present invention includes a step of epitaxially growing a crystal on the surface of a semiconductor substrate to form a plurality of nanowire-like semiconductors, and filling a gap between the nanowire-like semiconductors. The nanowire-like semiconductor is embedded to form a nanowire-like semiconductor-filler composite, and the filler is thermally shrunk from the semiconductor substrate by the heat shrinkage stress of the filler. Peeling the filler complex to form a nanowire semiconductor array comprising the nanowire semiconductor-filler complex.
本発明の第２の態様によれば、まず、半導体基板の表面に、結晶をエピタキシャル成長させて形成した複数のナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する。次に、充填剤を熱収縮させ、前記半導体基板から、前記充填剤の熱収縮応力により前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離する。 According to the second aspect of the present invention, first, a nanowire-like semiconductor is embedded by filling a gap between a plurality of nanowire-like semiconductors formed by epitaxially growing crystals on the surface of a semiconductor substrate. A semiconductor-filler composite is formed. Next, the filler is thermally contracted, and the nanowire-like semiconductor-filler composite is peeled from the semiconductor substrate by the thermal contraction stress of the filler.
この結果、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体からなるナノワイヤ状半導体アレイを形成することができ、該ナノワイヤ状半導体アレイをナノワイヤデバイスとして用いることができる。本発明の第２の態様によれば、前記充填剤の熱収縮応力により前記半導体基板から前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離するので、該充填剤を熱収縮させればよく、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体に外力を加える必要がない。従って、前記半導体基板から前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離する操作を容易に行うことができる。 As a result, a nanowire semiconductor array made of the nanowire semiconductor-filler composite can be formed, and the nanowire semiconductor array can be used as a nanowire device. According to the second aspect of the present invention, since the nanowire-like semiconductor-filler composite is peeled from the semiconductor substrate by the heat shrinkage stress of the filler, the filler may be heat-shrinked. There is no need to apply an external force to the semiconductor-filler composite. Therefore, the operation of peeling the nanowire-like semiconductor-filler composite from the semiconductor substrate can be easily performed.
また、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法の第２の態様は、前記ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成した後、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の前記半導体基板と反対側の面に熱収縮性材料層を形成する工程とを備えることが好ましい。 Further, in the second aspect of the method for producing a nanowire device of the present invention, after the nanowire-like semiconductor is filled by filling a gap in the nanowire-like semiconductor to form the nanowire-like semiconductor-filler composite, And a step of forming a heat-shrinkable material layer on the surface of the nanowire-like semiconductor-filler composite opposite to the semiconductor substrate.
このようにすることにより、本発明の第２の態様では、前記充填剤を熱収縮させて前記半導体基板から前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離する際に、前記熱収縮性材料層も熱収縮させることができる。従って、前記充填剤の熱収縮応力に加えて、前記熱収縮性材料層の熱収縮応力も作用させることができ、前記半導体基板から前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離する操作をより容易に行うことができる。 Thus, in the second aspect of the present invention, when the filler is thermally shrunk and the nanowire-like semiconductor-filler composite is peeled from the semiconductor substrate, the heat-shrinkable material layer is also Heat shrinkable. Therefore, in addition to the heat shrinkage stress of the filler, the heat shrinkage stress of the heat-shrinkable material layer can also act, and the operation of peeling the nanowire-like semiconductor-filler composite from the semiconductor substrate is easier. Can be done.
また、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法の第２の態様は、前記ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成した後、前記半導体基板と反対側の該充填剤の一部を除去して、該ナノワイヤ状半導体の先端を露出させる工程と、露出された該ナノワイヤ状半導体の先端に接続される電極を形成し、該電極を備えるナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する工程とを備えることが好ましい。 Further, in the second aspect of the method for producing a nanowire device of the present invention, after the nanowire-like semiconductor is filled by filling a gap in the nanowire-like semiconductor to form the nanowire-like semiconductor-filler composite, Removing a part of the filler on the side opposite to the semiconductor substrate to expose the tip of the nanowire-like semiconductor, and forming an electrode connected to the exposed tip of the nanowire-like semiconductor, Forming a nanowire-like semiconductor-filler composite comprising an electrode.
このようにすることにより、本発明の第２の態様では、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体に、所望の材料からなる電極を設けることができる。前記電極は、熱収縮性材料からなるものであってもよく、この場合には、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の前記半導体基板と反対側の面に前記熱収縮性材料層を形成するときと同一の効果を奏することができる。 By doing in this way, in the 2nd aspect of this invention, the electrode which consists of desired materials can be provided in the said nanowire-like semiconductor-filler composite_body | complex. The electrode may be made of a heat-shrinkable material. In this case, the heat-shrinkable material layer is formed on the surface opposite to the semiconductor substrate of the nanowire-like semiconductor-filler composite. The same effect can be achieved.
一方、前記電極が熱収縮性材料ではない場合には、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法の第２の態様は、該電極上に熱収縮性材料層を形成する工程とを備えることが好ましい。このようにすることにより、本発明の第２の態様では、熱収縮性材料ではない電極を形成する場合にも、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の前記半導体基板と反対側の面に前記熱収縮性材料層を形成するときと同一の効果を奏することができる。 On the other hand, when the electrode is not a heat-shrinkable material, the second aspect of the method for producing a nanowire device of the present invention preferably includes a step of forming a heat-shrinkable material layer on the electrode. Thus, in the second aspect of the present invention, even when an electrode that is not a heat-shrinkable material is formed, the nanowire-like semiconductor-filler composite is provided on the surface opposite to the semiconductor substrate. The same effect as when the heat-shrinkable material layer is formed can be obtained.
また、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法の第２の態様は、前記ナノワイヤ状半導体アレイの最外層に支持基板を形成する工程とを備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the 2nd aspect of the manufacturing method of the nanowire device of this invention comprises the process of forming a support substrate in the outermost layer of the said nanowire-like semiconductor array.
本発明の第２の態様により得られるナノワイヤデバイスは、前記支持基板を形成することにより、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体に前記半導体基板とは異なる支持基板を形成することができる。従って、前記支持基板として所望の材料を用いることができ、半導体の接合や商品設計の面で優れた自由度を得ることができる。 In the nanowire device obtained by the second aspect of the present invention, a support substrate different from the semiconductor substrate can be formed on the nanowire-like semiconductor-filler composite by forming the support substrate. Therefore, a desired material can be used as the support substrate, and an excellent degree of freedom in terms of semiconductor bonding and product design can be obtained.
前記支持基板は、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の前記半導体基板から剥離される面の反対側に設けられてもよく、該半導体基板から剥離される面に設けられてもよい。 The support substrate may be provided on the opposite side of the surface of the nanowire-like semiconductor-filler composite that is peeled from the semiconductor substrate, or may be provided on the surface that is peeled from the semiconductor substrate.
また、前記支持基板は、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体が前記熱収縮性材料層のみ、または前記電極と該熱収縮性材料層とを備える場合には、該熱収縮性材料層上に設けられてもよい。さらに、前記支持基板は、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体が前記電極のみを備える場合には、該電極上に設けられてもよい。 The support substrate may be formed on the heat-shrinkable material layer when the nanowire-like semiconductor-filler composite includes only the heat-shrinkable material layer or the electrode and the heat-shrinkable material layer. It may be provided. Furthermore, the support substrate may be provided on the electrode when the nanowire-shaped semiconductor-filler composite includes only the electrode.
本発明のナノワイヤデバイスの製造方法は、前記いずれかの態様において、前記半導体基板の表面に、該半導体基板と異なる材料からなる結晶をエピタキシャル成長させて複数のナノワイヤ状半導体を形成する工程を備えることが好ましい。このようにすることにより、前記半導体基板と前記ナノワイヤ状半導体とはヘテロ接合されることとなり、両者の間に歪みが形成されるので、前記半導体基板から前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離する操作をさらに容易に行うことができる。 The method of manufacturing a nanowire device of the present invention may include, in any one of the above aspects, a step of epitaxially growing a crystal made of a material different from the semiconductor substrate to form a plurality of nanowire semiconductors on the surface of the semiconductor substrate. preferable. By doing so, the semiconductor substrate and the nanowire-like semiconductor are heterojunctioned, and a strain is formed between them, so that the nanowire-like semiconductor-filler composite is peeled from the semiconductor substrate. This operation can be performed more easily.
また、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法は、前記いずれか態様においても、前記半導体基板の表面の一部を非晶質膜で被覆し、該非晶質膜から露出している該半導体基板の表面に、結晶をエピタキシャル成長させて複数のナノワイヤ状半導体を形成する工程を備えることにより、前記ナノワイヤ状半導体を形成することができる。 Further, in any of the above-described methods for producing a nanowire device of the present invention, a part of the surface of the semiconductor substrate is covered with an amorphous film, and the surface of the semiconductor substrate exposed from the amorphous film Furthermore, the nanowire-like semiconductor can be formed by providing a step of epitaxially growing a crystal to form a plurality of nanowire-like semiconductors.
この場合、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法は、前記非晶質膜から露出している前記半導体基板の表面の径を前記ナノワイヤ状半導体の径よりも小径とすることが好ましい。このようにすることにより、前記半導体基板と前記ナノワイヤ状半導体との間に歪みが形成されるので、前記半導体基板から前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離する操作をさらに容易に行うことができる。 In this case, in the method for manufacturing a nanowire device according to the present invention, the diameter of the surface of the semiconductor substrate exposed from the amorphous film is preferably smaller than the diameter of the nanowire-like semiconductor. By doing so, strain is formed between the semiconductor substrate and the nanowire-like semiconductor, so that the operation of peeling the nanowire-like semiconductor-filler composite from the semiconductor substrate can be further easily performed. it can.
また、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法は、前記半導体基板の表面に触媒金属を配置し、該触媒金属を介して結晶をエピタキシャル成長させて複数のナノワイヤ状半導体を形成する工程を備えることによっても、前記ナノワイヤ状半導体を形成することができる。 Also, the method for producing a nanowire device of the present invention includes a step of arranging a catalytic metal on the surface of the semiconductor substrate and epitaxially growing a crystal through the catalytic metal to form a plurality of nanowire-like semiconductors. The nanowire-like semiconductor can be formed.
また、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法は、前記いずれかの態様において、前記ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離した前記半導体基板の表面に、結晶をエピタキシャル成長させて複数のナノワイヤ状半導体を形成することが好ましい。このようにすることにより、本発明のナノワイヤデバイスの製造方法では、前記半導体基板を再利用することができる。 The nanowire device manufacturing method of the present invention, in any one of the above aspects, forms a plurality of nanowire-like semiconductors by epitaxially growing crystals on the surface of the semiconductor substrate from which the nanowire-like semiconductor-filler composite has been peeled off. It is preferable to do. By doing in this way, in the manufacturing method of the nanowire device of the present invention, the semiconductor substrate can be reused.
前記半導体基板の再利用は、該半導体基板自体が高価である場合、又は該半導体基板のの表面の一部を前記非晶質膜で被覆するような繁雑な処理を必要とする場合に特に有利である。 The reuse of the semiconductor substrate is particularly advantageous when the semiconductor substrate itself is expensive or when a complicated treatment is required to cover a part of the surface of the semiconductor substrate with the amorphous film. It is.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
次に、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法について説明する。 Next, with reference to FIG.1 and FIG.2, the manufacturing method of the nanowire device of the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
図１（ａ）に示すように、本発明の第１の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法では、まず、半導体基板１の表面に、半導体基板１と同一材料からなる結晶をエピタキシャル成長させて、複数のナノワイヤ状半導体２を形成する。 As shown in FIG. 1A, in the manufacturing method of the nanowire device according to the first embodiment of the present invention, first, a crystal made of the same material as that of the semiconductor substrate 1 is epitaxially grown on the surface of the semiconductor substrate 1 to obtain a plurality of The nanowire semiconductor 2 is formed.
半導体基板１としては、例えば、Ｇｅ、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、３Ｃ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣ、ＺｎＳｅ等の半導体からなるものを用いることができる。 As the semiconductor substrate 1, for example, a semiconductor substrate such as Ge, Si, InP, GaAs, InAs, GaP, AlAs, InSb, GaSb, GaN, InN, AlN, 3C—SiC, 6H—SiC, or ZnSe is used. Can do.
半導体基板１は、図２に示すように、三角格子状に配列された円形孔３を備える非晶質膜４により表面の一部が被覆されており、円形孔３から半導体基板１の表面が露出している。図１（ａ）に示すナノワイヤ状半導体２は、円形孔３に形成されている。 As shown in FIG. 2, a part of the surface of the semiconductor substrate 1 is covered with an amorphous film 4 having circular holes 3 arranged in a triangular lattice pattern, and the surface of the semiconductor substrate 1 is formed from the circular holes 3. Exposed. A nanowire semiconductor 2 shown in FIG. 1A is formed in a circular hole 3.
ナノワイヤ状半導体２は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、ＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１を洗浄し、ＳｉＯ２ターゲットを備えたＲＦスパッタ装置を用いて、ＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１表面に非晶質ＳｉＯ２膜４を約２０ｎｍの厚さに成膜する。 The nanowire semiconductor 2 can be formed as follows, for example. First, the InP (111) A semiconductor substrate 1 is cleaned, and an amorphous SiO 2 film 4 is formed to a thickness of about 20 nm on the surface of the InP (111) A semiconductor substrate 1 using an RF sputtering apparatus equipped with a SiO 2 target. The film is formed.
次に、非晶質ＳｉＯ２膜４上にポジレジストを塗布し、電子ビーム描画装置にＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１をセットし、該ポジレジストにパターンを描画する。前記パターンは、例えば図２に示すように、直径１００ｎｍの円形孔３を４００ｎｍピッチで三角格子状に配列させたものとする。 Next, a positive resist is applied on the amorphous SiO 2 film 4, the InP (111) A semiconductor substrate 1 is set in an electron beam drawing apparatus, and a pattern is drawn on the positive resist. In the pattern, for example, as shown in FIG. 2, circular holes 3 having a diameter of 100 nm are arranged in a triangular lattice pattern at a pitch of 400 nm.
前記描画後、レジストを現像して、１０％−ＢＨＦ溶液にＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１を浸漬し、円形孔３のＳｉＯ２をエッチング除去する。そして、前記エッチング後、前記レジストを除去する。得られたＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１の図２に対応する走査型電子顕微鏡写真（５００００倍）を図３に示す。 After the drawing, the resist is developed, the InP (111) A semiconductor substrate 1 is immersed in a 10% -BHF solution, and SiO 2 in the circular holes 3 is removed by etching. Then, after the etching, the resist is removed. A scanning electron micrograph (50000 times) corresponding to FIG. 2 of the obtained InP (111) A semiconductor substrate 1 is shown in FIG.
次に、非晶質ＳｉＯ２膜４が形成されたＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１をＭＯＶＰＥ装置にセットし、チャンバーを真空排気した後にＨ２ガスに置換し、全圧が０．１ａｔｍで安定するように流量と排気速度を調整する。次に、ＴＢＰ（tertialybutylphosphine）とキャリアガス（Ｈ２）との混合ガス（全圧：０．１ａｔｍ、ＴＢＰ分圧：１．１×１０−４ａｔｍ）を流しながら、基板温度が６６０℃になるまで昇温する。 Next, the InP (111) A semiconductor substrate 1 on which the amorphous SiO 2 film 4 is formed is set in a MOVPE apparatus, and the chamber is evacuated and then replaced with H 2 gas. The total pressure is stable at 0.1 atm. Adjust the flow rate and exhaust speed so that Next, the substrate temperature reaches 660 ° C. while flowing a mixed gas (total pressure: 0.1 atm, TBP partial pressure: 1.1 × 10 −4 atm) of TBP (tertialybutylphosphine) and carrier gas (H 2 ). The temperature rises to
次に、基板温度が６６０℃に達した後、流通ガスをＴＭＩ（trimetylindium）とＴＢＰとキャリアガスとの混合ガスに切替え、該混合ガスを反応室に導入し、ナノワイヤ状のＩｎＰ半導体２をエピタキシャル成長させる。全圧は０．１ａｔｍのままとし、ＴＭＩの分圧が４．４×１０−６ａｔｍ、ＴＢＰの分圧が５．５×１０−５ａｔｍになるように各有機金属ガスの流量を調整する。 Next, after the substrate temperature reaches 660 ° C., the flowing gas is switched to a mixed gas of TMI (trimetylindium), TBP, and carrier gas, the mixed gas is introduced into the reaction chamber, and the nanowire-like InP semiconductor 2 is epitaxially grown. Let The total pressure remains at 0.1 atm, and the flow rate of each organometallic gas is adjusted so that the partial pressure of TMI is 4.4 × 10 −6 atm and the partial pressure of TBP is 5.5 × 10 −5 atm. .
２０分後に流通ガスをＴＢＰとキャリアガスとの混合ガス（全圧：０．１ａｔｍ、ＴＢＰ分圧：１．１×１０−４ａｔｍ）に切替え、ｐ型ＩｎＰ半導体２のエピタキシャル成長を終了する。次に、ＴＢＰとキャリアガスとの混合ガスを流通したまま冷却し、ＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１を取り出す。 After 20 minutes, the flow gas is switched to a mixed gas of TBP and carrier gas (total pressure: 0.1 atm, TBP partial pressure: 1.1 × 10 −4 atm), and the epitaxial growth of the p-type InP semiconductor 2 is completed. Next, the InP (111) A semiconductor substrate 1 is taken out by cooling with the mixed gas of TBP and carrier gas flowing.
ＩｎＰ（１１１）Ａ半導体基板１に形成されたナノワイヤ状半導体２の走査型電子顕微鏡写真（３００００倍）を図４に示す。このようにして形成されたナノワイヤ状半導体２は、例えば、高さ３０００ｎｍ、直径１８０ｎｍとなっている。 A scanning electron micrograph (magnified 30000 times) of the nanowire-like semiconductor 2 formed on the InP (111) A semiconductor substrate 1 is shown in FIG. The nanowire-like semiconductor 2 thus formed has a height of 3000 nm and a diameter of 180 nm, for example.
次に、図１（ｂ）に示すように、ナノワイヤ状半導体２の間隙に充填剤５を充填して、ナノワイヤ状半導体２を充填剤５に埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を形成する。充填剤５としては、例えば、ＢＣＢ樹脂（ジビニルテトラメチルシロキサンベンゾシクロブテン樹脂、ダウ・ケミカル社製、商品名：シクロテン３０２２−３５）、ＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、Ｓｉ−Ｈ含有ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、メチル基含有ＳｉＯ２、ポリイミド系高分子膜、パラキシリレン系高分子膜、フッ素ドープ非晶質カーボン、芳香族炭化水素系高分子、ポリアリルエーテル系材料、シリカガラス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドアミド、アクリルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリイソブチレン等を用いることができる。 Next, as shown in FIG. 1 (b), a filler 5 is filled in the gap between the nanowire semiconductors 2, the nanowire semiconductor 2 is embedded in the filler 5, and the nanowire semiconductor-filler composite 6 is formed. Form. Examples of the filler 5 include BCB resin (divinyltetramethylsiloxane benzocyclobutene resin, manufactured by Dow Chemical Company, trade name: Cycloten 3022-35), SiO 2 , SiOF, Si—H containing SiO 2 , SiOC, methyl Group-containing SiO 2 , polyimide polymer film, paraxylylene polymer film, fluorine-doped amorphous carbon, aromatic hydrocarbon polymer, polyallyl ether material, silica glass, phenol resin, epoxy resin, melamine resin, Urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, polytetrafluoroethylene, acrylonitrile butadiene styrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, acrylic resin Polyamide, polyacetal, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, cyclic polyolefin, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, amorphous polymer, polyether ether ketone, thermoplastic polyimide, polyamide amide, acrylic rubber, Nitrile rubber, isoprene rubber, urethane rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, styrene / butadiene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, polyisobutylene, and the like can be used.
充填剤５として、前記ＢＣＢ樹脂を用いる場合には、例えばスピンコートで塗布することによりナノワイヤ状半導体２の間隙に充填した後、不活性ガス雰囲気下、例えば２５０℃の温度で１時間アニール処理を行うことにより硬化させることができる。 When the BCB resin is used as the filler 5, for example, spin coating is applied to fill the gaps between the nanowire-like semiconductors 2, and then annealing is performed in an inert gas atmosphere at a temperature of, for example, 250 ° C. for 1 hour. It can be cured by doing so.
次に、図１（ｃ）に示すように、半導体基板１と反対側の充填剤５の一部を除去してナノワイヤ状半導体２の先端を露出させる。充填剤５の一部の除去は、例えば、充填剤５が前記ＢＣＢ樹脂である場合、ＣＦ４とＯ２との混合ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理によって、過剰に塗布されたＢＣＢ樹脂をエッチングすることにより行うことができる。この結果、ナノワイヤ状半導体２の先端を、例えば、１５０ｎｍだけ露出させる。 Next, as shown in FIG. 1C, a part of the filler 5 on the side opposite to the semiconductor substrate 1 is removed to expose the tip of the nanowire-like semiconductor 2. For example, when the filler 5 is the BCB resin, a part of the filler 5 is removed by a reactive ion etching (RIE) process using a mixed gas of CF 4 and O 2 . This can be done by etching the BCB resin. As a result, the tip of the nanowire semiconductor 2 is exposed, for example, by 150 nm.
次に、図１（ｄ）に示すように、露出されたナノワイヤ状半導体２の先端に接続される電極７を形成する。電極７は、例えば、ＩＴＯにより形成することができる。ＩＴＯからなる電極７は、例えば、ＩＴＯターゲットを備えたＲＦスパッタ装置を用いて、製膜することができる。 Next, as shown in FIG. 1D, an electrode 7 connected to the exposed tip of the nanowire-like semiconductor 2 is formed. The electrode 7 can be formed of, for example, ITO. The electrode 7 made of ITO can be formed using, for example, an RF sputtering apparatus equipped with an ITO target.
次に、図１（ｅ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６の半導体基板１と反対側の面に形成されている電極７上に支持基板８を形成する。支持基板８としては、ＳｉＯ２、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＳｂ等からなるものを用いることができる。支持基板８は、例えば、ＳｉＯ２からなる場合には導電性カーボン両面接着テープを用いて電極７に接着することにより、電極７上に形成することができる。 Next, as shown in FIG.1 (e), the support substrate 8 is formed on the electrode 7 currently formed in the surface on the opposite side to the semiconductor substrate 1 of the nanowire-like semiconductor-filler composite body 6. FIG. As the support substrate 8, it can be used SiO 2, InP, GaAs, InAs , GaP, AlAs, one made of GaSb, and the like. For example, when the support substrate 8 is made of SiO 2 , the support substrate 8 can be formed on the electrode 7 by adhering to the electrode 7 using a conductive carbon double-sided adhesive tape.
次に、図１（ｅ）に示すように、半導体基板１とナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６とに、互いに離間させる方向に作用する外力を印加し、半導体基板１からナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を剥離する。この結果、図１（ｆ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６と支持基板８との間に電極７が介在されているナノワイヤ状半導体アレイ９を得ることができる。 Next, as shown in FIG. 1 (e), an external force acting in a direction to separate the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is applied to the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6. The agent complex 6 is peeled off. As a result, as shown in FIG. 1 (f), a nanowire-like semiconductor array 9 in which the electrode 7 is interposed between the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 and the support substrate 8 can be obtained.
得られたナノワイヤ状半導体アレイ９の走査型電子顕微鏡写真を図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。図５（ａ）は１５０００倍であり、図５（ｂ）は５００００倍である。尚、図５（ａ）に電極７をＩＴＯ層として示す。 Scanning electron micrographs of the resulting nanowire-like semiconductor array 9 are shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). 5A is 15000 times, and FIG. 5B is 50000 times. FIG. 5A shows the electrode 7 as an ITO layer.
次に、ナノワイヤ状半導体アレイ９が剥離された半導体基板１を超音波洗浄する。前記超音波洗浄は、汎用の超音波洗浄装置であればどのようなものを用いて行ってもよいが、例えば２０〜１００ｋＨｚの範囲の周波数で、０．５〜１０Ｗ／ｃｍ２の強度のものを用いることができる。前記超音波洗浄は、前記範囲の周波数及び強度で、ブタノール中で２０分間、イソプロパノール中で１０分間、エタノール中で１０分間、この順に洗浄した後、さらに超純水中で２０分間行うことができる。 Next, the semiconductor substrate 1 from which the nanowire-like semiconductor array 9 has been peeled is subjected to ultrasonic cleaning. The ultrasonic cleaning may be performed using any general-purpose ultrasonic cleaning apparatus. For example, the ultrasonic cleaning has a frequency in the range of 20 to 100 kHz and an intensity of 0.5 to 10 W / cm 2. Can be used. The ultrasonic cleaning can be carried out in this range of frequencies and intensities for 20 minutes in butanol, 10 minutes in isopropanol, 10 minutes in ethanol, and in that order, followed by 20 minutes in ultrapure water. .
ナノワイヤ状半導体アレイ９が剥離され、前記超音波洗浄により洗浄された後の半導体基板１の走査型電子顕微鏡写真を図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す。図６（ａ）は７００００倍であり、図６（ｂ）は２０００００倍である。 Scanning electron micrographs of the semiconductor substrate 1 after the nanowire-like semiconductor array 9 is peeled off and cleaned by the ultrasonic cleaning are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). 6A is 70000 times, and FIG. 6B is 200000 times.
前記のようにして超音波洗浄された半導体基板１は、ナノワイヤ状半導体２の形成に再利用することができる。次に、前記超音波洗浄後の半導体基板１に、前述の方法と全く同一にして形成されたナノワイヤ状半導体２の走査型電子顕微鏡写真（３００００倍）を図７に示す。図７から、再利用の半導体基板１に形成されたナノワイヤ状半導体２は、バージンの半導体基板１に形成された図４に示すナノワイヤ状半導体２に対し何ら遜色が無く、半導体基板１は、再利用に供することが可能であることが明らかである。 The semiconductor substrate 1 ultrasonically cleaned as described above can be reused for forming the nanowire-like semiconductor 2. Next, FIG. 7 shows a scanning electron micrograph (30000 times) of the nanowire-like semiconductor 2 formed on the semiconductor substrate 1 after the ultrasonic cleaning in exactly the same manner as described above. From FIG. 7, the nanowire-like semiconductor 2 formed on the reused semiconductor substrate 1 has no inferiority to the nanowire-like semiconductor 2 shown in FIG. 4 formed on the virgin semiconductor substrate 1. It is clear that it can be used.
図１に示す第１の実施形態の製造方法では、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示す工程を省略し、図１（ｂ）に示すナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６の半導体基板１と反対側の面に、支持基板８を直接形成するようにしてもよい。この場合には、図１（ｇ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６と支持基板８とからなるナノワイヤ状半導体アレイ１０を得ることができる。 In the manufacturing method of the first embodiment shown in FIG. 1, the steps shown in FIGS. 1C and 1D are omitted, and the semiconductor of the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 shown in FIG. The support substrate 8 may be directly formed on the surface opposite to the substrate 1. In this case, as shown in FIG. 1G, a nanowire-like semiconductor array 10 composed of the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 and the support substrate 8 can be obtained.
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 8, the manufacturing method of the nanowire device of the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
図８（ａ）に示すように、本発明の第２の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法では、まず、半導体基板１の表面に、半導体基板１と同一材料からなる結晶をエピタキシャル成長させて、複数のナノワイヤ状半導体２を形成する。 As shown in FIG. 8A, in the method of manufacturing a nanowire device according to the second embodiment of the present invention, first, a crystal made of the same material as that of the semiconductor substrate 1 is epitaxially grown on the surface of the semiconductor substrate 1 to obtain a plurality of The nanowire semiconductor 2 is formed.
半導体基板１としては、例えば、Ｇｅ、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、３Ｃ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣ等の半導体からなるものを用いることができる。前記半導体は、２．６〜６．７ｐｐｍ／℃の範囲の線膨張係数を備えている。 As the semiconductor substrate 1, for example, a semiconductor substrate such as Ge, Si, InP, GaAs, InAs, GaP, AlAs, InSb, GaSb, GaN, InN, AlN, 3C—SiC, 6H—SiC, or the like can be used. . The semiconductor has a linear expansion coefficient in the range of 2.6 to 6.7 ppm / ° C.
ナノワイヤ状半導体２は、図１（ａ）に示す第１の実施形態の場合と同様にして形成することができる。尚、ＩｎＰは４．５ｐｐｍ／℃の線膨張係数（熱収縮率）を備えている。 The nanowire semiconductor 2 can be formed in the same manner as in the first embodiment shown in FIG. InP has a linear expansion coefficient (thermal contraction rate) of 4.5 ppm / ° C.
次に、図８（ｂ）に示すように、ナノワイヤ状半導体２の間隙に充填剤５を充填して、ナノワイヤ状半導体２を充填剤５に埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を形成する。 Next, as shown in FIG. 8B, the gap between the nanowire-like semiconductors 2 is filled with the filler 5, the nanowire-like semiconductor 2 is embedded in the filler 5, and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is formed. Form.
充填剤５としては、例えば、ＢＣＢ樹脂（ジビニルテトラメチルシロキサンベンゾシクロブテン樹脂、ダウ・ケミカル社製、商品名：シクロテン３０２２−３５）、ＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、Ｓｉ−Ｈ含有ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、メチル基含有ＳｉＯ２、ポリイミド系高分子膜、パラキシリレン系高分子膜、テトラフルオロエチレン系高分子膜、フッ素ドープ非晶質カーボン、芳香族炭化水素系高分子、ポリアリルエーテル系材料、シリカガラス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドアミド等を用いることができる。 Examples of the filler 5 include BCB resin (divinyltetramethylsiloxane benzocyclobutene resin, manufactured by Dow Chemical Company, trade name: Cycloten 3022-35), SiO 2 , SiOF, Si—H containing SiO 2 , SiOC, methyl Group-containing SiO 2 , polyimide polymer film, paraxylylene polymer film, tetrafluoroethylene polymer film, fluorine-doped amorphous carbon, aromatic hydrocarbon polymer, polyallyl ether material, silica glass, phenol Resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, polyamide, polyacetal, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, cyclic polyolefin, polypheny Nsurufaido can polysulfone, polyether sulfone, amorphous polymers, polyetheretherketone, thermoplastic polyimide, the use of polyamide amides.
充填剤５として、前記ＢＣＢ樹脂を用いる場合には、例えばスピンコートで塗布することによりナノワイヤ状半導体２の間隙に充填した後、不活性ガス雰囲気下、例えば２５０℃の温度で１時間アニール処理を行うことにより硬化させることができる。尚、前記ＢＣＢ樹脂は、５２．０ｐｐｍ／℃の線膨張係数（熱収縮率）を備えている。 When the BCB resin is used as the filler 5, for example, spin coating is applied to fill the gaps between the nanowire-like semiconductors 2, and then annealing is performed in an inert gas atmosphere at a temperature of, for example, 250 ° C. for 1 hour. It can be cured by doing so. The BCB resin has a linear expansion coefficient (thermal contraction rate) of 52.0 ppm / ° C.
次に、半導体基板１及びナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を加熱し、充填剤５を熱収縮させる。このようにすると、充填剤５としての前記ＢＣＢ樹脂は、半導体基板１としてのＩｎＰよりも線膨張係数（熱収縮率）が大きいので、図８（ｃ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６が半導体基板１から離間する部分ほど大きく収縮する。この結果、半導体基板１からナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６が剥離される。 Next, the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 are heated, and the filler 5 is thermally contracted. In this case, the BCB resin as the filler 5 has a larger linear expansion coefficient (thermal contraction rate) than InP as the semiconductor substrate 1, and therefore, as shown in FIG. The part where the agent composite 6 is separated from the semiconductor substrate 1 contracts more greatly. As a result, the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is peeled from the semiconductor substrate 1.
前記充填剤５を熱収縮させる操作は、例えば、半導体基板１及びナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を窒素気流中、４００℃まで加熱し、４００℃の温度に５分間保持した後、室温まで冷却することにより行うことができる。 The operation of thermally shrinking the filler 5 includes, for example, heating the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 to 400 ° C. in a nitrogen stream, holding the temperature at 400 ° C. for 5 minutes, and then to room temperature. This can be done by cooling.
次に、図８（ｄ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６の剥離面６ａと反対側の面に支持基板８を形成することにより、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６と支持基板８とからなるナノワイヤ状半導体アレイ１１を得ることができる。支持基板８としては、図１（ｅ）に示す第１の実施形態の場合と同一の材料を用いることができる。支持基板８は、例えば、ＳｉＯ２からなる場合には導電性カーボン両面接着テープを用いて充填剤５に接着することにより、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６上に形成することができる。 Next, as shown in FIG. 8D, the nanowire semiconductor-filler composite 6 is formed by forming a support substrate 8 on the surface opposite to the peeling surface 6 a of the nanowire semiconductor-filler composite 6. Thus, a nanowire-like semiconductor array 11 comprising the support substrate 8 can be obtained. As the support substrate 8, the same material as that in the first embodiment shown in FIG. For example, when the support substrate 8 is made of SiO 2 , the support substrate 8 can be formed on the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 by adhering to the filler 5 using a conductive carbon double-sided adhesive tape.
次に、図９を参照して、本発明の第３の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 9, the manufacturing method of the nanowire device of the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
図９（ａ）に示すように、本発明の第３の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法では、まず、半導体基板１の表面に、半導体基板１と同一材料からなる結晶をエピタキシャル成長させて、複数のナノワイヤ状半導体２を形成する。 As shown in FIG. 9A, in the method of manufacturing a nanowire device according to the third embodiment of the present invention, first, a crystal made of the same material as that of the semiconductor substrate 1 is epitaxially grown on the surface of the semiconductor substrate 1 to obtain a plurality of The nanowire semiconductor 2 is formed.
半導体基板１としては、例えば、図８（ａ）に示す第２の実施形態の場合と同一の半導体からなるものを用いることができ、ナノワイヤ状半導体２は、図１（ａ）に示す第１の実施形態の場合と同様にして形成することができる。 As the semiconductor substrate 1, for example, a substrate made of the same semiconductor as in the second embodiment shown in FIG. 8A can be used, and the nanowire-like semiconductor 2 is the first semiconductor shown in FIG. It can be formed in the same manner as in the embodiment.
次に、図９（ｂ）に示すように、ナノワイヤ状半導体２の間隙に充填剤５を充填して、ナノワイヤ状半導体２を充填剤５に埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を形成する。充填剤５としては、図８（ｂ）に示す第２の実施形態の場合と同一の材料を用いることができる。 Next, as shown in FIG. 9B, the gap between the nanowire semiconductors 2 is filled with the filler 5, the nanowire semiconductors 2 are embedded in the filler 5, and the nanowire semiconductor-filler composite 6 is formed. Form. As the filler 5, the same material as that in the second embodiment shown in FIG. 8B can be used.
次に、図９（ｃ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６の半導体基板１と反対側の面に、熱収縮性材料層１２を形成する。熱収縮性材料層１２としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ａｕ、Ｔｉ等の金属からなる被膜として形成することができる。前記金属は、１０〜３１ｐｐｍ／℃の範囲の線膨張係数（熱収縮率）を備えている。前記熱収縮性材料層１２は前記金属のいずれか１種からなる被膜であってもよく、Ｔｉ／Ａｕ金属多層膜等の前記金属の２種以上を組み合わせた被膜であってもよい。 Next, as shown in FIG. 9C, a heat-shrinkable material layer 12 is formed on the surface of the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 opposite to the semiconductor substrate 1. The heat-shrinkable material layer 12 can be formed as a film made of a metal such as Ag, Al, Mn, Zn, Au, or Ti. The metal has a linear expansion coefficient (thermal contraction rate) in the range of 10 to 31 ppm / ° C. The heat-shrinkable material layer 12 may be a coating made of any one of the metals, or may be a coating combining two or more of the metals such as a Ti / Au metal multilayer film.
Ｔｉ／Ａｕ金属多層膜からなる熱収縮性材料層１２は、例えば、次のようにして製膜することができる。まず、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理によって、ナノワイヤ状半導体２の先端を１５０ｎｍだけ露出させたナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を真空蒸着装置に装着する。次に、前記真空蒸着装置の試料室内を真空排気した後、電子ビーム蒸着により、厚さ５００ÅのＴｉ膜を形成し、続いて抵抗加熱蒸着により、厚さ５００ÅのＡｕ膜を形成する。 The heat-shrinkable material layer 12 made of a Ti / Au metal multilayer film can be formed as follows, for example. First, the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 with the tip of the nanowire-like semiconductor 2 exposed by 150 nm is attached to a vacuum deposition apparatus by reactive ion etching (RIE) processing. Next, after evacuating the sample chamber of the vacuum vapor deposition apparatus, a Ti film having a thickness of 500 mm is formed by electron beam vapor deposition, and then an Au film having a thickness of 500 mm is formed by resistance heating vapor deposition.
次に、半導体基板１及びナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を加熱し、充填剤５及び熱収縮性材料層１２を熱収縮させる。このようにすると、図９（ｄ）に示すように、充填剤５の熱収縮応力に加えて、熱収縮性材料層１２の熱収縮応力が作用するので、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６が半導体基板１から離間する部分ほど大きく収縮する。この結果、半導体基板１からナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６が、容易に剥離される。 Next, the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 are heated, and the filler 5 and the heat-shrinkable material layer 12 are heat-shrinked. 9D, in addition to the heat shrinkage stress of the filler 5, the heat shrinkage stress of the heat shrinkable material layer 12 acts, so that the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 However, the part which is separated from the semiconductor substrate 1 is greatly contracted. As a result, the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is easily peeled from the semiconductor substrate 1.
前記充填剤５及び熱収縮性材料層１２を熱収縮させる操作は、例えば、次にようにして行うことができる。まず、半導体基板１及びナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を赤外加熱炉内に設けられたカーボンサセプタ上に配置する。次に、前記赤外加熱炉内を真空排気した後、室温から４００℃まで２分間で昇温し、４００℃の温度に１分間保持した後、室温まで冷却する。このようにすることにより、Ｔｉ／Ａｕ金属多層膜からなる熱収縮性材料層１２をＴｉ／Ａｕ界面で合金化させ、体積を収縮させることができる。 The operation of thermally shrinking the filler 5 and the heat-shrinkable material layer 12 can be performed, for example, as follows. First, the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 are placed on a carbon susceptor provided in an infrared heating furnace. Next, after evacuating the inside of the infrared heating furnace, the temperature is raised from room temperature to 400 ° C. over 2 minutes, maintained at a temperature of 400 ° C. for 1 minute, and then cooled to room temperature. By doing so, the heat-shrinkable material layer 12 made of a Ti / Au metal multilayer film can be alloyed at the Ti / Au interface, and the volume can be shrunk.
次に、図９（ｅ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６の剥離面６ａと反対側の面に形成されている熱収縮性材料層１２上に支持基板８を形成する。このようにすることにより、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６と熱収縮性材料層１２と支持基板８とからなるナノワイヤ状半導体アレイ１３を得ることができる。 Next, as shown in FIG. 9 (e), the support substrate 8 is formed on the heat-shrinkable material layer 12 formed on the surface opposite to the peeling surface 6 a of the nanowire-like semiconductor-filler composite 6. . By doing in this way, the nanowire semiconductor array 13 which consists of the nanowire semiconductor-filler composite body 6, the heat-shrinkable material layer 12, and the support substrate 8 can be obtained.
支持基板８としては、図１（ｅ）に示す第１の実施形態の場合と同一の材料を用いることができる。支持基板８は、例えば、ＳｉＯ２からなる場合には導電性カーボン両面接着テープを用いて熱収縮性材料層１２に接着することにより形成することができる。 As the support substrate 8, the same material as that in the first embodiment shown in FIG. For example, when the support substrate 8 is made of SiO 2 , the support substrate 8 can be formed by bonding to the heat-shrinkable material layer 12 using a conductive carbon double-sided adhesive tape.
次に、図１０を参照して、本発明の第４の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 10, the manufacturing method of the nanowire device of the 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
図１０（ａ）に示すように、本発明の第４の実施形態のナノワイヤデバイスの製造方法では、まず、半導体基板１の表面に、半導体基板１と同一材料からなる結晶をエピタキシャル成長させて、複数のナノワイヤ状半導体２を形成する。 As shown in FIG. 10A, in the method of manufacturing a nanowire device according to the fourth embodiment of the present invention, first, a crystal made of the same material as that of the semiconductor substrate 1 is epitaxially grown on the surface of the semiconductor substrate 1 to obtain a plurality of The nanowire semiconductor 2 is formed.
半導体基板１としては、例えば、図８（ａ）に示す第２の実施形態の場合と同一の半導体からなるものを用いることができ、ナノワイヤ状半導体２は、図１（ａ）に示す第１の実施形態の場合と同様にして形成することができる。 As the semiconductor substrate 1, for example, a substrate made of the same semiconductor as in the second embodiment shown in FIG. 8A can be used, and the nanowire-like semiconductor 2 is the first semiconductor shown in FIG. It can be formed in the same manner as in the embodiment.
次に、図１０（ｂ）に示すように、ナノワイヤ状半導体２の間隙に充填剤５を充填して、ナノワイヤ状半導体２を充填剤５に埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を形成する。充填剤５としては、図８（ｂ）に示す第２の実施形態の場合と同一の材料を用いることができる。 Next, as shown in FIG. 10B, the gap between the nanowire-like semiconductors 2 is filled with the filler 5, the nanowire-like semiconductor 2 is embedded in the filler 5, and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is formed. Form. As the filler 5, the same material as that in the second embodiment shown in FIG. 8B can be used.
次に、図１０（ｃ）に示すように、半導体基板１と反対側の充填剤５の一部を除去してナノワイヤ状半導体２の先端を露出させる。充填剤５の一部の除去は、例えば、図１（ｃ）に示す第１の実施形態の場合と同様にして行うことができる。 Next, as shown in FIG. 10C, a part of the filler 5 on the side opposite to the semiconductor substrate 1 is removed to expose the tip of the nanowire-like semiconductor 2. Part of the filler 5 can be removed, for example, in the same manner as in the first embodiment shown in FIG.
次に、図１０（ｄ）に示すように、露出されたナノワイヤ状半導体２の先端に接続される電極７を形成する。電極７は、例えば、ＩＴＯにより形成することができる。ＩＴＯからなる電極７は、例えば、ＩＴＯターゲットを備えたＲＦスパッタ装置を用いて、製膜することができる。 Next, as shown in FIG. 10D, an electrode 7 connected to the exposed tip of the nanowire-like semiconductor 2 is formed. The electrode 7 can be formed of, for example, ITO. The electrode 7 made of ITO can be formed using, for example, an RF sputtering apparatus equipped with an ITO target.
次に、図１０（ｅ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６の半導体基板１と反対側の面に形成されている電極７上に、熱収縮性材料層１２を形成する。熱収縮性材料層１２としては、図９（ｃ）に示す第３の実施形態の場合と同一の材料を用い、第３の実施形態の場合と同一にして製膜することができる。 Next, as shown in FIG. 10E, a heat-shrinkable material layer 12 is formed on the electrode 7 formed on the surface of the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 opposite to the semiconductor substrate 1. . The heat-shrinkable material layer 12 can be formed using the same material as that in the third embodiment shown in FIG. 9C and the same as in the third embodiment.
次に、半導体基板１及びナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を加熱し、充填剤５及び熱収縮性材料層１２を熱収縮させる。このようにすると、図１０（ｆ）に示すように、充填剤５の熱収縮応力に加えて、熱収縮性材料層１２の熱収縮応力が作用するので、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６が半導体基板１から離間する部分ほど大きく収縮する。この結果、半導体基板１からナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６が、容易に剥離される。 Next, the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 are heated, and the filler 5 and the heat-shrinkable material layer 12 are heat-shrinked. 10F, in addition to the heat shrinkage stress of the filler 5, the heat shrinkage stress of the heat shrinkable material layer 12 acts, so that the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 However, the part which is separated from the semiconductor substrate 1 is greatly contracted. As a result, the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is easily peeled from the semiconductor substrate 1.
前記充填剤５及び熱収縮性材料層１２を熱収縮させる操作は、図９（ｄ）に示す第３の実施形態の場合と同様にして行うことができる。 The operation of thermally contracting the filler 5 and the heat-shrinkable material layer 12 can be performed in the same manner as in the third embodiment shown in FIG.
次に、図１０（ｇ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６の剥離面６ａと反対側の面に形成されている熱収縮性材料層１２上に支持基板８を形成する。このようにすることにより、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６と電極７と熱収縮性材料層１２と支持基板８とからなるナノワイヤ状半導体アレイ１４を得ることができる。 Next, as shown in FIG. 10 (g), the support substrate 8 is formed on the heat-shrinkable material layer 12 formed on the surface opposite to the peeling surface 6 a of the nanowire-like semiconductor-filler composite 6. . By doing in this way, the nanowire semiconductor array 14 which consists of the nanowire semiconductor-filler composite body 6, the electrode 7, the heat-shrinkable material layer 12, and the support substrate 8 can be obtained.
支持基板８としては、図１（ｅ）に示す第１の実施形態の場合と同一の材料を用いることができる。支持基板８は、例えば、ＳｉＯ２からなる場合には導電性カーボン両面接着テープを用いて熱収縮性材料層１２に接着することにより形成することができる。 As the support substrate 8, the same material as that in the first embodiment shown in FIG. For example, when the support substrate 8 is made of SiO 2 , the support substrate 8 can be formed by bonding to the heat-shrinkable material layer 12 using a conductive carbon double-sided adhesive tape.
図１０に示す第４の実施形態の製造方法では、電極７がＩＴＯ等の熱収縮性材料からなる場合には、図１０（ｅ）に示す工程を省略してもよい。この場合には、熱収縮性材料からなる電極７が熱収縮性材料層１２と同様の作用を示し、半導体基板１からナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６が、容易に剥離される。そして、図１０（ｈ）に示すように、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６と電極７と支持基板８とからなるナノワイヤ状半導体アレイ１５を得ることができる。 In the manufacturing method according to the fourth embodiment shown in FIG. 10, when the electrode 7 is made of a heat-shrinkable material such as ITO, the step shown in FIG. 10 (e) may be omitted. In this case, the electrode 7 made of a heat-shrinkable material exhibits the same action as the heat-shrinkable material layer 12, and the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is easily peeled from the semiconductor substrate 1. Then, as shown in FIG. 10 (h), a nanowire-like semiconductor array 15 composed of the nanowire-like semiconductor-filler composite body 6, the electrode 7, and the support substrate 8 can be obtained.
前記各実施形態の製造方法で得られたナノワイヤ状半導体アレイ９，１０，１１，１３，１４，１５は、いずれもナノワイヤデバイスとして、太陽電池、発光デバイス、トランジスタ、各種センサ等に用いることができる。 Any of the nanowire-like semiconductor arrays 9, 10, 11, 13, 14, and 15 obtained by the manufacturing methods of the above embodiments can be used as a nanowire device for solar cells, light emitting devices, transistors, various sensors, and the like. .
尚、前記各実施形態の製造方法では、半導体基板１の表面に、半導体基板１と同一材料からなる結晶をエピタキシャル成長させて、ナノワイヤ状半導体２を形成しているが、ナノワイヤ状半導体２は半導体基板１と異なるからなるものであってもよい。この場合には、半導体基板１とナノワイヤ状半導体２とがヘテロ接合されることとなり、両者の間に歪みが形成されるので、半導体基板１からナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を剥離する操作をさらに容易に行うことができる。 In the manufacturing method of each of the above embodiments, the nanowire-like semiconductor 2 is formed by epitaxially growing a crystal made of the same material as the semiconductor substrate 1 on the surface of the semiconductor substrate 1. The nanowire-like semiconductor 2 is a semiconductor substrate. 1 may be different. In this case, the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor 2 are heterojunctioned, and a strain is formed between them, so that the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 is peeled from the semiconductor substrate 1. Can be performed more easily.
半導体基板１と異なる材料からなる結晶のうち、格子整合系ヘテロ結合を形成するものとしては、次のものを用いることができる。まず、半導体基板１がＧａＡｓである場合には、ＡｌｘＧａ１−ＸＡｓ（０＜ｘ≦１）、ＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（ｘ≒（１＋ｙ）／２．０８）、Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐ、Ｇｅ等を用いることができる。また、半導体基板１がＧａＰである場合には、ＡｌｘＧａ１−ＸＰ（０＜ｘ≦１）等を用いることができ、半導体基板１がＩｎＰである場合には、ＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（ｘ≒０．１８９４ｙ／（０．４１８４−０．０１３ｙ）、Ｇａ０．４７Ｉｎ０．５３Ａｓ等を用いることができる。また、半導体基板１がＺｎＳｅである場合には、ＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（ｘ≒（１．０６＋ｙ）／２．０６）等を用いることができ、半導体基板１がＧａＳｂである場合には、ＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＳｂ１−ｙ（ｙ＝（０．３８３５−０．３８３５ｘ）／０．４２１０＋０．２１６ｘ）等を用いることができる。 Of the crystals made of a material different from that of the semiconductor substrate 1, the following can be used as the lattice-matching hetero bond. First, when the semiconductor substrate 1 is GaAs, Al x Ga 1-X As (0 <x ≦ 1), Ga x In 1-x As y P 1-y (x≈ (1 + y) /2.08 In 0.49 Ga 0.51 P, Ge, or the like can be used. When the semiconductor substrate 1 is GaP, Al x Ga 1- XP (0 <x ≦ 1) or the like can be used. When the semiconductor substrate 1 is InP, Ga x In 1- x As y P 1-y (x≈0.1894y / (0.4184-0.013y), Ga 0.47 In 0.53 As, etc. can be used. Also, when the semiconductor substrate 1 is ZnSe For example, Ga x In 1-x As y P 1-y (x≈ (1.06 + y) /2.06) can be used. When the semiconductor substrate 1 is GaSb, Ga x In 1 -x As y Sb 1-y ( y = (0.3835-0.3835x) /0.4210+0.216x) or the like can be used.
さらに、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＡｌＩｎＮＰ、ＧａＮＡｓＳｂ、ＧａＮＰ、ＧａＮＰＡｓ等の混晶材料を用いて前記格子整合系ヘテロ結合を形成するようにしてもよい。 Furthermore, the lattice-matched heterojunction may be formed using a mixed crystal material such as GaInNAs, GaInNP, AlInNP, GANASSb, GaNP, and GaNPAs.
また、半導体基板１と異なる材料からなる結晶のうち、格子不整合系ヘテロ結合を形成するものとしては、前記格子整合系ヘテロ結合を形成するもの以外の全てのものを用いることができる。例えば、半導体基板１がＧａＡｓである場合には、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＧａＰ（Ｉｎ≠０．４９）、ＩｎＧａＡｓ等を用いることができる。また、半導体基板１がＩｎＰである場合には、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ（Ｉｎ≠０．４９）、ＩｎＧａＰ等を用いることができる。また、半導体基板１がＧａＰである場合には、ＩｎＡｓ等を用いることができる。また、半導体基板１がＳｉである場合には、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ等を用いることができる。また、半導体基板１がＧｅである場合には、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ等を用いることができる。 In addition, among the crystals made of a material different from that of the semiconductor substrate 1, all of the crystals other than those forming the lattice matching heterojunction can be used as those that form the lattice mismatching heterojunction. For example, when the semiconductor substrate 1 is GaAs, InP, InAs, GaP, InGaP (In ≠ 0.49), InGaAs, or the like can be used. When the semiconductor substrate 1 is InP, InAs, GaP, InGaAs (In ≠ 0.49), InGaP, or the like can be used. Further, when the semiconductor substrate 1 is GaP, InAs or the like can be used. When the semiconductor substrate 1 is Si, GaAs, InAs, InP, GaP, Ge, InGaAs, InGaP, or the like can be used. Further, when the semiconductor substrate 1 is Ge, InAs, InP, GaP, or the like can be used.
また、前記各実施形態の製造方法において、半導体基板１の表面の一部を被覆する非晶質膜４の円形孔３の径をナノワイヤ状半導体２の径よりも小径にしてもよい。この場合には、半導体基板１とナノワイヤ状半導体２との間に、直径の差に由来する歪みが形成されるので、半導体基板１からナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を剥離する操作をさらに容易に行うことができる。 In the manufacturing method of each embodiment, the diameter of the circular hole 3 of the amorphous film 4 covering a part of the surface of the semiconductor substrate 1 may be smaller than the diameter of the nanowire-shaped semiconductor 2. In this case, since a strain derived from the difference in diameter is formed between the semiconductor substrate 1 and the nanowire-like semiconductor 2, an operation of peeling the nanowire-like semiconductor-filler composite 6 from the semiconductor substrate 1 is further performed. It can be done easily.
また、前記各実施形態の製造方法では、半導体基板１の表面の一部を被覆する非晶質膜４を形成し、非晶質膜４の円形孔３に露出する半導体基板１の表面に結晶をエピタキシャル成長させることによりナノワイヤ状半導体２を形成している。しかし、半導体基板１の表面に非晶質膜４を形成する代わりに触媒金属を配置し、該触媒金属を介して結晶をエピタキシャル成長させるようにしてもよい。 Further, in the manufacturing method of each of the embodiments, the amorphous film 4 covering a part of the surface of the semiconductor substrate 1 is formed, and the crystal is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 exposed in the circular hole 3 of the amorphous film 4. Is grown epitaxially to form the nanowire-like semiconductor 2. However, instead of forming the amorphous film 4 on the surface of the semiconductor substrate 1, a catalyst metal may be disposed, and the crystal may be epitaxially grown through the catalyst metal.
また、前記各実施形態の製造方法では、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体６を剥離した半導体基板１の表面にナノワイヤ状半導体２を形成することにより、該半導体基板１を複数回再利用することができる。前記半導体基板１の再利用は、半導体基板１自体がＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体からなる高価なものである場合、又は半導体基板１の表面を非晶質膜４で被覆し、非晶質膜４にリソグラフィーにより円形孔４を形成するような繁雑な処理を必要とする場合に特に有利である。 In the manufacturing method of each of the above embodiments, the semiconductor substrate 1 is reused a plurality of times by forming the nanowire semiconductor 2 on the surface of the semiconductor substrate 1 from which the nanowire semiconductor-filler composite 6 has been peeled off. Can do. The semiconductor substrate 1 is reused when the semiconductor substrate 1 itself is an expensive one made of a compound semiconductor such as GaAs, InP, InAs or the like, or the surface of the semiconductor substrate 1 is coated with an amorphous film 4 and amorphous. This is particularly advantageous when complicated processing such as forming the circular holes 4 in the material film 4 by lithography is required.
１…半導体基板、 ２…ナノワイヤ状半導体、 ４…非晶質膜、 ５…充填剤、 ６…ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体、 ７…電極、 ８…支持基板、 ９，１０，１１，１３，１４，１５…ナノワイヤ半導体アレイ、 １２…熱収縮材料層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Nanowire-like semiconductor, 4 ... Amorphous film, 5 ... Filler, 6 ... Nanowire-like semiconductor-filler composite, 7 ... Electrode, 8 ... Support substrate, 9, 10, 11, 13 , 14, 15 ... nanowire semiconductor array, 12 ... heat shrinkable material layer.
Claims (12)
該ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する工程と、
該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の該半導体基板と反対側の面に支持基板を形成する工程と、
該半導体基板から、外力により該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離して、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体及び該支持基板を備えるナノワイヤ状半導体アレイを形成する工程とを備えることを特徴とするナノワイヤデバイスの製造方法。 Forming a plurality of nanowire semiconductors by epitaxially growing a crystal on a surface of a semiconductor substrate;
Filling the gap between the nanowire-like semiconductor with a filler to embed the nanowire-like semiconductor to form a nanowire-like semiconductor-filler composite;
Forming a support substrate on a surface of the nanowire-like semiconductor-filler composite opposite to the semiconductor substrate;
Separating the nanowire-like semiconductor-filler composite from the semiconductor substrate by external force to form a nanowire-like semiconductor array comprising the nanowire-like semiconductor-filler composite and the support substrate. A method for manufacturing a nanowire device.
前記ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成した後、前記半導体基板と反対側の該充填剤の一部を除去して、該ナノワイヤ状半導体の先端を露出させる工程と、
露出された該ナノワイヤ状半導体の先端に接続される電極を形成する工程と、
該電極上に前記支持基板を形成する工程とを備えることを特徴とするナノワイヤデバイスの製造方法。 In the manufacturing method of the nanowire device according to claim 1,
After filling the gap between the nanowire-like semiconductors with the filler to embed the nanowire-like semiconductor to form a nanowire-like semiconductor-filler composite, a part of the filler on the side opposite to the semiconductor substrate is removed. Exposing the tip of the nanowire-like semiconductor;
Forming an electrode connected to the exposed tip of the nanowire-like semiconductor;
Forming the support substrate on the electrode. A method for producing a nanowire device, comprising:
該ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する工程と、
該充填剤を熱収縮させ、該半導体基板から、該充填剤の熱収縮応力により該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を剥離して、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を備えるナノワイヤ状半導体アレイを形成する工程とを備えることを特徴とするナノワイヤデバイスの製造方法。 Forming a plurality of nanowire semiconductors by epitaxially growing a crystal on a surface of a semiconductor substrate;
Filling the gap between the nanowire-like semiconductor with a filler to embed the nanowire-like semiconductor to form a nanowire-like semiconductor-filler composite;
The nanowire-like semiconductor array comprising the nanowire-like semiconductor-filler composite by thermally shrinking the filler and peeling the nanowire-like semiconductor-filler composite from the semiconductor substrate by the heat shrinkage stress of the filler. And a step of forming a nanowire device.
前記ナノワイヤ状半導体の間隙に充填剤を充填して該ナノワイヤ状半導体を埋設し、ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成した後、該ナノワイヤ状半導体−充填剤複合体の前記半導体基板と反対側の面に熱収縮性材料層を形成する工程とを備えることを特徴とするナノワイヤデバイスの製造方法。 In the manufacturing method of the nanowire device according to claim 3,
The nanowire-like semiconductor is filled with a filler to bury the nanowire-like semiconductor to form a nanowire-like semiconductor-filler composite, and then the nanowire-like semiconductor-filler composite is opposite to the semiconductor substrate. And a step of forming a heat-shrinkable material layer on the surface of the nanowire device.
露出された該ナノワイヤ状半導体の先端に接続される電極を形成し、該電極を備えるナノワイヤ状半導体−充填剤複合体を形成する工程とを備えることを特徴とするナノワイヤデバイスの製造方法。 4. The method of manufacturing a nanowire device according to claim 3, wherein after filling the gap between the nanowire-like semiconductors with a filler to bury the nanowire-like semiconductor to form a nanowire-like semiconductor-filler composite, Removing a portion of the filler on the opposite side to expose the tip of the nanowire-like semiconductor;
Forming an electrode connected to the exposed tip of the nanowire-like semiconductor, and forming a nanowire-like semiconductor-filler composite including the electrode.
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