JP3236889B2 - ３次元周期構造体およびその製造方法 - Google Patents
３次元周期構造体およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工的な構造制御
により製造される３次元周期構造体およびその製造方法
に関するものである。
により製造される３次元周期構造体およびその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】３次元方向のそれぞれにおいて複数種類
の材料が繰り返し配置される３次元周期構造体を製造す
る場合、例えば以下のような製造方法が用いられる。例
えば図４（ａ），（ｂ）に示すような２種類の材料Ａお
よびＢから成る３次元周期構造体を製造する場合、ま
ず、図４（ａ）の最下層に位置するパターン層５１を形
成する。このパターン層５１は、図４（ａ）のＩ−Ｉ断
面図である図４（ｂ）に示すように、積層方向（Ｙ方
向）と直交する方向であるＸ方向およびＺ方向において
２種類の材料ＡおよびＢを交互に繰り返し配置して成
る。このようなパターン層５１，５２，５３，５４，・
・を形成するためには、例えば、図４（ｃ）に示すパタ
ーンを形成された材料Ｂ上に材料Ａを積層して図４
（ｄ）に示す状態にした後、材料Ａ上に材料Ｂを再度積
層することにより最初のパターンと同様な図４（ｅ）に
示すパターンを形成する。
の材料が繰り返し配置される３次元周期構造体を製造す
る場合、例えば以下のような製造方法が用いられる。例
えば図４（ａ），（ｂ）に示すような２種類の材料Ａお
よびＢから成る３次元周期構造体を製造する場合、ま
ず、図４（ａ）の最下層に位置するパターン層５１を形
成する。このパターン層５１は、図４（ａ）のＩ−Ｉ断
面図である図４（ｂ）に示すように、積層方向（Ｙ方
向）と直交する方向であるＸ方向およびＺ方向において
２種類の材料ＡおよびＢを交互に繰り返し配置して成
る。このようなパターン層５１，５２，５３，５４，・
・を形成するためには、例えば、図４（ｃ）に示すパタ
ーンを形成された材料Ｂ上に材料Ａを積層して図４
（ｄ）に示す状態にした後、材料Ａ上に材料Ｂを再度積
層することにより最初のパターンと同様な図４（ｅ）に
示すパターンを形成する。
【０００３】このような一連の工程を繰り返すことによ
り、隣接するパターン層間でパターンがＸ方向に材料１
列分ずれるようにしてパターン層５１，５２，５３，５
４，・・を順次積層すると、積層方向（Ｙ方向）におい
ても材料ＡおよびＢが繰り返し周期的に配置されること
になり、図４（ａ），（ｂ）に示す３次元周期構造体と
なる。
り、隣接するパターン層間でパターンがＸ方向に材料１
列分ずれるようにしてパターン層５１，５２，５３，５
４，・・を順次積層すると、積層方向（Ｙ方向）におい
ても材料ＡおよびＢが繰り返し周期的に配置されること
になり、図４（ａ），（ｂ）に示す３次元周期構造体と
なる。
【０００４】上記のような３次元周期構造体をマイクロ
メータオーダ以下の微細寸法の３次元周期構造として製
造する場合には、（１）パターンを形成した上へのスパ
ッタ交互堆積法（S.Kawakami, Electronics Letters, V
ol.33, p.1260,(1997)）や、（２）パターンを形成した
ウェハの貼り合わせ接合法（S.Noda, N.Yamamoto, and
A.Sasaki, Japanese Journal of Applied Physics. Vol
35, P.L909, (1996)）等の従来技術が用いられていた。
メータオーダ以下の微細寸法の３次元周期構造として製
造する場合には、（１）パターンを形成した上へのスパ
ッタ交互堆積法（S.Kawakami, Electronics Letters, V
ol.33, p.1260,(1997)）や、（２）パターンを形成した
ウェハの貼り合わせ接合法（S.Noda, N.Yamamoto, and
A.Sasaki, Japanese Journal of Applied Physics. Vol
35, P.L909, (1996)）等の従来技術が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術により３次元周期構造体を製造する場合には、以
下のような多数の製作上の不具合が避けられない。例え
ば、上記（１）の従来技術では、繰り返し堆積時の堆積
条件の制御が困難であるため、形状の揃った層から成る
理想的な３次元周期構造体を形成することが困難であ
る。また、上記（２）の従来技術では、貼り合わせ接合
法そのものが、制御が難しくかつ手間のかかる方法であ
る。以上のように、簡単な構造で製作しやすく、かつ、
半導体集積回路と整合性の高い３次元周期構造体を製造
する技術は現在までに提案されていなかった。
来技術により３次元周期構造体を製造する場合には、以
下のような多数の製作上の不具合が避けられない。例え
ば、上記（１）の従来技術では、繰り返し堆積時の堆積
条件の制御が困難であるため、形状の揃った層から成る
理想的な３次元周期構造体を形成することが困難であ
る。また、上記（２）の従来技術では、貼り合わせ接合
法そのものが、制御が難しくかつ手間のかかる方法であ
る。以上のように、簡単な構造で製作しやすく、かつ、
半導体集積回路と整合性の高い３次元周期構造体を製造
する技術は現在までに提案されていなかった。
【０００６】本発明は、半導体集積回路との整合性が極
めて高く、かつ、マイクロメータオーダ以下の微細寸法
の層を積層した３次元周期構造体と、その製造方法とを
提供することを目的とする。
めて高く、かつ、マイクロメータオーダ以下の微細寸法
の層を積層した３次元周期構造体と、その製造方法とを
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、請求項
１に記載の第１発明は、複数種類の材料を積層方向と直
交する２次元方向の双方で周期的に配置したパターン層
を、前記複数の材料が積層方向において周期的に配置さ
れるように複数層積層して成る３次元周期構造体であっ
て、隣接するパターン層の間に薄層を挿入して成ること
を特徴とする。
１に記載の第１発明は、複数種類の材料を積層方向と直
交する２次元方向の双方で周期的に配置したパターン層
を、前記複数の材料が積層方向において周期的に配置さ
れるように複数層積層して成る３次元周期構造体であっ
て、隣接するパターン層の間に薄層を挿入して成ること
を特徴とする。
【０００８】上記目的のため、請求項２に記載の第２発
明は、複数種類の材料を積層方向と直交する２次元方向
の一方で周期的に配置したパターン層を、前記複数の材
料が積層方向において周期的に配置されるように複数層
積層して成る３次元周期構造体であって、隣接するパタ
ーン層の間に薄層を挿入して成ることを特徴とする。
明は、複数種類の材料を積層方向と直交する２次元方向
の一方で周期的に配置したパターン層を、前記複数の材
料が積層方向において周期的に配置されるように複数層
積層して成る３次元周期構造体であって、隣接するパタ
ーン層の間に薄層を挿入して成ることを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の第３発明は、前記パター
ン層を構成する材料の少なくとも１種類は選択成長によ
り形成し得る材料から成り、前記薄層は前記選択成長の
基として使用し得る材料から成ることを特徴とする。
ン層を構成する材料の少なくとも１種類は選択成長によ
り形成し得る材料から成り、前記薄層は前記選択成長の
基として使用し得る材料から成ることを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載の第４発明は、前記パター
ン層の選択成長により形成する材料および前記薄層の材
料は、ＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまた
はＳｉ酸化物またはこれらの材料の組み合わせであるこ
とを特徴とする。
ン層の選択成長により形成する材料および前記薄層の材
料は、ＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまた
はＳｉ酸化物またはこれらの材料の組み合わせであるこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項５に記載の第５発明は、前記パター
ン層の厚さは、マイクロメータオーダ以下の微細寸法で
あることを特徴とする。
ン層の厚さは、マイクロメータオーダ以下の微細寸法で
あることを特徴とする。
【００１２】請求項６に記載の第６発明は、前記薄層の
厚さは、前記パターン層の厚さの３分の１以下であるこ
とを特徴とする。
厚さは、前記パターン層の厚さの３分の１以下であるこ
とを特徴とする。
【００１３】上記目的のため、請求項７に記載の第７発
明は、複数種類の材料を積層方向と直交する２次元方向
の双方で周期的に配置したパターン層を、前記複数の材
料が積層方向において周期的に配置されるように複数層
積層した３次元周期構造体の製造方法であって、隣接す
るパターン層の間に薄層を挿入しながらパターン層を順
次積層することを特徴とする。
明は、複数種類の材料を積層方向と直交する２次元方向
の双方で周期的に配置したパターン層を、前記複数の材
料が積層方向において周期的に配置されるように複数層
積層した３次元周期構造体の製造方法であって、隣接す
るパターン層の間に薄層を挿入しながらパターン層を順
次積層することを特徴とする。
【００１４】 上記目的のため、請求項８に記載の第８
発明は、複数種類の材料を積層方向と直交する２次元方
向の一方で周期的に配置したパターン層を、前記複数の
材料が積層方向において周期的に配置されるように複数
層積層した３次元周期構造体の製造方法であって、隣接
するパターン層の間に薄層を挿入しながらパターン層を
順次積層することを特徴とする。
発明は、複数種類の材料を積層方向と直交する２次元方
向の一方で周期的に配置したパターン層を、前記複数の
材料が積層方向において周期的に配置されるように複数
層積層した３次元周期構造体の製造方法であって、隣接
するパターン層の間に薄層を挿入しながらパターン層を
順次積層することを特徴とする。
【００１５】請求項９に記載の第９発明は、前記パター
ン層を構成する材料の少なくとも１種類を選択成長によ
り形成するとともに、前記薄層を前記選択成長の基とし
て使用することを特徴とする。
ン層を構成する材料の少なくとも１種類を選択成長によ
り形成するとともに、前記薄層を前記選択成長の基とし
て使用することを特徴とする。
【００１６】請求項１０に記載の第１０発明は、前記パ
ターン層の選択成長により形成する材料および前記薄層
の材料は、ＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷ
またはＳｉ酸化物またはこれらの材料の組み合わせであ
ることを特徴とする。
ターン層の選択成長により形成する材料および前記薄層
の材料は、ＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷ
またはＳｉ酸化物またはこれらの材料の組み合わせであ
ることを特徴とする。
【００１７】請求項１１に記載の第１１発明は、前記パ
ターン層および薄層の材料がＳｉまたはＧｅまたはＳｉ
Ｇｅ混晶またはＷである場合には、パターン層をＣＶＤ
選択成長法、薄層をスパッタ法で形成し、前記パターン
層および薄層の材料がＳｉ酸化物である場合には、パタ
ーン層を選択液相成長法、薄層を常圧ＣＶＤ法またはス
パッタ法で形成することを特徴とする。
ターン層および薄層の材料がＳｉまたはＧｅまたはＳｉ
Ｇｅ混晶またはＷである場合には、パターン層をＣＶＤ
選択成長法、薄層をスパッタ法で形成し、前記パターン
層および薄層の材料がＳｉ酸化物である場合には、パタ
ーン層を選択液相成長法、薄層を常圧ＣＶＤ法またはス
パッタ法で形成することを特徴とする。
【００１８】請求項１２に記載の第１２発明は、前記パ
ターン層の厚さは、マイクロメータオーダ以下の微細寸
法であることを特徴とする。
ターン層の厚さは、マイクロメータオーダ以下の微細寸
法であることを特徴とする。
【００１９】請求項１３に記載の第１３発明は、前記薄
層の厚さは、前記パターン層の厚さの３分の１以下であ
ることを特徴とする。
層の厚さは、前記パターン層の厚さの３分の１以下であ
ることを特徴とする。
【００２０】第１発明によれば、複数種類の材料を積層
方向と直交する２次元方向の双方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層して成る３次元周期構造体
の、隣接するパターン層の間には、薄層が挿入されてい
るので、順次積層するパターン層を選択成長技術を用い
て形成することが可能になる。したがって、極めて簡単
に、形状制御性を格段に向上させることができ、所望の
３次元周期構造体となる。
方向と直交する２次元方向の双方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層して成る３次元周期構造体
の、隣接するパターン層の間には、薄層が挿入されてい
るので、順次積層するパターン層を選択成長技術を用い
て形成することが可能になる。したがって、極めて簡単
に、形状制御性を格段に向上させることができ、所望の
３次元周期構造体となる。
【００２１】第２発明によれば、複数種類の材料を積層
方向と直交する２次元方向の一方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層して成る３次元周期構造体
の、隣接するパターン層の間には、薄層が挿入されてい
るので、順次積層するパターン層を選択成長技術を用い
て形成することが可能になる。したがって、極めて簡単
に、形状制御性を格段に向上させることができ、所望の
３次元周期構造体となる。
方向と直交する２次元方向の一方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層して成る３次元周期構造体
の、隣接するパターン層の間には、薄層が挿入されてい
るので、順次積層するパターン層を選択成長技術を用い
て形成することが可能になる。したがって、極めて簡単
に、形状制御性を格段に向上させることができ、所望の
３次元周期構造体となる。
【００２２】第３発明によれば、前記パターン層を構成
する材料の少なくとも１種類は選択成長により形成し得
る材料から成り、前記薄層は前記選択成長の基として使
用し得る材料から成るので、順次積層するパターン層を
選択成長技術を用いて形成することができる。
する材料の少なくとも１種類は選択成長により形成し得
る材料から成り、前記薄層は前記選択成長の基として使
用し得る材料から成るので、順次積層するパターン層を
選択成長技術を用いて形成することができる。
【００２３】第４発明によれば、前記パターン層の選択
成長により形成する材料および前記薄層の材料は、Ｓｉ
またはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸化
物またはこれらの材料の組み合わせであるので、前記薄
層を選択成長の基として使用して前記パターン層を構成
する材料を選択成長により形成することができる。
成長により形成する材料および前記薄層の材料は、Ｓｉ
またはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸化
物またはこれらの材料の組み合わせであるので、前記薄
層を選択成長の基として使用して前記パターン層を構成
する材料を選択成長により形成することができる。
【００２４】第５発明によれば、前記パターン層の厚さ
は、マイクロメータオーダ以下の微細寸法であるので、
所望の通りのマイクロメータオーダ以下の微細寸法のパ
ターン層を積層した３次元周期構造体を製造することが
できる。
は、マイクロメータオーダ以下の微細寸法であるので、
所望の通りのマイクロメータオーダ以下の微細寸法のパ
ターン層を積層した３次元周期構造体を製造することが
できる。
【００２５】第６発明によれば、前記薄層の厚さは、前
記パターン層の厚さの３分の１以下であるので、この薄
層を選択成長の基として使用することができる。
記パターン層の厚さの３分の１以下であるので、この薄
層を選択成長の基として使用することができる。
【００２６】第７発明によれば、複数種類の材料を積層
方向と直交する２次元方向の双方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層した３次元周期構造体を製
造する際には、隣接するパターン層の間に薄層を挿入し
ながらパターン層を順次積層するので、順次積層するパ
ターン層を選択成長技術を用いて形成することが可能に
なる。したがって、極めて簡単に、形状制御性を格段に
向上させることができ、所望の３次元周期構造体を製造
する方法を提供することができる。
方向と直交する２次元方向の双方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層した３次元周期構造体を製
造する際には、隣接するパターン層の間に薄層を挿入し
ながらパターン層を順次積層するので、順次積層するパ
ターン層を選択成長技術を用いて形成することが可能に
なる。したがって、極めて簡単に、形状制御性を格段に
向上させることができ、所望の３次元周期構造体を製造
する方法を提供することができる。
【００２７】第８発明によれば、複数種類の材料を積層
方向と直交する２次元方向の一方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層した３次元周期構造体を製
造する際には、隣接するパターン層の間に薄層を挿入し
ながらパターン層を順次積層するので、順次積層するパ
ターン層を選択成長技術を用いて形成することが可能に
なる。したがって、極めて簡単に、形状制御性を格段に
向上させることができ、所望の３次元周期構造体を製造
する方法を提供することができる。
方向と直交する２次元方向の一方で周期的に配置したパ
ターン層を前記複数の材料が積層方向において周期的に
配置されるように複数層積層した３次元周期構造体を製
造する際には、隣接するパターン層の間に薄層を挿入し
ながらパターン層を順次積層するので、順次積層するパ
ターン層を選択成長技術を用いて形成することが可能に
なる。したがって、極めて簡単に、形状制御性を格段に
向上させることができ、所望の３次元周期構造体を製造
する方法を提供することができる。
【００２８】第９発明によれば、前記パターン層を構成
する材料の少なくとも１種類を選択成長により形成する
とともに、前記薄層を前記選択成長の基として使用する
ので、順次積層するパターン層を選択成長技術を用いて
形成することができる。
する材料の少なくとも１種類を選択成長により形成する
とともに、前記薄層を前記選択成長の基として使用する
ので、順次積層するパターン層を選択成長技術を用いて
形成することができる。
【００２９】第１０発明によれば、前記パターン層の選
択成長により形成する材料および前記薄層の材料は、Ｓ
ｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸
化物またはこれらの材料の組み合わせであるので、前記
薄層を選択成長の基として使用して前記パターン層を構
成する材料を選択成長により形成することができる。
択成長により形成する材料および前記薄層の材料は、Ｓ
ｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸
化物またはこれらの材料の組み合わせであるので、前記
薄層を選択成長の基として使用して前記パターン層を構
成する材料を選択成長により形成することができる。
【００３０】第１１発明によれば、前記パターン層およ
び薄層の材料がＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶また
はＷである場合には、パターン層をＣＶＤ選択成長法、
薄層をスパッタ法で形成し、前記パターン層および薄層
の材料がＳｉ酸化物である場合には、パターン層を選択
液相成長法、薄層を常圧ＣＶＤ法またはスパッタ法で形
成するので、何れの場合であっても、順次積層するパタ
ーン層を選択成長技術を用いて形成することができる。
び薄層の材料がＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶また
はＷである場合には、パターン層をＣＶＤ選択成長法、
薄層をスパッタ法で形成し、前記パターン層および薄層
の材料がＳｉ酸化物である場合には、パターン層を選択
液相成長法、薄層を常圧ＣＶＤ法またはスパッタ法で形
成するので、何れの場合であっても、順次積層するパタ
ーン層を選択成長技術を用いて形成することができる。
【００３１】第１２発明によれば、前記パターン層の厚
さは、マイクロメータオーダ以下の微細寸法であるの
で、所望の通りのマイクロメータオーダ以下の微細寸法
のパターン層を積層した３次元周期構造体の製造方法を
提供することができる。
さは、マイクロメータオーダ以下の微細寸法であるの
で、所望の通りのマイクロメータオーダ以下の微細寸法
のパターン層を積層した３次元周期構造体の製造方法を
提供することができる。
【００３２】第１３発明によれば、前記薄層の厚さは、
前記パターン層の厚さの３分の１以下であるので、この
薄層を選択成長の基として使用することができる。
前記パターン層の厚さの３分の１以下であるので、この
薄層を選択成長の基として使用することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。３次元方向のそれぞれにおい
て複数種類の材料が繰り返し配置される３次元周期構造
体を製造するためのプロセス（工程）は、例えば図４
（ａ），（ｂ）に示すような２種類の材料ＡおよびＢか
ら成る最も簡単な構造の３次元周期構造体を製造する場
合には、上述した従来技術に関して説明したように、図
４（ｃ）にＡで示すパターンを形成する工程と、前記パ
ターンを形成された材料Ａ上に材料Ｂを積層する工程
と、材料Ｂ上に材料Ａを積層することにより図４（ｅ）
に示すパターンを形成する工程とから成る一連の工程の
繰り返しとする必要がある。
に基づき詳細に説明する。３次元方向のそれぞれにおい
て複数種類の材料が繰り返し配置される３次元周期構造
体を製造するためのプロセス（工程）は、例えば図４
（ａ），（ｂ）に示すような２種類の材料ＡおよびＢか
ら成る最も簡単な構造の３次元周期構造体を製造する場
合には、上述した従来技術に関して説明したように、図
４（ｃ）にＡで示すパターンを形成する工程と、前記パ
ターンを形成された材料Ａ上に材料Ｂを積層する工程
と、材料Ｂ上に材料Ａを積層することにより図４（ｅ）
に示すパターンを形成する工程とから成る一連の工程の
繰り返しとする必要がある。
【００３４】このような製造方法を簡単に実現するた
め、本発明の第１実施形態の３次元周期構造体の製造方
法では、以下のような工程を用いる。なお、この第１実
施形態では、２種類の材料ＡおよびＢを用いて３次元周
期構造体を製造する際に、材料ＡとしてＳｉＧｅを用い
るとともに、材料ＢとしてＳｉＯ２ を用い、さらに、
材料ＡおよびＢ間に挿入する挿入層としてＳｉの全面非
選択成長薄層を用いるものとする。
め、本発明の第１実施形態の３次元周期構造体の製造方
法では、以下のような工程を用いる。なお、この第１実
施形態では、２種類の材料ＡおよびＢを用いて３次元周
期構造体を製造する際に、材料ＡとしてＳｉＧｅを用い
るとともに、材料ＢとしてＳｉＯ２ を用い、さらに、
材料ＡおよびＢ間に挿入する挿入層としてＳｉの全面非
選択成長薄層を用いるものとする。
【００３５】［１−１］ＳｉＯ２ 堆積 常圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｏ２ −Ｎ２ 系の混合ガ
スを用いて、４００℃で２０分間のＳｉＯ２ 堆積を行
い、基板（例えばＳｉＧｅ）１上に材料ＢとしてＳｉＯ
２ を厚さ０．５ミクロンとなるように全面堆積させる
と、図１（ａ）の状態になる。
スを用いて、４００℃で２０分間のＳｉＯ２ 堆積を行
い、基板（例えばＳｉＧｅ）１上に材料ＢとしてＳｉＯ
２ を厚さ０．５ミクロンとなるように全面堆積させる
と、図１（ａ）の状態になる。
【００３６】［１−２］リソグラフィ（パターン形成） ポジ型レジストを用い、ステッパ光露光機で０．５ミク
ロン周期のパターンを図１（ａ）の材料Ｂ上に形成す
る。この工程は、通常のＬＳＩ製作用プロセスに用いら
れるものと同様である。
ロン周期のパターンを図１（ａ）の材料Ｂ上に形成す
る。この工程は、通常のＬＳＩ製作用プロセスに用いら
れるものと同様である。
【００３７】［１−３］ＳｉＯ２ エッチング リアクテブイオンエッチング法で、フロロカーボン−水
素−Ａｒ系の混合ガスを用いて、５Ｐａで４分間のＳｉ
Ｏ２ エッチングを行い、材料Ｂである０．５ミクロン
のＳｉＯ２ を選択エッチングし、下地の基板面（Ｓｉ
Ｇｅ面）を露出させて図１（ｂ）に示すようにエッチン
グ除去部２を形成する。その後、酸素プラズマにより上
記レジストを除去し、溶液で洗浄および表面処理を行
う。
素−Ａｒ系の混合ガスを用いて、５Ｐａで４分間のＳｉ
Ｏ２ エッチングを行い、材料Ｂである０．５ミクロン
のＳｉＯ２ を選択エッチングし、下地の基板面（Ｓｉ
Ｇｅ面）を露出させて図１（ｂ）に示すようにエッチン
グ除去部２を形成する。その後、酸素プラズマにより上
記レジストを除去し、溶液で洗浄および表面処理を行
う。
【００３８】［１−４］ＳｉＧｅの選択成長 減圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −ＧｅＨ４ −Ｈ２ 系の混
合ガスを用いて、５５０℃で１０分間のＳｉＧｅの選択
成長を行い、基板１の露出表面のみに、材料ＡとしてＳ
ｉＧｅを厚さ０．５ミクロンとなるように選択成長させ
ると、図１（ｃ）に示すようなパターン層１１が形成さ
れる。このパターン層１１は、２種類の材料ＡおよびＢ
を積層方向と直交する２次元方向であるＸ方向およびＺ
方向の双方で周期的に配置したものとなる。
合ガスを用いて、５５０℃で１０分間のＳｉＧｅの選択
成長を行い、基板１の露出表面のみに、材料ＡとしてＳ
ｉＧｅを厚さ０．５ミクロンとなるように選択成長させ
ると、図１（ｃ）に示すようなパターン層１１が形成さ
れる。このパターン層１１は、２種類の材料ＡおよびＢ
を積層方向と直交する２次元方向であるＸ方向およびＺ
方向の双方で周期的に配置したものとなる。
【００３９】［１−５］Ｓｉ全面非選択成長（挿入層の
形成） 減圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｈ２ 系混合ガスを用い
て、６５０℃で１分間のＳｉ全面非選択成長を行うと、
図１（ｄ）に示すようにパターン層１１の上面にＳｉよ
り成る薄層が形成され、この薄層が挿入層３となる。こ
の挿入層３の厚さは、選択成長が可能であれば原子オー
ダ（Åオーダ）の厚みとすることができ、本実施形態で
は０．０３ミクロン程度とすればよい。この挿入層３
は、隣接するパターン層間に挿入されることとなる。
形成） 減圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｈ２ 系混合ガスを用い
て、６５０℃で１分間のＳｉ全面非選択成長を行うと、
図１（ｄ）に示すようにパターン層１１の上面にＳｉよ
り成る薄層が形成され、この薄層が挿入層３となる。こ
の挿入層３の厚さは、選択成長が可能であれば原子オー
ダ（Åオーダ）の厚みとすることができ、本実施形態で
は０．０３ミクロン程度とすればよい。この挿入層３
は、隣接するパターン層間に挿入されることとなる。
【００４０】以下、上記［１−１］〜［１−５］と同様
にして、ＳｉＯ２ 堆積、リソグラフイ（パターン形
成）、ＳｉＯ２ エッチング、ＳｉＧｅの選択成長およ
びＳｉ全面非選択成長（挿入層の形成）を繰り返し行う
と、図１（ｅ）に示すように、基板１上に、パターン層
１１、挿入層３、パターン層１２、挿入層３、パターン
層１３、挿入層３、パターン層１４、・・が順次積層さ
れることになり、所望の３次元周期構造体となる。
にして、ＳｉＯ２ 堆積、リソグラフイ（パターン形
成）、ＳｉＯ２ エッチング、ＳｉＧｅの選択成長およ
びＳｉ全面非選択成長（挿入層の形成）を繰り返し行う
と、図１（ｅ）に示すように、基板１上に、パターン層
１１、挿入層３、パターン層１２、挿入層３、パターン
層１３、挿入層３、パターン層１４、・・が順次積層さ
れることになり、所望の３次元周期構造体となる。
【００４１】本実施形態の３次元周期構造体の製造方法
によれば、２種類の材料ＡおよびＢがＸ方向およびＺ方
向で繰り返し規則的に配置されるパターン層１１，１
２，１３，・・を積層方向（Ｙ方向）に繰り返し積層し
て３次元周期構造を製作する際に、隣接するパターン層
間に挿入層（薄層）を挿入する構造としたため、この挿
入層が選択成長の基（選択成長の種あるいは選択成長の
元）となり、次に積層するパターン層を選択成長技術を
用いて形成することができるようになる。したがって、
簡単に、形状制御性を格段に向上させることでき、所望
の３次元周期構造体を製造することができる。また、上
記挿入層３は、選択成長が可能であれば原子オーダ（Å
オーダ）の厚みとすることができるため、極めて薄くす
ることができ、デバイス特性への影響も極小にすること
ができる。
によれば、２種類の材料ＡおよびＢがＸ方向およびＺ方
向で繰り返し規則的に配置されるパターン層１１，１
２，１３，・・を積層方向（Ｙ方向）に繰り返し積層し
て３次元周期構造を製作する際に、隣接するパターン層
間に挿入層（薄層）を挿入する構造としたため、この挿
入層が選択成長の基（選択成長の種あるいは選択成長の
元）となり、次に積層するパターン層を選択成長技術を
用いて形成することができるようになる。したがって、
簡単に、形状制御性を格段に向上させることでき、所望
の３次元周期構造体を製造することができる。また、上
記挿入層３は、選択成長が可能であれば原子オーダ（Å
オーダ）の厚みとすることができるため、極めて薄くす
ることができ、デバイス特性への影響も極小にすること
ができる。
【００４２】次に、本発明の第２実施形態の３次元周期
構造体の製造方法を図２（ａ）〜（ｅ）を用いて説明す
る。この第２実施形態では、２種類の材料ＡおよびＢを
用いて３次元周期構造体を製造する際に、材料Ａとして
ＳｉＯ２ を用いるとともに、材料ＢとしてポリＳｉを
用い、さらに、材料ＡおよびＢ間に挿入する挿入層とし
てＳｉＯ２ の全面非選択ＣＶＤ堆積薄層を用いるもの
とする。
構造体の製造方法を図２（ａ）〜（ｅ）を用いて説明す
る。この第２実施形態では、２種類の材料ＡおよびＢを
用いて３次元周期構造体を製造する際に、材料Ａとして
ＳｉＯ２ を用いるとともに、材料ＢとしてポリＳｉを
用い、さらに、材料ＡおよびＢ間に挿入する挿入層とし
てＳｉＯ２ の全面非選択ＣＶＤ堆積薄層を用いるもの
とする。
【００４３】［２−１］ＳｉＯ２ 全面非選択ＣＶＤ堆
積（極薄） 常圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｏ２ −Ｎ２ 系混合ガス
を用いて、４００℃で１分間のＳｉＯ２ 堆積を行い、
図２（ａ）に示すように、ＳｉＯ２ を厚さ０．０２５
ミクロンとなるように全面堆積させる。このＳｉＯ２
は基板４となる。
積（極薄） 常圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｏ２ −Ｎ２ 系混合ガス
を用いて、４００℃で１分間のＳｉＯ２ 堆積を行い、
図２（ａ）に示すように、ＳｉＯ２ を厚さ０．０２５
ミクロンとなるように全面堆積させる。このＳｉＯ２
は基板４となる。
【００４４】［２−２］ポリＳｉ堆積 減圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｈ２ 系混合ガスを用い
て、６５０℃で１７分間のポリＳｉ堆積を行い、基板４
上に材料ＢとしてポリＳｉを厚さ０．５ミクロンとなる
ように全面堆積させると、図２（ａ）の状態になる。
て、６５０℃で１７分間のポリＳｉ堆積を行い、基板４
上に材料ＢとしてポリＳｉを厚さ０．５ミクロンとなる
ように全面堆積させると、図２（ａ）の状態になる。
【００４５】［２−３］リソグラフィ（パターン形成） ポジ型レジストを用い、ステッパ光露光機で０．５ミク
ロン周期のパターンを図２（ａ）の材料Ｂ上に形成す
る。この工程は、通常のＬＳＩ製作用プロセスに用いら
れるものと同様である。
ロン周期のパターンを図２（ａ）の材料Ｂ上に形成す
る。この工程は、通常のＬＳＩ製作用プロセスに用いら
れるものと同様である。
【００４６】［２−４］ポリＳｉエッチング ＥＣＲプラズマエッチング法で、塩素−窒素系の混合ガ
スを用いて、０．５Ｐａで４分間のポリＳｉエッチング
を行い、材料Ｂである０．５ミクロンのポリＳｉを選択
エッチングし、下地の基板面（ＳｉＯ２ 面）を露出さ
せて図２（ｂ）に示すようにエッチング除去部５を形成
する。その後、酸素プラズマにより上記レジストを除去
し、溶液で洗浄および表面処理を行う。
スを用いて、０．５Ｐａで４分間のポリＳｉエッチング
を行い、材料Ｂである０．５ミクロンのポリＳｉを選択
エッチングし、下地の基板面（ＳｉＯ２ 面）を露出さ
せて図２（ｂ）に示すようにエッチング除去部５を形成
する。その後、酸素プラズマにより上記レジストを除去
し、溶液で洗浄および表面処理を行う。
【００４７】［２−５］ＳｉＯ２ ウェット選択成長 選択液層成長法で、ケイフッ化水素酸を用いて、３５℃
で１２時間のＳｉＯ２ウェット選択成長を行い、基板４
の露出表面のみに、材料ＡとしてのＳｉＯ２を厚さ０．
５ミクロンとなるように選択成長させると、図２（ｃ）
に示すようなパターン層１５が形成される。このパター
ン層１５は、２種類の材料ＡおよびＢを積層方向と直交
する２次元方向であるＸ方向およびＺ方向の双方で周期
的に配置したものとなる。
で１２時間のＳｉＯ２ウェット選択成長を行い、基板４
の露出表面のみに、材料ＡとしてのＳｉＯ２を厚さ０．
５ミクロンとなるように選択成長させると、図２（ｃ）
に示すようなパターン層１５が形成される。このパター
ン層１５は、２種類の材料ＡおよびＢを積層方向と直交
する２次元方向であるＸ方向およびＺ方向の双方で周期
的に配置したものとなる。
【００４８】［２−６］ＳｉＯ２ 全面非選択ＣＶＤ堆
積（挿入層の形成） 常圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｏ２ −Ｎ２ 系混合ガス
を用いて、４００℃で１分間のＳｉＯ２ 堆積を行う
と、図２（ｄ）に示すようにパターン層１５の上面にＳ
ｉＯ２ より成る薄層が形成され、この薄層が挿入層６
となる。この挿入層６の厚さは、選択成長が可能であれ
ば原子オーダ（Åオーダ）の厚みとすることができ、本
実施形態では０．０２５ミクロン程度とすればよい。こ
の挿入層６は、隣接するパターン層間に挿入されること
となる。
積（挿入層の形成） 常圧ＣＶＤ法で、ＳｉＨ４ −Ｏ２ −Ｎ２ 系混合ガス
を用いて、４００℃で１分間のＳｉＯ２ 堆積を行う
と、図２（ｄ）に示すようにパターン層１５の上面にＳ
ｉＯ２ より成る薄層が形成され、この薄層が挿入層６
となる。この挿入層６の厚さは、選択成長が可能であれ
ば原子オーダ（Åオーダ）の厚みとすることができ、本
実施形態では０．０２５ミクロン程度とすればよい。こ
の挿入層６は、隣接するパターン層間に挿入されること
となる。
【００４９】以下、上記［２−１］〜［２−６］と同様
にして、ポリＳｉ堆積、リソグラフイ（パターン形
成）、ポリＳｉエッチング、ＳｉＯ２ ウェット選択成
長およびＳｉＯ２ 全面非選択ＣＶＤ堆積（挿入層の形
成）を繰り返し行うと、図２（ｅ）に示すように、基板
４上に、パターン層１５、挿入層６、パターン層１６、
挿入層６、パターン層１７、挿入層６、パターン層１
８、・・が順次積層されることになり、所望の３次元周
期構造体となる。
にして、ポリＳｉ堆積、リソグラフイ（パターン形
成）、ポリＳｉエッチング、ＳｉＯ２ ウェット選択成
長およびＳｉＯ２ 全面非選択ＣＶＤ堆積（挿入層の形
成）を繰り返し行うと、図２（ｅ）に示すように、基板
４上に、パターン層１５、挿入層６、パターン層１６、
挿入層６、パターン層１７、挿入層６、パターン層１
８、・・が順次積層されることになり、所望の３次元周
期構造体となる。
【００５０】本実施形態の３次元周期構造体の製造方法
によれば、２種類の材料ＡおよびＢがＸ方向およびＺ方
向で繰り返し規則的に配置されるパターン層１５，１
６，１７，・・を積層方向（Ｙ方向）に繰り返し積層し
て３次元周期構造を製作する際に、隣接するパターン層
間に挿入層６を挿入する構造としたため、この挿入層が
選択成長の基（選択成長の種あるいは選択成長の元）と
なり、次に積層するパターン層を選択成長技術を用いて
形成することができるようになる。したがって、簡単
に、形状制御性を格段に向上させることでき、所望の３
次元周期構造体を製造することができる。また、上記挿
入層６は、選択成長が可能であれば原子オーダ（Åオー
ダ）の厚みとすることができるため、極めて薄くするこ
とができ、デバイス特性への影響も極小にすることがで
きる。
によれば、２種類の材料ＡおよびＢがＸ方向およびＺ方
向で繰り返し規則的に配置されるパターン層１５，１
６，１７，・・を積層方向（Ｙ方向）に繰り返し積層し
て３次元周期構造を製作する際に、隣接するパターン層
間に挿入層６を挿入する構造としたため、この挿入層が
選択成長の基（選択成長の種あるいは選択成長の元）と
なり、次に積層するパターン層を選択成長技術を用いて
形成することができるようになる。したがって、簡単
に、形状制御性を格段に向上させることでき、所望の３
次元周期構造体を製造することができる。また、上記挿
入層６は、選択成長が可能であれば原子オーダ（Åオー
ダ）の厚みとすることができるため、極めて薄くするこ
とができ、デバイス特性への影響も極小にすることがで
きる。
【００５１】次に、本発明の第３実施形態の３次元周期
構造体を図３を用いて説明する。この第３実施形態の３
次元周期構造体は、上記第１実施形態または第２実施形
態と同一の材料ＡおよびＢを用いて、上記第１実施形態
または第２実施形態と同様の製造方法により製造するも
のとする。
構造体を図３を用いて説明する。この第３実施形態の３
次元周期構造体は、上記第１実施形態または第２実施形
態と同一の材料ＡおよびＢを用いて、上記第１実施形態
または第２実施形態と同様の製造方法により製造するも
のとする。
【００５２】この第３実施形態の３次元周期構造体は、
２種類の材料ＡおよびＢを積層方向（Ｙ方向）と直交す
る２次元方向の一方（Ｘ方向またはＺ方向）で周期的に
配置することによりパターン層１９〜２１を構成した点
で上記第１実施形態および第２実施形態と相違してい
る。上記各パターン層は細長い割り箸状の材料Ａおよび
Ｂを交互に配列して成り、隣接するパターン層は互いに
位相が９０°ずれるように積層配置されている。そのた
め、細長い割り箸状の材料ＡおよびＢが積層方向（Ｙ方
向）において井桁状に互い違いに積み重ねられ、積層方
向（Ｙ方向）の材料一列分に着目すると、Ａ，Ａ，Ｂ，
Ｂ，Ａ，Ａ，Ｂ，Ｂ，・・となるように材料ＡおよびＢ
が周期的に配置されることになる。なお、隣接するパタ
ーン層の間に挿入層（薄層）が挿入されている点は上記
第１実施形態および第２実施形態と同様である。
２種類の材料ＡおよびＢを積層方向（Ｙ方向）と直交す
る２次元方向の一方（Ｘ方向またはＺ方向）で周期的に
配置することによりパターン層１９〜２１を構成した点
で上記第１実施形態および第２実施形態と相違してい
る。上記各パターン層は細長い割り箸状の材料Ａおよび
Ｂを交互に配列して成り、隣接するパターン層は互いに
位相が９０°ずれるように積層配置されている。そのた
め、細長い割り箸状の材料ＡおよびＢが積層方向（Ｙ方
向）において井桁状に互い違いに積み重ねられ、積層方
向（Ｙ方向）の材料一列分に着目すると、Ａ，Ａ，Ｂ，
Ｂ，Ａ，Ａ，Ｂ，Ｂ，・・となるように材料ＡおよびＢ
が周期的に配置されることになる。なお、隣接するパタ
ーン層の間に挿入層（薄層）が挿入されている点は上記
第１実施形態および第２実施形態と同様である。
【００５３】本実施形態の３次元周期構造体の製造方法
によれば、２種類の材料ＡおよびＢがＸ方向およびＺ方
向の一方で繰り返し規則的に配置されるパターン層１
９，２０，２１，２２，・・を積層方向（Ｙ方向）に繰
り返し積層して３次元周期構造を製作する際に、隣接す
るパターン層間に挿入層８を挿入する構造としたため、
この挿入層が選択成長の基（選択成長の種あるいは選択
成長の元）となり、次に積層するパターン層を選択成長
技術を用いて形成することができるようになる。したが
って、簡単に、形状制御性を格段に向上させることで
き、所望の３次元周期構造体を製造することができる。
また、上記挿入層８は、選択成長が可能であれば原子オ
ーダ（Åオーダ）の厚みとすることができるため、極め
て薄くすることができ、デバイス特性への影響も極小に
することができる。
によれば、２種類の材料ＡおよびＢがＸ方向およびＺ方
向の一方で繰り返し規則的に配置されるパターン層１
９，２０，２１，２２，・・を積層方向（Ｙ方向）に繰
り返し積層して３次元周期構造を製作する際に、隣接す
るパターン層間に挿入層８を挿入する構造としたため、
この挿入層が選択成長の基（選択成長の種あるいは選択
成長の元）となり、次に積層するパターン層を選択成長
技術を用いて形成することができるようになる。したが
って、簡単に、形状制御性を格段に向上させることで
き、所望の３次元周期構造体を製造することができる。
また、上記挿入層８は、選択成長が可能であれば原子オ
ーダ（Åオーダ）の厚みとすることができるため、極め
て薄くすることができ、デバイス特性への影響も極小に
することができる。
【００５４】なお、上記第１〜第３実施形態では２種類
の材料ＡおよびＢを用いて３次元周期構造体を製造した
が、上記と同様の製造方法により３種類以上の材料を用
いて３次元周期構造体を製造することも可能である。ま
た、上記各実施形態では上記パターン層を構成する材料
ＡおよびＢとして選択成長により形成し得る材料を用い
たが、パターン層を構成する材料ＡおよびＢの少なくと
も１種類を選択成長により形成し得る材料とすればよ
い。また、上記パターン層の選択成長により形成する材
料ＡおよびＢならびに上記挿入層（薄層）の材料は、Ｓ
ｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸
化物またはこれらの材料の組み合わせの何れかを用いれ
ばよい。また、上記パターン層を構成する材料Ａおよび
Ｂとして、それぞれ成長可能な類似材料を用いたり、材
料ＡおよびＢの一方の材料を空気、ガス、または溶媒等
の媒質もしくは真空を用いることもでき、その場合も上
記と同様の３次元周期構造体を製造することができる。
の材料ＡおよびＢを用いて３次元周期構造体を製造した
が、上記と同様の製造方法により３種類以上の材料を用
いて３次元周期構造体を製造することも可能である。ま
た、上記各実施形態では上記パターン層を構成する材料
ＡおよびＢとして選択成長により形成し得る材料を用い
たが、パターン層を構成する材料ＡおよびＢの少なくと
も１種類を選択成長により形成し得る材料とすればよ
い。また、上記パターン層の選択成長により形成する材
料ＡおよびＢならびに上記挿入層（薄層）の材料は、Ｓ
ｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸
化物またはこれらの材料の組み合わせの何れかを用いれ
ばよい。また、上記パターン層を構成する材料Ａおよび
Ｂとして、それぞれ成長可能な類似材料を用いたり、材
料ＡおよびＢの一方の材料を空気、ガス、または溶媒等
の媒質もしくは真空を用いることもでき、その場合も上
記と同様の３次元周期構造体を製造することができる。
【００５５】また、上記各実施形態では上記挿入層（薄
層）としてＳｉの全面非選択成長薄層やＳｉＯ２ の全
面非選択ＣＶＤ堆積薄層を用いたが、選択成長の基とし
て使用し得る材料であれば、どのような材料を用いても
よい。また、上記第１実施形態では挿入層として２種類
の材料ＡおよびＢと異なるものを用い、上記第２実施形
態では挿入層として２種類の材料ＡおよびＢの一方と同
一のものを用いたが、選択成長が可能であるという意味
での同種な材料であれば、どのような材料を用いてもよ
い。また、上記各パターン層の厚さは、マイクロメータ
オーダ以下（１０−６ｍ以下）の微細寸法とすればよ
い。また、上記各実施形態では、挿入層（薄層）の厚さ
を０．０３ミクロンまたは０．０２５ミクロンとした
が、上記パターン層の厚さの３分の１以下であればどの
ような厚さにしてもよく、選択成長が可能であれば原子
オーダ（Åオーダ；１０−１０ ｍオーダ）の厚みとす
ることもできる。また、上記パターン層および薄層の材
料がＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷである
場合には、パターン層をＣＶＤ選択成長法、薄層をスパ
ッタ法で形成することができ、上記パターン層および薄
層の材料がＳｉ酸化物（ＳｉＯ２等）である場合には、
パターン層を選択液相成長法、薄層を常圧ＣＶＤ法また
はスパッタ法で形成することができる。
層）としてＳｉの全面非選択成長薄層やＳｉＯ２ の全
面非選択ＣＶＤ堆積薄層を用いたが、選択成長の基とし
て使用し得る材料であれば、どのような材料を用いても
よい。また、上記第１実施形態では挿入層として２種類
の材料ＡおよびＢと異なるものを用い、上記第２実施形
態では挿入層として２種類の材料ＡおよびＢの一方と同
一のものを用いたが、選択成長が可能であるという意味
での同種な材料であれば、どのような材料を用いてもよ
い。また、上記各パターン層の厚さは、マイクロメータ
オーダ以下（１０−６ｍ以下）の微細寸法とすればよ
い。また、上記各実施形態では、挿入層（薄層）の厚さ
を０．０３ミクロンまたは０．０２５ミクロンとした
が、上記パターン層の厚さの３分の１以下であればどの
ような厚さにしてもよく、選択成長が可能であれば原子
オーダ（Åオーダ；１０−１０ ｍオーダ）の厚みとす
ることもできる。また、上記パターン層および薄層の材
料がＳｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷである
場合には、パターン層をＣＶＤ選択成長法、薄層をスパ
ッタ法で形成することができ、上記パターン層および薄
層の材料がＳｉ酸化物（ＳｉＯ２等）である場合には、
パターン層を選択液相成長法、薄層を常圧ＣＶＤ法また
はスパッタ法で形成することができる。
【００５６】また、上記各実施形態では３次元方向
（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）の少なくとも２方向に周期性を有す
るように複数（上記各実施形態では２種類）の材料を配
置したが、リソグラフィ技術を用いることにより、周期
性を破ったデバイス構造を任意の位置に挿入した３次元
周期構造体を形成することも、容易に実現可能である。
さらに、上記第１および第２実施形態では積層方向（Ｙ
方向）と直交する２次元平面を定義するＸ軸およびＺ軸
を互いに直交するようにしたが、積層方向と直交する２
次元平面を定義するＸ軸およびＺ軸は必ずしも直交する
必要はなく、例えば両者が１２０°をなすように交差す
るようにしてもよい。その場合、製造した３次元周期構
造体は六方晶となる。
（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）の少なくとも２方向に周期性を有す
るように複数（上記各実施形態では２種類）の材料を配
置したが、リソグラフィ技術を用いることにより、周期
性を破ったデバイス構造を任意の位置に挿入した３次元
周期構造体を形成することも、容易に実現可能である。
さらに、上記第１および第２実施形態では積層方向（Ｙ
方向）と直交する２次元平面を定義するＸ軸およびＺ軸
を互いに直交するようにしたが、積層方向と直交する２
次元平面を定義するＸ軸およびＺ軸は必ずしも直交する
必要はなく、例えば両者が１２０°をなすように交差す
るようにしてもよい。その場合、製造した３次元周期構
造体は六方晶となる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
により製造した３次元周期構造体は、理想的な形状を実
現するように形状制御することができるので、この３次
元周期構造体を用いたデバイスは、優れた特性を有する
ものとなる。また、本発明の３次元周期構造体の製造方
法は、リソグラフィ技術や半導体集積回路製作技術と整
合性が高いので、３次元周期構造体を半導体上に集積す
ることができ、３次元周期構造体を含むデバイスや回路
等に適用することができる。また、パターン層間に挿入
される薄層は、選択成長が可能な原子オーダの厚みさえ
確保されればよいので、３次元周期性への影響はほとん
ど生じない。
により製造した３次元周期構造体は、理想的な形状を実
現するように形状制御することができるので、この３次
元周期構造体を用いたデバイスは、優れた特性を有する
ものとなる。また、本発明の３次元周期構造体の製造方
法は、リソグラフィ技術や半導体集積回路製作技術と整
合性が高いので、３次元周期構造体を半導体上に集積す
ることができ、３次元周期構造体を含むデバイスや回路
等に適用することができる。また、パターン層間に挿入
される薄層は、選択成長が可能な原子オーダの厚みさえ
確保されればよいので、３次元周期性への影響はほとん
ど生じない。
【図１】 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、本発明の第１実
施形態の３次元周期構造体の製造方法を説明するための
図である。
施形態の３次元周期構造体の製造方法を説明するための
図である。
【図２】 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、本発明の第２実
施形態の３次元周期構造体の製造方法を説明するための
図である。
施形態の３次元周期構造体の製造方法を説明するための
図である。
【図３】 本発明の第１実施形態の３次元周期構造体の
構造を説明するための図である。
構造を説明するための図である。
【図４】 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、従来の３次元周
期構造体の製造方法を説明するための図である。
期構造体の製造方法を説明するための図である。
１ 基板（ＳｉＧｅ） ２，５ エッチング除去部 ３，６，８ 挿入層（薄層） ４ 基板（ＳｉＯ２ ） ７ 基板 １１〜２２ パターン層 Ａ，Ｂ 材料
Claims (13)
- 【請求項１】 複数種類の材料を積層方向と直交する２
次元方向の双方で周期的に配置したパターン層を、前記
複数の材料が積層方向において周期的に配置されるよう
に複数層積層して成る３次元周期構造体であって、隣接
するパターン層の間に薄層を挿入して成ることを特徴と
する３次元周期構造体。 - 【請求項２】 複数種類の材料を積層方向と直交する２
次元方向の一方で周期的に配置したパターン層を、前記
複数の材料が積層方向において周期的に配置されるよう
に複数層積層して成る３次元周期構造体であって、隣接
するパターン層の間に薄層を挿入して成ることを特徴と
する３次元周期構造体。 - 【請求項３】 前記パターン層を構成する材料の少なく
とも１種類は選択成長により形成し得る材料から成り、
前記薄層は前記選択成長の基として使用し得る材料から
成ることを特徴とする請求項１または２記載の３次元周
期構造体。 - 【請求項４】 前記パターン層の選択成長により形成す
る材料および前記薄層の材料は、ＳｉまたはＧｅまたは
ＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸化物またはこれらの
材料の組み合わせであることを特徴とする請求項３記載
の３次元周期構造体。 - 【請求項５】 前記パターン層の厚さは、マイクロメー
タオーダ以下の微細寸法であることを特徴とする請求項
１〜４の何れか１項記載の３次元周期構造体。 - 【請求項６】 前記薄層の厚さは、前記パターン層の厚
さの３分の１以下であることを特徴とする請求項１〜５
の何れか１項記載の３次元周期構造体。 - 【請求項７】 複数種類の材料を積層方向と直交する２
次元方向の双方で周期的に配置したパターン層を、前記
複数の材料が積層方向において周期的に配置されるよう
に複数層積層した３次元周期構造体の製造方法であっ
て、隣接するパターン層の間に薄層を挿入しながらパタ
ーン層を順次積層することを特徴とする３次元周期構造
体の製造方法。 - 【請求項８】 複数種類の材料を積層方向と直交する２
次元方向の一方で周期的に配置したパターン層を、前記
複数の材料が積層方向において周期的に配置されるよう
に複数層積層した３次元周期構造体の製造方法であっ
て、隣接するパターン層の間に薄層を挿入しながらパタ
ーン層を順次積層することを特徴とする３次元周期構造
体の製造方法。 - 【請求項９】 前記パターン層を構成する材料の少なく
とも１種類を選択成長により形成するとともに、前記薄
層を前記選択成長の基として使用することを特徴とする
請求項７または８記載の３次元周期構造体の製造方法。 - 【請求項１０】 前記パターン層の選択成長により形成
する材料および前記薄層の材料は、ＳｉまたはＧｅまた
はＳｉＧｅ混晶またはＷまたはＳｉ酸化物またはこれら
の材料の組み合わせであることを特徴とする請求項９記
載の３次元周期構造体の製造方法。 - 【請求項１１】 前記パターン層および薄層の材料がＳ
ｉまたはＧｅまたはＳｉＧｅ混晶またはＷである場合に
は、パターン層をＣＶＤ選択成長法、薄層をスパッタ法
で形成し、前記パターン層および薄層の材料がＳｉ酸化
物である場合には、パターン層を選択液相成長法、薄層
を常圧ＣＶＤ法またはスパッタ法で形成することを特徴
とする請求項１０記載の３次元周期構造体の製造方法。 - 【請求項１２】 前記パターン層の厚さは、マイクロメ
ータオーダ以下の微細寸法であることを特徴とする請求
項７〜１１の何れか１項記載の３次元周期構造体の製造
方法。 - 【請求項１３】 前記薄層の厚さは、前記パターン層の
厚さの３分の１以下であることを特徴とする請求項７〜
１２の何れか１項記載の３次元周期構造体の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP24718199A JP3236889B2 (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | ３次元周期構造体およびその製造方法 |
| EP00301656A EP1081255A2 (en) | 1999-09-01 | 2000-03-01 | A three-dimensional periodic structure and a method for producing the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24718199A JP3236889B2 (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | ３次元周期構造体およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077345A JP2001077345A (ja) | 2001-03-23 |
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| JP (1) | JP3236889B2 (ja) |
-
1999
- 1999-09-01 JP JP24718199A patent/JP3236889B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-03-01 EP EP00301656A patent/EP1081255A2/en not_active Withdrawn
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