JP4865200B2 - ナノ構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
アルミニウムの陽極酸化では、アルミニウム基板を硫酸、シュウ酸、リン酸などの酸性電解液中で陽極酸化することで、多孔質陽極酸化皮膜を得ることができる(非特許文献1参照)。この多孔質陽極酸化皮膜の特徴は、孔径が数nm〜数100nmの極めて微細な円柱状細孔が、アルミナの隔壁により数10nm〜数100nmの間隔で分断され、平行に配列するという特異的な幾何学的構造を有することにある。この円柱状の細孔は、高いアスペクト比を有し、深さ及び断面の径の一様性にも優れている。また、多孔質陽極酸化皮膜の構造は陽極酸化の条件を変えることにより、ある程度の制御が可能である。例えば、陽極酸化電圧で細孔間隔を、陽極酸化時間で細孔の深さを、リン酸などを利用して隔壁のアルミナをエッチング処理することにより細孔径をある程度制御可能であることが知られている。
R.C.Furneaux,W.R.Rigby & A.P.Davidoson"NATURE"Vol.337、p147、1989年 D.R.Turner"J.Electrochem.Soc"105,402、1985年
すなわち、シリコン、又はゲルマニウム、又はシリコンゲルマニウムを主成分とするマトリックス内に、30nm以下の直径を有するアルミニウムを主成分とした、基板に対して垂直方向に成長したシリンダー部分を有するナノ構造体の製造方法において、アルミニウム及びシリコン、又はアルミニウム及びゲルマニウム、又はアルミニウム及びシリコン及びゲルマニウムを原料として基板上にAlX (SiY Ge1-Y )1-X (0.3≦X≦0.8、0≦Y≦1)混合膜を成膜する工程と、前記成膜工程において成膜レートを150nm/min以下とすることを特徴とするナノ構造体の製造方法である。
また、前記のバイアスが、該基板の電位をアース電位に対して−20V以下とするDCバイアスであることを特徴とするナノ構造体の製造方法である。
さらに、前記のナノ構造体の製造方法において、直径1nm以上のアルミニウムを主成分とするシリンダー部分を有したAlX (SiY Ge1-Y )1-X (0.3≦X≦0.8、0≦Y≦1)混合膜を基板上に成膜する工程において、成膜レートを100nm/min以下とすることを特徴とするナノ構造体の製造方法である。
さらに、前記のナノ構造体の製造方法において、直径3nm以上のアルミニウムを主成分とするシリンダー部分を有したAlX (SiY Ge1-Y )1-X (0.3≦X≦0.8、0≦Y≦1)混合膜を基板上に成膜する工程において、成膜レートを20nm/min以下とすることを特徴とするナノ構造体の製造方法である。
そして、前記のナノ構造体の製造方法において、AlX (SiY Ge1-Y )1-X (0.3≦X≦0.8、0≦Y≦1)混合膜を成膜後、前記シリンダーを取り除く工程を含むことを特徴とするナノ構造体の製造方法である。
<ナノ構造体の製造方法>
本発明のナノ構造体の製造方法について、まずAlX Si1-X (0.3≦X≦0.8)混合膜(アルミニウムシリコン混合膜)を使用した場合の製造方法について説明する。
上記のアルミニウムシリコン混合膜の成膜プロセスは、基板上に非平衡状態での成膜が可能なプロセスであれば特に限定はされず、例えばスパッタリング法などで良い。スパッタリング法においては、アルミニウムターゲット及びシリコンターゲットの同時スパッタリング、或いはアルミニウムとシリコンを焼成して形成した混合ターゲットによるスパッタリング、又はアルミニウムターゲット上にシリコンチップを配置したスパッタリングなど幾つかの手法が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
実施例1
本実施例は、成膜レートによるアルミニウムシリコン混合膜のアルミニウムシリンダーの直径及び間隔の変化について検討したものに関する。
本実施例は、スパッタリング時のアルゴンガス圧を0.2Paとして、実施例1と同様の検討を行ったものに関する。
本実施例は、スパッタリング時のアルゴンガス圧を2.0Paとして、実施例2と同様の検討を行ったものに関する。
本実施例は、本発明によるアルミニウムシリコン混合膜におけるシリンダー状のアルミニウム部分へのシリコンの混入、及びマトリックス状のシリコン部分へのアルミニウムの混入について検討を行ったものに関する。
本実施例は、スパッタリングにてアルミニウムシリコン混合膜を成膜する際の、基板に対するバイアス印加について検討を行ったものに関する。
11 アルミニウムシリコン混合膜
12 シリンダー状のアルミニウム
13 シリコンの隔壁
20 基板
21 細孔
22 隔壁
30 基板
31 細孔
32 隔壁
Claims (5)
- シリコン、又はゲルマニウム、又はシリコンゲルマニウムを主成分とするマトリックス内に、30nm以下の直径を有するアルミニウムを主成分とした、基板に対して垂直方向に成長したシリンダー部分を有するナノ構造体の製造方法において、
アルミニウム及びシリコン、又はアルミニウム及びゲルマニウム、又はアルミニウム及びシリコン及びゲルマニウムを原料として基板上にAlX (SiY Ge1−Y )1−X (0.3≦X≦0.8、0≦Y≦1)混合膜を成膜する工程と、
前記成膜工程において、成膜レートを20nm/min以下とし、ガス圧力を1.0Pa以下とすることを特徴とする前記ナノ構造体の製造方法。 - 前記成膜工程において、該基板に対してバイアスを印加して成膜を行うことを特徴とする請求項1に記載のナノ構造体の製造方法。
- 前記バイアスが、該基板の電位をアース電位に対して−20V以下とするDCバイアスであることを特徴とする請求項2に記載のナノ構造体の製造方法。
- 前記成膜工程におけるガス圧力を0.2Pa以下とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項に記載のナノ構造体の製造方法。
- 前記AlX (SiY Ge1−Y )1−X (0.3≦X≦0.8、0≦Y≦1)混合膜を成膜後、前記シリンダーを取り除く工程を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載のナノ構造体の製造方法。
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