JPH07272651A - 針状結晶構造とその製造方法 - Google Patents
針状結晶構造とその製造方法Info
- Publication number
- JPH07272651A JPH07272651A JP6190394A JP6190394A JPH07272651A JP H07272651 A JPH07272651 A JP H07272651A JP 6190394 A JP6190394 A JP 6190394A JP 6190394 A JP6190394 A JP 6190394A JP H07272651 A JPH07272651 A JP H07272651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- crystal structure
- needle
- oxide film
- silicon substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 精密計測機器用探針、マイクロマシーン、真
空マイクロエレクトロニクス、電子顕微鏡等に用いられ
る微小径の針状結晶を微細パターンの形成技術を用いる
ことなく形成する。 【構成】 シリコン基板１上に形成した陽極酸化膜３中
の空孔部５の底部のバリア層４を除去し、その底部に金
６の層を形成してＶＬＳ法によりシリコンの針状結晶８
を成長させる。その後、陽極酸化膜３を除去し所望の形
状に分割する。 【効果】 ０．０１μｍ〜０．０２μｍ径の針状結晶が
製造できる。
空マイクロエレクトロニクス、電子顕微鏡等に用いられ
る微小径の針状結晶を微細パターンの形成技術を用いる
ことなく形成する。 【構成】 シリコン基板１上に形成した陽極酸化膜３中
の空孔部５の底部のバリア層４を除去し、その底部に金
６の層を形成してＶＬＳ法によりシリコンの針状結晶８
を成長させる。その後、陽極酸化膜３を除去し所望の形
状に分割する。 【効果】 ０．０１μｍ〜０．０２μｍ径の針状結晶が
製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】主として精密計測機器用探針、マ
イクロマシーン、真空マイクロエレクトロニクス等の分
野に用いられる針状結晶構造とその製造方法に関するも
のである。
イクロマシーン、真空マイクロエレクトロニクス等の分
野に用いられる針状結晶構造とその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】走査型トンネル電子顕微鏡あるいは原子
間力顕微鏡等の探針には先端が非常に鋭利であることが
要求され、この目的のためには通常金属針の先端を電解
研磨する方法が用いられるが、その曲率はせいぜい０．
２〜０．３μｍの程度である。また、マイクロマシー
ン、真空マイクロエレクトロニクスの分野で棒状構造、
あるいは突起電極を形成することが行われるが、これら
は通常写真製版技術を用いて作られるので、その加工精
度はやはり０．２〜０．３μｍが限界である。
間力顕微鏡等の探針には先端が非常に鋭利であることが
要求され、この目的のためには通常金属針の先端を電解
研磨する方法が用いられるが、その曲率はせいぜい０．
２〜０．３μｍの程度である。また、マイクロマシー
ン、真空マイクロエレクトロニクスの分野で棒状構造、
あるいは突起電極を形成することが行われるが、これら
は通常写真製版技術を用いて作られるので、その加工精
度はやはり０．２〜０．３μｍが限界である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の探針の製造方法
による探針構造では、加工精度が０．２〜０．３μｍで
あり、さらに微細な構造は得られ難いという欠点があっ
た。
による探針構造では、加工精度が０．２〜０．３μｍで
あり、さらに微細な構造は得られ難いという欠点があっ
た。
【０００４】本発明の目的は従来よりさらに微細な、例
えば０．０１μｍレベルの探針構造を得ようとするもの
である。
えば０．０１μｍレベルの探針構造を得ようとするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１の針
状結晶構造の製造方法は、シリコン基板の主面上にアル
ミニウムまたはアルミニウム合金膜を形成する工程、該
アルミニウムまたはアルミニウム合金膜を陽極酸化膜に
変換する工程、該陽極酸化膜の空孔部の底面に存在する
バリア層を除去して該シリコン基板の表面を露出する工
程、該空孔部内の露出したシリコン基板上にシリコンと
共晶合金が形成可能な金属層を形成する工程、該空孔部
の金属層形成部にＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）法によ
りシリコンの針状結晶を成長させる工程を含むようにし
たものである。
状結晶構造の製造方法は、シリコン基板の主面上にアル
ミニウムまたはアルミニウム合金膜を形成する工程、該
アルミニウムまたはアルミニウム合金膜を陽極酸化膜に
変換する工程、該陽極酸化膜の空孔部の底面に存在する
バリア層を除去して該シリコン基板の表面を露出する工
程、該空孔部内の露出したシリコン基板上にシリコンと
共晶合金が形成可能な金属層を形成する工程、該空孔部
の金属層形成部にＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）法によ
りシリコンの針状結晶を成長させる工程を含むようにし
たものである。
【０００６】この発明の請求項２の針状結晶構造の製造
方法は、シリコン基板の主面上にシリコン酸化膜を形成
する工程、該シリコン酸化膜を所望のパターンのシリコ
ン基板表面を露出させるよう除去する工程、該露出した
シリコン基板の主面上にアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金膜を形成する工程、該アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金膜を陽極酸化膜に変換する工程、該陽極酸化
膜の空孔部の底面に存在するバリア層を除去して該シリ
コン基板の表面を露出する工程、該空孔部内の露出した
シリコン基板上にシリコンと共晶合金が形成可能な金属
層を形成する工程、該空孔部の金属層形成部にＶＬＳ
（Vapor Liquid Solid）法によりシリコンの針状結晶を
成長させる工程を含むようにしたものである。
方法は、シリコン基板の主面上にシリコン酸化膜を形成
する工程、該シリコン酸化膜を所望のパターンのシリコ
ン基板表面を露出させるよう除去する工程、該露出した
シリコン基板の主面上にアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金膜を形成する工程、該アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金膜を陽極酸化膜に変換する工程、該陽極酸化
膜の空孔部の底面に存在するバリア層を除去して該シリ
コン基板の表面を露出する工程、該空孔部内の露出した
シリコン基板上にシリコンと共晶合金が形成可能な金属
層を形成する工程、該空孔部の金属層形成部にＶＬＳ
（Vapor Liquid Solid）法によりシリコンの針状結晶を
成長させる工程を含むようにしたものである。
【０００７】この発明の請求項３の針状結晶構造の製造
方法は、請求項１または２において、陽極酸化膜の空孔
部の底面に存在するバリア層を除去して該シリコン基板
の表面を露出する工程を、陽極酸化膜の空孔部の底面に
存在するバリア層を選択的に除去して該シリコン基板の
表面を露出する工程としたものである。
方法は、請求項１または２において、陽極酸化膜の空孔
部の底面に存在するバリア層を除去して該シリコン基板
の表面を露出する工程を、陽極酸化膜の空孔部の底面に
存在するバリア層を選択的に除去して該シリコン基板の
表面を露出する工程としたものである。
【０００８】この発明の請求項４の針状結晶構造の製造
方法は、請求項１乃至３のいずれか１項ににおいて、シ
リコンの針状結晶を成長させる工程の後に、該針状結晶
の先端部に存在する金属とシリコンとの共晶合金の少な
くとも一部を除去、または除去の際同時に先端部を鋭角
化する工程を含むようにしたものである。
方法は、請求項１乃至３のいずれか１項ににおいて、シ
リコンの針状結晶を成長させる工程の後に、該針状結晶
の先端部に存在する金属とシリコンとの共晶合金の少な
くとも一部を除去、または除去の際同時に先端部を鋭角
化する工程を含むようにしたものである。
【０００９】この発明の請求項５の針状結晶構造の製造
方法は、請求項１乃至４のいずれか１項において、シリ
コンの針状結晶を成長させる工程の後に、陽極酸化膜の
少なくとも一部を除去する工程を含むようにしたもので
ある。
方法は、請求項１乃至４のいずれか１項において、シリ
コンの針状結晶を成長させる工程の後に、陽極酸化膜の
少なくとも一部を除去する工程を含むようにしたもので
ある。
【００１０】この発明の請求項６の針状結晶構造の製造
方法は、請求項１乃至５のいずれか１項において、シリ
コンの針状結晶を成長させる工程の後に、シリコン基板
を所望の形状に分割する工程を含むようにしたものであ
る。
方法は、請求項１乃至５のいずれか１項において、シリ
コンの針状結晶を成長させる工程の後に、シリコン基板
を所望の形状に分割する工程を含むようにしたものであ
る。
【００１１】この発明の請求項７の針状結晶構造の製造
方法は、請求項１乃至６のいずれか１項において、シリ
コンと共晶合金が形成可能な金属として、金、白金、パ
ラジュウム、ニッケル、銀、銅の金属を選択的に用いる
ようにしたものである。
方法は、請求項１乃至６のいずれか１項において、シリ
コンと共晶合金が形成可能な金属として、金、白金、パ
ラジュウム、ニッケル、銀、銅の金属を選択的に用いる
ようにしたものである。
【００１２】この発明の請求項８の針状結晶構造は、請
求項１乃至７のいずれか１項に記載の針状結晶構造の製
造方法により製造したものである。
求項１乃至７のいずれか１項に記載の針状結晶構造の製
造方法により製造したものである。
【００１３】
【作用】この発明の請求項１の針状結晶構造の製造方法
は、シリコン基板の主面上にアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金膜を形成し、該アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金膜を陽極酸化膜に変換し、該陽極酸化膜の空孔
部の底面に存在するバリア層を除去して該シリコン基板
の表面を露出し、該空孔部内の露出したシリコン基板上
にシリコンと共晶合金が形成可能な金属層を形成し、該
空孔部の金属層形成部にＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）
法によりシリコンの針状結晶を成長させる。
は、シリコン基板の主面上にアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金膜を形成し、該アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金膜を陽極酸化膜に変換し、該陽極酸化膜の空孔
部の底面に存在するバリア層を除去して該シリコン基板
の表面を露出し、該空孔部内の露出したシリコン基板上
にシリコンと共晶合金が形成可能な金属層を形成し、該
空孔部の金属層形成部にＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）
法によりシリコンの針状結晶を成長させる。
【００１４】この発明の請求項２の針状結晶構造の製造
方法は、シリコン基板の主面上にシリコン酸化膜を形成
し、該シリコン酸化膜を所望のパターンのシリコン基板
表面を露出するように除去し、該露出したシリコン基板
の主面上にアルミニウムまたはアルミニウム合金膜を形
成し、該アルミニウムまたはアルミニウム合金膜を陽極
酸化膜に変換し、該陽極酸化膜の空孔部の底面に存在す
るバリア層を除去して該シリコン基板の表面を露出し、
該空孔部内の露出したシリコン基板上にシリコンと共晶
合金が形成可能な金属層を形成し、該空孔部の金属層形
成部にＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）法によりシリコン
の針状結晶を成長させる。
方法は、シリコン基板の主面上にシリコン酸化膜を形成
し、該シリコン酸化膜を所望のパターンのシリコン基板
表面を露出するように除去し、該露出したシリコン基板
の主面上にアルミニウムまたはアルミニウム合金膜を形
成し、該アルミニウムまたはアルミニウム合金膜を陽極
酸化膜に変換し、該陽極酸化膜の空孔部の底面に存在す
るバリア層を除去して該シリコン基板の表面を露出し、
該空孔部内の露出したシリコン基板上にシリコンと共晶
合金が形成可能な金属層を形成し、該空孔部の金属層形
成部にＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）法によりシリコン
の針状結晶を成長させる。
【００１５】この発明の請求項３の針状結晶構造の製造
方法は、陽極酸化膜の空孔部の底面に存在するバリア層
を除去してシリコン基板の表面を露出する工程で、バリ
ア層の除去を選択的に行う。
方法は、陽極酸化膜の空孔部の底面に存在するバリア層
を除去してシリコン基板の表面を露出する工程で、バリ
ア層の除去を選択的に行う。
【００１６】この発明の請求項４の針状結晶構造の製造
方法は、シリコンの針状結晶を成長させた後に、針状結
晶の先端部に存在する金属とシリコンとの共晶合金の少
なくとも一部を除去、または除去の際同時に先端部を鋭
角化する。
方法は、シリコンの針状結晶を成長させた後に、針状結
晶の先端部に存在する金属とシリコンとの共晶合金の少
なくとも一部を除去、または除去の際同時に先端部を鋭
角化する。
【００１７】この発明の請求項５の針状結晶構造の製造
方法は、シリコンの針状結晶を成長させる工程の後に、
陽極酸化膜の少なくとも一部を除去する。
方法は、シリコンの針状結晶を成長させる工程の後に、
陽極酸化膜の少なくとも一部を除去する。
【００１８】この発明の請求項６の針状結晶構造の製造
方法は、シリコンの針状結晶を成長させた後に、シリコ
ン基板を所望の形状に分割する。
方法は、シリコンの針状結晶を成長させた後に、シリコ
ン基板を所望の形状に分割する。
【００１９】この発明の請求項７の針状結晶構造の製造
方法は、シリコンと共晶合金が形成可能な金属を金、白
金、パラジュウム、ニッケル、銀、銅の金属を選択的に
用いる。
方法は、シリコンと共晶合金が形成可能な金属を金、白
金、パラジュウム、ニッケル、銀、銅の金属を選択的に
用いる。
【００２０】この発明の請求項８の針状結晶構造は、請
求項１乃至７のいずれか１項に記載の針状結晶構造の製
造方法により製造する。
求項１乃至７のいずれか１項に記載の針状結晶構造の製
造方法により製造する。
【００２１】
実施例１．本発明による実施例を図１ａ〜図１ｇを用い
て説明する。図１ａにおいて、１はシリコン（Ｓｉ）基
板で、その主面上に蒸着等の方法によりアルミニウム
（Ａｌ）膜２を形成する。このアルミニウム膜を陽極酸
化することにより図１ｂに示すように陽極酸化膜３に変
換する。この陽極酸化膜は図１ｂに示すように非常に規
則正しい空孔部５を有しており、その空孔部５の大きさ
は用いる電解液の化学成分により決まり、空孔部５間の
間隔は印加電圧により決まる（「アルミニウムハンドブ
ック」軽金属協会編、朝倉書店、昭和４２年６月発
行）。例えば１５％の電解浴中で１０℃、３０Ｖの印加
電圧下で作られる陽極酸化膜中の空孔部の径は１２０Ａ
（オングストローム）、間隔は４９０Ａ（オングストロ
ーム）であり、極めて微細な空孔部を規則正しく形成す
ることができる。なお、同時に空孔部底面には約１５Ａ
（オングストローム）程度のバリア層４（図１ｂ）が形
成される。
て説明する。図１ａにおいて、１はシリコン（Ｓｉ）基
板で、その主面上に蒸着等の方法によりアルミニウム
（Ａｌ）膜２を形成する。このアルミニウム膜を陽極酸
化することにより図１ｂに示すように陽極酸化膜３に変
換する。この陽極酸化膜は図１ｂに示すように非常に規
則正しい空孔部５を有しており、その空孔部５の大きさ
は用いる電解液の化学成分により決まり、空孔部５間の
間隔は印加電圧により決まる（「アルミニウムハンドブ
ック」軽金属協会編、朝倉書店、昭和４２年６月発
行）。例えば１５％の電解浴中で１０℃、３０Ｖの印加
電圧下で作られる陽極酸化膜中の空孔部の径は１２０Ａ
（オングストローム）、間隔は４９０Ａ（オングストロ
ーム）であり、極めて微細な空孔部を規則正しく形成す
ることができる。なお、同時に空孔部底面には約１５Ａ
（オングストローム）程度のバリア層４（図１ｂ）が形
成される。
【００２２】次いで、バリア層４を除去して図１ｃに示
すように空孔部５の部分のシリコン基板表面を露出させ
る。バリア層を除去する方法としてはクロム酸系のエッ
チング液を用いてもよいし、陽極酸化終了後電圧を下げ
て、電解電流を切った後シリコン基板と対向電極を外部
導線で接続して液中で放置することにより除去できるこ
とも衆知である。
すように空孔部５の部分のシリコン基板表面を露出させ
る。バリア層を除去する方法としてはクロム酸系のエッ
チング液を用いてもよいし、陽極酸化終了後電圧を下げ
て、電解電流を切った後シリコン基板と対向電極を外部
導線で接続して液中で放置することにより除去できるこ
とも衆知である。
【００２３】次いで、図１ｄに示すように空孔部５の露
出したシリコン基板１上のシリコンと共晶合金を形成可
能な金属、本例では金（Ａｕ）６を形成する。金の形成
方法としては電解析出による方法であっても、蒸着、ス
パッタリングのような方法でもよい。蒸着、スパッタリ
ングの場合は陽極酸化膜５の表面にも金が形成される
が、以降の針状結晶の成長には影響はない。
出したシリコン基板１上のシリコンと共晶合金を形成可
能な金属、本例では金（Ａｕ）６を形成する。金の形成
方法としては電解析出による方法であっても、蒸着、ス
パッタリングのような方法でもよい。蒸着、スパッタリ
ングの場合は陽極酸化膜５の表面にも金が形成される
が、以降の針状結晶の成長には影響はない。
【００２４】次いでＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）法に
より、図１ｅに示すように金６を形成した部分にシリコ
ンの針状結晶８を形成させる。なお、この際、図１ｄの
金６はシリコンと共晶を作り図１ｅに示すように金・シ
リコン共晶合金７となっている。ＶＬＳ法の詳細は「結
晶工学ハンドブック」（共晶工学ハンドブック編集委員
会編、共立出版（株）、昭和５１年９月１０日）あるい
は”The Vapor-Liquid-Solid Mechanism of Crystal Gr
owth and its Application to Silicon ”（R.S.Wagne
r,W.C.Ellis:Transactions of the MetallurgicalＳoci
ety of AIME,1965,Volume 233,pp.1053〜1064）に述べ
られている。
より、図１ｅに示すように金６を形成した部分にシリコ
ンの針状結晶８を形成させる。なお、この際、図１ｄの
金６はシリコンと共晶を作り図１ｅに示すように金・シ
リコン共晶合金７となっている。ＶＬＳ法の詳細は「結
晶工学ハンドブック」（共晶工学ハンドブック編集委員
会編、共立出版（株）、昭和５１年９月１０日）あるい
は”The Vapor-Liquid-Solid Mechanism of Crystal Gr
owth and its Application to Silicon ”（R.S.Wagne
r,W.C.Ellis:Transactions of the MetallurgicalＳoci
ety of AIME,1965,Volume 233,pp.1053〜1064）に述べ
られている。
【００２５】即ち、金・シリコンの共晶温度（４００
℃）以上の温度で、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）で飽和
した水素（Ｈ2）を送り込むと、シリコン原子は金・シ
リコン合金に溶け込んだ後、下地シリコン結晶上に析出
して行く。その成長速度は温度により決まり、例えば８
００℃では１μｍ／分にもなる。また、金以外の白金
（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀
（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）等でも同様に針状結晶の成長が確
認されている。このようにして得られた針状結晶は、そ
の径が陽極酸化膜の空孔部の大きさで決まるので、前述
のごとく１５０Ａ（オングストローム）という極めて細
かい形状のものとなる。この径は印加電圧により決まる
ので電圧を下げればさらに細かい径のものを得ることが
できる。また、長さについては結晶の成長時間、温度の
設定を変えることにより長、短所望のものを得ることが
できる。このようにして、従来の微細パターンの形成技
術を用いることなく、従来に比べて１桁（０．０１μｍ
レベル）細い径の針状結晶構造を容易に製造することが
できる。
℃）以上の温度で、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）で飽和
した水素（Ｈ2）を送り込むと、シリコン原子は金・シ
リコン合金に溶け込んだ後、下地シリコン結晶上に析出
して行く。その成長速度は温度により決まり、例えば８
００℃では１μｍ／分にもなる。また、金以外の白金
（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀
（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）等でも同様に針状結晶の成長が確
認されている。このようにして得られた針状結晶は、そ
の径が陽極酸化膜の空孔部の大きさで決まるので、前述
のごとく１５０Ａ（オングストローム）という極めて細
かい形状のものとなる。この径は印加電圧により決まる
ので電圧を下げればさらに細かい径のものを得ることが
できる。また、長さについては結晶の成長時間、温度の
設定を変えることにより長、短所望のものを得ることが
できる。このようにして、従来の微細パターンの形成技
術を用いることなく、従来に比べて１桁（０．０１μｍ
レベル）細い径の針状結晶構造を容易に製造することが
できる。
【００２６】実施例２．針状結晶の利用形態はいろいろ
考えられるので、用途に応じて図１ｅの構造のままで用
いてもよいし、図２に示すように分割して用いてもよ
い。さらに図１ｆに示すように、例えばクロム酸系のエ
ッチング液で陽極酸化膜３の全部（または一部）を除去
してもよいし、更にこれを分割して図１ｇのようにして
もよい。
考えられるので、用途に応じて図１ｅの構造のままで用
いてもよいし、図２に示すように分割して用いてもよ
い。さらに図１ｆに示すように、例えばクロム酸系のエ
ッチング液で陽極酸化膜３の全部（または一部）を除去
してもよいし、更にこれを分割して図１ｇのようにして
もよい。
【００２７】実施例３．図３は、針状結晶先端部の金・
シリコン共晶合金７が無い方が望ましい場合の例であ
り、例えば、イオンエッチングの方法により先端部を鋭
角な形状にしながらエッチングすることも可能である。
シリコン共晶合金７が無い方が望ましい場合の例であ
り、例えば、イオンエッチングの方法により先端部を鋭
角な形状にしながらエッチングすることも可能である。
【００２８】実施例４．図４ａ〜図４ｄは針状結晶をシ
リコン基板の特定の場所のみに選択的に形成する場合の
例である。図４ａは陽極酸化膜３を形成した後、針状結
晶を形成したい部分の空孔部５’を除き他の部分はフォ
トレジスト９で覆う。これは通常行われている写真製版
技術により容易に可能である。次いで、このフォトレジ
スト９をマスクとしてバリア層４を除去し（図４ｂ）、
次いで金６を形成（図４ｃ）した後、フォトレジスト９
を除去し、ＶＬＳ法を行うことにより、図４ｄに示すよ
うに特定の空孔部５’の部分のみに針状結晶８を形成で
きる。従って、この製造方法によれば、所望のパターン
のシリコン基板面を露出させることができる。なお、こ
の空孔部５’は単一でなく複数であってもよい。
リコン基板の特定の場所のみに選択的に形成する場合の
例である。図４ａは陽極酸化膜３を形成した後、針状結
晶を形成したい部分の空孔部５’を除き他の部分はフォ
トレジスト９で覆う。これは通常行われている写真製版
技術により容易に可能である。次いで、このフォトレジ
スト９をマスクとしてバリア層４を除去し（図４ｂ）、
次いで金６を形成（図４ｃ）した後、フォトレジスト９
を除去し、ＶＬＳ法を行うことにより、図４ｄに示すよ
うに特定の空孔部５’の部分のみに針状結晶８を形成で
きる。従って、この製造方法によれば、所望のパターン
のシリコン基板面を露出させることができる。なお、こ
の空孔部５’は単一でなく複数であってもよい。
【００２９】実施例５．図５ａ〜図５ｄは選択的に針状
結晶を形成する他の方法の例である。図５ａはシリコン
基板１上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）１０を所望の形
状に形成した場合の上面図で、図５ｂは図５ａのＡ−Ａ
の線に沿って見た場合の断面図である。シリコン酸化膜
１０をシリコン基板１上の全面に形成した後、その上に
写真製版技術により所望のパターンにフォトレジストを
形成し、フォトレジストをマスクにして、例えば、弗酸
でエッチングすることによりシリコン酸化膜を除去し、
次いでフォトレジストを除去することにより容易に図５
ａ、図５ｂの構造が得られる。
結晶を形成する他の方法の例である。図５ａはシリコン
基板１上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）１０を所望の形
状に形成した場合の上面図で、図５ｂは図５ａのＡ−Ａ
の線に沿って見た場合の断面図である。シリコン酸化膜
１０をシリコン基板１上の全面に形成した後、その上に
写真製版技術により所望のパターンにフォトレジストを
形成し、フォトレジストをマスクにして、例えば、弗酸
でエッチングすることによりシリコン酸化膜を除去し、
次いでフォトレジストを除去することにより容易に図５
ａ、図５ｂの構造が得られる。
【００３０】図５ｂの状態からアルミニウム膜を形成
し、陽極酸化を行うことにより図５ｃの構造の陽極酸化
膜３が得られる。この構造でバリア層４を除去し、図１
の例と同様に金を形成し、ＶＬＳ法を行うことにより図
５ｄに示すように、シリコン酸化膜１０で覆われた部分
の空孔部５の部分はシリコン基板１が露出されないので
シリコンの針状結晶は成長せず、所望のパターンに対応
した空孔部５’の部分にのみに針状結晶が成長する。
し、陽極酸化を行うことにより図５ｃの構造の陽極酸化
膜３が得られる。この構造でバリア層４を除去し、図１
の例と同様に金を形成し、ＶＬＳ法を行うことにより図
５ｄに示すように、シリコン酸化膜１０で覆われた部分
の空孔部５の部分はシリコン基板１が露出されないので
シリコンの針状結晶は成長せず、所望のパターンに対応
した空孔部５’の部分にのみに針状結晶が成長する。
【００３１】なお、この実施例では、所望の形状に対応
した空孔部５’の部分にのみに針状結晶が成長するよう
にしたが、実施例４の製造方法を用いて、所望のパター
ンに対応した空孔部５’の部分の内の所定の部分にのみ
針状結晶を成長させるようにしてもよい。
した空孔部５’の部分にのみに針状結晶が成長するよう
にしたが、実施例４の製造方法を用いて、所望のパター
ンに対応した空孔部５’の部分の内の所定の部分にのみ
針状結晶を成長させるようにしてもよい。
【００３２】実施例６．上記実施例４及び実施例５で
は、図４ｄと図５ｄに示すように陽極酸化膜３がある
が、実施例２と同様に、用途に応じて、例えば、クロム
酸系のエッチング液で陽極酸化膜３の一部または全部を
除去してもよい。また、図１ｇまたは図２のように分割
してもよい。また、実施例３と同様に図３に示すように
先端部を鋭角の形状にしてもよい。
は、図４ｄと図５ｄに示すように陽極酸化膜３がある
が、実施例２と同様に、用途に応じて、例えば、クロム
酸系のエッチング液で陽極酸化膜３の一部または全部を
除去してもよい。また、図１ｇまたは図２のように分割
してもよい。また、実施例３と同様に図３に示すように
先端部を鋭角の形状にしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１の針
状結晶構造の製造方法によれば、シリコン基板の主面上
の陽極酸化膜の空孔部にＶＬＳ法によりシリコンの針状
結晶を成長させるようにしたので、微細な針状結晶構造
が容易に得られる効果がある。
状結晶構造の製造方法によれば、シリコン基板の主面上
の陽極酸化膜の空孔部にＶＬＳ法によりシリコンの針状
結晶を成長させるようにしたので、微細な針状結晶構造
が容易に得られる効果がある。
【００３４】この発明の請求項２の針状結晶構造の製造
方法によれば、シリコン基板の所定のパターン面のみの
陽極酸化膜の空孔部にＶＬＳ法によりシリコンの針状結
晶を成長させるようにしたので、所定のパターン面のみ
微細な針状結晶構造が容易に得られる効果がある。
方法によれば、シリコン基板の所定のパターン面のみの
陽極酸化膜の空孔部にＶＬＳ法によりシリコンの針状結
晶を成長させるようにしたので、所定のパターン面のみ
微細な針状結晶構造が容易に得られる効果がある。
【００３５】この発明の請求項３の針状結晶構造の製造
方法によれば、陽極酸化膜の空孔部の底面に存在するバ
リア層の除去を選択的に行うようにしたので、所望の箇
所のみ微細な針状結晶構造が容易に得られる効果があ
る。
方法によれば、陽極酸化膜の空孔部の底面に存在するバ
リア層の除去を選択的に行うようにしたので、所望の箇
所のみ微細な針状結晶構造が容易に得られる効果があ
る。
【００３６】この発明の請求項４の針状結晶構造の製造
方法によれば、針状結晶の先端部に存在する金属とシリ
コンとの共晶合金の少なくとも一部を除去、または除去
の際同時に先端部を鋭角化するようにしたので、針状結
晶構造の用途に応じた微細な針状結晶構造が容易に得ら
れる効果がある。
方法によれば、針状結晶の先端部に存在する金属とシリ
コンとの共晶合金の少なくとも一部を除去、または除去
の際同時に先端部を鋭角化するようにしたので、針状結
晶構造の用途に応じた微細な針状結晶構造が容易に得ら
れる効果がある。
【００３７】この発明の請求項５の針状結晶構造の製造
方法によれば、シリコンの針状結晶を成長させるた後
に、陽極酸化膜の少なくとも一部を除去するようにした
ので、針状結晶構造の用途に応じた微細な針状結晶構造
が容易に得られる効果がある。
方法によれば、シリコンの針状結晶を成長させるた後
に、陽極酸化膜の少なくとも一部を除去するようにした
ので、針状結晶構造の用途に応じた微細な針状結晶構造
が容易に得られる効果がある。
【００３８】この発明の請求項６の針状結晶構造の製造
方法によれば、シリコンの針状結晶を成長させた後に、
シリコン基板を所望の形状に分割するようにしたので、
針状結晶構造の用途に応じた微細な針状結晶構造が容易
に得られる効果がある。
方法によれば、シリコンの針状結晶を成長させた後に、
シリコン基板を所望の形状に分割するようにしたので、
針状結晶構造の用途に応じた微細な針状結晶構造が容易
に得られる効果がある。
【００３９】この発明の請求項７の針状結晶構造の製造
方法によれば、シリコンと共晶合金が形成可能な金属を
金、白金、パラジュウム、ニッケル、銀、銅の金属を選
択的に用いるようにしたので、針状結晶構造の用途に応
じた微細な針状結晶構造が容易に得られる効果がある。
方法によれば、シリコンと共晶合金が形成可能な金属を
金、白金、パラジュウム、ニッケル、銀、銅の金属を選
択的に用いるようにしたので、針状結晶構造の用途に応
じた微細な針状結晶構造が容易に得られる効果がある。
【００４０】この発明の請求項８の針状結晶構造によれ
ば、この発明の針状結晶構造の製造方法により製造する
ようにしたので、微細な針状結晶構造が容易に得られる
効果がある。
ば、この発明の針状結晶構造の製造方法により製造する
ようにしたので、微細な針状結晶構造が容易に得られる
効果がある。
【図１】本発明の実施例１による針状結晶構造の製造工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２による針状結晶構造の断面図
である。
である。
【図３】本発明の実施例３による針状結晶構造の断面図
である。
である。
【図４】本発明の実施例４による針状結晶構造の製造工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例５による針状結晶構造の製造工
程を示す平面図および断面図である。
程を示す平面図および断面図である。
１ シリコン（Ｓｉ）基板 ２ アルミニウム（Ａｌ） ３ 陽極酸化膜 ４ バリア層 ５、５’ 空孔部 ６ 金（Ａｕ） ７ 金・シリコン共晶合金 ８ シリコンの針状結晶 ９ フォトレジスト １０ シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）
Claims (8)
- 【請求項１】 シリコン基板の主面上にアルミニウムま
たはアルミニウム合金膜を形成する工程、該アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金膜を陽極酸化膜に変換する工
程、該陽極酸化膜の空孔部の底面に存在するバリア層を
除去して該シリコン基板の表面を露出する工程、該空孔
部内の露出したシリコン基板上にシリコンと共晶合金が
形成可能な金属層を形成する工程、該空孔部の金属層形
成部にＶＬＳ（Vapor Liquid Solid）法によりシリコン
の針状結晶を成長させる工程を含むことを特徴とする針
状結晶構造の製造方法。 - 【請求項２】 シリコン基板の主面上にシリコン酸化膜
を形成する工程、該シリコン酸化膜を所望のパターンの
シリコン基板表面を露出させるよう除去する工程、該露
出したシリコン基板の主面上にアルミニウムまたはアル
ミニウム合金膜を形成する工程、該アルミニウムまたは
アルミニウム合金膜を陽極酸化膜に変換する工程、該陽
極酸化膜の空孔部の底面に存在するバリア層を除去して
該シリコン基板の表面を露出する工程、該空孔部内の露
出したシリコン基板上にシリコンと共晶合金が形成可能
な金属層を形成する工程、該空孔部の金属層形成部にＶ
ＬＳ（Vapor Liquid Solid）法によりシリコンの針状結
晶を成長させる工程を含むことを特徴とする針状結晶構
造の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の針状結晶
構造の製造方法において、陽極酸化膜の空孔部の底面に
存在するバリア層を除去して該シリコン基板の表面を露
出する工程を、陽極酸化膜の空孔部の底面に存在するバ
リア層を選択的に除去して該シリコン基板の表面を露出
する工程としたことを特徴とする針状結晶構造の製造方
法。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
記載の針状結晶構造の製造方法において、シリコンの針
状結晶を成長させる工程の後に、該針状結晶の先端部に
存在する金属とシリコンとの共晶合金の少なくとも一部
を除去するか、または除去する際に同時に先端部を鋭角
化する工程を含むことを特徴とする針状結晶構造の製造
方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
記載の針状結晶構造の製造方法において、シリコンの針
状結晶を成長させる工程の後に、陽極酸化膜の少なくと
も一部を除去する工程を含むことを特徴とする針状結晶
構造の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載の針状結晶構造の製造方法において、シリコンの針
状結晶を成長させる工程の後に、シリコン基板を所望の
形状に分割する工程を含むことを特徴とする針状結晶構
造の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に
記載の針状結晶構造の製造方法において、シリコンと共
晶合金が形成可能な金属は、金、白金、パラジュウム、
ニッケル、銀、銅のいずれかであることを特徴とする針
状結晶構造の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に
記載の針状結晶構造の製造方法により製造した針状結晶
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6190394A JPH07272651A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 針状結晶構造とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6190394A JPH07272651A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 針状結晶構造とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272651A true JPH07272651A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13184581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6190394A Pending JPH07272651A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 針状結晶構造とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07272651A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278231B1 (en) | 1998-03-27 | 2001-08-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Nanostructure, electron emitting device, carbon nanotube device, and method of producing the same |
| JP2005061961A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Canon Inc | 多孔質構造体 |
| JP2005220436A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-08-18 | Hiroshima Univ | 陽極酸化アルミナ膜を具備する構造体およびその製造方法並びにその利用 |
| US6972146B2 (en) | 2002-03-15 | 2005-12-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Structure having holes and method for producing the same |
| JP2006293176A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Sony Corp | 光制御素子およびその製造方法、並びに表示装置 |
| JP2009522197A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ナノシス・インコーポレイテッド | パターン形成された基板上のナノワイヤの配向した成長のための方法 |
| JP2009528679A (ja) * | 2006-02-27 | 2009-08-06 | ロス アラモス ナショナル セキュリティー，エルエルシー | 向上した電子遷移を有する材料を使用した光電子デバイス |
| JP2010167560A (ja) * | 2001-03-30 | 2010-08-05 | Regents Of The Univ Of California | ナノ構造及びナノワイヤーの組立方法並びにそれらから組立てられた装置 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6190394A patent/JPH07272651A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278231B1 (en) | 1998-03-27 | 2001-08-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Nanostructure, electron emitting device, carbon nanotube device, and method of producing the same |
| US6838297B2 (en) | 1998-03-27 | 2005-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Nanostructure, electron emitting device, carbon nanotube device, and method of producing the same |
| US9881999B2 (en) | 2001-03-30 | 2018-01-30 | The Regents Of The University Of California | Methods of fabricating nanostructures and nanowires and devices fabricated therefrom |
| US7834264B2 (en) | 2001-03-30 | 2010-11-16 | The Regents Of The University Of California | Methods of fabricating nanostructures and nanowires and devices fabricated therefrom |
| JP2010167560A (ja) * | 2001-03-30 | 2010-08-05 | Regents Of The Univ Of California | ナノ構造及びナノワイヤーの組立方法並びにそれらから組立てられた装置 |
| US7214418B2 (en) | 2002-03-15 | 2007-05-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Structure having holes and method for producing the same |
| US6972146B2 (en) | 2002-03-15 | 2005-12-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Structure having holes and method for producing the same |
| JP2005061961A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Canon Inc | 多孔質構造体 |
| JP2005220436A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-08-18 | Hiroshima Univ | 陽極酸化アルミナ膜を具備する構造体およびその製造方法並びにその利用 |
| JP4631047B2 (ja) * | 2004-01-05 | 2011-02-16 | 国立大学法人広島大学 | 陽極酸化アルミナ膜を具備する構造体およびその製造方法並びにその利用 |
| JP2006293176A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Sony Corp | 光制御素子およびその製造方法、並びに表示装置 |
| JP2009522197A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ナノシス・インコーポレイテッド | パターン形成された基板上のナノワイヤの配向した成長のための方法 |
| JP2009528679A (ja) * | 2006-02-27 | 2009-08-06 | ロス アラモス ナショナル セキュリティー，エルエルシー | 向上した電子遷移を有する材料を使用した光電子デバイス |
| US8415758B2 (en) | 2006-02-27 | 2013-04-09 | Los Alamos National Security, Llc | Optoelectronic devices utilizing materials having enhanced electronic transitions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8435899B2 (en) | Method for producing columnar structured material | |
| EP1378486B1 (en) | Nanostructure and electron emitting device | |
| EP0508737B1 (en) | Method of producing metallic microscale cold cathodes | |
| JP4681938B2 (ja) | ナノ構造体の製造方法 | |
| US20040106218A1 (en) | Integrated compound nano probe card and method of making same | |
| JPH0362482A (ja) | 電極の形成方法およびこの方法で形成される電極を含む電子装置 | |
| JPH05319983A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JP4681939B2 (ja) | ナノ構造体の製造方法 | |
| WO2008024783A9 (en) | Lithographically patterned nanowire electrodeposition | |
| CA2266803C (en) | Method for producing needle diamond-type structure | |
| JPH07272651A (ja) | 針状結晶構造とその製造方法 | |
| JP3729449B2 (ja) | 細孔を有する構造体及びデバイス | |
| JP2002332578A (ja) | ナノ構造体の製造方法 | |
| US6986838B2 (en) | Nanomachined and micromachined electrodes for electrochemical devices | |
| WO2004012218A1 (en) | Electric field emission device having a triode structure fabricated by using an anodic oxidation process and method for fabricating same | |
| JP4097224B2 (ja) | ナノ構造体および電子放出素子 | |
| JP2000323011A (ja) | 電界放出型電子源 | |
| KR100937167B1 (ko) | 나노 포어 어레이를 이용한 나노 구조체의 제조방법 | |
| JPH0817330A (ja) | 電界放出型電子源およびその製造方法 | |
| JP3837550B2 (ja) | 高アスペクト比プローブ | |
| KR100492509B1 (ko) | 양극 산화 공정을 이용한 일체형 3극 구조 전계방출 소자및 제조방법 | |
| JPH07220619A (ja) | 冷陰極電極構造とその製造方法 | |
| KR100635003B1 (ko) | 스핀트형 3극관 전계방출소자 제조방법 | |
| JP3829195B2 (ja) | 磁気プローブ | |
| Bajikar et al. | Microfabrication of extraction electrodes for local-electrode atom probes |