JPH0766386A - Silicon quantum box and its manufacture - Google Patents

Silicon quantum box and its manufacture

Info

Publication number
JPH0766386A
JPH0766386A JP5216592A JP21659293A JPH0766386A JP H0766386 A JPH0766386 A JP H0766386A JP 5216592 A JP5216592 A JP 5216592A JP 21659293 A JP21659293 A JP 21659293A JP H0766386 A JPH0766386 A JP H0766386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
exposed
quantum box
anisotropic etching
window
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.)
Withdrawn
Application number
JP5216592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Gen Hashiguchi
原 橋口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5216592A priority Critical patent/JPH0766386A/en
Publication of JPH0766386A publication Critical patent/JPH0766386A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Weting (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize uniform shape and excellent reproducibility and facilitate quantization without using lithography, by forming four faces equivalent to the (111) face constituting a quantum box, by anisotropic etching. CONSTITUTION:From a window 8 part, a silicon substrate 1 is etched about 0.01-2mum by SiRIE. The substrate 1 is dipped in anisotropic etching solution. The part under a triangular pyramid structure 20 is anisotropically etched. Thereby a (111) face is exposed on the lower surface of the triangular pyramid structure 20. By thermal oxidation, the exposed bottom surface part of the triangular pyramid structure 20 is oxidized, and an oxide film 9 is formed. By adjusting the size, a quantum box 10 formed by four faces equivalent to the (111) face is obtained. Thereby a quantum box having uniform shape and excellent reproducibility wherein quantization is easy can be formed without using lithography.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイスや光デバ
イスなどに用いられる量子箱に係り、特にシリコンによ
る量子箱およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quantum box used in electronic devices, optical devices, etc., and more particularly to a quantum box made of silicon and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体超微細加工技術の発展はめ
ざましく、数nm程度の構造物を形成するに至ってい
る。量子箱は、この超微細加工技術によって形成される
構造物であり、量子細線とならんで、電子の単一モード
化(または1次元化、0次元化)を図ることによって、
電子デバイスや光デバイスの大幅な性能向上、また、新
たな概念の新デバイスの創成の可能性などから注目され
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor ultrafine processing technology has been remarkably developed, and a structure having a size of several nm has been formed. A quantum box is a structure formed by this ultra-fine processing technology, and along with a quantum wire, by making electrons into a single mode (or one-dimensionalization, zero-dimensionalization),
It has attracted attention due to the significant improvement in performance of electronic devices and optical devices, and the possibility of creating new devices with new concepts.

【0003】従来の量子箱の構造およびその製造方法と
しては、電子ビーム描画法によるリソグラフィーや有機
金属気相選択成長法(MOCVD)などを用いたものが
知られており、例えば、応用物理、第61巻、第8号
(1992)、第800〜804頁、「誘起金属気相選
択成長による量子細線の作製とその光物性」には、量子
細線の作製とならんで、SIO2 パターン上の選択成長
によるGaAsドット(量子箱)の作製が開示されてい
る。
As a conventional quantum box structure and a method of manufacturing the quantum box, there are known ones using lithography by an electron beam drawing method, metalorganic vapor phase selective growth method (MOCVD), and the like. 61, No. 8 (1992), pp. 800-804, "Preparation of Quantum Wires by Induced Metal Vapor Phase Selective Growth and Their Optical Properties", along with preparation of quantum wires, selection on SIO 2 pattern. Fabrication of GaAs dots (quantum boxes) by growth is disclosed.

【0004】この方法では、まず、図8aに示すよう
に、GaAs基板30上に、SiO2膜40を約30n
m形成し、電子ビーム描画法と化学エッチングによりS
iO2膜に650×650nm2 の窓41を開け、シリ
コン面を露出させる。露出したシリコン面に、図8bに
示すように、減圧MOCVD法によりAlGaAsのピ
ラミッド状の台座31を形成する。
In this method, first, as shown in FIG. 8a, a SiO 2 film 40 is formed on the GaAs substrate 30 to a thickness of about 30 n.
m, and S by electron beam drawing and chemical etching
A window 41 of 650 × 650 nm 2 is opened in the iO 2 film to expose the silicon surface. As shown in FIG. 8B, an AlGaAs pyramid-shaped pedestal 31 is formed on the exposed silicon surface by a low pressure MOCVD method.

【0005】引き続き、図8cに示すように、台座31
上部にGaAsを成長させると、四角錐の台座31の上
面および側面にGaAsが成長して図示したようにな
る。この台座31の上部に成長したGaAsが量子箱3
2となる。
Continuing, as shown in FIG.
When GaAs is grown on the upper portion, GaAs is grown on the upper surface and the side surfaces of the quadrangular pyramid pedestal 31 and becomes as illustrated. The GaAs grown on the pedestal 31 is a quantum box 3.
It becomes 2.

【0006】そして、図8dに示すように、AlGaA
s42をさらに成長させて、全体を覆うようにして完全
に埋め込んでいる。
Then, as shown in FIG. 8d, AlGaA
The s42 is further grown and completely embedded so as to cover the whole.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の量子箱の製造方法では、電子ビーム描画法
などの超高精細なリソグラフィーによってその大きさを
規定しており、量産性に問題がある。また、これによっ
て出来上がる量子箱は、GaAs成長の際の成長速度の
異方性から、250×200×400nm3 といった異
方形の四角錐形状をしている。
However, in the conventional method of manufacturing a quantum box as described above, its size is defined by ultra-high definition lithography such as electron beam drawing method, which causes a problem in mass productivity. is there. In addition, the quantum box thus formed has an anisotropic quadrangular pyramid shape of 250 × 200 × 400 nm 3 due to anisotropy of growth rate during GaAs growth.

【0008】そこで、本発明の目的は、特別な超高精細
なリソグラフィー法を用いることなく均一な形状で再現
性よく、かつ量産化が容易な量子箱およびその製造方法
を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a quantum box having a uniform shape and good reproducibility without using a special ultrahigh-definition lithography method, and easy to mass-produce, and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明は、シリコン基板上に絶縁層を介して形成され
た量子箱であって、前記量子箱はシリコン素材よりな
り、(111)面に等価な4つの面によって構成された
四面体構造であることを特徴とするシリコン量子箱であ
る。
The present invention for solving the above-mentioned problems provides a quantum box formed on a silicon substrate via an insulating layer, the quantum box being made of a silicon material. It is a silicon quantum box characterized by having a tetrahedral structure composed of four planes equivalent to the planes.

【0010】また、上記目的を解決するための本発明
は、面方位(111)シリコン基板上に耐酸化性膜を成
膜する工程と、該耐酸化性膜の一部を除去し、シリコン
面の露出した第1の窓を開ける工程と、該第1の窓部分
から露出しているシリコン面を掘り下げる工程と、該シ
リコン面を掘り下げたシリコン基板を異方性エッチング
液に浸漬して、(111)面と等価な面を露出する工程
と、該異方性エッチング液の浸漬工程により露出してい
るシリコン面に熱酸化により酸化シリコン膜を成膜する
工程と、前記耐酸化性膜の一部を除去して、前記第1の
窓と交差するような第2の窓を開ける工程と、該第2の
窓部分に露出したシリコン面を掘り下げる工程と、前記
第2の窓部分のシリコン面を掘り下げたシリコン基板を
異方性エッチング液に浸漬して、(111)面と等価な
面を露出する工程と、該異方性エッチング液の浸漬工程
により露出しているシリコン面に熱酸化により酸化シリ
コン膜を成膜する工程と、前記耐酸化性膜を除去する工
程と、該耐酸化性膜を除去する工程により露出したシリ
コン部分を掘り下げる工程と、該露出したシリコン部分
を掘り下げたシリコン基板を異方性エッチング液に浸漬
して、(111)面と等価な面を露出する工程と、前記
酸化シリコン膜を除去する工程と、該酸化シリコン膜を
除去する工程により露出したシリコン面に耐酸化性膜を
成膜する工程と、該耐酸化性膜の一部を除去して、シリ
コン面を露出する工程と、該露出したシリコン面を掘り
下げる工程と、該露出したシリコン面を掘り下げたシリ
コン基板を異方性エッチング液に浸漬して、(111)
面と等価な面を露出する工程と、よりなることを特徴と
するシリコン量子箱の製造方法である。
Further, according to the present invention for solving the above object, there is provided a step of forming an oxidation resistant film on a plane-oriented (111) silicon substrate, and removing a part of the oxidation resistant film to obtain a silicon surface. The step of opening the exposed first window, the step of digging the silicon surface exposed from the first window portion, and the step of immersing the silicon substrate having the silicon surface dug in an anisotropic etching solution. 111) surface is exposed, a step of forming a silicon oxide film by thermal oxidation on the silicon surface exposed by the anisotropic etching solution immersion step, Removing a portion to open a second window that intersects with the first window, digging the silicon surface exposed in the second window portion, and the silicon surface of the second window portion. Anisotropic etching solution for silicon substrate A step of immersing to expose a surface equivalent to the (111) plane; a step of forming a silicon oxide film by thermal oxidation on the silicon surface exposed by the step of immersing the anisotropic etching solution; A step of removing the oxidizable film, a step of digging in the silicon portion exposed by the step of removing the oxidation resistant film, and a step of immersing the silicon substrate in which the exposed silicon portion is digged in an anisotropic etching solution, 111) surface is exposed, a step of removing the silicon oxide film, a step of forming an oxidation resistant film on the silicon surface exposed by the step of removing the silicon oxide film, the acid resistance The step of removing a part of the chemical conversion film to expose the silicon surface, the step of digging the exposed silicon surface, and the step of immersing the exposed silicon surface in the anisotropic silicon substrate. Te, (111)
A method of manufacturing a silicon quantum box, which comprises the step of exposing a surface equivalent to the surface.

【0011】[0011]

【作用】上述のように構成された本発明の量子箱は、シ
リコンの(111)面によって囲まれた正四面体構造の
均一な形状であり、四角錐形状よりも量子効果を得やす
い。これは、量子効果を得るための物理的なサイズはお
およそ量子箱に内接する球のディメンジョンで決定され
ることが計算で予想されており、底辺の大きさおよび高
さが同じであるならば、四角錐形状より、正四面体の三
角錐形状の方が内接円の半径は小さくなるので、量子効
果が得やすくなるのである。
The quantum box of the present invention constructed as described above has a regular tetrahedron structure surrounded by the (111) plane of silicon and has a uniform quantum effect more easily than a quadrangular pyramid shape. It is predicted by calculation that the physical size for obtaining the quantum effect is roughly determined by the dimension of the sphere inscribed in the quantum box, and if the base size and height are the same, Since the radius of the inscribed circle is smaller in the regular pyramidal triangular pyramid shape than in the quadrangular pyramid shape, the quantum effect can be easily obtained.

【0012】また、本発明の量子箱の製造方法は、異方
性エッチングによって、量子箱を構成する(111)面
と等価な面を4つ形成しているので、その各(111)
面(およびこれと等価な面)は安定であり、均一な形状
の四面体構造の量子箱を再現性よく容易に製造すること
ができる。
Further, in the method for manufacturing a quantum box of the present invention, four planes equivalent to the (111) planes constituting the quantum box are formed by anisotropic etching.
The plane (and the plane equivalent thereto) is stable, and it is possible to easily manufacture a quantum box having a tetrahedral structure having a uniform shape with good reproducibility.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明を添付した図面を参照して説明
する。始めに、本発明の量子箱の製造方法の一実施例に
ついて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an example of the method of manufacturing the quantum box of the present invention will be described.

【0014】まず、図1aに示す断面図のように、(1
11)シリコン基板1上に0.01〜0.1μm程度の
SiN膜2を成膜し(SiNデポ工程)、これにレジス
ト25塗布、フォトリソグラフィーおよびRIEにより
方形状の窓3を開け(SiNパターニング工程)、さら
にSiエッチング条件によるRIEを続け、シリコン基
板を約1μmエッチングして掘り下げる(SiRIE工
程)。
First, as shown in the sectional view of FIG.
11) A SiN film 2 having a thickness of about 0.01 to 0.1 μm is formed on the silicon substrate 1 (SiN deposition step), and a resist 25 is applied thereto, and a rectangular window 3 is opened by photolithography and RIE (SiN patterning). Process), and RIE under Si etching conditions is continued to etch the silicon substrate by about 1 μm to dig down (SiRIE process).

【0015】このとき方形状の窓3は、図2aに示す平
面図のように、
At this time, the rectangular window 3 is formed as shown in the plan view of FIG.

【0016】[0016]

【外1】 [Outer 1]

【0017】次に、レジスト25を除去して、異方性エ
ッチング液に浸漬する。用いる異方性エッチング液とし
ては、他の面に比較して(111)面のエッチング速度
の非常に遅いKOH水溶液やヒドラジン水溶液、エチレ
ンジアミンピロカテコール液等を用いる。本実施例で
は、KOH水溶液が(111)面のみをエッチングせ
ず、他の方位の面をエッチングする異方性の選択性に優
れているため、KOH水溶液(60℃、30重量%)を
用いた。
Next, the resist 25 is removed, and the resist 25 is dipped in an anisotropic etching solution. As the anisotropic etching liquid to be used, a KOH aqueous solution, a hydrazine aqueous solution, an ethylenediaminepyrocatechol solution or the like having an etching rate of the (111) plane which is much slower than other surfaces is used. In this example, the KOH aqueous solution (60 ° C., 30% by weight) is used because the KOH aqueous solution does not etch only the (111) plane but has excellent anisotropy selectivity for etching the planes of other orientations. I was there.

【0018】これにより、図1bに示すように、SiR
IEにより形成された垂直部分が
Thus, as shown in FIG. 1b, the SiR
The vertical part formed by IE

【0019】[0019]

【外2】 [Outside 2]

【0020】次いで、熱酸化を行って、図1cに示すよ
うに、露出しているシリコン面部分にSiO2 膜4を成
膜する(熱酸化工程)。
Next, thermal oxidation is performed to form a SiO 2 film 4 on the exposed silicon surface portion as shown in FIG. 1c (thermal oxidation step).

【0021】ここまでの工程、すなわち、SiNデポ工
程、SiNパターニング工程、SiRIE工程、異方性
エッチング工程、熱酸化工程までを説明のため便宜的に
第1工程と称する。なお、図1は、図2aにおけるA−
A線での断面である。
The steps up to this point, that is, the SiN deposition step, the SiN patterning step, the SiRIE step, the anisotropic etching step, and the thermal oxidation step are referred to as the first step for convenience of description. Note that FIG. 1 shows A- in FIG.
It is a cross section taken along line A.

【0022】次に、平面パターンが図2bに示す平面図
のように、窓3と交差するように上記第1工程同様に、
SiNパターニング工程によりSiN膜2に窓5を開
け、、SiRIE工程により窓5で露出しているシリコ
ン面を掘り下げ、異方性エッチ
Next, as in the plan view shown in FIG. 2b, as in the plan view shown in FIG.
A window 5 is opened in the SiN film 2 by the SiN patterning process, and the silicon surface exposed in the window 5 is dug down by the SiRIE process to perform anisotropic etching.

【0023】[0023]

【外3】 [Outside 3]

【0024】そして、露出しているシリコン面に熱酸化
工程によりSiO2 膜6を成膜する。これを第2工程と
称する。
Then, a SiO 2 film 6 is formed on the exposed silicon surface by a thermal oxidation process. This is called the second step.

【0025】[0025]

【外4】 [Outside 4]

【0026】この第2工程でのSiRIE工程では、第
1工程で成膜したSiO2 膜4は、
In the SiRIE process in the second process, the SiO 2 film 4 formed in the first process is

【0027】[0027]

【外5】 [Outside 5]

【0028】チングマスク材)として働く。図3aにS
iRIE後の図2bのB−B線での断面図を示し、図3
に異方性エッチング、熱酸化後の図2bのC−C線での
断面を示す。
Work as a ching mask material). S in Figure 3a
FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2b after iRIE.
2C shows a cross section taken along line CC of FIG. 2B after anisotropic etching and thermal oxidation.

【0029】次に、SiN膜2をSiNエッチング条件
のCDEなどにより全て除去する。なお、このとき、S
iO2 膜4および6が残っている。そして、上記第1工
程および第2工程同様に、SiRIE工程により露出し
ているシリコン面を掘り下げ、
Next, the SiN film 2 is entirely removed by CDE or the like under SiN etching conditions. At this time, S
The iO 2 films 4 and 6 remain. Then, similarly to the first step and the second step, the silicon surface exposed by the SiRIE step is dug down,

【0030】[0030]

【外6】 [Outside 6]

【0031】以上の第1工程から第3工程によりシリコ
ン基板状に三角錐状の構造物20が形成される。第3工
程終了後の平面図を図4aに、図4aにおけるD−D線
での拡大断面を図4bに示す。
By the above first to third steps, the triangular pyramid-shaped structure 20 is formed on the silicon substrate. A plan view after the completion of the third step is shown in FIG. 4a, and an enlarged cross section taken along line D-D in FIG. 4a is shown in FIG. 4b.

【0032】この三角錐状構造物20の高さtは、上記
第1〜3工程の各SiRIE工程のときのエッチング深
さ約Dの3分の1となる(図4b参照)。なお、この実
施例では各第1〜3工程でのSiRIEのエッチング深
さDはほぼ同じにした。
The height t of the triangular pyramidal structure 20 is one-third of the etching depth D in each of the first to third SiRIE steps (see FIG. 4b). In this example, the etching depth D of SiRIE in each of the first to third steps was substantially the same.

【0033】次に、前記第1工程および第2工程で成膜
したSiO2 膜4および6を全て除去し、再びSiN膜
7を膜厚0.01〜0.1μm程度成膜する。そして、
上記第3工程までで形成した三角錐状構造物20の底辺
部分にそって、図5に示す拡大図のように、SiN膜7
の一部をレジスト塗布、エッチングによりパターニング
して、ほぼV字状の窓8を開ける。
Next, the SiO 2 films 4 and 6 formed in the first step and the second step are all removed, and the SiN film 7 is formed again to a film thickness of about 0.01 to 0.1 μm. And
As shown in the enlarged view of FIG. 5, the SiN film 7 is formed along the bottom portion of the triangular pyramid-shaped structure 20 formed up to the third step.
Is partially patterned by resist coating and etching to open a substantially V-shaped window 8.

【0034】窓8の幅Lは開いてさえいれば特に規定さ
れるものではなく、例えば0.01〜2μm程度とし、
三角錐状構造物20からの距離xはフォトリソグラフィ
ーの精度内でできるだけ小さく、例えば1μm程度とす
る。また、三角錐状構造物20と窓7先端部(図中f)
との位置関係は、量子箱を分離させるために0以上であ
ればよく、ここではやはりフォトリソグラフィーの精度
から1μmとした。
The width L of the window 8 is not particularly limited as long as it is open, and is, for example, about 0.01 to 2 μm,
The distance x from the triangular pyramid-shaped structure 20 is as small as possible within the accuracy of photolithography, for example, about 1 μm. In addition, the triangular pyramid-shaped structure 20 and the tip of the window 7 (f in the figure)
The positional relationship with and may be 0 or more in order to separate the quantum boxes, and here it was set to 1 μm in view of the accuracy of photolithography.

【0035】次いで、図6aに示す拡大断面図のよう
に、窓8部分からシリコン基板をSiRIEにより0.
01〜2μm程度エッチングして、基板1を異方性エッ
チング液に浸漬して、三角錐状構造物20の下を異方性
エッチングする。これにより、図示するように三角錐状
構造物20の下面に(111)面が露出する。そして、
熱酸化を行なって、露出した三角錐状構造物20低面部
分を酸化して、酸化膜9を形成し、大きさの調整を行
い、図6bに示す4つの(111)面と等価な面によっ
て形成された量子箱10が出来上がる。なお、図6aお
よび図6bは図4aのD−D線での断面である。
Then, as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 6A, the silicon substrate is exposed from the window 8 portion by SiRIE.
The substrate 1 is dipped in an anisotropic etching solution by etching about 01 to 2 μm, and the bottom of the triangular pyramidal structure 20 is anisotropically etched. As a result, the (111) plane is exposed on the lower surface of the triangular pyramidal structure 20 as shown in the figure. And
Thermal oxidation is performed to oxidize the exposed lower surface portion of the triangular pyramidal structure 20 to form the oxide film 9 and the size thereof is adjusted. A surface equivalent to the four (111) surfaces shown in FIG. The quantum box 10 formed by is completed. 6a and 6b are cross sections taken along the line D-D of FIG. 4a.

【0036】上述の実施例では、第1〜3工程における
SiRIEのエッチング深さDを全て同じにしたが、次
に、他の実施例として、第3工程におけるSiRIEの
エッチング深さを第1および第2工程より浅くした場合
について示す。
In the above-described embodiment, the etching depths D of SiRIE in the first to third steps are all the same, but next, as another example, the etching depths of SiRIE in the third step are the same as those in the first and second steps. The case where the depth is made shallower than in the second step will be described.

【0037】図7aは、第3工程におけるSiRIEの
エッチング深さを第1および第2工程より浅くした場合
の三角錐状構造物20の下をエッチングした後の上記図
4aのD−D線での断面図である。第3工程におけるS
iRIEのエッチング深さを第1および第2工程より浅
くしたことにより、三角錐状構造物20がシリコン基板
1に一部分が繋がった状態となる。
FIG. 7a is a line DD of FIG. 4a after etching under the triangular pyramidal structure 20 when the etching depth of SiRIE in the third step is shallower than that in the first and second steps. FIG. S in the third step
By making the etching depth of iRIE shallower than in the first and second steps, the triangular pyramidal structure 20 is partially connected to the silicon substrate 1.

【0038】そして、その後の熱酸化により図7bに示
すように、SiO2 によって下から支持された状態とな
り、図7cに示すように、上部のSiN膜を除去するこ
とができる。
Then, as a result of the subsequent thermal oxidation, as shown in FIG. 7b, the film is supported from below by SiO 2 , and the upper SiN film can be removed as shown in FIG. 7c.

【0039】以上のように製造された本発明の量子箱
は、(111)面と等価な面により形成された四面体構
造で、その大きさが数nm〜数十nm程度の均一な形状
の量子箱となる。
The quantum box of the present invention manufactured as described above has a tetrahedral structure formed by a plane equivalent to the (111) plane and has a uniform shape with a size of several nm to several tens of nm. It becomes a quantum box.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の量子箱
は、量子効果を特徴付ける特性長をより小さくできるた
め、量子効果によってエネルギー順位の間隔が大きくな
る。このため、通常液体ヘリウム温度でしか利用できな
かったものが、より高温で量子効果が発現されて、利用
できるようになる。
As described above, in the quantum box of the present invention, the characteristic length that characterizes the quantum effect can be made smaller, so that the quantum effect increases the interval of energy levels. For this reason, what was normally available only at the liquid helium temperature can be used because the quantum effect is exhibited at a higher temperature.

【0041】また、本発明のシリコン量子箱の製造法
は、超高精度のリソグラフィー装置やMOCVD装置な
どを用いることなく、異方性エッチングにより4つの
(111)面と等価な面を形成しているので、形のそろ
ったシリコン量子箱を容易に量産化することが可能であ
り、量産化のための設備投資も比較的少なくてすむ。
Further, in the method of manufacturing a silicon quantum box of the present invention, a plane equivalent to four (111) planes is formed by anisotropic etching without using an ultrahigh precision lithography apparatus or MOCVD apparatus. Therefore, it is possible to easily mass-produce a silicon quantum box with a uniform shape, and the capital investment for mass-production can be relatively small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による量子箱の製造方法を用いた一実
施例を工程順に説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining one embodiment of a method for manufacturing a quantum box according to the present invention in process order.

【図2】 本発明による量子箱の製造方法を用いた一実
施例を工程順に説明するための平面図である。
FIG. 2 is a plan view for explaining one embodiment using a method for manufacturing a quantum box according to the present invention in process order.

【図3】 本発明による量子箱の製造方法を用いた一実
施例を工程順に説明するための図1に続く断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view following FIG. 1 for explaining one embodiment of the method of manufacturing a quantum box according to the present invention in process order.

【図4】 本発明による量子箱の製造方法を用いた一実
施例を工程順に説明するため図3および図2に続く平面
図および断面図である。
FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view subsequent to FIGS. 3 and 2 for explaining one embodiment using the method for manufacturing a quantum box according to the present invention in the order of steps.

【図5】 本発明による量子箱の製造方法を用いた一実
施例を工程順に説明するため図4に続く平面図である。
FIG. 5 is a plan view following FIG. 4 for explaining one embodiment of the method of manufacturing a quantum box according to the present invention in process order.

【図6】 本発明による量子箱の製造方法を用いた一実
施例を工程順に説明するための図5に続く断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view following FIG. 5 for explaining one embodiment of the method of manufacturing a quantum box according to the present invention in process order.

【図7】 本発明による量子箱の製造方法を用いた他の
実施例を工程順に説明するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining another embodiment using the method of manufacturing a quantum box according to the present invention in process order.

【図8】 従来の量子箱の製造方法を工程順に説明する
ための断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a conventional method of manufacturing a quantum box in process order.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、 2、7…S
iN膜、3、5、8…窓、
4、6、9…SiO2 膜、10…量子箱、
20…三角錐状構造物。
1 ... Silicon substrate, 2, 7 ... S
iN film 3, 5, 8 ... Window,
4, 6, 9 ... SiO 2 film, 10 ... Quantum box,
20 ... Triangular pyramid structure.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板上に絶縁層を介して形成さ
れた量子箱であって、前記量子箱はシリコン素材よりな
り、(111)面に等価な4つの面によって構成された
四面体構造であることを特徴とするシリコン量子箱。
1. A quantum box formed on a silicon substrate via an insulating layer, the quantum box being made of a silicon material and having a tetrahedral structure composed of four planes equivalent to a (111) plane. A silicon quantum box that is characterized.
【請求項2】 面方位(111)シリコン基板上に耐酸
化性膜を成膜する工程と、 該耐酸化性膜の一部を除去し、シリコン面の露出した第
1の窓を開ける工程と、 該第1の窓部分から露出しているシリコン面を掘り下げ
る工程と、 該シリコン面を掘り下げたシリコン基板を異方性エッチ
ング液に浸漬して、(111)面と等価な面を露出する
工程と、 該異方性エッチング液の浸漬工程により露出しているシ
リコン面に熱酸化により酸化シリコン膜を成膜する工程
と、 前記耐酸化性膜の一部を除去して、前記第1の窓と交差
するような第2の窓を開ける工程と、 該第2の窓部分に露出したシリコン面を掘り下げる工程
と、 前記第2の窓部分のシリコン面を掘り下げたシリコン基
板を異方性エッチング液に浸漬して、(111)面と等
価な面を露出する工程と、 該異方性エッチング液の浸漬工程により露出しているシ
リコン面に熱酸化により酸化シリコン膜を成膜する工程
と、 前記耐酸化性膜を除去する工程と、 該耐酸化性膜を除去する工程により露出したシリコン部
分を掘り下げる工程と、 該露出したシリコン部分を掘り下げたシリコン基板を異
方性エッチング液に浸漬して、(111)面と等価な面
を露出する工程と、 前記酸化シリコン膜を除去する工程と、 該酸化シリコン膜を除去する工程により露出したシリコ
ン面に耐酸化性膜を成膜する工程と、 該耐酸化性膜の一部を除去して、シリコン面を露出する
工程と、 該露出したシリコン面を掘り下げる工程と、 該露出したシリコン面を掘り下げたシリコン基板を異方
性エッチング液に浸漬して、(111)面と等価な面を
露出する工程と、よりなることを特徴とするシリコン量
子箱の製造方法。
2. A step of forming an oxidation resistant film on a surface-oriented (111) silicon substrate, and a step of removing a part of the oxidation resistant film and opening a first window having an exposed silicon surface. A step of digging the silicon surface exposed from the first window portion, and a step of immersing the silicon substrate having the silicon surface dug in an anisotropic etching solution to expose a surface equivalent to the (111) plane And a step of forming a silicon oxide film by thermal oxidation on the exposed silicon surface in the anisotropic etching solution dipping step, and removing a part of the oxidation resistant film to form the first window. A step of opening a second window that intersects with the step of: etching a silicon surface exposed in the second window portion; Surface equivalent to (111) plane A step of exposing, a step of forming a silicon oxide film by thermal oxidation on the silicon surface exposed by the step of immersing the anisotropic etching solution, a step of removing the oxidation resistant film, and a step of removing the oxidation resistance. A step of digging the silicon portion exposed by the step of removing the film, a step of immersing the silicon substrate in which the exposed silicon portion is digged in an anisotropic etching solution to expose a surface equivalent to the (111) plane, The step of removing the silicon oxide film, the step of forming an oxidation resistant film on the silicon surface exposed by the step of removing the silicon oxide film, and the step of removing part of the oxidation resistant film to remove the silicon surface. Exposing the exposed silicon surface, and immersing the exposed silicon surface in the anisotropic etching solution to form a surface equivalent to the (111) surface. A method of manufacturing a silicon quantum box, which comprises the step of exposing the silicon quantum box.
JP5216592A 1993-08-31 1993-08-31 Silicon quantum box and its manufacture Withdrawn JPH0766386A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5216592A JPH0766386A (en) 1993-08-31 1993-08-31 Silicon quantum box and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5216592A JPH0766386A (en) 1993-08-31 1993-08-31 Silicon quantum box and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0766386A true JPH0766386A (en) 1995-03-10

Family

ID=16690839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5216592A Withdrawn JPH0766386A (en) 1993-08-31 1993-08-31 Silicon quantum box and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0766386A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5705321A (en) Method for manufacture of quantum sized periodic structures in Si materials
JP3226238B2 (en) Field emission cold cathode and method of manufacturing the same
JPH0595140A (en) Manufacture of conductive tip comprising doped semiconductor material
JPH0476496B2 (en)
JPS63107119A (en) Manufacture of integrated circuit with stepped insulating layer
US5494179A (en) Field-emitter having a sharp apex and small-apertured gate and method for fabricating emitter
JPH0244721A (en) Manufacture of semiconductor device including at least reactive ion etching stage
US4654119A (en) Method for making submicron mask openings using sidewall and lift-off techniques
JP3460096B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS58127346A (en) Method of isolating oxide by self-aligning
US5449435A (en) Field emission device and method of making the same
JPH0766386A (en) Silicon quantum box and its manufacture
US4269653A (en) Aperture stop
US5620350A (en) Method for making a field-emission type electron gun
JP3464500B2 (en) Chip forming process
EP0302647A1 (en) Aluminum plug using insulating sidewall space
KR100238452B1 (en) Hyperfine structure batch growing method
JPH06310029A (en) Manufacture of electron gun and quantum wire
KR100406725B1 (en) Method for fabricating ultra-fine multiple patterns
JPH07183485A (en) Quantum fine line device and manufacture
US7118679B2 (en) Method of fabricating a sharp protrusion
JPH05242797A (en) Manufacture of electron emission element
JPH01114041A (en) Forming method for fine pattern
KR100346778B1 (en) Fabrication method for multi-junction single electron transistor by metal evaporation
JPH0722605A (en) Manufacture of quantum wire

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001031