JPH10270725A - Fine-wire, photoelectric conversion element with fine-wire, and their manufacture - Google Patents

Fine-wire, photoelectric conversion element with fine-wire, and their manufacture

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JPH10270725A
JPH10270725A JP9076156A JP7615697A JPH10270725A JP H10270725 A JPH10270725 A JP H10270725A JP 9076156 A JP9076156 A JP 9076156A JP 7615697 A JP7615697 A JP 7615697A JP H10270725 A JPH10270725 A JP H10270725A
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photoelectric conversion
silicon
thin wire
conversion element
thin
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Setsuo Usui
節夫 碓井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine-wire capable of being applied to a photoelectric conversion element, etc. SOLUTION: In a fine-wire 10, forming a silicon fine-wire portion 11 on a silicon substrate 1, a silicon-dioxide fine-wire portion 12 is formed at the end of the silicon fine-wire portion 11 via a metallic portion 13. The silicon fine-wire portion 11 has a photoelectric conversion function and the silicon- dioxide fine-wire portion 12 has a light transferring function. After depositing gold as a catalyzer on the silicon substrate 1, they are heated to form a fused alloy drop. Then, feeding a silane gas to the intermediate, the silicon fine-wire portion 11 is grown under the fused alloy drop by the catalytic action of the fused alloy drop. Subsequently, heating the portion 11 in an oxygen atmosphere, the end portion of the silicon fine-wire portion 11 is oxidized by the catalytic action of the fused alloy drop.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子など
として利用することができる細線、およびその細線を備
えた光電変換素子、並びにそれらの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin line which can be used as a photoelectric conversion element, a photoelectric conversion element provided with the thin line, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路などの高密度化が進んで
おり、その製造工程などにおいて極めて微細な領域を精
度よく観察する技術が求められている。また、光メモリ
の高密度化も進んでおり、極めて微細な領域について読
み出したり書き込んだりする技術も求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, the density of integrated circuits and the like has been increased, and a technique for accurately observing an extremely fine region in a manufacturing process thereof has been required. In addition, as the density of optical memories has been increased, a technique for reading and writing data from and in an extremely small area has been required.

【0003】従来、微細領域を観察したり読み出し書き
込みをしたりする光電変換素子としては、光ファイバを
光信号の入出力部として用いたものが提案されていた。
この光電変換素子では、光ファイバの先端部が直径10
0nm程度までエッチングされており、微細領域の情報
を得ることができるようにまたは微細領域に光を照射す
ることができるようになっている。光ファイバの他端部
は、光検出部や発光部などの適宜な処理部に接続されて
いる。また、光ファイバの側面は、適宜な金属により被
覆されており、先端部以外から光の入出力がないように
なっている。
Heretofore, as a photoelectric conversion element for observing a fine area and performing reading and writing, an element using an optical fiber as an input / output unit of an optical signal has been proposed.
In this photoelectric conversion element, the tip of the optical fiber has a diameter of 10
Etching is performed down to about 0 nm, so that information of a minute region can be obtained or light can be irradiated to the minute region. The other end of the optical fiber is connected to an appropriate processing unit such as a light detecting unit and a light emitting unit. Further, the side surface of the optical fiber is coated with an appropriate metal so that there is no light input / output from other than the tip.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、処理部に光入出力部としての光ファイバを接続して
光電変換素子を構成していたので、光ファイバの先端部
を細くする一方で他端部は処理部と接続するために太く
しなければならず、製造が困難であるという問題があっ
た。また、光ファイバの先端部をエッチングにより細く
していたので、精度よく直径を100nmよりも細くす
ることは難しく、十分に微細化することができないとい
う問題もあった。
However, conventionally, an optical fiber as an optical input / output unit is connected to a processing unit to constitute a photoelectric conversion element. The end portion must be made thicker to be connected to the processing section, and there is a problem that manufacturing is difficult. In addition, since the tip of the optical fiber is made thinner by etching, it is difficult to accurately make the diameter smaller than 100 nm, and there has been a problem that the diameter cannot be sufficiently reduced.

【0005】そこで、新たな光電変換素子の開発が望ま
れるが、その1つの手段として、例えばシリコン(S
i)細線の利用が考えられる。このシリコン細線は、細
線径が小さくなるに従ってバンドギャップが大きくな
り、バルクにおいては間接遷移型バンドギャップである
のが、数十nmの太さの細線においては直接遷移型バン
ドギャップを有するように変化する。これにより、シリ
コン細線では、励起された電子−正孔の再結合発光効率
が著しく増加し、発光波長も短波長側にシフトして可視
光発光が可能になる。
Therefore, it is desired to develop a new photoelectric conversion element. One of the means is, for example, silicon (S).
i) Use of thin lines is conceivable. The band gap of this silicon thin wire increases as the diameter of the thin wire decreases, and the indirect transition band gap in the bulk changes to a direct transition band gap in a thin wire having a thickness of several tens nm. I do. As a result, in the silicon wire, the efficiency of the recombination luminescence of the excited electrons and holes is significantly increased, and the emission wavelength is also shifted to the shorter wavelength side, so that visible light can be emitted.

【0006】なお、このシリコン細線は、例えば、VL
S(Vapor−Liquid−Solid)法(E.
I. Givargizov, J.Vac.Sci.Techno.B11(2), p.449参
照)によりシリコン基板の上に成長させることができ
る。このVLS法とは、シリコン基板に金(Au)を蒸
着してシリコン基板の表面にシリコンと金との溶融合金
滴を形成したのち、シリコンの原料ガスを供給しつつ加
熱してシリコン細線を成長させる方法である。よって、
このシリコン細線を利用した新たな光電変換素子を得る
ことができれば、微細領域の観察などが可能となる。
[0006] This silicon thin wire is, for example, VL
S (Vapor-Liquid-Solid) method (E.
I. Givargizov, J. Vac. Sci. Techno. B11 (2), p. 449) can be grown on a silicon substrate. In the VLS method, gold (Au) is vapor-deposited on a silicon substrate to form a molten alloy droplet of silicon and gold on the surface of the silicon substrate, and then heated while supplying a silicon source gas to grow a silicon fine wire. It is a way to make it. Therefore,
If a new photoelectric conversion element using this silicon thin wire can be obtained, observation of a fine region becomes possible.

【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第1の目的は、光電変換素子などに利用する
ことができる新たな構造を有する細線およびその製造方
法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a thin wire having a new structure which can be used for a photoelectric conversion element and the like, and a method for manufacturing the same. .

【0008】また、本発明の第2の目的は、微細領域を
精度良く観察することができる光電変換素子およびその
製造方法を提供することにある。
It is a second object of the present invention to provide a photoelectric conversion element capable of observing a fine region with high accuracy and a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る細線は、長
さ方向における一方に形成されたシリコンよりなるシリ
コン細線部と、このシリコン細線部とは長さ方向におけ
る反対側である他方に形成された二酸化珪素よりなる二
酸化珪素細線部とを備えたものである。
A thin wire according to the present invention is formed on a silicon thin wire portion formed of silicon on one side in the length direction and on the other side opposite to the silicon thin wire portion in the length direction. And a silicon dioxide thin wire portion made of silicon dioxide.

【0010】本発明に係る光電変換素子は、光信号と電
気信号とを相互に変換するものであって、長さ方向にお
ける一方に光入出力部が形成されると共に、この光入出
力部とは長さ方向における反対側である他方に光電変換
部が形成された細線を備えたものである。
A photoelectric conversion element according to the present invention converts an optical signal and an electric signal to each other, and has an optical input / output section formed on one side in the length direction, and the optical input / output section is connected to the optical input / output section. Is provided with a thin line having a photoelectric conversion portion formed on the other side on the opposite side in the length direction.

【0011】本発明に係る細線の製造方法は、シリコン
よりなるシリコン細線部と二酸化珪素よりなる二酸化珪
素細線部とを備えた細線を製造する方法であって、基板
の上にシリコン細線部を成長させる際の触媒を蒸着する
蒸着工程と、触媒を蒸着した基板をシリコン原料ガス含
有雰囲気中において加熱し、触媒の作用により基板の表
面に選択的にシリコン細線部を成長させる成長工程と、
成長させたシリコン細線部の先端側の一部を触媒の作用
により選択的に酸化し、二酸化珪素細線部を形成する酸
化工程とを含むものである。
A method for manufacturing a thin wire according to the present invention is a method for manufacturing a thin wire including a silicon thin wire portion made of silicon and a silicon dioxide thin wire portion made of silicon dioxide, wherein the silicon thin wire portion is grown on a substrate. A vapor deposition step of vapor deposition of a catalyst at the time of the heating, and a growth step of heating the substrate on which the catalyst is vapor-deposited in an atmosphere containing a silicon source gas, and selectively growing a silicon thin wire portion on the surface of the substrate by the action of the catalyst.
An oxidizing step of selectively oxidizing a portion of the grown silicon fine wire portion on the tip side by the action of a catalyst to form a silicon dioxide fine wire portion.

【0012】本発明に係る光電変換素子の製造方法は、
光入出力部と光電変換部とが形成された細線を備えた光
電変換素子を製造する方法であって、基板の上に触媒を
蒸着したのち、光電変換部を構成する物質の原料ガス含
有雰囲気中において加熱し、触媒の作用により基板の表
面に選択的に細線の光電変換部を成長させる成長工程
と、成長させた細線の先端側の一部を触媒の作用により
選択的に酸化し、光入出力部を形成する酸化工程とを含
むものである。
[0012] The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the present invention comprises:
What is claimed is: 1. A method for manufacturing a photoelectric conversion element having a thin wire on which an optical input / output part and a photoelectric conversion part are formed, comprising: evaporating a catalyst on a substrate; A heating step in which the thin-film photoelectric conversion portion is selectively grown on the surface of the substrate by the action of a catalyst; And an oxidation step of forming an input / output unit.

【0013】この細線では、長さ方向の一方にシリコン
細線部が形成され、他方に二酸化珪素細線部が形成され
ている。このシリコン細線部は光電変換機能を有してい
る。二酸化珪素細線部は光の伝達機能を有している。
In this fine wire, a silicon fine wire portion is formed on one side in the length direction, and a silicon dioxide fine wire portion is formed on the other side. This silicon thin line portion has a photoelectric conversion function. The silicon dioxide thin wire portion has a light transmitting function.

【0014】この光電変換素子では、光信号が光入出力
部に入力されると、光入出力部の内部を通って光電変換
部へ光信号が誘導される。この光信号は光電変換部によ
り電気信号に変換され、電気信号として取り出される。
また、光電変換部に電圧が加えられると、この電気信号
は光電変換部により光信号に変換され、光入出力部によ
り誘導されて出力する。
In this photoelectric conversion device, when an optical signal is input to the optical input / output unit, the optical signal is guided to the photoelectric conversion unit through the inside of the optical input / output unit. This optical signal is converted into an electric signal by the photoelectric conversion unit, and is taken out as an electric signal.
When a voltage is applied to the photoelectric conversion unit, the electric signal is converted into an optical signal by the photoelectric conversion unit, and is guided and output by the optical input / output unit.

【0015】この細線の製造方法では、基板の上に触媒
を蒸着したのち、シリコン原料ガス含有雰囲気中におい
て加熱する。この時、触媒の作用により基板の表面に選
択的にシリコン細線部が成長する。次いで、このシリコ
ン細線部を酸化する。この時、触媒の作用によりシリコ
ン細線部の先端部が選択的に酸化し、二酸化珪素細線部
が形成される。これにより、シリコン細線部と二酸化珪
素部とを備えた細線が製造される。
In this method for producing a thin wire, a catalyst is deposited on a substrate and then heated in an atmosphere containing a silicon source gas. At this time, a thin silicon wire portion is selectively grown on the surface of the substrate by the action of the catalyst. Next, the silicon fine wire portion is oxidized. At this time, the tip of the silicon fine wire portion is selectively oxidized by the action of the catalyst, and a silicon dioxide fine wire portion is formed. Thus, a thin wire including the silicon thin wire portion and the silicon dioxide portion is manufactured.

【0016】この光電変換素子の製造方法では、基板の
上に触媒を蒸着したのち、光電変換部を構成する物質の
原料ガス含有雰囲気中において加熱する。この時、触媒
の作用により基板の表面に選択的に細線の光電変換部が
成長する。次いで、この細線を酸化する。この時、触媒
の作用により細線の先端部が選択的に酸化し、光入出力
部が形成される。これにより、光入出力部と光電変換部
とが形成された細線を備えた光電変換素子が製造され
る。
In this method of manufacturing a photoelectric conversion element, after depositing a catalyst on a substrate, the substrate is heated in an atmosphere containing a raw material gas of a substance constituting the photoelectric conversion portion. At this time, a thin-line photoelectric conversion portion is selectively grown on the surface of the substrate by the action of the catalyst. Next, the fine wire is oxidized. At this time, the tip of the fine wire is selectively oxidized by the action of the catalyst, and a light input / output portion is formed. As a result, a photoelectric conversion element having a thin wire on which the light input / output unit and the photoelectric conversion unit are formed is manufactured.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】図1は本発明の第1の実施の形態に係る細
線10の構成を表すものである。この細線10は、長さ
方向における一方に単結晶シリコンよりなるシリコン細
線部11を、このシリコン細線部11とは長さ方向にお
ける反対側である他方にアモルファスの二酸化珪素より
なる二酸化珪素細線部12を備えている。シリコン細線
部11は光電変換機能を有しており、二酸化珪素細線部
12は光の伝達機能を有している。また、シリコン細線
部11と二酸化珪素細線部12と間には、金(Au)な
どの適宜の金属よりなる金属部13を備えている。この
細線10は、単結晶シリコンよりなる基板1の上にシリ
コン細線部11を基板1側としてほぼ垂直に形成されて
いる。この細線10の太さは、50nm以下であり、好
ましくは30nm以下、更に好ましくは10nm以下で
ある。
FIG. 1 shows the configuration of a thin wire 10 according to a first embodiment of the present invention. The fine wire 10 has a silicon fine wire portion 11 made of single crystal silicon on one side in the length direction, and a silicon dioxide fine wire portion 12 made of amorphous silicon dioxide on the other side opposite to the silicon fine wire portion 11 in the length direction. It has. The silicon thin wire portion 11 has a photoelectric conversion function, and the silicon dioxide thin wire portion 12 has a light transmitting function. A metal portion 13 made of a suitable metal such as gold (Au) is provided between the silicon thin wire portion 11 and the silicon dioxide thin wire portion 12. The thin wire 10 is formed substantially vertically on the substrate 1 made of single crystal silicon with the silicon thin wire portion 11 facing the substrate 1. The thickness of the thin line 10 is 50 nm or less, preferably 30 nm or less, and more preferably 10 nm or less.

【0019】このような構成を有する細線10は、例え
ば、次のようにして製造することができる。
The thin wire 10 having such a configuration can be manufactured, for example, as follows.

【0020】図2はこの細線10の製造方法における各
製造工程を表すものである。まず、例えば比抵抗が0.
4〜4Ωcmの(111)単結晶シリコンからなる基板
1を図示しない反応炉内に挿入し、例えば5×10-8
orrの真空において1000℃で加熱し表面の清浄化
を行う。
FIG. 2 shows each manufacturing step in the method of manufacturing the thin wire 10. First, for example, when the specific resistance is 0.
The substrate 1 made of (111) single-crystal silicon having a thickness of 4 to 4 Ωcm is inserted into a reaction furnace (not shown), for example, 5 × 10 −8 T.
The surface is cleaned by heating at 1000 ° C. in a vacuum of orr.

【0021】次いで、図2(a)に示したように、反応
炉内を減圧して基板1を適宜に加熱しつつ(例えば70
0℃)、基板1の表面にシリコン細線部11を成長させ
る際の触媒となる金属(例えば金(Au)や銀(Ag)
やインジウム(In))を蒸着する(蒸着工程)。これ
により、基板1の上に触媒層2が形成される。この際、
基板1の加熱は、例えば基板1の長軸に沿って直流電流
を流して行う。また、金属の蒸着は、例えばタングステ
ン(W)フィラメントを用いて行う。
Next, as shown in FIG. 2A, the pressure inside the reaction furnace is reduced and the substrate 1 is appropriately heated (for example, 70 ° C.).
0 ° C.) and a metal (for example, gold (Au) or silver (Ag)) serving as a catalyst when the silicon thin wire portion 11 is grown on the surface of the substrate 1
And indium (In)) are deposited (a deposition step). Thereby, the catalyst layer 2 is formed on the substrate 1. On this occasion,
The heating of the substrate 1 is performed, for example, by passing a direct current along the long axis of the substrate 1. The metal is deposited by using, for example, a tungsten (W) filament.

【0022】触媒層2を形成したのち、基板1を図示し
ない反応炉内で適宜に加熱しつつ(例えば700℃)、
そのまま適宜の時間(例えば30分間)保持する(加熱
工程)。これにより、基板1の上の触媒層2は、基板1
の表面のシリコンを一部溶解し、凝集して、図2(b)
に示したように、溶融合金滴2aを形成する。なお、蒸
着工程においても溶融合金滴2aは形成されるが、この
加熱工程により、それらが互いに凝集して、一定の大き
さとなる。
After the catalyst layer 2 is formed, the substrate 1 is appropriately heated in a reaction furnace (not shown) (for example, at 700 ° C.).
Hold for an appropriate time (for example, 30 minutes) (heating step). As a result, the catalyst layer 2 on the substrate 1
Part of the silicon on the surface of FIG.
As shown in (1), a molten alloy droplet 2a is formed. Although the molten alloy droplets 2a are formed in the vapor deposition step, they are aggregated with each other by the heating step to have a certain size.

【0023】溶融合金滴2aを形成したのち、基板1を
図示しない反応炉内で適宜に加熱しながら(例えば70
0℃)、シリコンの原料ガスとして例えばシラン(Si
4)ガスを導入する(成長工程)。導入するシランガ
スの量は、例えば反応炉内におけるシランガスの分圧が
0.5Torr未満となるように調節する。なお、好ま
しくは、0.15Torr以下となるように調節する。
これにより、シランガスは、溶融合金滴2aを触媒とし
て式1に示した分解反応により分解しシリコンを生ず
る。
After forming the molten alloy droplets 2a, the substrate 1 is appropriately heated in a reaction furnace (not shown) (for example, 70
0 ° C.), for example, silane (Si
H 4 ) gas is introduced (growth step). The amount of the silane gas to be introduced is adjusted, for example, so that the partial pressure of the silane gas in the reaction furnace is less than 0.5 Torr. Preferably, the adjustment is performed so as to be 0.15 Torr or less.
As a result, the silane gas is decomposed by the decomposition reaction shown in Formula 1 using the molten alloy droplet 2a as a catalyst to produce silicon.

【式1】SiH4 →Si+2H2 [Formula 1] SiH 4 → Si + 2H 2

【0024】シランガスから分解したシリコンは溶融合
金滴2aの中に拡散し、溶融合金滴2aと基板1との界
面にエピタキシャル結合する。これにより、図2(c)
に示したように、溶融合金滴2aの下において選択的に
溶融合金滴2aの大きさに応じた太さのシリコン細線部
11が成長する。
The silicon decomposed from the silane gas diffuses into the molten alloy droplet 2a and is epitaxially bonded to the interface between the molten alloy droplet 2a and the substrate 1. As a result, FIG.
As shown in (1), a thin silicon wire portion 11 having a thickness corresponding to the size of the molten alloy droplet 2a is selectively grown under the molten alloy droplet 2a.

【0025】シリコン細線部11を成長させたのち、図
示しない反応炉内に酸素(O2 )ガスを導入し、例えば
500Torrの酸素ガス雰囲気中において800℃で
加熱する(酸化工程)。これにより、シリコン細線部1
1の先端部では溶融合金滴2aを触媒として選択的に酸
化がおこり、図2(d)に示したように、酸化の進行に
伴って溶融合金滴2aが基板1側に向かって移動する。
よって、シリコン細線部11の先端側の一部が酸化さ
れ、二酸化珪素細線部12が形成される。
After the growth of the silicon thin wire portion 11, an oxygen (O 2 ) gas is introduced into a reaction furnace (not shown) and heated at 800 ° C. in an oxygen gas atmosphere of, for example, 500 Torr (oxidation step). Thereby, the silicon thin wire portion 1
At the front end of 1, selective oxidation occurs using the molten alloy droplet 2 a as a catalyst, and as shown in FIG. 2D, the molten alloy droplet 2 a moves toward the substrate 1 with the progress of oxidation.
Therefore, a part of the silicon thin wire portion 11 on the tip side is oxidized, and the silicon dioxide thin wire portion 12 is formed.

【0026】なお、この酸化工程では、シリコン細線部
11の側面においても若干ではあるが酸化がおこる。よ
って、図2(d)に示したように、シリコン細線部11
の側面全体を露出した状態でこの酸化工程を行うと、シ
リコン細線部11の側面に薄い酸化膜3が形成される。
なお、図示しないが、シリコン細線部11の側面に酸化
防止膜を形成して酸化工程を行えば、酸化は防止され
る。
In this oxidation step, oxidation is also slightly generated on the side surface of the silicon thin wire portion 11. Therefore, as shown in FIG.
When this oxidation step is performed in a state where the entire side surface is exposed, a thin oxide film 3 is formed on the side surface of the silicon fine wire portion 11.
Although not shown, the oxidation is prevented by forming an antioxidant film on the side surface of the silicon thin wire portion 11 and performing an oxidation step.

【0027】このようにシリコン細線部11の先端側の
一部を酸化したのち冷却すると、溶融合金滴2aは溶解
していたシリコンを析出して固化し、シリコン細線部1
1と二酸化珪素細線部12の間に金属部13が形成され
る。これにより、図1に示した細線10となる。
When the tip of the silicon fine wire portion 11 is oxidized and cooled as described above, the molten alloy droplet 2a precipitates and solidifies the dissolved silicon, and the silicon thin wire portion 1
A metal part 13 is formed between the metal part 1 and the silicon dioxide thin wire part 12. This results in the thin line 10 shown in FIG.

【0028】このように本実施の形態に係る細線10に
よれば、シリコン細線部11の先端に二酸化珪素細線部
12を備えているので、二酸化珪素細線部12により光
を誘導すると共に、シリコン細線部11により光信号と
電気信号とを相互に変換することができる。よって、微
細領域に対応した光電変換素子などとして利用すること
ができる。
As described above, according to the thin wire 10 according to the present embodiment, since the silicon dioxide thin wire portion 12 is provided at the tip of the silicon thin wire portion 11, light is guided by the silicon dioxide thin wire portion 12, and the silicon thin wire portion is also provided. The optical signal and the electric signal can be mutually converted by the unit 11. Therefore, it can be used as a photoelectric conversion element corresponding to a fine region.

【0029】また、本実施の形態に係る細線10の製造
方法によれば、基板1の上にシリコン細線部11をVL
S法により成長させたのち、溶融合金滴2aを触媒とし
てシリコン細線部11の先端部を酸化するようにしたの
で、本実施の形態に係る細線10を容易に製造すことが
できる。よって、本実施の形態に係る細線10を実現す
ることができる。
Further, according to the method of manufacturing the thin wire 10 according to the present embodiment, the silicon thin wire portion 11 is formed on the substrate 1 by VL.
After the growth by the S method, the tip of the silicon fine wire portion 11 is oxidized using the molten alloy droplet 2a as a catalyst, so that the fine wire 10 according to the present embodiment can be easily manufactured. Therefore, the thin wire 10 according to the present embodiment can be realized.

【0030】(第2の実施の形態)図3は本発明の第2
の実施の形態に係る光電変換素子20の構成を表すもの
である。この光電変換素子20は、第1の実施の形態に
おいて説明した細線10を利用したものである。よっ
て、ここでは第1の実施の形態と同一の構成要素につい
ては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a photoelectric conversion element 20 according to the embodiment. This photoelectric conversion element 20 uses the thin wire 10 described in the first embodiment. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0031】この光電変換素子20は、基板1の上にシ
リコン細線部11と二酸化珪素細線部12と金属部13
とを備えた細線10を有している。この細線10の形成
位置および太さは、適宜に制御されている。なお、ここ
では、細線10のうちシリコン細線部11は光電変換部
として機能し、二酸化珪素細線部12は光入出力部とし
て機能し、金属部13は電極部として機能する。
The photoelectric conversion element 20 includes a silicon thin wire portion 11, a silicon dioxide thin wire portion 12, and a metal portion 13 on a substrate 1.
And a thin wire 10 having the following. The formation position and thickness of the thin line 10 are appropriately controlled. In this case, among the fine wires 10, the silicon fine wire portion 11 functions as a photoelectric conversion portion, the silicon dioxide fine wire portion 12 functions as a light input / output portion, and the metal portion 13 functions as an electrode portion.

【0032】基板1の上には、また、二酸化珪素よりな
る補助膜21が形成されている。この補助膜21には開
口21aが設けられており、細線10はこの開口21a
を介して基板1の上に形成されている。すなわち、細線
10は補助膜21により形成位置および太さが制御され
るようになっている。ちなみに、この補助膜21は、金
属部13と基板1との間の絶縁性を確保する絶縁層とし
ての役割も有している。細線10のうち金属部13の位
置は補助膜21の表面の位置とほぼ一致しており、シリ
コン細線部11は補助膜21の開口21a内に位置し、
二酸化珪素細線部12は補助膜21から突出している。
On the substrate 1, an auxiliary film 21 made of silicon dioxide is formed. The auxiliary film 21 is provided with an opening 21a.
Are formed on the substrate 1 through the substrate. That is, the formation position and thickness of the thin line 10 are controlled by the auxiliary film 21. Incidentally, the auxiliary film 21 also has a role as an insulating layer for ensuring insulation between the metal part 13 and the substrate 1. The position of the metal portion 13 in the thin wire 10 substantially coincides with the position of the surface of the auxiliary film 21, and the silicon thin wire portion 11 is located in the opening 21 a of the auxiliary film 21.
The silicon dioxide fine wire portion 12 protrudes from the auxiliary film 21.

【0033】二酸化珪素細線部12の側面には、金やア
ルミニウム(Al)などの適宜な金属よりなる被覆膜2
2が形成されており、側面から光が入出力することを防
止して先端部から入出力する光を誘導するようになって
いる。金属部には、金やアルミニウムなどの適宜な金属
よりなる配線23が接続されている。また、基板1に
は、図示しないが、シリコン細線部11に接続する配線
が形成されている。この配線23などを介して、シリコ
ン細線部11に電圧を加えたり、シリコン細線部11で
発生した電流を検出することができるようになってい
る。
A coating film 2 made of a suitable metal such as gold or aluminum (Al)
2 are formed to prevent light from being input and output from the side surface and to guide light to be input and output from the front end. A wiring 23 made of a suitable metal such as gold or aluminum is connected to the metal part. Although not shown, a wiring connected to the silicon thin wire portion 11 is formed on the substrate 1. Through the wiring 23 and the like, a voltage can be applied to the silicon thin wire portion 11 and a current generated in the silicon thin wire portion 11 can be detected.

【0034】このような構成を有する光電変換素子20
は、例えば、次のようにして製造することができる。
The photoelectric conversion element 20 having such a configuration
Can be manufactured, for example, as follows.

【0035】図4ないし図7はこの光電変換素子20の
第1の製造方法における各製造工程を表すものである。
まず、図4(a)に示したように、例えば比抵抗が0.
4〜4Ωcmの(111)単結晶シリコンからなる基板
1を図示しない反応炉内に挿入して酸化し、基板1の表
面に例えば1μm程度の厚さの酸化膜を補助膜21とし
て形成する。
FIG. 4 to FIG. 7 show the respective manufacturing steps in the first manufacturing method of the photoelectric conversion element 20.
First, as shown in FIG.
The substrate 1 made of (111) single crystal silicon having a thickness of 4 to 4 Ωcm is inserted into a reaction furnace (not shown) and oxidized, and an oxide film having a thickness of, for example, about 1 μm is formed as an auxiliary film 21 on the surface of the substrate 1.

【0036】次いで、図4(b)に示したように、補助
膜21の上にフォトレジスト膜31を塗布形成したの
ち、これを選択的に露光し、細線10の形成位置に対応
して適当な大きさ(例えば直径が約1μm)の開口31
aを形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, a photoresist film 31 is applied and formed on the auxiliary film 21 and selectively exposed to light. Opening 31 having a large size (for example, a diameter of about 1 μm)
a is formed.

【0037】続いて、図5(a)に示したように、フォ
トレジスト膜31をマスクとしてフッ酸(HF)を含む
エッチング液を用い補助膜21をエッチングする。これ
により、補助膜21に細線10の形成位置に対応して適
当な大きさ(例えば直径が約1μm)の開口21aが形
成される(以上、補助膜形成工程)。
Subsequently, as shown in FIG. 5A, the auxiliary film 21 is etched using an etching solution containing hydrofluoric acid (HF) using the photoresist film 31 as a mask. As a result, an opening 21a having an appropriate size (for example, a diameter of about 1 μm) is formed in the auxiliary film 21 corresponding to the formation position of the fine wire 10 (the above-described auxiliary film forming step).

【0038】補助膜21に開口21aを形成したのち、
例えばアセトンによってフォトレジスト膜31を除去す
る。そののち、基板1を例えば70℃に加熱した硝酸
(HNO3 )中に浸漬し、更にフッ酸を含むエッチング
液によりエッチングして、補助膜21の開口21aから
露出されている基板1の表面を洗浄する。
After forming the opening 21a in the auxiliary film 21,
For example, the photoresist film 31 is removed with acetone. After that, the substrate 1 is immersed in, for example, nitric acid (HNO 3 ) heated to 70 ° C., and further etched with an etching solution containing hydrofluoric acid to remove the surface of the substrate 1 exposed from the opening 21 a of the auxiliary film 21. Wash.

【0039】基板1を洗浄したのち乾燥させてから、基
板1を図示しない反応炉内に挿入し、図5(b)に示し
たように、第1の実施の形態と同様にして基板1の表面
に細線10の成長において触媒となる金属(例えば金)
を蒸着する(蒸着工程)。これにより、補助膜21の上
および補助膜21の開口21aから露出された基板1の
上に、例えば厚さ3nmの触媒層2が形成される。
After the substrate 1 is washed and dried, the substrate 1 is inserted into a reaction furnace (not shown), and as shown in FIG. 5B, the substrate 1 is removed in the same manner as in the first embodiment. Metal (for example, gold) serving as a catalyst in the growth of the fine wire 10 on the surface
Is deposited (deposition step). Thus, the catalyst layer 2 having a thickness of, for example, 3 nm is formed on the auxiliary film 21 and on the substrate 1 exposed from the opening 21a of the auxiliary film 21.

【0040】触媒層2を形成したのち、基板1を図示し
ない反応炉内で適宜に加熱しつつ(例えば700℃)、
基板1を若干傾斜させて適宜の時間(例えば30分間)
保持する(加熱工程)。これにより、補助膜21の開口
21aから露出された基板1の上の触媒層2は、図5
(c)に示したように、基板1の表面のシリコンを一部
溶解し、凝集して、溶融合金滴2aを形成する。なお、
ここでは基板1を傾斜させているので、液体である溶融
合金滴2aは引力により開口21aにおける最も低い位
置、すなわち開口21aの端部近傍に形成される。
After the catalyst layer 2 is formed, the substrate 1 is appropriately heated in a reaction furnace (not shown) (for example, at 700 ° C.).
The substrate 1 is slightly tilted for an appropriate time (for example, 30 minutes)
Hold (heating step). As a result, the catalyst layer 2 on the substrate 1 exposed from the opening 21a of the auxiliary film 21
As shown in (c), the silicon on the surface of the substrate 1 is partially dissolved and aggregated to form a molten alloy droplet 2a. In addition,
Here, since the substrate 1 is inclined, the molten alloy droplet 2a, which is a liquid, is formed at the lowest position in the opening 21a by the attraction, that is, near the end of the opening 21a.

【0041】また、補助膜21の上においては、補助膜
21を構成している二酸化珪素が安定であるので、触媒
層2による溶融合金滴は形成されない。すなわち、溶融
合金滴2aの大きさは、補助膜21の開口21aの大き
さによって制御される。なお、この加熱工程は、溶融合
金滴2aが開口21aにおいて1つになるまで十分に行
う。
On the auxiliary film 21, since the silicon dioxide constituting the auxiliary film 21 is stable, no molten alloy droplet is formed by the catalyst layer 2. That is, the size of the molten alloy droplet 2 a is controlled by the size of the opening 21 a of the auxiliary film 21. This heating step is performed sufficiently until the number of the molten alloy drops 2a becomes one at the opening 21a.

【0042】溶融合金滴2aを形成したのち、第1の実
施の形態と同様にして例えばシランガスを導入し、図6
(a)に示したように、溶融合金滴2aの下において選
択的に溶融合金的2aの大きさに応じた太さのシリコン
細線部11を成長させる。なお、この時、補助膜21の
上の触媒層2においても、金の触媒作用によってシラン
ガスが分解する。但し、金とシリコンの溶融合金は二酸
化珪素よりなる補助膜21の表面に対して良好なぬれ性
を有しているので、凝集しにくく、シリコンのエピタキ
シャル成長は起こらない。
After the formation of the molten alloy droplet 2a, for example, silane gas is introduced in the same manner as in the first embodiment, and FIG.
As shown in (a), a thin silicon wire portion 11 having a thickness corresponding to the size of the molten alloy 2a is selectively grown under the molten alloy droplet 2a. At this time, also in the catalyst layer 2 on the auxiliary film 21, the silane gas is decomposed by the catalytic action of gold. However, since the molten alloy of gold and silicon has good wettability with respect to the surface of the auxiliary film 21 made of silicon dioxide, it hardly aggregates and epitaxial growth of silicon does not occur.

【0043】これによりシリコン細線部11を補助膜2
1の厚さよりも長く(例えば1μmよりも長く)成長さ
せたのち、第1の実施の形態と同様にして酸素ガス雰囲
気中で加熱し、図6(b)に示したように、シリコン細
線部11の先端側の一部を酸化して二酸化珪素細線部1
2を形成する(酸化工程)。この際、二酸化珪素細線部
12とシリコン細線部11との長さの比は、酸化工程の
時間によって制御する。ここでは、図6(b)に示した
ように、溶融合金滴2aが補助膜21の表面とほぼ同位
置にくるまで酸化を行う。なお、この溶融合金滴2a
は、冷却すると溶解していたシリコンを析出して固化
し、金属部13となる。よって、以下の説明では、金属
部13として説明する。
As a result, the silicon thin wire portion 11 is
After being grown longer than the thickness of 1 (for example, longer than 1 μm), it is heated in an oxygen gas atmosphere in the same manner as in the first embodiment, and as shown in FIG. 11 is oxidized to form a silicon dioxide thin wire portion 1
2 (oxidation step). At this time, the ratio of the lengths of the silicon dioxide thin wire portion 12 and the silicon thin wire portion 11 is controlled by the time of the oxidation step. Here, as shown in FIG. 6B, the oxidation is performed until the molten alloy droplet 2a is almost at the same position as the surface of the auxiliary film 21. The molten alloy droplet 2a
When cooled, the dissolved silicon precipitates and solidifies to form the metal part 13. Therefore, in the following description, the metal part 13 will be described.

【0044】このようにして二酸化珪素細線部12を形
成したのち、図6(c)に示したように、基板1の斜め
上方(ここでは開口21aに対して細線10が接近して
いる側の上方)から金やアルミニウムなどの適宜の金属
を蒸着し、蒸着層32を形成する。この蒸着層32は、
被覆層22や配線23になるものである。蒸着の際の角
度は、基板1の表面に金属が達しないような角度にす
る。このように金属を斜め上方から蒸着するのは、二酸
化珪素細線部12の側面に大量の金属を蒸着させること
ができ、二酸化珪素細線部12の側面を確実に被覆する
と共に、確実に金属部13と電気的に接続させることが
できるからである。
After the silicon dioxide fine wire portion 12 is formed in this manner, as shown in FIG. 6C, the silicon dioxide fine wire portion 12 is obliquely above the substrate 1 (here, the side where the fine wire 10 approaches the opening 21a). An appropriate metal such as gold or aluminum is deposited from above (from above) to form a deposited layer 32. This vapor deposition layer 32
It becomes the coating layer 22 and the wiring 23. The angle at the time of vapor deposition is set so that metal does not reach the surface of the substrate 1. In this manner, the metal is deposited obliquely from above because a large amount of metal can be deposited on the side surface of the silicon dioxide fine wire portion 12, and the side surface of the silicon dioxide fine wire portion 12 is surely covered and the metal portion 13 is surely deposited. This is because it can be electrically connected to

【0045】次いで、図7(a)に示したように、蒸着
層32をわずかにエッチバックなどすることにより、二
酸化珪素細線部12の先端部を露出させる。エッチング
液としては、例えば、蒸着層32が金により構成される
場合は王水(HNO3 :HCl=1:3)を用い、蒸着
層32がアルミニウムにより構成される場合は塩酸(H
Cl)を用いる。
Next, as shown in FIG. 7A, the tip of the silicon dioxide fine wire portion 12 is exposed by slightly etching back the deposited layer 32 or the like. As the etchant, for example, aqua regia (HNO 3 : HCl = 1: 3) is used when the deposition layer 32 is made of gold, and hydrochloric acid (H) is used when the deposition layer 32 is made of aluminum.
Cl).

【0046】続いて、図7(b)に示したように、先に
金属層32を蒸着させたのとは反対側の上方から金やア
ルミニウムなどの適宜の金属を蒸着させ、金属層32と
共に被覆膜22を形成する(以上、被覆工程)。そのの
ち、蒸着層32を必要に応じてエッチングし、配線23
を形成する。これにより、図3に示した光電変換素子2
0となる。
Subsequently, as shown in FIG. 7B, an appropriate metal such as gold or aluminum is vapor-deposited from the upper side on the side opposite to the side where the metal layer 32 was vapor-deposited first. The covering film 22 is formed (the above-mentioned covering step). After that, the vapor deposition layer 32 is etched as necessary,
To form Thereby, the photoelectric conversion element 2 shown in FIG.
It becomes 0.

【0047】また、本実施の形態に係る光電変換素子2
0は、次のようにしても製造することができる。
The photoelectric conversion element 2 according to the present embodiment
0 can also be manufactured as follows.

【0048】図8ないし図10はこの光電変換素子20
の第2の製造方法における各製造工程を表すものであ
る。この製造方法では、第1の製造方法と同様にして、
補助膜21を形成し(補助膜形成工程;図4,図5
(a)参照)、次いで触媒を蒸着し(蒸着工程;図5
(b)参照)、続いて溶融合金滴2aを形成する(加熱
工程;図5(c)参照)。そののち、第1の製造方法と
同様にして、シリコン細線部11を成長させ(成長工
程;図6(a)参照)、酸化する(酸化工程;図6
(b)参照)。
FIGS. 8 to 10 show this photoelectric conversion element 20.
FIG. 7 shows each manufacturing process in the second manufacturing method. In this manufacturing method, similar to the first manufacturing method,
An auxiliary film 21 is formed (auxiliary film forming step; FIGS. 4 and 5).
(See (a)) and then a catalyst is deposited (deposition step; FIG. 5).
Next, a molten alloy droplet 2a is formed (heating step; see FIG. 5C). After that, in the same manner as in the first manufacturing method, the silicon fine wire portion 11 is grown (growth step; see FIG. 6A) and oxidized (oxidation step; FIG. 6).
(B)).

【0049】そののち、図8(a)に示したように、基
板1の斜め上方の複数の方向から金やアルミニウムなど
の適宜の金属を蒸着し、二酸化珪素細線部12全体を覆
うように蒸着層32を形成する。蒸着の際の角度は、基
板1の表面に金属が達しないような角度にする。次い
で、図8(b)に示したように、蒸着層32および補助
膜21の上にフォトレジスト膜33を塗布形成する。
After that, as shown in FIG. 8A, an appropriate metal such as gold or aluminum is evaporated from a plurality of directions obliquely above the substrate 1 so as to cover the entire silicon dioxide fine wire portion 12. A layer 32 is formed. The angle at the time of vapor deposition is set so that metal does not reach the surface of the substrate 1. Next, as shown in FIG. 8B, a photoresist film 33 is formed on the deposition layer 32 and the auxiliary film 21 by coating.

【0050】続いて、図9(a)に示したように、エバ
ネッセント光を利用してフォトレジスト膜33を露光す
る。すなわち、例えば屈折率の異なる2つのシリカガラ
ス層34a,34bが接合された薄板34を基板1の上
に接触させ、この薄板34に対して基板1の反対側から
斜めに光を照射し、2つのシリカガラス層34a,34
bの接合面において全反射させる。これにより、シリカ
ガラス層34bを通ってフォトレジスト膜33にエバネ
ッセント光が伝わり、エバネッセント光場内に位置する
部分(すなわち二酸化珪素細線部12の先端部を覆って
いる部分)が露光される。
Subsequently, as shown in FIG. 9A, the photoresist film 33 is exposed using evanescent light. That is, for example, a thin plate 34 to which two silica glass layers 34a and 34b having different refractive indices are joined is brought into contact with the substrate 1, and the thin plate 34 is irradiated with light obliquely from the opposite side of the substrate 1, Two silica glass layers 34a, 34
The light is totally reflected at the joint surface b. As a result, the evanescent light is transmitted to the photoresist film 33 through the silica glass layer 34b, and a portion located in the evanescent light field (that is, a portion covering the tip of the silicon dioxide fine wire portion 12) is exposed.

【0051】フォトレジスト膜33を露光したのち、図
9(b)に示したように、現像して露光した部分を除去
する。現像ののち、図10(a)に示したように、この
フォトレジスト膜33をマスクとして蒸着層32を選択
的にエッチングし、二酸化珪素細線部12の先端部を露
出させる。これにより、被覆膜22が形成される。その
のち、図10(b)に示したように、例えばアセトンを
用いてフォトレジスト膜33を除去する。フォトレジス
ト膜33を除去したのち、蒸着層32を必要に応じてエ
ッチングし、配線23を形成する。これにより、図3に
示した光電変換素子20となる。
After exposing the photoresist film 33, as shown in FIG. 9B, development is performed to remove the exposed portion. After the development, as shown in FIG. 10A, the vapor deposition layer 32 is selectively etched using the photoresist film 33 as a mask to expose the tip of the silicon dioxide fine wire portion 12. Thereby, the coating film 22 is formed. After that, as shown in FIG. 10B, the photoresist film 33 is removed using, for example, acetone. After removing the photoresist film 33, the vapor deposition layer 32 is etched as necessary to form the wiring 23. Thus, the photoelectric conversion element 20 shown in FIG. 3 is obtained.

【0052】このようにして製造された光電変換素子2
0は、次のように用いられる。
The photoelectric conversion element 2 manufactured as described above
0 is used as follows.

【0053】図11はこの光電変換素子20を被観察物
Mの表面観察に用いる例を表すものである。ここでは、
被観察物Mの表面をエバネッセント光を利用して観察す
る場合を説明する。
FIG. 11 shows an example in which the photoelectric conversion element 20 is used for observing the surface of the object M to be observed. here,
A case where the surface of the observation target M is observed using evanescent light will be described.

【0054】被観察物Mの観察に際しては、配線23と
図示しない基板1側の配線との間に電流計34を接続
し、二酸化珪素細線部12の先端を被観察物Mに接近さ
せる。被観察物Mには光電変換素子20の反対側から光
を照射する。これにより、二酸化珪素細線部12には、
被観察物Mの光電変換素子20側にわずかに伝わったエ
バネッセント光が先端から入射される。二酸化珪素細線
部12に入射された光は内部を伝わって金属部13に到
達し、その一部は金属部13を透過してシリコン細線部
11に伝わる。シリコン細線部11では、光が伝わると
その光量に応じたキャリアが発生する。これにより、光
信号は電気信号に変換され、この電気信号は電流計34
により検出される。
When observing the object M, an ammeter 34 is connected between the wiring 23 and the wiring on the substrate 1 (not shown), and the tip of the silicon dioxide thin wire portion 12 is brought closer to the object M. The object to be observed M is irradiated with light from the opposite side of the photoelectric conversion element 20. Thereby, the silicon dioxide fine wire portion 12 has
Evanescent light transmitted slightly to the photoelectric conversion element 20 side of the observation target M is incident from the tip. The light incident on the silicon dioxide thin wire portion 12 travels inside and reaches the metal portion 13, and a part of the light passes through the metal portion 13 and is transmitted to the silicon thin wire portion 11. In the silicon thin wire portion 11, when light is transmitted, carriers corresponding to the amount of light are generated. As a result, the optical signal is converted into an electric signal, and the electric signal is converted to an ammeter 34.
Is detected by

【0055】この際、この光電変換素子20は光入出力
部である二酸化珪素細線部12が十分に細いので、微弱
な光であるエバネッセント光であっても精度良く検出す
ることができる。よって、被観察物Mの表面を精度良く
観察することができる。
At this time, since the silicon dioxide fine wire portion 12 as the light input / output portion is sufficiently thin, the photoelectric conversion device 20 can accurately detect even weak light evanescent light. Therefore, the surface of the observation target M can be observed with high accuracy.

【0056】なお、ここではエバネッセント光を利用し
て被観察物Mの表面を観察する場合について説明した
が、被観察物Mの表面に対して光を照射しその反射光を
観察する場合についても同様に用いることができる。こ
の場合も、この光電変換素子20によれば光入出力部で
ある二酸化珪素細線部12が十分に細いので、微細領域
の観察が可能であり、精度良い観察をすることができ
る。
Although the case where the surface of the object M is observed using the evanescent light has been described here, the case where the surface of the object M is irradiated with light and the reflected light thereof is observed. It can be used similarly. Also in this case, according to the photoelectric conversion element 20, the silicon dioxide fine wire portion 12 as the light input / output portion is sufficiently thin, so that a fine region can be observed and accurate observation can be performed.

【0057】また、被観察物Mの表面観察のみでなく、
光メモリに対する読み出し書き込みにも同様にして用い
ることができる。この場合も、この光電変換素子20に
よれば光入出力部である二酸化珪素細線部12が十分に
細いので、微細領域の読み出し書き込みをすることがで
きる。なお、書き込みの場合には、配線23と図示しな
い基板1側の配線との間に電源が挿入され、読み出しの
場合とは逆に動作する。すなわち、シリコン細線部11
に電圧が印加されると、キャリアの結合により光が発生
し、金属部13を透過して二酸化珪素細線部12の内部
を伝わって先端から出射される。
In addition to the observation of the surface of the object M,
The same can be used for reading and writing to an optical memory. Also in this case, according to the photoelectric conversion element 20, since the silicon dioxide thin line portion 12 as the light input / output portion is sufficiently thin, it is possible to read and write a fine region. In addition, in the case of writing, a power source is inserted between the wiring 23 and the wiring on the substrate 1 side (not shown), and the operation is reverse to that in the case of reading. That is, the silicon thin wire portion 11
When a voltage is applied to the substrate, light is generated by the coupling of carriers, transmitted through the metal portion 13, transmitted through the inside of the silicon dioxide thin wire portion 12, and emitted from the tip.

【0058】このように本実施の形態に係る光電変換素
子20によれば、光電変換部としてのシリコン細線部1
1と光入出力部としての二酸化珪素細線部12を備えた
細線10を有しているので、光入出力部の太さを細くす
ることができ、微細領域に関する精度を向上させること
ができる。すなわち、微細領域の観察を精度良く行うこ
とができると共に、光メモリに対する読み出し書き込み
も微細化することができる。
As described above, according to the photoelectric conversion element 20 according to the present embodiment, the silicon thin wire portion 1 as a photoelectric conversion portion
1 and the thin wire 10 including the silicon dioxide thin wire portion 12 as the light input / output portion, the thickness of the light input / output portion can be reduced, and the accuracy of the fine region can be improved. That is, it is possible to observe a fine region with high accuracy, and it is also possible to miniaturize the reading and writing of the optical memory.

【0059】また、この光電変換素子20によれば、補
助膜21により細線10の太さが制御されているので、
細線10の太さを十分細くすることができ、微細領域に
関する精度を更に向上させることができる。
Further, according to the photoelectric conversion element 20, the thickness of the fine wire 10 is controlled by the auxiliary film 21, so that
The thickness of the fine line 10 can be made sufficiently thin, and the accuracy with respect to a fine region can be further improved.

【0060】更に、この光電変換素子20によれば、基
板1に成長させたシリコン細線部11の先端に金属部1
3を介して二酸化珪素細線部12が形成されているの
で、光入出力部と光電変換部とを一体化することができ
ると共に、基板1とも一体化することができる。よっ
て、装置全体の大きさが小さくなり、より実用的な素子
として応用することができる。
Further, according to the photoelectric conversion element 20, the metal portion 1 is attached to the tip of the silicon fine wire portion 11 grown on the substrate 1.
Since the silicon dioxide thin wire portion 12 is formed with the intermediary 3, the light input / output portion and the photoelectric conversion portion can be integrated, and also the substrate 1 can be integrated. Therefore, the size of the entire device is reduced, and the device can be applied as a more practical element.

【0061】本実施の形態に係る光電変換素子20の製
造方法によれば、基板1の上にシリコン細線部11をV
LS法により成長させたのち、溶融合金滴2aを触媒と
してシリコン細線部11の先端部を酸化するようにした
ので、本実施の形態に係る光電変換素子20を容易に製
造すことができる。よって、本発明に係る光電変換素子
20を実現することができる。
According to the method for manufacturing the photoelectric conversion element 20 according to the present embodiment, the silicon thin wire portion 11 is
After the growth by the LS method, the tip of the silicon fine wire portion 11 is oxidized using the molten alloy droplet 2a as a catalyst, so that the photoelectric conversion element 20 according to the present embodiment can be easily manufactured. Therefore, the photoelectric conversion element 20 according to the present invention can be realized.

【0062】また、この光電変換素子20の製造方法に
よれば、補助膜21の開口21aを介して基板1の上に
触媒を蒸着するようにしたので、開口21aの大きさに
応じて細線10の太さを制御することができる。よっ
て、細線10の太さを精度良く細くすることができ、光
電変換素子20の精度を向上させることができる。
Further, according to the method of manufacturing the photoelectric conversion element 20, the catalyst is deposited on the substrate 1 through the opening 21a of the auxiliary film 21, so that the thin wire 10 is formed according to the size of the opening 21a. Can be controlled. Therefore, the thickness of the thin wire 10 can be reduced with high accuracy, and the accuracy of the photoelectric conversion element 20 can be improved.

【0063】(第3の実施の形態)図12は本発明の第
3の実施の形態に係る光電変換素子40の構成を表すも
のである。この光電変換素子40は、絶縁層41を更に
備えたことを除き、第2の実施の形態の光電変換素子2
0と同一の構成・作用を有している。よって、ここでは
第1の実施の形態および2の実施の形態と同一の構成要
素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略
する。
(Third Embodiment) FIG. 12 shows a configuration of a photoelectric conversion element 40 according to a third embodiment of the present invention. This photoelectric conversion element 40 has the same structure as the photoelectric conversion element 2 of the second embodiment except that the photoelectric conversion element 40 further includes an insulating layer 41.
It has the same configuration and action as 0. Therefore, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment and the second embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

【0064】この光電変換素子40は、補助膜21とシ
リコン細線部11との間(すなわち補助膜21の開口2
1aの内側)に、その間を充填する絶縁層41を備えて
いる。この絶縁層41は、ポリメタクリル酸メチル(P
MMA)やフォトレジストなどの絶縁性を有する適宜な
樹脂などにより構成されている。また、この光電変換素
子40では、配線23が被覆膜22としての役割も有し
ている。
The photoelectric conversion element 40 is provided between the auxiliary film 21 and the silicon thin line portion 11 (that is, the opening 2 of the auxiliary film 21).
1a), an insulating layer 41 filling the space therebetween is provided. This insulating layer 41 is made of polymethyl methacrylate (P
MMA) or a suitable resin having an insulating property such as a photoresist. In the photoelectric conversion element 40, the wiring 23 also has a role as the coating film 22.

【0065】このような構成を有する光電変換素子40
は、次のようにして製造することができる。
The photoelectric conversion element 40 having such a configuration
Can be manufactured as follows.

【0066】図13はこの光電変換素子40の製造方法
における各製造工程を表すものである。この製造方法で
は、まず、第2の実施の形態と同様にして補助膜21を
形成する(補助膜形成工程;図4,図5(a)参照)。
次いで、開口21aにより露出された基板1の表面を異
方性エッチングし、エッチングが深くなるにつれ開口2
1aの中心部が最も低くなるようにする。これにより、
図13(a)に示したように、開口21aの底面(すな
わち開口21aにより露出された基板1の表面)が凹状
となる。
FIG. 13 shows each manufacturing step in the method for manufacturing the photoelectric conversion element 40. In this manufacturing method, first, the auxiliary film 21 is formed in the same manner as in the second embodiment (auxiliary film forming step; see FIGS. 4 and 5A).
Next, the surface of the substrate 1 exposed by the opening 21a is anisotropically etched, and the opening 2
The center of 1a is made lowest. This allows
As shown in FIG. 13A, the bottom surface of the opening 21a (that is, the surface of the substrate 1 exposed by the opening 21a) is concave.

【0067】続いて、第2の実施の形態と同様にして、
触媒を蒸着し(蒸着工程;図5(b)参照)、溶融合金
滴2aを形成する(加熱工程;図5(c)参照)。但
し、加熱工程では基板1を傾けることなく水平にする。
これにより、本実施の形態では開口21aの底面が凹状
となっているので、開口21aの中心部に溶融合金滴2
1が凝集する。そののち、第2の実施の形態と同様にし
て、シリコン細線部11を成長させ(成長工程;図6
(a)参照)、酸化する(酸化工程;図6(b)参
照)。
Subsequently, in the same manner as in the second embodiment,
The catalyst is vapor-deposited (vapor-deposition step; see FIG. 5 (b)) to form a molten alloy droplet 2a (heating step; see FIG. 5 (c)). However, in the heating step, the substrate 1 is made horizontal without tilting.
Thus, in the present embodiment, since the bottom surface of the opening 21a is concave, the molten alloy droplet 2 is located at the center of the opening 21a.
1 aggregates. After that, in the same manner as in the second embodiment, the silicon fine line portion 11 is grown (growing step; FIG. 6).
(See FIG. 6A) and oxidation (oxidation step; see FIG. 6B).

【0068】酸化したのち、図13(b)に示したよう
に、全面に例えばPMMAを塗布し、加熱などにより硬
化させて絶縁層41を形成する(絶縁工程)。絶縁層4
1を形成したのち、全面に金やアルミニウムなどの適宜
の金属を蒸着し、エッチバックなどにより二酸化珪素細
線部12の先端部を露出させて被覆膜22および配線2
3を形成する。これにより、図12に示した光電変換素
子40となる。
After the oxidation, as shown in FIG. 13B, for example, PMMA is applied to the entire surface and cured by heating or the like to form an insulating layer 41 (insulating step). Insulating layer 4
1 is formed, an appropriate metal such as gold or aluminum is vapor-deposited on the entire surface, and the tip of the silicon dioxide fine wire portion 12 is exposed by etchback or the like to form a coating film 22 and a wiring 2.
Form 3 Thereby, the photoelectric conversion element 40 shown in FIG. 12 is obtained.

【0069】このように本実施の形態に係る光電変換素
子40によれば、補助膜21とシリコン細線部11との
間に絶縁層41を備えているので、金属部13と基板1
の間の絶縁性を高めることができ、信頼性を向上させる
ことができる。
As described above, according to the photoelectric conversion element 40 of the present embodiment, since the insulating layer 41 is provided between the auxiliary film 21 and the thin silicon wire portion 11, the metal portion 13 and the substrate 1
Can be improved, and the reliability can be improved.

【0070】本実施の形態に係る光電変換素子40の製
造方法によれば、細線10を形成したのち、適宜な樹脂
を用いて絶縁層41を形成しているので、本実施の形態
に係る光電変換素子40を容易に製造することができ
る。よって、本発明に係る光電変換素子40を実現する
ことができる。
According to the method of manufacturing the photoelectric conversion element 40 according to the present embodiment, since the insulating layer 41 is formed using a suitable resin after forming the thin wire 10, the photoelectric conversion element 40 according to the present embodiment is formed. The conversion element 40 can be easily manufactured. Therefore, the photoelectric conversion element 40 according to the present invention can be realized.

【0071】(第4の実施の形態)図14は本発明の第
4の実施の形態に係る光電変換素子50の全体構成を表
すものであり、図15はこの光電変換素子50の断面構
造を表すものである。この光電変換素子50は、第2の
実施の形態または第3の実施の形態に係る光電変換素子
20,30を基板1の上に複数備えている。よって、こ
こでは第2の実施の形態および第3の実施の形態と同一
の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説
明は省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 14 shows the overall structure of a photoelectric conversion device 50 according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. It represents. This photoelectric conversion element 50 includes a plurality of photoelectric conversion elements 20 and 30 according to the second embodiment or the third embodiment on the substrate 1. Therefore, the same reference numerals are given to the same components as those in the second embodiment and the third embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

【0072】この光電変換素子50は、基板1の上に複
数の細線10がマトリクス状に形成されている。基板1
の表面には、各細線10の列に対応して複数の配線51
が形成されている。この各配線51は、適宜の不純物が
注入されたn型またはp型のシリコンによりそれぞれ構
成されている。また、配線23は、各細線10の行に対
応して複数形成されている。これにより、この光電変換
素子50では、各細線10が個別に接続されている。な
お、ここでは各細線10をマトリクス状に形成した場合
について説明したが、線状に形成するようにしてもよ
い。
In this photoelectric conversion element 50, a plurality of fine wires 10 are formed on a substrate 1 in a matrix. Substrate 1
A plurality of wirings 51 are provided on the surface of
Are formed. Each of the wirings 51 is made of n-type or p-type silicon into which an appropriate impurity is implanted. Further, a plurality of wirings 23 are formed corresponding to the rows of the thin wires 10. Thereby, in this photoelectric conversion element 50, each thin wire 10 is individually connected. Here, the case where each fine wire 10 is formed in a matrix shape has been described, but it may be formed in a linear shape.

【0073】このように本実施の形態に係る光電変換素
子50によれば、複数の細線10が基板1の上にマトリ
クス状に形成されているので、広範囲の微細領域におけ
る情報を迅速に得ることができる。
As described above, according to the photoelectric conversion element 50 according to the present embodiment, since a plurality of fine wires 10 are formed in a matrix on the substrate 1, it is possible to quickly obtain information in a wide range of fine regions. Can be.

【0074】以上、各実施の形態を挙げて本発明を説明
したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるもので
はなく、種々変形可能である。例えば、上記第2の実施
の形態においては、酸化工程ののち被覆工程を行うよう
にしたが、成長工程ののち酸化工程の前に被覆工程を行
うようにしてもよい。また、上記第3の実施の形態にお
いては、酸化工程ののち絶縁工程を行うようにしたが、
成長工程ののち酸化工程の前に絶縁工程を行うようにし
てもよい。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified. For example, in the second embodiment, the coating step is performed after the oxidation step. However, the coating step may be performed after the growth step and before the oxidation step. In the third embodiment, the insulating step is performed after the oxidizing step.
An insulating step may be performed after the growth step and before the oxidation step.

【0075】更に、上記第2の実施の形態においては、
補助膜21を二酸化珪素によって形成するように説明し
たが、例えば、窒化珪素(SiN4 )や適宜の樹脂など
蒸着工程において蒸着する金属と溶融合金滴を形成しな
いものであれば他の物質によって形成するようにしても
よい。
Further, in the second embodiment,
The auxiliary film 21 has been described as being formed of silicon dioxide. However, the auxiliary film 21 may be formed of any other material such as silicon nitride (SiN 4 ) or an appropriate resin, as long as it does not form a molten alloy droplet with a metal to be deposited in a deposition step. You may make it.

【0076】加えて、上記第1の実施の形態において
は、細線成長工程でシリコンの原料ガスとしてシランガ
スを用いるように説明したが、シランガスに代えてジシ
ラン(Si2 6 )ガスやトリシラン(Si3 8 )ガ
スやこれらの混合ガス、あるいは塩化珪素(SiC
4 )ガスなどを用いるようにしてもよい。
In addition, in the first embodiment described above, silane gas is used as a silicon source gas in the thin wire growth step, but disilane (Si 2 H 6 ) gas or trisilane (Si 3 H 8 ) gas or a mixture thereof, or silicon chloride (SiC)
l 4 ) Gas or the like may be used.

【0077】加えてまた、上記第2乃至第4の実施の形
態においては、光電変換部をシリコン細線部11により
構成する場合について説明したが、本発明は、光電変換
部を光電変換機能を有する細線により構成する場合につ
いて広く適用することができる。また、光入出力部を二
酸化珪素細線部12により構成する場合について説明し
たが、本発明は、光入出力部を光の伝達機能を有する細
線により構成する場合について広く適用することができ
る。
In addition, in the second to fourth embodiments, the case where the photoelectric conversion unit is constituted by the silicon thin wire portion 11 has been described. However, in the present invention, the photoelectric conversion unit has the photoelectric conversion function. The present invention can be widely applied to the case where a thin line is used. Also, the case where the light input / output unit is constituted by the silicon dioxide thin line unit 12 has been described, but the present invention can be widely applied to the case where the light input / output unit is constituted by a thin line having a light transmission function.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る細線に
よれば、一方に形成されたシリコン細線部と他方に形成
された二酸化珪素細線部とを備えているので、二酸化珪
素細線部により光を誘導すると共に、シリコン細線部に
より光信号と電気信号とを相互に変換することができ
る。よって、微細領域に対応した光電変換素子などとし
て利用することができるという効果を奏する。
As described above, according to the thin wire according to the present invention, since the silicon thin wire portion formed on one side and the silicon dioxide thin wire portion formed on the other side are provided, light is emitted by the silicon dioxide thin wire portion. And an optical signal and an electric signal can be mutually converted by the silicon thin wire portion. Therefore, there is an effect that it can be used as a photoelectric conversion element or the like corresponding to a fine region.

【0079】また、本発明に係る光電変換素子によれ
ば、一方に光電変換部が形成され他方に光入出力部が形
成された細線を備えているので、光入出力部の太さを細
くすることができ、微細領域に関する精度を向上させる
ことができる。すなわち、微細領域の観察を精度良く行
うことができると共に、光メモリに対する読み出し書き
込みも微細化することができるという効果を奏する。
Further, according to the photoelectric conversion element of the present invention, since the photoelectric conversion section is formed on one side and the thin line on which the light input / output section is formed is provided on the other side, the thickness of the light input / output section is reduced. And the accuracy of the fine region can be improved. That is, there is an effect that the observation of the fine region can be performed with high accuracy, and the reading and writing of the optical memory can be miniaturized.

【0080】更に、本発明に係る細線の製造方法および
光電変換素子の製造方法によれば、触媒の作用により基
板の上にシリコン細線部または光電変換部を成長させた
のち、シリコン細線部または光電変換部の先端側の一部
を触媒の作用により酸化するようにしたので、本発明に
係る細線および光電変換素子を容易に製造すことができ
る。よって、本発明に係る細線および光電変換素子を実
現することができるという効果を奏する。
Further, according to the method for manufacturing a thin wire and the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the present invention, after a silicon thin wire portion or a photoelectric conversion portion is grown on a substrate by the action of a catalyst, the silicon thin wire portion or the photoelectric conversion portion is grown. Since a part of the leading end side of the conversion unit is oxidized by the action of the catalyst, the thin wire and the photoelectric conversion element according to the present invention can be easily manufactured. Therefore, there is an effect that the thin wire and the photoelectric conversion element according to the present invention can be realized.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る細線の構成を
表す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a thin line according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した細線の製造方法における各製造工
程を表す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating each manufacturing process in the method for manufacturing the thin wire illustrated in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る光電変換素子
の構成を表す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating a configuration of a photoelectric conversion element according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示した光電変換素子の第1の製造方法に
おける各製造工程を表す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating each manufacturing step in a first manufacturing method of the photoelectric conversion element illustrated in FIG.

【図5】図4に続く各工程を表す断面図である。FIG. 5 is a sectional view illustrating each step following FIG. 4;

【図6】図5に続く各工程を表す断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating each step following FIG. 5;

【図7】図6に続く各工程を表す断面図である。FIG. 7 is a sectional view illustrating each step following FIG. 6;

【図8】図3に示した光電変換素子の第2の製造方法に
おける各製造工程を表す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating each manufacturing step in a second manufacturing method of the photoelectric conversion element illustrated in FIG.

【図9】図8に続く各工程を表す断面図である。FIG. 9 is a sectional view illustrating each step following FIG. 8;

【図10】図9に続く各工程を表す断面図である。FIG. 10 is a sectional view illustrating each step following FIG. 9;

【図11】図3に示した光電変換素子の作用を説明する
ための断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining an operation of the photoelectric conversion element shown in FIG.

【図12】本発明の第3の実施の形態に係る光電変換素
子の構成を表す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view illustrating a configuration of a photoelectric conversion element according to a third embodiment of the present invention.

【図13】図12に示した光電変換素子の製造方法にお
ける各製造工程を表す断面図である。
13 is a cross-sectional view illustrating each manufacturing step in the method for manufacturing the photoelectric conversion element illustrated in FIG.

【図14】本発明の第4の実施の形態に係る光電変換素
子の構成を表す斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view illustrating a configuration of a photoelectric conversion element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図15】図14に示した光電変換素子の構成を表す断
面図である。
15 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the photoelectric conversion element illustrated in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、2…触媒層、2a…溶融合金滴、10…細
線、11…シリコン細線部(光電変換部)、12…二酸
化珪素細線部(光入出力部)、13…金属部(電極
部)、20,40,50…光電変換素子、21…補助
膜、21a…開口、22…被覆膜、23,51…配線、
31,33…フォトレジスト膜、31a…開口、32…
蒸着層、34…電流計、41…絶縁層、M…被観察物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 ... catalyst layer, 2a ... molten alloy droplet, 10 ... fine wire, 11 ... silicon fine wire part (photoelectric conversion part), 12 ... silicon dioxide fine wire part (light input / output part), 13 ... metal part (electrode part) ), 20, 40, 50: photoelectric conversion element, 21: auxiliary film, 21a: opening, 22: coating film, 23, 51: wiring,
31, 33 ... photoresist film, 31a ... opening, 32 ...
Deposition layer, 34: ammeter, 41: insulating layer, M: object to be observed

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 碓井 節夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 玉田 仁志 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Setsuo Usui 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Hitoshi Tamada 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長さ方向における一方に形成されたシリ
コンよりなるシリコン細線部と、 このシリコン細線部とは長さ方向における反対側である
他方に形成された二酸化珪素よりなる二酸化珪素細線部
とを備えたことを特徴とする細線。
1. A silicon thin wire portion made of silicon formed on one side in a length direction, and a silicon dioxide thin wire portion made of silicon dioxide formed on the other side opposite to the silicon thin wire portion in the length direction. A thin wire comprising:
【請求項2】 前記シリコン細線部と前記二酸化珪素細
線部との間に、金属よりなる金属部を備えたことを特徴
とする請求項1記載の細線。
2. The thin wire according to claim 1, further comprising a metal portion made of a metal between the silicon thin wire portion and the silicon dioxide thin wire portion.
【請求項3】 太さが50nm以下であることを特徴と
する請求項1記載の細線。
3. The thin line according to claim 1, wherein the thickness is 50 nm or less.
【請求項4】 光信号と電気信号とを相互に変換する光
電変換素子であって、 長さ方向における一方に光入出力部が形成されかつこの
光入出力部とは長さ方向における反対側である他方に光
電変換部が形成された細線を備えたことを特徴とする光
電変換素子。
4. A photoelectric conversion element for mutually converting an optical signal and an electric signal, wherein an optical input / output part is formed on one side in a length direction and is opposite to the optical input / output part in the length direction. A photoelectric conversion element comprising, on the other hand, a thin wire on which a photoelectric conversion portion is formed.
【請求項5】 前記細線は、光入出力部が二酸化珪素に
より構成されると共に、光電変換部がシリコンにより構
成されたことを特徴とする請求項4記載の光電変換素
子。
5. The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein said thin wire has an optical input / output unit made of silicon dioxide and a photoelectric conversion unit made of silicon.
【請求項6】 前記細線は太さが制御されていることを
特徴とする請求項4記載の細線構造。
6. The thin line structure according to claim 4, wherein a thickness of the thin line is controlled.
【請求項7】 前記細線は、光入出力部と光電変換部と
の間に電極部を備えたことを特徴とする請求項4記載の
光電変換素子。
7. The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein the thin wire has an electrode portion between the light input / output unit and the photoelectric conversion unit.
【請求項8】 前記細線の電極部は金属により構成され
たことを特徴とする請求項7記載の光電変換素子。
8. The photoelectric conversion element according to claim 7, wherein the electrode portion of the thin wire is made of a metal.
【請求項9】 前記細線は、光入出力部の側面のうちの
少なくとも一部が被覆膜により覆われたことを特徴とす
る請求項4記載の光電変換素子。
9. The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein at least a part of the side surface of the light input / output unit is covered with a coating film.
【請求項10】 前記細線の被覆膜は金属により構成さ
れたことを特徴とする請求項9記載の光電変換素子。
10. The photoelectric conversion element according to claim 9, wherein said thin-film coating film is made of metal.
【請求項11】 前記細線は、光電変換部の側面のうち
の少なくとも一部が絶縁層により覆われたことを特徴と
する請求項4記載の光電変換素子。
11. The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein at least a part of the side surface of the photoelectric conversion unit is covered with an insulating layer.
【請求項12】 前記細線を複数備えると共に、前記各
細線は光電変換部を基板側として基板の上にそれぞれ形
成されたことを特徴とする請求項4記載の光電変換素
子。
12. The photoelectric conversion element according to claim 4, wherein a plurality of the thin wires are provided, and each of the thin wires is formed on the substrate with the photoelectric conversion unit serving as the substrate side.
【請求項13】 前記各細線は基板に対する形成位置が
それぞれ制御されていることを特徴とする請求項12記
載の細線構造。
13. The thin line structure according to claim 12, wherein the position of each of the thin lines with respect to the substrate is controlled.
【請求項14】 前記各細線は周期的にそれぞれ位置し
ていることを特徴とする請求項12記載の細線を有する
素子。
14. The element having a thin line according to claim 12, wherein each of the thin lines is periodically located.
【請求項15】 シリコンよりなるシリコン細線部と二
酸化珪素よりなる二酸化珪素細線部とを備えた細線を製
造する方法であって、 基板の上にシリコン細線部を成長させる際の触媒を蒸着
する蒸着工程と、 触媒を蒸着した基板をシリコン原料ガス含有雰囲気中に
おいて加熱し、触媒の作用により基板の表面に選択的に
シリコン細線部を成長させる成長工程と、 成長させたシリコン細線部の先端側の一部を触媒の作用
により選択的に酸化し、二酸化珪素細線部を形成する酸
化工程とを含むことを特徴とする細線の製造方法。
15. A method for producing a thin wire including a silicon thin wire portion made of silicon and a silicon dioxide thin wire portion made of silicon dioxide, the method comprising: evaporating a catalyst for growing the silicon thin wire portion on a substrate. A step of heating the substrate on which the catalyst is deposited in a silicon source gas-containing atmosphere, and selectively growing a silicon fine wire portion on the surface of the substrate by the action of the catalyst; and An oxidation step of selectively oxidizing a part thereof by the action of a catalyst to form a silicon dioxide thin wire portion.
【請求項16】 光入出力部と光電変換部とが形成され
た細線を備えた光電変換素子を製造する方法であって、 基板の上に触媒を蒸着したのち、光電変換部を構成する
物質の原料ガス含有雰囲気中において加熱し、触媒の作
用により基板の表面に選択的に細線の光電変換部を成長
させる成長工程と、 成長させた細線の先端側の一部を触媒の作用により選択
的に酸化し、光入出力部を形成する酸化工程とを含むこ
とを特徴とする光電変換素子の製造方法。
16. A method for manufacturing a photoelectric conversion element provided with a thin wire on which an optical input / output unit and a photoelectric conversion unit are formed, comprising: depositing a catalyst on a substrate; A heating step in an atmosphere containing a raw material gas, and a growth step of selectively growing a thin-line photoelectric conversion portion on the surface of the substrate by the action of a catalyst; An oxidation step of oxidizing to form an optical input / output unit.
【請求項17】 更に、前記成長工程に先立ち、基板の
上に細線の形成位置に対応して孔を開けた補助膜を形成
する補助膜形成工程を含むことを特徴とする請求項16
記載の光電変換素子の製造方法。
17. The method according to claim 16, further comprising, before the growing step, an auxiliary film forming step of forming an auxiliary film having a hole corresponding to a position where the fine line is formed on the substrate.
The manufacturing method of the photoelectric conversion element of Claim.
【請求項18】 更に、前記成長工程ののち、光入出力
部の側面の少なくとも一部を覆う被覆膜を形成する被覆
工程を含むことを特徴とする請求項16記載の光電変換
素子の製造方法。
18. The method according to claim 16, further comprising, after the growing step, a covering step of forming a covering film covering at least a part of a side surface of the light input / output unit. Method.
【請求項19】 更に、前記成長工程ののち、光電変換
の側面の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成する絶縁工
程を含むことを特徴とする請求項16記載の光電変換素
子の製造方法。
19. The method according to claim 16, further comprising, after said growing step, an insulating step of forming an insulating film covering at least a part of a side surface of the photoelectric conversion.
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