JP2697474B2 - 微細構造の製造方法 - Google Patents
微細構造の製造方法Info
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- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
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- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は微細構造の製造方法に関
するもので、特に量子効果素子等の微細構造素子の作製
に利用される。
するもので、特に量子効果素子等の微細構造素子の作製
に利用される。
【０００２】
【従来の技術】物質の構造がその物質中における電子の
位相コヒーレント距離あるいはド・ブロイ波長程度、具
体的には半導体中においてはそれぞれ１００ｎｍ〜数μ
ｍ及び数１０ｎｍ程度以下になると、その中の電子は、
バルクでは観測されない電子波干渉効果、あるいはトン
ネル効果や量子準位やミニゾーンの形成に伴う効果等と
いったいわゆる量子効果が現れてくる。近年、これらの
効果を利用した素子を実現するために様々な研究が行わ
れている。現在までに、分子ビームエピタキシャル成長
法等の原子オーダー成膜技術を用いて良質の半導体超格
子構造や変調ドープ構造が作成され、それらを用いたＨ
ＥＭＴ、ＨＢＴ、ＭＱＷレーザー等が実現している。こ
れらは全て半導体膜の積層方向の電子の自由度を制約し
た微細構造である。これに対して、自由度制約の次元を
２次元あるいは３次元に高めたいわゆる量子細線あるい
は量子箱を作ることで、その中の電子の散乱消失効果や
離散的状態密度を反映した効果等のいわゆる２次元化、
３次元化に伴う効果を利用して、超高速トランジスタや
超低しきい値レーザー等を実現しようと様々な研究が行
われている。
位相コヒーレント距離あるいはド・ブロイ波長程度、具
体的には半導体中においてはそれぞれ１００ｎｍ〜数μ
ｍ及び数１０ｎｍ程度以下になると、その中の電子は、
バルクでは観測されない電子波干渉効果、あるいはトン
ネル効果や量子準位やミニゾーンの形成に伴う効果等と
いったいわゆる量子効果が現れてくる。近年、これらの
効果を利用した素子を実現するために様々な研究が行わ
れている。現在までに、分子ビームエピタキシャル成長
法等の原子オーダー成膜技術を用いて良質の半導体超格
子構造や変調ドープ構造が作成され、それらを用いたＨ
ＥＭＴ、ＨＢＴ、ＭＱＷレーザー等が実現している。こ
れらは全て半導体膜の積層方向の電子の自由度を制約し
た微細構造である。これに対して、自由度制約の次元を
２次元あるいは３次元に高めたいわゆる量子細線あるい
は量子箱を作ることで、その中の電子の散乱消失効果や
離散的状態密度を反映した効果等のいわゆる２次元化、
３次元化に伴う効果を利用して、超高速トランジスタや
超低しきい値レーザー等を実現しようと様々な研究が行
われている。
【０００３】量子細線や量子箱を作成する方法として現
在までに、１）超格子形成後集束イオンビーム等を用い
て部分的に超格子構造を除去あるいは混晶化しポテンシ
ャル障壁を形成する方法、２）オフ基板上への半原子層
交互エピタキシーによる形成方法、３）ファセット成長
や基板に形成した溝内での結晶成長など成長速度の結晶
方位依存性を利用した方法等様々な方法が考案されてい
る。
在までに、１）超格子形成後集束イオンビーム等を用い
て部分的に超格子構造を除去あるいは混晶化しポテンシ
ャル障壁を形成する方法、２）オフ基板上への半原子層
交互エピタキシーによる形成方法、３）ファセット成長
や基板に形成した溝内での結晶成長など成長速度の結晶
方位依存性を利用した方法等様々な方法が考案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の１）超
格子形成後集束イオンビーム等を用いて部分的に超格子
構造を除去あるいは混晶化しポテンシャル障壁を形成す
る方法では、構成原子の相互拡散等によってその界面の
急峻性が不十分であったり、加工に伴う格子欠陥等が導
入され界面におけるキャリアの捕捉中心密度が大きくな
る等の問題があった。即ち、とりわけ単一キャリアを用
いる電子素子のように界面の反転層を利用できない光素
子等において、良好な量子構造を形成できないという課
題があった。一方、２）オフ基板上への半原子層交互エ
ピタキシーによる方法や、３）ファセット成長や溝内で
の結晶成長等による方法では、１）に比べ得られる微細
構造の界面の結晶性は良いものの、形成できる微細構造
の形状が基板の結晶方位に制約されるため、任意の形状
の構造を得ることができないという課題があった。
格子形成後集束イオンビーム等を用いて部分的に超格子
構造を除去あるいは混晶化しポテンシャル障壁を形成す
る方法では、構成原子の相互拡散等によってその界面の
急峻性が不十分であったり、加工に伴う格子欠陥等が導
入され界面におけるキャリアの捕捉中心密度が大きくな
る等の問題があった。即ち、とりわけ単一キャリアを用
いる電子素子のように界面の反転層を利用できない光素
子等において、良好な量子構造を形成できないという課
題があった。一方、２）オフ基板上への半原子層交互エ
ピタキシーによる方法や、３）ファセット成長や溝内で
の結晶成長等による方法では、１）に比べ得られる微細
構造の界面の結晶性は良いものの、形成できる微細構造
の形状が基板の結晶方位に制約されるため、任意の形状
の構造を得ることができないという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】尖鋭な先端を有する導電
性の針を基板表面に近接させ、基板材料と共晶型相平衡
を示す金属を含有する所定の圧力の気体中で、針と基板
表面の間に所定の電界を印加しトンネル電流あるいは電
界放出電流を流すことにより基板表面に少なくとも前記
金属を局所的に析出させ、その後基板表面の温度を前記
金属と基板材料との共晶点温度以上かつそれぞれの融点
以下に設定することで、前記の金属析出場所に局所的な
合金液滴領域を形成し、気相−液相−固相反応を用いる
ことによりその液滴領域に接する基板表面上に結晶を局
所的に析出させる。
性の針を基板表面に近接させ、基板材料と共晶型相平衡
を示す金属を含有する所定の圧力の気体中で、針と基板
表面の間に所定の電界を印加しトンネル電流あるいは電
界放出電流を流すことにより基板表面に少なくとも前記
金属を局所的に析出させ、その後基板表面の温度を前記
金属と基板材料との共晶点温度以上かつそれぞれの融点
以下に設定することで、前記の金属析出場所に局所的な
合金液滴領域を形成し、気相−液相−固相反応を用いる
ことによりその液滴領域に接する基板表面上に結晶を局
所的に析出させる。
【０００６】あるいは、尖鋭な先端を有する導電性の針
を基板表面に近接させ、基板材料と共晶型相平衡を示す
金属を含有する液体中で、針と基板表面の間に所定の電
界を印加しトンネル電流あるいは電界放出電流あるいは
イオン電流を流すことにより基板表面に少なくとも前記
金属を局所的に析出させた後、上記方法によりその領域
に結晶を局所的に析出させる。
を基板表面に近接させ、基板材料と共晶型相平衡を示す
金属を含有する液体中で、針と基板表面の間に所定の電
界を印加しトンネル電流あるいは電界放出電流あるいは
イオン電流を流すことにより基板表面に少なくとも前記
金属を局所的に析出させた後、上記方法によりその領域
に結晶を局所的に析出させる。
【０００７】あるいは、基板材料と共晶型相平衡を示す
金属を含有し、尖鋭な先端を有する導電性の針を基板表
面に近接させ、真空中あるいは所定の圧力の気体中ある
いは液体中で、針と基板表面の間に所定の電界を印加し
針先端からその構成元素を蒸発させ対向する基板表面に
局所的に付着させた後、上記方法によりその領域に結晶
を局所的に析出させる。
金属を含有し、尖鋭な先端を有する導電性の針を基板表
面に近接させ、真空中あるいは所定の圧力の気体中ある
いは液体中で、針と基板表面の間に所定の電界を印加し
針先端からその構成元素を蒸発させ対向する基板表面に
局所的に付着させた後、上記方法によりその領域に結晶
を局所的に析出させる。
【０００８】また、析出させる結晶を構成する元素の供
給元となる気体の種類あるいは混合比を時間的に変える
ことで析出結晶材料の構成元素あるいはその結晶構造あ
るいはその組成比が空間的に変調した微細構造を形成す
る。
給元となる気体の種類あるいは混合比を時間的に変える
ことで析出結晶材料の構成元素あるいはその結晶構造あ
るいはその組成比が空間的に変調した微細構造を形成す
る。
【０００９】また、所望の微細構造を基板上に析出させ
た後、基板表面上への結晶成長速度が大きくなるよう
に、基板温度、及び所望の金属を含む気体の分圧あるい
はその流量、及び基板表面の状態等の結晶成長条件を変
化させて、微細構造以外の基板表面上にも所定の結晶を
成長させ、微細構造領域の周囲が所定の結晶で被覆され
た構造をつくる。
た後、基板表面上への結晶成長速度が大きくなるよう
に、基板温度、及び所望の金属を含む気体の分圧あるい
はその流量、及び基板表面の状態等の結晶成長条件を変
化させて、微細構造以外の基板表面上にも所定の結晶を
成長させ、微細構造領域の周囲が所定の結晶で被覆され
た構造をつくる。
【００１０】
【作用】尖鋭な先端を有する導電性の針を基板表面に近
接させ、所定の金属元素を含有する例えば有機金属ガス
等の所定の圧力の気体中で、針と基板表面の間に所定の
電界を印加しトンネル電流あるいは電界放出電流を流す
と、前記気体が分解し前記金属もしくはそれを含有する
化合物あるいは混合物が基板表面に局所的に析出する。
同様に、所定の金属元素を含有する電解液等の液体中
で、針と基板表面の間に所定の電界を印加しトンネル電
流あるいは電界放出電流あるいはイオン電流を流すと、
前記液体から前記金属もしくはそれを含有する化合物あ
るいは混合物が基板表面に局所的に析出する。
接させ、所定の金属元素を含有する例えば有機金属ガス
等の所定の圧力の気体中で、針と基板表面の間に所定の
電界を印加しトンネル電流あるいは電界放出電流を流す
と、前記気体が分解し前記金属もしくはそれを含有する
化合物あるいは混合物が基板表面に局所的に析出する。
同様に、所定の金属元素を含有する電解液等の液体中
で、針と基板表面の間に所定の電界を印加しトンネル電
流あるいは電界放出電流あるいはイオン電流を流すと、
前記液体から前記金属もしくはそれを含有する化合物あ
るいは混合物が基板表面に局所的に析出する。
【００１１】あるいは、尖鋭な先端を有する導電性の針
を基板表面に近接させ、真空中あるいは所定の圧力の気
体中あるいは液体中で、針と基板表面の間に電界を印加
する。所定の電界を印加することで針先端からその構成
元素が蒸発し対向する基板表面に局所的に付着する。
を基板表面に近接させ、真空中あるいは所定の圧力の気
体中あるいは液体中で、針と基板表面の間に電界を印加
する。所定の電界を印加することで針先端からその構成
元素が蒸発し対向する基板表面に局所的に付着する。
【００１２】上記いづれの場合も、金属は基板材料と共
晶型相平衡を示す材料でその共晶点温度は前記金属、前
記基板材料各々の融点より低いので、前記基板表面を前
記共晶点温度以上かつ各々の融点以下に加熱すること
で、金属が析出した場所のみ局所的に基板材料と金属が
合金化し融解した状態、即ち合金液滴領域が形成され
る。ここで、前記金属と前記基板材料がいづれもバルク
どうしの場合には、その融点および共晶点温度は一般の
平衡状態図に示される値を示す。しかし本発明の場合に
は、前記の析出金属の体積が非常に小さい状態が実現さ
れる。この場合には、バルクにおける共晶点温度以下で
も合金の融解が起こる。また金属単体においてもその融
点が下がる。本発明でいう融点あるいは共晶点温度は、
そういった微小な系における融解温度も意味する広義の
ものとする。
晶型相平衡を示す材料でその共晶点温度は前記金属、前
記基板材料各々の融点より低いので、前記基板表面を前
記共晶点温度以上かつ各々の融点以下に加熱すること
で、金属が析出した場所のみ局所的に基板材料と金属が
合金化し融解した状態、即ち合金液滴領域が形成され
る。ここで、前記金属と前記基板材料がいづれもバルク
どうしの場合には、その融点および共晶点温度は一般の
平衡状態図に示される値を示す。しかし本発明の場合に
は、前記の析出金属の体積が非常に小さい状態が実現さ
れる。この場合には、バルクにおける共晶点温度以下で
も合金の融解が起こる。また金属単体においてもその融
点が下がる。本発明でいう融点あるいは共晶点温度は、
そういった微小な系における融解温度も意味する広義の
ものとする。
【００１３】次に、上記状態の基板上にいわゆる気相−
液相−固相反応を生じさせる。具体的には下記の作用が
生じる。即ち、前記基板上に少なくとも基板材料構成元
素あるいは所定の元素を含むハロゲン化物あるいは有機
金属化合物あるいは水素化物等で構成される所定の圧力
の気体を直接、あるいは熱もしくは電磁波もしくはその
他のエネルギーを用いて分解して基板表面に曝す。その
際、気体原子は基板表面および前記合金液滴領域に単位
面積、単位時間に同じ数だけ衝突するが、その内凝集し
結晶成長に寄与する原子の割合（以後、適合係数と呼
ぶ）が両者で圧倒的に異なる成長条件が存在する。即ち
固体基板表面では、曝される気体の過飽和度が小さかっ
たり、系の温度が低かったり、あるいは基板表面に殻生
成のきっかけとなるステップや吸着物などが少なく結晶
表面の完全性が高い場合、その適合係数は非常に小さい
のに対して、液体表面は微視的に非常に凹凸が多く原子
を捕まえる能力が高く適合係数はほぼ１に近い。従って
上記のような条件下にこの系をおくと、気体原子は優先
的に合金液滴領域に取り込まれる。捕らえられた原子は
液滴中を拡散して下地基板との界面に到達し析出する。
即ち結晶は下地基板の局所的な領域においてのみエピタ
キシャル成長してゆくことになる。しかも、結晶はその
条件における最も成長速度の速い結晶方位（例えばＳｉ
においては〈１１１〉）の方向に主に成長する。従っ
て、下地基板の結晶方位を選ぶことで基板面に対する結
晶の成長方向を制御することができる。
液相−固相反応を生じさせる。具体的には下記の作用が
生じる。即ち、前記基板上に少なくとも基板材料構成元
素あるいは所定の元素を含むハロゲン化物あるいは有機
金属化合物あるいは水素化物等で構成される所定の圧力
の気体を直接、あるいは熱もしくは電磁波もしくはその
他のエネルギーを用いて分解して基板表面に曝す。その
際、気体原子は基板表面および前記合金液滴領域に単位
面積、単位時間に同じ数だけ衝突するが、その内凝集し
結晶成長に寄与する原子の割合（以後、適合係数と呼
ぶ）が両者で圧倒的に異なる成長条件が存在する。即ち
固体基板表面では、曝される気体の過飽和度が小さかっ
たり、系の温度が低かったり、あるいは基板表面に殻生
成のきっかけとなるステップや吸着物などが少なく結晶
表面の完全性が高い場合、その適合係数は非常に小さい
のに対して、液体表面は微視的に非常に凹凸が多く原子
を捕まえる能力が高く適合係数はほぼ１に近い。従って
上記のような条件下にこの系をおくと、気体原子は優先
的に合金液滴領域に取り込まれる。捕らえられた原子は
液滴中を拡散して下地基板との界面に到達し析出する。
即ち結晶は下地基板の局所的な領域においてのみエピタ
キシャル成長してゆくことになる。しかも、結晶はその
条件における最も成長速度の速い結晶方位（例えばＳｉ
においては〈１１１〉）の方向に主に成長する。従っ
て、下地基板の結晶方位を選ぶことで基板面に対する結
晶の成長方向を制御することができる。
【００１４】ここで、液滴を形成する金属の析出させる
結晶物質中における偏析係数は１より十分小さいので、
上記結晶物質中に上記金属はほとんど取り込まれない。
即ち成長が進んでも合金液滴領域はつねに成長する結晶
の上部に残存し、本成長機構を長く保つ。
結晶物質中における偏析係数は１より十分小さいので、
上記結晶物質中に上記金属はほとんど取り込まれない。
即ち成長が進んでも合金液滴領域はつねに成長する結晶
の上部に残存し、本成長機構を長く保つ。
【００１５】以上の作用により、断面積が描画した液滴
領域の面積にほぼ等しい柱状あるいは針状の微細構造が
基板上に成長する。針を基板表面上で上記の加工作用を
させながら移動させれば、その軌跡を射影した任意の形
の柱の列や壁や庇等の微細構造が形成される。
領域の面積にほぼ等しい柱状あるいは針状の微細構造が
基板上に成長する。針を基板表面上で上記の加工作用を
させながら移動させれば、その軌跡を射影した任意の形
の柱の列や壁や庇等の微細構造が形成される。
【００１６】また、結晶成長途中で気体の種類あるいは
混合比を変えると、それに対応して微細構造中に構成元
素あるいはその結晶構造あるいはその組成比が異なる層
が形成される。
混合比を変えると、それに対応して微細構造中に構成元
素あるいはその結晶構造あるいはその組成比が異なる層
が形成される。
【００１７】針の尖鋭な先端を用いて描画する以上の製
法を用いることにより、数１０ｎｍ以下の径の微細な柱
あるいはその肉厚の微細な壁を容易につくることができ
た。上記のように本製法を用いれば少なくとも２次元面
内では任意の形状の微細構造を作成することができるの
で、オフ基板上への半原子層交互エピタキシーやファセ
ット成長を利用して作成していた従来の微細構造作成方
法では製造が困難であった微細構造素子をつくることが
できる。さらにこれらの微細構造は、エピタキシャル機
構により成長したもので良質の単結晶である。即ち、集
束イオンビーム等を用いて形成していた従来の微細構造
に比べて、格子欠陥に起因するキャリアの捕捉中心や光
の吸収準位などが非常に少ない。これらの微細構造は、
そのままであるいはさらにその外側に例えばＣＶＤやＭ
ＢＥなどの手法を用いて所定の材料を被覆した構造で、
その中にキャリアを有効に閉じ込める作用を有する。
法を用いることにより、数１０ｎｍ以下の径の微細な柱
あるいはその肉厚の微細な壁を容易につくることができ
た。上記のように本製法を用いれば少なくとも２次元面
内では任意の形状の微細構造を作成することができるの
で、オフ基板上への半原子層交互エピタキシーやファセ
ット成長を利用して作成していた従来の微細構造作成方
法では製造が困難であった微細構造素子をつくることが
できる。さらにこれらの微細構造は、エピタキシャル機
構により成長したもので良質の単結晶である。即ち、集
束イオンビーム等を用いて形成していた従来の微細構造
に比べて、格子欠陥に起因するキャリアの捕捉中心や光
の吸収準位などが非常に少ない。これらの微細構造は、
そのままであるいはさらにその外側に例えばＣＶＤやＭ
ＢＥなどの手法を用いて所定の材料を被覆した構造で、
その中にキャリアを有効に閉じ込める作用を有する。
【００１８】
【実施例】本発明の第１実施例の微細構造の製造方法を
以下に示す。高真空チャンバー内で、先端曲率が数１０
０ｎｍ以下の金製の針を基板の表面に対峙して配置す
る。針は直径０.１〜１ｍｍの金線を塩酸中で電界研磨
して作成した。これは機械的な切断あるいは研磨によっ
ても得られる。基板には表面が平滑な（１１１）面でそ
の比抵抗が１ｋΩｃｍ程度以下のドープされたシリコン
単結晶を用いた。その比抵抗は後述の走査トンネル顕微
鏡様の装置で観察あるいは加工するためのトンネル電流
が流れる程度以下であればよい。
以下に示す。高真空チャンバー内で、先端曲率が数１０
０ｎｍ以下の金製の針を基板の表面に対峙して配置す
る。針は直径０.１〜１ｍｍの金線を塩酸中で電界研磨
して作成した。これは機械的な切断あるいは研磨によっ
ても得られる。基板には表面が平滑な（１１１）面でそ
の比抵抗が１ｋΩｃｍ程度以下のドープされたシリコン
単結晶を用いた。その比抵抗は後述の走査トンネル顕微
鏡様の装置で観察あるいは加工するためのトンネル電流
が流れる程度以下であればよい。
【００１９】本発明における加工装置の構成ならびに駆
動機構は走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）と同一のものを
用いた。即ち、針はピエゾ駆動機構により垂直方向に、
あるいはミクロンスケールの範囲を水平方向に自由に微
動できる。また本装置は針と基板を近接させて所定の電
圧を印加したときに流れるトンネル電流を検出して、垂
直方向のピエゾの動きをフィードバック制御することが
できる構成である。本装置を用いてまずＳＴＭ観察モー
ドで描画したい場所を観察した。針のバイアス電位Ｖt
は基板に対してＶt＝２Ｖ程度で、針と基板の間を流れ
るトンネル電流Ｉ t＝０.５ｎＡ程度の定電流モードで観
察した。次にそのまま針の面内走査を停止し、典型的に
はＶt ＝３〜１０Ｖ程度、印加時間Δｔ＝数ｎｓｅｃ〜
数１００ｍｓｅｃ程度のパルス電圧を印加した。次に針
を水平面内でＸ軸方向に５０ｎｍ移動して同様にパルス
電圧を印加した。この作業をＸ軸方向に１０回繰り返し
た。これをＹ軸方向にも１０回繰り返し、４５０ｎｍ×
４５０ｎｍの領域にマトリックス状に合計１０個×１０
個＝１００個の描画点を形成した。その後、再びこの領
域を観察モードで走査したところ、各描画点の位置に直
径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、高さ０．数ｎｍ〜数ｎｍ程
度の突起が形成されていることを確認した。その突起を
模式的に描いた図を図１（ａ）に示す。本実施例では針
側が正バイアスとなるパルス電圧を印加したが、極性を
変えても同様の結果がえられた。また、作業を大気中で
行っても概ね同じような結果がえられた。この突起は、
前記パルス電圧によってｎｍオーダーの距離の針・基板
間に誘起される１０6〜１０7Ｖ／ｃｍ以上の高電界によ
り針の先端の金原子がイオン化し蒸発して、あるいは針
先端の温度が局所的に上昇し蒸発して対峙する基板上に
堆積した等の原因によると考えられる。突起を形成する
には印加するパルス電圧にしきい値電圧Ｖt th が存在し
た。本実施例ではＶt th は概ね３〜５Ｖ程度であった。
加工のための印加電圧Ｖt は、針側から金が蒸発し、か
つ基板側からはシリコンはほとんど蒸発しない範囲の電
圧が適当である。
動機構は走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）と同一のものを
用いた。即ち、針はピエゾ駆動機構により垂直方向に、
あるいはミクロンスケールの範囲を水平方向に自由に微
動できる。また本装置は針と基板を近接させて所定の電
圧を印加したときに流れるトンネル電流を検出して、垂
直方向のピエゾの動きをフィードバック制御することが
できる構成である。本装置を用いてまずＳＴＭ観察モー
ドで描画したい場所を観察した。針のバイアス電位Ｖt
は基板に対してＶt＝２Ｖ程度で、針と基板の間を流れ
るトンネル電流Ｉ t＝０.５ｎＡ程度の定電流モードで観
察した。次にそのまま針の面内走査を停止し、典型的に
はＶt ＝３〜１０Ｖ程度、印加時間Δｔ＝数ｎｓｅｃ〜
数１００ｍｓｅｃ程度のパルス電圧を印加した。次に針
を水平面内でＸ軸方向に５０ｎｍ移動して同様にパルス
電圧を印加した。この作業をＸ軸方向に１０回繰り返し
た。これをＹ軸方向にも１０回繰り返し、４５０ｎｍ×
４５０ｎｍの領域にマトリックス状に合計１０個×１０
個＝１００個の描画点を形成した。その後、再びこの領
域を観察モードで走査したところ、各描画点の位置に直
径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、高さ０．数ｎｍ〜数ｎｍ程
度の突起が形成されていることを確認した。その突起を
模式的に描いた図を図１（ａ）に示す。本実施例では針
側が正バイアスとなるパルス電圧を印加したが、極性を
変えても同様の結果がえられた。また、作業を大気中で
行っても概ね同じような結果がえられた。この突起は、
前記パルス電圧によってｎｍオーダーの距離の針・基板
間に誘起される１０6〜１０7Ｖ／ｃｍ以上の高電界によ
り針の先端の金原子がイオン化し蒸発して、あるいは針
先端の温度が局所的に上昇し蒸発して対峙する基板上に
堆積した等の原因によると考えられる。突起を形成する
には印加するパルス電圧にしきい値電圧Ｖt th が存在し
た。本実施例ではＶt th は概ね３〜５Ｖ程度であった。
加工のための印加電圧Ｖt は、針側から金が蒸発し、か
つ基板側からはシリコンはほとんど蒸発しない範囲の電
圧が適当である。
【００２０】次に、上記基板上にいわゆる気相−液相−
固相反応を生じさせた。具体的には下記の作業を行っ
た。即ち、突起群を形成した基板を開管ＣＶＤ装置に設
置し、基板温度を前述したこの系における広義の共晶点
温度以上かつ広義の金の融点以下に加熱した。典型的に
は、おおよそ５０℃以上１０００℃以下の温度に設定し
た。この状態では、突起部分が局所的にシリコン基板と
金が合金化し融解した液滴状態になっている。
固相反応を生じさせた。具体的には下記の作業を行っ
た。即ち、突起群を形成した基板を開管ＣＶＤ装置に設
置し、基板温度を前述したこの系における広義の共晶点
温度以上かつ広義の金の融点以下に加熱した。典型的に
は、おおよそ５０℃以上１０００℃以下の温度に設定し
た。この状態では、突起部分が局所的にシリコン基板と
金が合金化し融解した液滴状態になっている。
【００２１】ここに、所定のモル比の純化した水素とＳ
ｉＣｌ4 の混合気体を導入する。すると、還元反応によ
ってシリコンが供給され（水素還元法）、前記液滴の場
所のみシリコンが基板に垂直な方向に針状に成長した。
しかも針状に成長した結晶の先端には前記の合金液滴が
残存していた。その様子を図１（ｂ）に示す。これらの
成長機構は以下の様である。即ち、シリコン基板１上に
は気中からシリコンはほとんど析出しないのに対して、
液体の適合係数は１に近いので金の液滴中には気中から
シリコンが効率よく取り込まれた。捕らえられた金の原
子は合金液滴５の中を拡散して下地のシリコン基板１と
の界面に到達し析出した。つまりシリコン結晶が下地基
板の局所的な領域においてのみエピタキシャル成長し
た。ここで、金のシリコン結晶中における偏析係数は１
０ー4以下と、成長する針状結晶４中に金は殆ど取り込ま
れない。従って成長が進んでも合金液滴５は常に成長す
る結晶の上部に残存し、本成長機構を長く保った。以上
の作用により、断面積が描画した合金液滴５の面積にほ
ぼ等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度のシリコン単結晶
よりなる針状結晶４が基板１上に成長した。
ｉＣｌ4 の混合気体を導入する。すると、還元反応によ
ってシリコンが供給され（水素還元法）、前記液滴の場
所のみシリコンが基板に垂直な方向に針状に成長した。
しかも針状に成長した結晶の先端には前記の合金液滴が
残存していた。その様子を図１（ｂ）に示す。これらの
成長機構は以下の様である。即ち、シリコン基板１上に
は気中からシリコンはほとんど析出しないのに対して、
液体の適合係数は１に近いので金の液滴中には気中から
シリコンが効率よく取り込まれた。捕らえられた金の原
子は合金液滴５の中を拡散して下地のシリコン基板１と
の界面に到達し析出した。つまりシリコン結晶が下地基
板の局所的な領域においてのみエピタキシャル成長し
た。ここで、金のシリコン結晶中における偏析係数は１
０ー4以下と、成長する針状結晶４中に金は殆ど取り込ま
れない。従って成長が進んでも合金液滴５は常に成長す
る結晶の上部に残存し、本成長機構を長く保った。以上
の作用により、断面積が描画した合金液滴５の面積にほ
ぼ等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度のシリコン単結晶
よりなる針状結晶４が基板１上に成長した。
【００２２】本実施例ではシリコンの供給源としてＳｉ
Ｃｌ4 を用いたが、 その他にＳｉＨＣｌ3、ＳｉＨ3Ｃ
ｌを用いた水素還元法で行ってもよく、またＳｉＨ4 の
熱分解ＣＶＤ法を用いてもよい。またガスの分解にプラ
ズマ、あるいはＥＣＲを利用してもよい。
Ｃｌ4 を用いたが、 その他にＳｉＨＣｌ3、ＳｉＨ3Ｃ
ｌを用いた水素還元法で行ってもよく、またＳｉＨ4 の
熱分解ＣＶＤ法を用いてもよい。またガスの分解にプラ
ズマ、あるいはＥＣＲを利用してもよい。
【００２３】また、針に金を用いる替わりに銀を用いて
同様の製法で作成を試みたところ、金を用いた場合同様
に良好な結果を得た。数Ｖ程度の所定の電圧Ｖt を、所
定の時間Δｔだけ印加したところ銀の微細な突起がシリ
コン基板上に形成できた。次に突起群を形成した基板を
開管ＣＶＤ装置に設置し、基板温度を典型的にはおおよ
そ５０℃以上９００℃以下の温度に設定し、ここに所定
のモル比の純化した水素とＳｉＣｌ4 の混合気体を導入
したところ、金の液滴を用いた場合同様シリコンが基板
に垂直な方向に針状に成長した。金の液滴を用いた場合
に比べて先ぼそりの形の針状結晶が得られた。
同様の製法で作成を試みたところ、金を用いた場合同様
に良好な結果を得た。数Ｖ程度の所定の電圧Ｖt を、所
定の時間Δｔだけ印加したところ銀の微細な突起がシリ
コン基板上に形成できた。次に突起群を形成した基板を
開管ＣＶＤ装置に設置し、基板温度を典型的にはおおよ
そ５０℃以上９００℃以下の温度に設定し、ここに所定
のモル比の純化した水素とＳｉＣｌ4 の混合気体を導入
したところ、金の液滴を用いた場合同様シリコンが基板
に垂直な方向に針状に成長した。金の液滴を用いた場合
に比べて先ぼそりの形の針状結晶が得られた。
【００２４】金、銀以外にも銅、ニッケル、鉄等の針を
用いて先端からその構成金属を蒸発させ突起を形成し、
その局所的な液滴からシリコンを成長させることによ
り、上記実施例同様、針状の微細構造を得ることができ
た。
用いて先端からその構成金属を蒸発させ突起を形成し、
その局所的な液滴からシリコンを成長させることによ
り、上記実施例同様、針状の微細構造を得ることができ
た。
【００２５】この針状の微細構造は、そのままで、ある
いはさらにその外側に、後述の実施例の様に、ＣＶＤな
どの手法を用いて所定の材料を被覆した構造で、その中
のキャリアを水平面内方向に制限することができる。径
が２０ｎｍ程度以下の針状微細構造になると、水平面内
方向の電子状態は量子化され、その運動の自由度が残る
のは針の長手方向のみとなる。即ちいわゆる量子細線構
造となる。これらの微細構造はエピタキシャル機構によ
り成長したものなので良質の単結晶である。結晶内に種
々の格子欠陥に起因するキャリアの散乱中心や非輻射再
結合中心などが非常に少ない。従って、良好な量子細線
として機能する。
いはさらにその外側に、後述の実施例の様に、ＣＶＤな
どの手法を用いて所定の材料を被覆した構造で、その中
のキャリアを水平面内方向に制限することができる。径
が２０ｎｍ程度以下の針状微細構造になると、水平面内
方向の電子状態は量子化され、その運動の自由度が残る
のは針の長手方向のみとなる。即ちいわゆる量子細線構
造となる。これらの微細構造はエピタキシャル機構によ
り成長したものなので良質の単結晶である。結晶内に種
々の格子欠陥に起因するキャリアの散乱中心や非輻射再
結合中心などが非常に少ない。従って、良好な量子細線
として機能する。
【００２６】また、本実施例では針状のシリコンエピタ
キシャル単結晶を作成したが、針を基板表面上で所定の
条件で加工作用させながら移動させたところその軌跡に
金属の微小な畝が形成でき、さらにその上で前記の気相
−液相−固相反応を生じさせたところ例えば図２に示す
ような前記軌跡を射影した任意の形の壁状の微細構造等
を形成できた。
キシャル単結晶を作成したが、針を基板表面上で所定の
条件で加工作用させながら移動させたところその軌跡に
金属の微小な畝が形成でき、さらにその上で前記の気相
−液相−固相反応を生じさせたところ例えば図２に示す
ような前記軌跡を射影した任意の形の壁状の微細構造等
を形成できた。
【００２７】次に本発明の第２実施例を以下に示す。基
板には表面が平滑な（１１１）面でｎ型低抵抗のシリコ
ン単結晶を用い、まず金製の針を用いて第１実施例同様
の方法で直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の突起を描画し
た。次に突起群を形成した基板を開管ＣＶＤ装置に設置
し、基板温度を第１実施例同様この系における広義の共
晶点温度以上かつ広義の金の融点以下に加熱した。ここ
に、所定のモル比の純化した水素とＳｉＣｌ4、及び微
量のＰＣｌ3よりなる混合気体を導入した。すると、還
元反応によってシリコンと微量のリンが供給され、前記
液滴の場所に断面積がそれとほぼ等しい、微量のリンが
ドープされたｎ型シリコン結晶が基板に垂直な方向に針
状に成長した。適当な高さに成長した段階で、混合ガス
の種類を変えた。即ち、所定のモル比の水素とＳｉＣｌ
4、及び微量のＢＢｒ3よりなる混合気体を導入した。す
ると、還元反応によってシリコンと微量のボロンが供給
され、リンがドープされたｎ型シリコンの針状結晶上に
引き続いて今度はボロンがドープされたｐ型シリコンの
針状結晶が成長した。形成された針状微細構造を図３に
示す。典型的には直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、長さ数
ｎｍ〜数１０μｍ程度の針状微細構造が容易に得られ
た。
板には表面が平滑な（１１１）面でｎ型低抵抗のシリコ
ン単結晶を用い、まず金製の針を用いて第１実施例同様
の方法で直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の突起を描画し
た。次に突起群を形成した基板を開管ＣＶＤ装置に設置
し、基板温度を第１実施例同様この系における広義の共
晶点温度以上かつ広義の金の融点以下に加熱した。ここ
に、所定のモル比の純化した水素とＳｉＣｌ4、及び微
量のＰＣｌ3よりなる混合気体を導入した。すると、還
元反応によってシリコンと微量のリンが供給され、前記
液滴の場所に断面積がそれとほぼ等しい、微量のリンが
ドープされたｎ型シリコン結晶が基板に垂直な方向に針
状に成長した。適当な高さに成長した段階で、混合ガス
の種類を変えた。即ち、所定のモル比の水素とＳｉＣｌ
4、及び微量のＢＢｒ3よりなる混合気体を導入した。す
ると、還元反応によってシリコンと微量のボロンが供給
され、リンがドープされたｎ型シリコンの針状結晶上に
引き続いて今度はボロンがドープされたｐ型シリコンの
針状結晶が成長した。形成された針状微細構造を図３に
示す。典型的には直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、長さ数
ｎｍ〜数１０μｍ程度の針状微細構造が容易に得られ
た。
【００２８】得られた針状微細構造を絶縁性ガラスでモ
ールドして折れないようにしたうえで、最上面と基板裏
面に電極をつけ、両電極間に電圧を印加したところ良好
なダイオード特性を示した。
ールドして折れないようにしたうえで、最上面と基板裏
面に電極をつけ、両電極間に電圧を印加したところ良好
なダイオード特性を示した。
【００２９】次に本発明の第３実施例を以下に示す。上
記実施例ではすべて、下地基板にシリコンを用いたが、
後述の条件を満たせば他の材料を用いてもよい。
記実施例ではすべて、下地基板にシリコンを用いたが、
後述の条件を満たせば他の材料を用いてもよい。
【００３０】まず下地基板にゲルマニウム単結晶を用い
た例を示す。基板には表面が平滑な（１１１）面でその
比抵抗が１ｋΩｃｍ程度以下のドープされたゲルマニウ
ム単結晶を用いた。第１実施例同様の方法で、高真空中
で金製の針をゲルマニウム基板に対峙させＶt ＝３〜１
０Ｖ程度、印加時間Δｔ＝数ｎｓｅｃ〜数１００ｍｓｅ
ｃ程度のパルス電圧を印加したところ、直径数ｎｍ〜数
１０ｎｍ程度、高さ０．数ｎｍ〜数ｎｍ程度の金の微小
な突起が形成された。本実施例では針側が正バイアスと
なるパルス電圧を印加したが、極性を変えても同様の結
果がえられた。また、作業を大気中で行っても概ね同じ
ような結果がえられた。次に突起を形成した基板を開管
ＣＶＤ装置に設置し、基板温度を前述したこの系におけ
る広義の共晶点温度以上かつ広義のゲルマニウムの融点
以下に加熱した。典型的には、おおよそ５０℃以上９０
０℃以下の温度に設定し、ここに、所定のモル比の純化
した水素とＧｅＣｌ4 の混合気体を導入したところ、第
１実施例同様、断面積が描画した液滴領域の面積にほぼ
等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度のゲルマニウムの針
状結晶が基板に垂直な方向に成長した。
た例を示す。基板には表面が平滑な（１１１）面でその
比抵抗が１ｋΩｃｍ程度以下のドープされたゲルマニウ
ム単結晶を用いた。第１実施例同様の方法で、高真空中
で金製の針をゲルマニウム基板に対峙させＶt ＝３〜１
０Ｖ程度、印加時間Δｔ＝数ｎｓｅｃ〜数１００ｍｓｅ
ｃ程度のパルス電圧を印加したところ、直径数ｎｍ〜数
１０ｎｍ程度、高さ０．数ｎｍ〜数ｎｍ程度の金の微小
な突起が形成された。本実施例では針側が正バイアスと
なるパルス電圧を印加したが、極性を変えても同様の結
果がえられた。また、作業を大気中で行っても概ね同じ
ような結果がえられた。次に突起を形成した基板を開管
ＣＶＤ装置に設置し、基板温度を前述したこの系におけ
る広義の共晶点温度以上かつ広義のゲルマニウムの融点
以下に加熱した。典型的には、おおよそ５０℃以上９０
０℃以下の温度に設定し、ここに、所定のモル比の純化
した水素とＧｅＣｌ4 の混合気体を導入したところ、第
１実施例同様、断面積が描画した液滴領域の面積にほぼ
等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度のゲルマニウムの針
状結晶が基板に垂直な方向に成長した。
【００３１】次に下地基板に化合物半導体を用いた例を
示す。基板には表面が平滑な（１１１）Ｂ面でその比抵
抗が１ｋΩｃｍ程度以下のドープされたＧａＡｓ単結晶
を用いた。第１実施例同様の方法で、高真空中で金製の
針をＧａＡｓ基板に対峙させ所定のパルス電圧を印加し
たところ、直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、 高さ０．数
ｎｍ〜数ｎｍ程度の金の微小な突起がＧａＡｓ基板上に
形成された。本実施例では針側が正バイアスとなるパル
ス電圧を印加したが、極性を変えても同様の結果がえら
れた。また、作業を大気中で行っても概ね同じような結
果がえられた。次に突起を形成した基板をＭＯＶＰＥ装
置に設置し、外部から高周波加熱により基板温度をおお
よそ１００℃以上５５０℃以下の温度に設定し、ここ
に、所定の圧力で所定のモル比のトリメチルインジウム
と水素希釈したアルシンの混合気体を導入したところ、
第１実施例同様、断面積が描画した液滴領域の面積にほ
ぼ等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度のＩｎＡｓの針状
結晶が基板に垂直な方向に成長した。成長した結晶は良
質の単結晶であった。特に５００℃以下の成長温度で選
択成長性の良好な結果が得られた。
示す。基板には表面が平滑な（１１１）Ｂ面でその比抵
抗が１ｋΩｃｍ程度以下のドープされたＧａＡｓ単結晶
を用いた。第１実施例同様の方法で、高真空中で金製の
針をＧａＡｓ基板に対峙させ所定のパルス電圧を印加し
たところ、直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、 高さ０．数
ｎｍ〜数ｎｍ程度の金の微小な突起がＧａＡｓ基板上に
形成された。本実施例では針側が正バイアスとなるパル
ス電圧を印加したが、極性を変えても同様の結果がえら
れた。また、作業を大気中で行っても概ね同じような結
果がえられた。次に突起を形成した基板をＭＯＶＰＥ装
置に設置し、外部から高周波加熱により基板温度をおお
よそ１００℃以上５５０℃以下の温度に設定し、ここ
に、所定の圧力で所定のモル比のトリメチルインジウム
と水素希釈したアルシンの混合気体を導入したところ、
第１実施例同様、断面積が描画した液滴領域の面積にほ
ぼ等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度のＩｎＡｓの針状
結晶が基板に垂直な方向に成長した。成長した結晶は良
質の単結晶であった。特に５００℃以下の成長温度で選
択成長性の良好な結果が得られた。
【００３２】上記実施例ではＧａＡｓ基板上にＩｎＡｓ
の針状結晶をヘテロエピタキシャル成長させた例を挙げ
たが、同様の製法でＧａＡｓ基板上にＧａＡｓの微細針
状結晶をホモエピタキシャル成長させることもできた。
また同様の製法で例えばＧａＰ等、他のIII-V 族あるい
はII-VI族あるいはIV-IV族等の２元系あるいは多元系の
化合物半導体の微細針状結晶を成長させることもでき
た。基板材料もＧａＡｓのみならず他のIII-V 族あるい
はII-VI族あるいはIV-IV族等の２元系あるいは多元系の
化合物半導体を用いることができた。また例えばＳｉ基
板上へのＧａＡｓの微細針状結晶の成長等、異なる族の
単元素あるいは化合物半導体との間でもヘテロエピタキ
シャル成長により極微細構造を作成できた。
の針状結晶をヘテロエピタキシャル成長させた例を挙げ
たが、同様の製法でＧａＡｓ基板上にＧａＡｓの微細針
状結晶をホモエピタキシャル成長させることもできた。
また同様の製法で例えばＧａＰ等、他のIII-V 族あるい
はII-VI族あるいはIV-IV族等の２元系あるいは多元系の
化合物半導体の微細針状結晶を成長させることもでき
た。基板材料もＧａＡｓのみならず他のIII-V 族あるい
はII-VI族あるいはIV-IV族等の２元系あるいは多元系の
化合物半導体を用いることができた。また例えばＳｉ基
板上へのＧａＡｓの微細針状結晶の成長等、異なる族の
単元素あるいは化合物半導体との間でもヘテロエピタキ
シャル成長により極微細構造を作成できた。
【００３３】次に本発明の第４実施例を以下に示す。下
地基板には表面が平滑な（１１１）Ｂ面である低抵抗ｐ
型ＧａＡｓ単結晶を用いた。第１実施例同様の方法で金
製の針をＧａＡｓ基板に対峙させ所定のパルス電圧を印
加し、直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、高さ０．数ｎｍ〜
数ｎｍ程度の金の微小な突起を基板上に形成した。その
後、この基板をＭＯＶＰＥ装置に設置し、外部から高周
波加熱により基板温度をおおよそ１００℃以上５５０℃
以下の温度に設定し、まず所定の圧力で所定のモル比の
トリメチルアルミニウム及びトリメチルガリウム及び水
素希釈したアルシンと微量のジエチル亜鉛の混合気体を
導入したところ、第１実施例同様、断面積が描画した液
滴領域の面積にほぼ等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度
の亜鉛がドープされたｐ型のＡｌＧａＡｓの針状結晶が
基板に垂直な方向に成長した。適当な高さに成長した段
階で、混合ガスの種類を変えた。即ち、所定の圧力で所
定のモル比のトリメチルガリウム及び水素希釈したアル
シンと微量のジエチル亜鉛の混合気体を導入した。する
と、前記のｐ型ＡｌＧａＡｓ針状結晶上に今度は亜鉛が
ドープされたｐ型ＧａＡｓ領域が引き続いて成長した。
このＧａＡｓ領域が適当な長さに成長した後で、再びガ
スを、所定の圧力で所定のモル比のトリメチルアルミニ
ウム及びトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシン
と微量のセレン化水素の混合気体に変えた。すると、前
記針状結晶の上に途中からセレンがドープされたｎ型の
ＡｌＧａＡｓ領域が引き続いて成長した。以上のプロセ
スで、ｐ型ＧａＡｓ基板上にｐ型ＡｌＧａＡｓ／ｐ型Ｇ
ａＡｓ／ｎ型ＡｌＧａＡｓの順で伝導型、バンドギャッ
プの異なる領域を有する直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、
長さ数ｎｍ〜数１０μｍの針状の微細構造が得られた。
地基板には表面が平滑な（１１１）Ｂ面である低抵抗ｐ
型ＧａＡｓ単結晶を用いた。第１実施例同様の方法で金
製の針をＧａＡｓ基板に対峙させ所定のパルス電圧を印
加し、直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、高さ０．数ｎｍ〜
数ｎｍ程度の金の微小な突起を基板上に形成した。その
後、この基板をＭＯＶＰＥ装置に設置し、外部から高周
波加熱により基板温度をおおよそ１００℃以上５５０℃
以下の温度に設定し、まず所定の圧力で所定のモル比の
トリメチルアルミニウム及びトリメチルガリウム及び水
素希釈したアルシンと微量のジエチル亜鉛の混合気体を
導入したところ、第１実施例同様、断面積が描画した液
滴領域の面積にほぼ等しい直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度
の亜鉛がドープされたｐ型のＡｌＧａＡｓの針状結晶が
基板に垂直な方向に成長した。適当な高さに成長した段
階で、混合ガスの種類を変えた。即ち、所定の圧力で所
定のモル比のトリメチルガリウム及び水素希釈したアル
シンと微量のジエチル亜鉛の混合気体を導入した。する
と、前記のｐ型ＡｌＧａＡｓ針状結晶上に今度は亜鉛が
ドープされたｐ型ＧａＡｓ領域が引き続いて成長した。
このＧａＡｓ領域が適当な長さに成長した後で、再びガ
スを、所定の圧力で所定のモル比のトリメチルアルミニ
ウム及びトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシン
と微量のセレン化水素の混合気体に変えた。すると、前
記針状結晶の上に途中からセレンがドープされたｎ型の
ＡｌＧａＡｓ領域が引き続いて成長した。以上のプロセ
スで、ｐ型ＧａＡｓ基板上にｐ型ＡｌＧａＡｓ／ｐ型Ｇ
ａＡｓ／ｎ型ＡｌＧａＡｓの順で伝導型、バンドギャッ
プの異なる領域を有する直径数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、
長さ数ｎｍ〜数１０μｍの針状の微細構造が得られた。
【００３４】得られたダブルヘテロ型の針状微細構造を
絶縁性ガラスでモールドして折れないようにしたうえ
で、最上面と基板裏面にそれぞれＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉ合
金、Ａｕ／Ｚｎ合金製の電極をつけ両電極間に順バイア
ス電圧を印加したところ、効率よく発光した。図４にこ
の構造の断面図を示す。
絶縁性ガラスでモールドして折れないようにしたうえ
で、最上面と基板裏面にそれぞれＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉ合
金、Ａｕ／Ｚｎ合金製の電極をつけ両電極間に順バイア
ス電圧を印加したところ、効率よく発光した。図４にこ
の構造の断面図を示す。
【００３５】本発明の他の実施例として、 例えば図４
に示したようなＧａＡｓ基板上のＡｌＧａＡｓ領域／Ｇ
ａＡｓ領域／ＡｌＧａＡｓ領域の順に３領域より構成さ
れる直径１０ｎｍ程度以下の針状の微細構造において、
そのＧａＡｓ領域の長さも２０ｎｍ程度以下のものを、
上記実施例同様の製法を用いて作成することができた。
このＧａＡｓ領域は水平面内方向も垂直方向もそのサイ
ズが２０ｎｍ程度以下で、その中の電子状態が３次元的
に量子化されたいわゆる量子箱構造である。
に示したようなＧａＡｓ基板上のＡｌＧａＡｓ領域／Ｇ
ａＡｓ領域／ＡｌＧａＡｓ領域の順に３領域より構成さ
れる直径１０ｎｍ程度以下の針状の微細構造において、
そのＧａＡｓ領域の長さも２０ｎｍ程度以下のものを、
上記実施例同様の製法を用いて作成することができた。
このＧａＡｓ領域は水平面内方向も垂直方向もそのサイ
ズが２０ｎｍ程度以下で、その中の電子状態が３次元的
に量子化されたいわゆる量子箱構造である。
【００３６】次に本発明の第５実施例として、基板に水
平な方向に向いた量子細線を作成できたことを説明す
る。下地基板には表面が平滑な（１１１）Ｂ面である低
抵抗ＧａＡｓ単結晶を用い、その上に所定の厚さのＡｌ
ＧａＡｓバッファ層を設けた。その上に第１実施例同様
の方法で金製の針を対峙させパルス電圧印加を所定のデ
ューティで繰り返しながら針を基板に水平な方向に移動
させた。すると表面に線幅数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、高
さ０．数ｎｍ〜数ｎｍ程度の金の微小な畝が形成され
た。その後、この基板をＭＯＶＰＥ装置に設置し、外部
から高周波加熱により基板温度をおおよそ１００℃以上
５５０℃以下の温度に設定し、所定の圧力で所定のモル
比のトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシンの混
合気体を導入したところ、前記の畝の位置に同じ幅のＧ
ａＡｓの帯状構造が成長した。その高さが２０ｎｍ程度
以下に成長した段階で、混合ガスの種類を変えた。即
ち、所定の圧力で所定のモル比のトリメチルアルミニウ
ム及びトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシンの
混合気体に変えた。すると、前記のＧａＡｓ帯状構造の
上に途中からＡｌＧａＡｓ領域が引き続いて成長し、こ
れらより成る積層微細構造が形成された。この後結晶成
長条件を変えた。具体的には、基板温度を５５０℃程度
以上に上げるなど、下地のＡｌＧａＡｓ層表面からも結
晶が直接エピタキシャル成長する条件に変えた。この条
件で全面にＡｌＧａＡｓ被覆層を所定の厚さ成長させ
た。この全領域において成長する成長モードは、分子ビ
ームエピタキシャル成長法等を用いておこなってもよ
い。図５に形成された微細構造を示す。以上のプロセス
により、断面の大きさが縦横とも２０ｎｍ程度以下で、
四方をポテンシャル障壁となるＡｌＧａＡｓ結晶に囲ま
れたＧａＡｓ帯状微細構造が完成した。このＧａＡｓ帯
状微細構造とそれを包囲したＡｌＧａＡｓ結晶との界面
は、水平界面のみならず垂直界面においてもお互いにほ
ぼヘテロエピタキシャルな界面となった。本構造は、ｘ
軸方向のみ電子の運動の自由度が残り、ｙ軸及びｚ軸方
向には電子状態が量子化された量子細線構造である。本
微細構造も上記実施例同様エピタキシャル機構により成
長した良質の単結晶なので、結晶内に種々の格子欠陥に
起因するキャリアの散乱中心や非輻射再結合中心などが
非常に少ない。また周囲のＡｌＧａＡｓ結晶との界面も
良好で、界面準位密度が小さい。従って良好な量子細線
として機能する。
平な方向に向いた量子細線を作成できたことを説明す
る。下地基板には表面が平滑な（１１１）Ｂ面である低
抵抗ＧａＡｓ単結晶を用い、その上に所定の厚さのＡｌ
ＧａＡｓバッファ層を設けた。その上に第１実施例同様
の方法で金製の針を対峙させパルス電圧印加を所定のデ
ューティで繰り返しながら針を基板に水平な方向に移動
させた。すると表面に線幅数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度、高
さ０．数ｎｍ〜数ｎｍ程度の金の微小な畝が形成され
た。その後、この基板をＭＯＶＰＥ装置に設置し、外部
から高周波加熱により基板温度をおおよそ１００℃以上
５５０℃以下の温度に設定し、所定の圧力で所定のモル
比のトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシンの混
合気体を導入したところ、前記の畝の位置に同じ幅のＧ
ａＡｓの帯状構造が成長した。その高さが２０ｎｍ程度
以下に成長した段階で、混合ガスの種類を変えた。即
ち、所定の圧力で所定のモル比のトリメチルアルミニウ
ム及びトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシンの
混合気体に変えた。すると、前記のＧａＡｓ帯状構造の
上に途中からＡｌＧａＡｓ領域が引き続いて成長し、こ
れらより成る積層微細構造が形成された。この後結晶成
長条件を変えた。具体的には、基板温度を５５０℃程度
以上に上げるなど、下地のＡｌＧａＡｓ層表面からも結
晶が直接エピタキシャル成長する条件に変えた。この条
件で全面にＡｌＧａＡｓ被覆層を所定の厚さ成長させ
た。この全領域において成長する成長モードは、分子ビ
ームエピタキシャル成長法等を用いておこなってもよ
い。図５に形成された微細構造を示す。以上のプロセス
により、断面の大きさが縦横とも２０ｎｍ程度以下で、
四方をポテンシャル障壁となるＡｌＧａＡｓ結晶に囲ま
れたＧａＡｓ帯状微細構造が完成した。このＧａＡｓ帯
状微細構造とそれを包囲したＡｌＧａＡｓ結晶との界面
は、水平界面のみならず垂直界面においてもお互いにほ
ぼヘテロエピタキシャルな界面となった。本構造は、ｘ
軸方向のみ電子の運動の自由度が残り、ｙ軸及びｚ軸方
向には電子状態が量子化された量子細線構造である。本
微細構造も上記実施例同様エピタキシャル機構により成
長した良質の単結晶なので、結晶内に種々の格子欠陥に
起因するキャリアの散乱中心や非輻射再結合中心などが
非常に少ない。また周囲のＡｌＧａＡｓ結晶との界面も
良好で、界面準位密度が小さい。従って良好な量子細線
として機能する。
【００３７】次に本発明の第６実施例を示す。上記実施
例では、局所的に成長させる結晶の成長速度が最も速い
下地基板の結晶方位と、その表面の面方位を一致させた
例を示してきた。この場合は針状あるいは壁状の微細構
造が基板表面と垂直に成長した。一方、両者間に角度を
つけることで、微細構造と基板表面のなす角度を直角以
外の任意の角度にすることができる。図６にその一例を
示す。表面の面方位が｛０１１｝面であるＧａＡｓ基板
を用いた。上記実施例同様の方法で金製の針を基板表面
に対峙させパルス電圧印加を所定のデューティで繰り返
しながら針を基板の［０１−１］方向に移動させたとこ
ろ、線幅数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の金の微小な畝が形成
された。その後、この基板をＭＯＶＰＥ装置に設置し、
外部から高周波加熱により基板温度をおおよそ１００℃
以上５５０℃以下の温度に設定し、所定の圧力で所定の
モル比のトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシン
の混合気体を導入したところ、前記の畝の位置にＧａＡ
ｓの極薄の壁状構造が成長した。その壁と基板面のなす
角度は５４．７°であった。
例では、局所的に成長させる結晶の成長速度が最も速い
下地基板の結晶方位と、その表面の面方位を一致させた
例を示してきた。この場合は針状あるいは壁状の微細構
造が基板表面と垂直に成長した。一方、両者間に角度を
つけることで、微細構造と基板表面のなす角度を直角以
外の任意の角度にすることができる。図６にその一例を
示す。表面の面方位が｛０１１｝面であるＧａＡｓ基板
を用いた。上記実施例同様の方法で金製の針を基板表面
に対峙させパルス電圧印加を所定のデューティで繰り返
しながら針を基板の［０１−１］方向に移動させたとこ
ろ、線幅数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の金の微小な畝が形成
された。その後、この基板をＭＯＶＰＥ装置に設置し、
外部から高周波加熱により基板温度をおおよそ１００℃
以上５５０℃以下の温度に設定し、所定の圧力で所定の
モル比のトリメチルガリウム及び水素希釈したアルシン
の混合気体を導入したところ、前記の畝の位置にＧａＡ
ｓの極薄の壁状構造が成長した。その壁と基板面のなす
角度は５４．７°であった。
【００３８】次に本発明の第７実施例を以下に示す。金
属の微小突起を形成する方法として上記実施例ではすべ
て、金属製の針先端からその構成金属元素自体を蒸発さ
せて基板上に付着させる方法を説明した。一方本実施例
では、所定の金属元素を含有する気体中で、基板に近接
して対峙させた先鋭な針と前記基板との間にトンネル電
流あるいは電界放出電流を流し、その作用により前記気
体を分解し基板上に微小突起を形成する。
属の微小突起を形成する方法として上記実施例ではすべ
て、金属製の針先端からその構成金属元素自体を蒸発さ
せて基板上に付着させる方法を説明した。一方本実施例
では、所定の金属元素を含有する気体中で、基板に近接
して対峙させた先鋭な針と前記基板との間にトンネル電
流あるいは電界放出電流を流し、その作用により前記気
体を分解し基板上に微小突起を形成する。
【００３９】Ｃ5Ｈ5Ｐｔ（Ｃ3Ｈ5）ガスをチャンバー内
に導入し、そのガス圧を典型的には５×１０-6〜７６０
Ｔｏｒｒにした。基板には表面が平滑な（１１１）面で
ある低抵抗シリコン単結晶を用いた。前記チャンバー内
で、タングステン製の針をシリコン基板に近接した距離
に対峙させ典型的には試料電圧Ｖs ＝１〜１０Ｖ程度、
印加パルス時間Δｔ＝数ｎｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃ程
度のパルス電圧を所定のデューティーで印加したとこ
ろ、直径数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度の微小な突起が形成
された。この微小な突起は前記ガスがトンネル電流ある
いは電界放出電流により分解され堆積したＰｔよりなる
ものと考えられる。本実施例では試料側が正バイアスと
なるパルス電圧を印加したが、極性を変えても同様の結
果がえられた。その後は上記実施例と同様のプロセスに
よりシリコンの針状微細構造が得られた。
に導入し、そのガス圧を典型的には５×１０-6〜７６０
Ｔｏｒｒにした。基板には表面が平滑な（１１１）面で
ある低抵抗シリコン単結晶を用いた。前記チャンバー内
で、タングステン製の針をシリコン基板に近接した距離
に対峙させ典型的には試料電圧Ｖs ＝１〜１０Ｖ程度、
印加パルス時間Δｔ＝数ｎｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃ程
度のパルス電圧を所定のデューティーで印加したとこ
ろ、直径数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度の微小な突起が形成
された。この微小な突起は前記ガスがトンネル電流ある
いは電界放出電流により分解され堆積したＰｔよりなる
ものと考えられる。本実施例では試料側が正バイアスと
なるパルス電圧を印加したが、極性を変えても同様の結
果がえられた。その後は上記実施例と同様のプロセスに
よりシリコンの針状微細構造が得られた。
【００４０】本実施例に使用する有機金属ガスは上記の
Ｃ5Ｈ5Ｐｔ（Ｃ3Ｈ5）以外のＰｔを含有する所定の有機
金属ガスであってもよく、また他のＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ｐｄ、Ｎｉ等を含む有機金属を用いてもよい。また、針
としてはＷ以外にもＰｔ、Ａｕ等を用いてもよい。本実
施例はシリコン基板以外の単元素半導体あるいは化合物
半導体に対しても有効であった。
Ｃ5Ｈ5Ｐｔ（Ｃ3Ｈ5）以外のＰｔを含有する所定の有機
金属ガスであってもよく、また他のＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ｐｄ、Ｎｉ等を含む有機金属を用いてもよい。また、針
としてはＷ以外にもＰｔ、Ａｕ等を用いてもよい。本実
施例はシリコン基板以外の単元素半導体あるいは化合物
半導体に対しても有効であった。
【００４１】次に本発明の第８実施例を以下に示す。希
釈したＫＡｕ（ＣＮ）2溶液中にＰｔＩｒ針とシリコン
（１１１）基板を浸し、針を基板に近接させ典型的には
試料電圧Ｖs ＝−１〜−１０Ｖ程度の負電圧を印加した
ところ、直径数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度の微小な突起が
形成された。光照射下でより良好な結果が得られた。こ
の微小な突起は前記の溶液中のＡｕイオンがトンネル電
流あるいは電界放出電流あるいはイオン電流により中性
化し、析出したものと考えられる。その後上記実施例と
同様のプロセスを施すことによりシリコンの針状微細構
造が得られた。
釈したＫＡｕ（ＣＮ）2溶液中にＰｔＩｒ針とシリコン
（１１１）基板を浸し、針を基板に近接させ典型的には
試料電圧Ｖs ＝−１〜−１０Ｖ程度の負電圧を印加した
ところ、直径数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度の微小な突起が
形成された。光照射下でより良好な結果が得られた。こ
の微小な突起は前記の溶液中のＡｕイオンがトンネル電
流あるいは電界放出電流あるいはイオン電流により中性
化し、析出したものと考えられる。その後上記実施例と
同様のプロセスを施すことによりシリコンの針状微細構
造が得られた。
【００４２】本実施例に使用する溶液は上記のＫＡｕ
（ＣＮ）2 以外のＡｕを含有する所定の溶液であっても
よく、また他のＡｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ等を含む
溶液を用いてもよい。また、針としてはＰｔＩｒ以外に
もＷ、Ａｕ等を用いてもよい。本実施例はシリコン基板
以外の単元素半導体あるいは化合物半導体に対しても有
効であった。
（ＣＮ）2 以外のＡｕを含有する所定の溶液であっても
よく、また他のＡｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ等を含む
溶液を用いてもよい。また、針としてはＰｔＩｒ以外に
もＷ、Ａｕ等を用いてもよい。本実施例はシリコン基板
以外の単元素半導体あるいは化合物半導体に対しても有
効であった。
【００４３】以上の実施例を行うにあたって、基板上に
形成する微小突起を成す金属及び基板材料に必要な条件
は次のように考えられる。即ち、前記金属は基板材料と
共晶型相平衡を示す材料でその共晶点温度が前記金属、
前記基板材料各々の融点より低いものであればよい。ま
た、前記金属の析出させる微小な結晶物質中における偏
析係数ができるだけ小さいほうが前記結晶物質中に前記
金属が取り込まれにくいので、針状あるいは壁状の微細
構造を作成する上で好ましい。
形成する微小突起を成す金属及び基板材料に必要な条件
は次のように考えられる。即ち、前記金属は基板材料と
共晶型相平衡を示す材料でその共晶点温度が前記金属、
前記基板材料各々の融点より低いものであればよい。ま
た、前記金属の析出させる微小な結晶物質中における偏
析係数ができるだけ小さいほうが前記結晶物質中に前記
金属が取り込まれにくいので、針状あるいは壁状の微細
構造を作成する上で好ましい。
【００４４】本発明の製法を用いることにより、数１０
ｎｍ以下の径の微細な柱あるいはその肉厚の微細な壁を
容易につくることができた。上記のように本製法を用い
れば少なくとも２次元面内では任意の形状の微細構造を
作成することができるので、オフ基板上への半原子層交
互エピタキシーやファセット成長等を利用して作成して
いた従来の微細構造作成方法では製造が困難であった微
細構造素子をつくることができる。さらにこれらの微細
構造は、エピタキシャル機構により成長したもので良質
の単結晶である。即ち、集束イオンビーム等を用いて形
成していた従来の微細構造に比べて、格子欠陥に起因す
るキャリアの捕捉中心や光の吸収準位などが非常に少な
い。これらの微細構造は、そのままであるいはさらにそ
の外側に例えばＣＶＤやＭＢＥなどの手法を用いて所定
の材料を被覆した構造で、その中にキャリアを有効に閉
じ込めることができる。
ｎｍ以下の径の微細な柱あるいはその肉厚の微細な壁を
容易につくることができた。上記のように本製法を用い
れば少なくとも２次元面内では任意の形状の微細構造を
作成することができるので、オフ基板上への半原子層交
互エピタキシーやファセット成長等を利用して作成して
いた従来の微細構造作成方法では製造が困難であった微
細構造素子をつくることができる。さらにこれらの微細
構造は、エピタキシャル機構により成長したもので良質
の単結晶である。即ち、集束イオンビーム等を用いて形
成していた従来の微細構造に比べて、格子欠陥に起因す
るキャリアの捕捉中心や光の吸収準位などが非常に少な
い。これらの微細構造は、そのままであるいはさらにそ
の外側に例えばＣＶＤやＭＢＥなどの手法を用いて所定
の材料を被覆した構造で、その中にキャリアを有効に閉
じ込めることができる。
【００４５】以上のように、本製造方法によれば、従来
の微細構造の製造方法では困難であった、キャリアの捕
捉中心や光の吸収準位などが少なくかつ少なくとも２次
元面内では任意の形状を有する微細構造を作成すること
ができる。
の微細構造の製造方法では困難であった、キャリアの捕
捉中心や光の吸収準位などが少なくかつ少なくとも２次
元面内では任意の形状を有する微細構造を作成すること
ができる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、従来の微細構造の製造
方法では困難であった、キャリアの捕捉中心や光の吸収
準位などが少なくかつ少なくとも２次元面内では任意の
形状を有する微細構造を作成することができる。即ち素
子化しやすい量子細線や量子箱等の構造を形成すること
ができる。これにより、その中のキャリアの自由度が制
約されたことによって生じる量子効果等を利用した、例
えば超高速トランジスタや超低しきい値レーザー等とい
った高機能素子を実現することができる。
方法では困難であった、キャリアの捕捉中心や光の吸収
準位などが少なくかつ少なくとも２次元面内では任意の
形状を有する微細構造を作成することができる。即ち素
子化しやすい量子細線や量子箱等の構造を形成すること
ができる。これにより、その中のキャリアの自由度が制
約されたことによって生じる量子効果等を利用した、例
えば超高速トランジスタや超低しきい値レーザー等とい
った高機能素子を実現することができる。
【図１】本発明の第１実施例の製造方法により作成され
た微小突起及び微小針状結晶の斜視図
た微小突起及び微小針状結晶の斜視図
【図２】本発明の第１実施例の製造方法により作成され
た壁状微細構造の斜視図
た壁状微細構造の斜視図
【図３】本発明の第２実施例の製造方法により作成され
た針状微細構造の斜視図
た針状微細構造の斜視図
【図４】本発明の第４実施例の製造方法により作成され
た針状微細構造の断面図
た針状微細構造の断面図
【図５】本発明の第５実施例の製造方法により作成され
たＧａＡｓ帯状構造の斜視図
たＧａＡｓ帯状構造の斜視図
【図６】本発明の第６実施例の製造方法により作成され
たＧａＡｓ壁状構造の斜視図
たＧａＡｓ壁状構造の斜視図
１ シリコン単結晶基板 ２ 基板表面 ３ 微小突起 ４ 針状結晶 ５ 合金液滴 ６ 壁状微細構造 ７ ｎ型シリコン結晶 ８ ｐ型シリコン結晶 ９、１４ 針状微細構造 １１ ｐ型ＡｌＧａＡｓ領域 １２ ｐ型ＧａＡｓ領域 １３ ｎ型ＡｌＧａＡｓ領域 １５ 絶縁性ガラス １６、１７ 電極 ２０ ＧａＡｓ帯状構造 ２１ ＡｌＧａＡｓ領域 ２２ 積層微細構造 ２３ ＡｌＧａＡｓ被覆層 ２５ ＧａＡｓ壁状構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 和夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 柴田 元司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内
Claims (13)
- 【請求項１】尖鋭な先端を有する導電性の針を基板表面
に近接させ、基板材料と共晶型相平衡を示す金属を含有
する所定の圧力の気体中で、針と基板表面の間に所定の
電界を印加しトンネル電流あるいは電界放出電流を流す
ことにより基板表面に少なくとも前記金属を局所的に析
出させ、その後基板表面の温度を前記金属と基板材料と
の共晶点温度以上かつそれぞれの融点以下に設定するこ
とで、前記の金属析出場所に局所的な合金液滴領域を形
成し、気相−液相−固相反応を用いることによりその液
滴領域に接する基板表面上に結晶を局所的に析出させる
ことを特徴とする微細構造の製造方法。 - 【請求項２】尖鋭な先端を有する導電性の針を基板表面
に近接させ、基板材料と共晶型相平衡を示す金属を含有
する液体中で、針と基板表面の間に所定の電界を印加し
トンネル電流あるいは電界放出電流あるいはイオン電流
を流すことにより基板表面に少なくとも前記金属を局所
的に析出させることを特徴とする請求項１に記載の微細
構造の製造方法。 - 【請求項３】基板材料と共晶型相平衡を示す金属を含有
し、尖鋭な先端を有する導電性の針を基板表面に近接さ
せ、真空中あるいは所定の圧力の気体中で、針と基板表
面の間に所定の電界を印加し針先端からその構成元素を
蒸発させ対向する基板表面に局所的に付着させることを
特徴とする請求項１に記載の微細構造の製造方法。 - 【請求項４】気相−液相−固相反応が、少なくとも基板
材料構成元素あるいは所定の元素を含むハロゲン化物あ
るいは有機金属化合物あるいは水素化物等で構成される
所定の圧力の気体を直接、あるいは熱もしくは電磁波も
しくはその他のエネルギーを用いて分解して基板表面に
曝すことで合金液滴領域に所望の元素を溶解させ、液滴
領域に接する基板表面上に結晶を局所的に析出させる反
応であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造の
製造方法。 - 【請求項５】局所的合金液滴領域からの結晶成長速度が
その他の基板表面からの物質成長速度の２倍以上になる
ように、基板温度、及び所望の金属を含む気体の分圧あ
るいはその流量、及び基板表面の状態等の結晶成長条件
を設定し、結晶を局所的に析出させることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の微細構造の製造方
法。 - 【請求項６】導電性の針を所定の条件で加工作用させな
がら基板表面上で移動させることにより線状の金属を基
板表面上に形成することを特徴とする請求項１から５の
いずれかに記載の微細構造の製造方法。 - 【請求項７】析出させる結晶を構成する元素の供給元と
なる気体の種類あるいは混合比を時間的に変えることで
析出結晶材料の構成元素あるいはその結晶構造あるいは
その組成比が空間的に変調した微細構造を形成すること
を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の微細構
造の製造方法。 - 【請求項８】所望の微細構造を基板上に析出させた後、
基板表面上への結晶成長速度が大きくなるように、基板
温度、及び所望の金属を含む気体の分圧あるいはその流
量、及び基板表面の状態等の結晶成長条件を変化させ
て、微細構造以外の基板表面上にも所定の結晶を成長さ
せ、微細構造領域の周囲が所定の結晶で被覆された構造
をつくることを特徴とする請求項１から７のいずれかに
記載の微細構造の製造方法。 - 【請求項９】液滴を形成する金属がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｆ
ｅ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｎのいずれかを含むことを特徴とす
る請求項１から３のいずれかに記載の微細構造の製造方
法。 - 【請求項１０】液滴を形成する金属の析出させる結晶物
質中における偏析係数が１より小さいことを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の微細構造の製造方
法。 - 【請求項１１】析出させる結晶あるいは基板が、単元素
半導体あるいは化合物半導体であることを特徴とする請
求項１から３のいずれかに記載の微細構造の製造方法。 - 【請求項１２】少なくとも液滴領域下部の基板表面が単
結晶であることを特徴とする請求項１から３のいずれか
に記載の微細構造の製造方法。 - 【請求項１３】基板の結晶方位を変えることで微細構造
と基板表面の成す角度を変えることを特徴とする請求項
１２に記載の微細構造の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4111125A JP2697474B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 微細構造の製造方法 |
| EP93303277A EP0568316B1 (en) | 1992-04-30 | 1993-04-27 | Fabrication method of fine structure |
| DE69319784T DE69319784T2 (de) | 1992-04-30 | 1993-04-27 | Verfahren zur Herstellung einer feinen Struktur |
| US08/055,728 US5381753A (en) | 1992-04-30 | 1993-04-30 | Fabrication method of fine structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4111125A JP2697474B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 微細構造の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306200A JPH05306200A (ja) | 1993-11-19 |
| JP2697474B2 true JP2697474B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14553078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4111125A Expired - Fee Related JP2697474B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 微細構造の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5381753A (ja) |
| EP (1) | EP0568316B1 (ja) |
| JP (1) | JP2697474B2 (ja) |
| DE (1) | DE69319784T2 (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5694059A (en) * | 1991-12-24 | 1997-12-02 | Hitachi Ltd. | Buffer of fine connection structure for connecting an atom level circuit and a general semiconductor circuit |
| EP0887867B1 (en) * | 1993-11-02 | 2004-04-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Semiconductor device comprising an aggregate of semiconductor micro-needles |
| US6734451B2 (en) | 1993-11-02 | 2004-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aggregate of semiconductor micro-needles and method of manufacturing the same, and semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
| US6036774A (en) * | 1996-02-26 | 2000-03-14 | President And Fellows Of Harvard College | Method of producing metal oxide nanorods |
| RU2099808C1 (ru) * | 1996-04-01 | 1997-12-20 | Евгений Инвиевич Гиваргизов | Способ выращивания ориентированных систем нитевидных кристаллов и устройство для его осуществления (варианты) |
| JPH10106960A (ja) * | 1996-09-25 | 1998-04-24 | Sony Corp | 量子細線の製造方法 |
| US5976957A (en) * | 1996-10-28 | 1999-11-02 | Sony Corporation | Method of making silicon quantum wires on a substrate |
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