電子波デバイスのための極限構造の制御と評価

电子波器件极限结构控制与评估

基本信息

批准号：
02251202
负责人：
白木靖寛
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1993
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、メゾスコピック領域における電子波干渉に関する基礎研究および新しい量子効果を利用した極微電子波デバイスを開発することである。本年度では、(1)電子線描画法による50nm以下の寸法の描画、化学エッチングによる超微細加工、超微細構造の評価、および(2)イオン線リソグラフィによる無機レジストパタ-ニングについての検討を行った。(1)では特に、最小ビ-ム径8nmの電子線を駆使してPMMAによる超微細パタ-ン形成方法の確立を目指した。今回我々は、新たに開発した2段階ウエットエッチング法とGaAsの順・逆メサ異方性エッチング特性を利用して、従来難度が極めて高いとされてきたAlGaAs/GaAs系材料の超微細加工に成功した。これにより、AlGa As/GaAs同量子井戸を基板平面方向に微細化し、線幅30nm程度のAlGaAs/GaAs極微細線のアレイを作製できた。さらに、この極微細線の発光特性をフォトルミネッセンス法で評価したところ、予想どおりに30nmの細線構造において、顕著な発光エネルギ-のブル-シフトが観測された。また、一般的な加工法であるドライエッチングによる細線構造からの発光に比べて、我々のウエットエッチングでは加工損傷による非発光部分が極めて小さく、光の一次元閉じ込めへの発展が期待できることが判った。これにより、当初の目的であったメゾスコピック領域にはいる半導体極限構造の作製制御法の基礎固めはほぼ整ったといえる。一方、(2)に関しては、Gaの収束イオン線を用いてプラズマ堆積したSiNx系レジストの表面改質と塩素ガスドライエッチングを組み合せた、真空リソグラフィの新たな手法を開発した。この結果、真空一貫プロセスによってメゾスコピック領域に入る超微細構造作製への展望が開けた。

这项研究的目的是针对介质区域电子波干扰的基础研究，并开发利用新量子效应的超细电子波器件。在今年，我们使用电子束绘制方法，化学蚀刻的超细加工，超细结构的评估以及（2）通过离子光束光刻来构图的绘制尺寸（1）绘制50 nm或更少的尺寸。特别是，（1）旨在建立一种使用PMMA使用PMMA使用具有最小梁直径为8nm的电子束形成超细图案的方法。这次，我们成功地使用了新开发的两步湿蚀刻方法和GAAS各向异性蚀刻特性来实现基于藻类/GAAS的材料的超细处理，这些材料以前被认为是极其困难的。这允许在基板平面方向上井井有条，并可以产生一系列的超细藻类/GAAS线的阵列，线宽约为30 nm。此外，当使用光致发光方法评估这些超细线的发光性能时，如预期的那样，在30 nm的细线结构中观察到发光能量的明显蓝移。此外，与通过干蚀刻从薄电线结构发射的光发射相比，这是一种典型的加工方法，由于处理损伤，我们的湿蚀刻具有极小的非露骨部分，并且已经发现，可以预期将光的发展发展为一维限制。可以说，最初打算的介观区域中存在的半导体极限结构的制造和控制方法的基础几乎已经完全确定。另一方面，关于（2），开发了一种新的真空光刻方法，结合了基于SINX的基于SINX的表面修饰，它们使用GA收敛离子束和干氯气蚀刻来沉积的血浆。这为通过真空综合过程进入介绍区的超微结构的制造打开了视图。