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：
03237202
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 至无数据
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。本研究では、特に(1)電子線描画法を利用した線幅50nm以下の微細線構造の描画、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窒化珪素系無機レジストの応用について検討した。(1)では特に、ビ-ム径10nm以下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階段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。AlGaAs/GaAs量子井戸を基板平面内で微細化することで線幅30nm程度のAlGaAs/GaAs極微細線を作製し、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、予想ざおりに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。さらに、代表的な加工法であるドライエッチングによって形成された微細線構造からの発光に比べ、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2次元閉じ込め実現には有利な手法であることが判った。一方、(2)に関しては、Gaの収束イオン線を用いたSiN_x無機レジストの表面改質を利用して、CF_4ドライエッチングにおけるナノメ-タ解像度のネガレジストを新たに開発し、50nm線幅以下の超微細構造を得た。また、本手法は真空一貫リソグラフィへと拡張できる利点があり、SiN_xをマスクに用いることによりメゾスコピック領域に入る超微細構造を電子線と有機的に結びつけて作製する方法として展望が開けた。これにより、当初の目的であったメゾスコピック領域における半導体極限構造の作製制御法の基礎固めはわほぼ整備されたといえる。

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。在这项研究中，我们特别检查了以下内容：（1）使用电子束图方法，通过化学蚀刻来绘制线条宽度为50 nm或更少的细线结构，超铁蚀刻，超铁结构的评估，以及（2）在ion束灯印刷中应用基于硝基硅的无机无机抗体。特别是（1）旨在使用PMMA使用PMMA建立一种使用梁直径小于10 nm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台湿蚀刻方法以及GAAS的正向和反向Mesa各向异性蚀刻特性，并成功地对基于藻类/GAA的材料进行了超细处理，这些材料以前被认为是极其困难的。通过在底物平面中微型化藻类/GAAS量子孔，产生了约30 nm的线宽度的超细藻类/GAAS线，并使用光致发光方法评估了这些Ultrafine电线的发射特性，并且正如预期的那样，在30 nm的薄电线结构中观察到了发光能量的明显蓝色移位。此外，与由干蚀刻形成的细丝结构的发射（一种典型的加工方法）相比，由于处理损坏，我们的湿蚀刻导致极小的非发光部分导致了极小的非亮度部分，从而使其成为实现光线二维限制的有利技术。另一方面，关于（2），使用sin_x无机抗性的表面修饰使用GA聚焦离子线进行了新的CF_4干蚀刻的新负抗，并获得了50 nm或更少的线宽度的超细结构。此外，该方法的优点是可以将其扩展到真空整合光刻，并通过将SIN_X用作掩模将前景作为一种将超细结构与电子束与电子束有机结合到介质区域的方法。可以说，介观区域中半导体极限结构的最初目的的基础几乎已经完全发展。