電子線直接描画選択成長法による量子細線形成法の研究

电子束直写选择性生长法量子线形成方法研究

• 批准号: 03237204
• 负责人: 筒井 一生
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03237204/
• 关键词: 選択成長; 電子ビ-ム; 量子細線; GaAs; 弗化物; 表面改質

本研究は、電子ビ-ムを用いた表面改質効果によるCaF_2上への半導体の選択成長を新しいメゾスコピック構造の製作法として提案し、その可能性を明らかにすること目的として行っている。本年度は、電子ビ-ム露光とGaAs成長とを分離して選択成長ができるプロセス(以下、分離プロセスと称する)の開発と、これにより集束電子ビ-ムを用いて細線構造を実現することを具体的目標とした。分離プロセスに対しては、CaF_2の表面清浄度の維持が重要である。この対策として、CaF_2表面に金属Asの膜を堆積してプロセス中の汚染から保護する方法を検討した。まず、MBE成長室中で室温以下に冷却した試料上に金属As膜を均一に堆積する条件を明らかにした。この方法でCaF_2上に約300nmのAs膜を堆積して、その保護効果を調べたところ、大気中への取り出しに対しても大きな効果があることがわかった。また、この保護層をGaAs成長前に完全に除去するために700℃の熱処理が必要であるが、これによっても電子ビ-ム露光領域の改質表面には影響が無いことを確めた。続いて、金属As保護膜を透過してCaF_2を電子ビ-ム露光するエネルギ-およびド-ズ量の最適化を行い、これをもとに集束電子ビ-ムによるパタ-ン露光を行い、GaAs細線の選択成長を試みた。その結果、線幅約10μmの線状パタ-ンの選択成長に成功した。ビ-ム径(<1μm)に比べてまだパタ-ン幅が広いことについては、金属As保護膜におけるビ-ムの散乱や二次電子の影響等が考えられるが、現在検討中である。線幅を小さくするためには、現在並行して検討を進めている、(1)真空搬送法、(2)水素ラジカルによる表面処理の方法、を併用することによって、保護膜を薄くするないしは全く用いなくすることが有効と考えている。

In this study, we propose a new method for fabricating semiconductor structures on CaF2 substrates by surface modification for electronic applications. This year, the development of electron beam exposure and GaAs growth, separation, and selective growth (hereinafter referred to as separation), and the realization of fine wire structure for cluster electron beam growth are specific objectives. It is very important to maintain the surface cleanliness of CaF_2. This paper discusses the method of protecting the contamination of CaF_2 by depositing metallic As film on the surface of CaF_2. The conditions for uniform deposition of metallic As films on samples cooled below room temperature in the MBE growth chamber are as follows: This method is used to deposit As film on CaF_2 at about 300nm, and to adjust the effect of As film on CaF_2. Heat treatment at 700℃ is necessary to completely remove the protective layer before GaAs growth. As metal protective film transmission CaF_2 electron beam exposure optimization, cluster electron beam exposure, GaAs fine wire selective growth As a result, the line width of about 10μm was successfully grown. The diameter of the metal As (<1μm) is larger than the width of the metal As protective film, the scattering of the metal As protective film, and the influence of secondary electrons have been studied for a long time, and are now under discussion. (1) Vacuum transfer method,(2) Surface treatment method of water element coating,(3) Combination method,(4) Protective film coating,(5) Full use method,(6) Vacuum transfer method,(7) Vacuum transfer method,(8) Vacuum transfer method,(9) Vacuum transfer method,(10) Vacuum transfer method,(11) Surface treatment method,(10) Vacuum transfer method,(11) Vacuum transfer method,(

项目成果

小野,水上,筒井,古川: "「弗化物/Si(III)構造上のGaAs膜のエピタキシャル方位」" 第52回応用物理学会学術講演会予講集1. 229 (1991)

Ono、Mizukami、Ttsutsui、Furukawa：“氟化物/Si(III)结构上GaAs薄膜的外延取向”日本应用物理学会第52届年会论文集1. 229 (1991)

和泉,筒井,古川: "「低エネルギ-電子ビ-ムを用いたAs置換によるCaF_2(III)表面改質の基礎検討」" 第39回応用物理学関係連合講演会. (1992)

Izumi、Ttsutsui、Furukawa：“利用低能电子束进行 As 取代的 CaF_2(III) 表面改性的基础研究”第 39 届应用物理学会会议（1992 年）。