JPH03180037A - 量子細線の製作方法 - Google Patents
量子細線の製作方法Info
- Publication number
- JPH03180037A JPH03180037A JP31787389A JP31787389A JPH03180037A JP H03180037 A JPH03180037 A JP H03180037A JP 31787389 A JP31787389 A JP 31787389A JP 31787389 A JP31787389 A JP 31787389A JP H03180037 A JPH03180037 A JP H03180037A
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- Japan
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- etching
- thin wire
- quantum well
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、光デバイスおよび電子デバイス等に適用可能
な一次元量子細線構造の製作方法に関する。
な一次元量子細線構造の製作方法に関する。
（従来の技術）
近年、一次元量子細線構造の製作手段として、いくつか
の方法が提案され、また試行されている。
の方法が提案され、また試行されている。
特に、量子井戸構造に電子ビーム露光を用いて加工を施
して量子細線を形成する方法が、近年リソグラフィ技術
の進歩に伴い勢力的に研究されている。この方法は、分
子線エピタキシャル成長法などを用いて製作した、半導
体の量子井戸構造の上に、電子ビーム露光によって線幅
３００人程度のレジストのストライプパターンを形威し
、これを反応性イオンエツチング等を用いて量子井戸構
造に転写することによって量子細線を形成するものであ
る。
して量子細線を形成する方法が、近年リソグラフィ技術
の進歩に伴い勢力的に研究されている。この方法は、分
子線エピタキシャル成長法などを用いて製作した、半導
体の量子井戸構造の上に、電子ビーム露光によって線幅
３００人程度のレジストのストライプパターンを形威し
、これを反応性イオンエツチング等を用いて量子井戸構
造に転写することによって量子細線を形成するものであ
る。
しかし、前記の方法では、電子ビーム露光によって、形
成されるレジストパターンの線幅に揺らぎが生じること
、加工限界が現段階では３００人程度であること、また
レジストパターンを量子井戸に転写する際に、量子井戸
構造に損傷が加わることなどが問題となっていた。
成されるレジストパターンの線幅に揺らぎが生じること
、加工限界が現段階では３００人程度であること、また
レジストパターンを量子井戸に転写する際に、量子井戸
構造に損傷が加わることなどが問題となっていた。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、レジストパターンを量子井戸構造に転写する
際に、線幅の揺らぎを減少させ、かつ電子ビーム露光に
よって形成させるレジストパターンよりも細い量子細線
を、損傷を低く抑えて製作する量子細線の製作方法を提
供することにある。
際に、線幅の揺らぎを減少させ、かつ電子ビーム露光に
よって形成させるレジストパターンよりも細い量子細線
を、損傷を低く抑えて製作する量子細線の製作方法を提
供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の量子細線の製作方法は、レジストパターンを量
子井戸に転写する方法として、従来用いられていた反応
性イオンエツチング等のようなドライエツチングの代わ
りに異方性を有する化学エッチャントを用いて、逆メサ
エツチングを行うという方法をとる。異方性化学エツチ
ングを用いることにより、レジストのパターンを縮小し
て量子井戸構造に転写することが可能となり、かつその
際に逆メサ形状に現れた面取外の方位を持つレジストパ
ターンの揺らぎを減少させることができ、また加工の際
の損傷を少なく抑えることができる。
子井戸に転写する方法として、従来用いられていた反応
性イオンエツチング等のようなドライエツチングの代わ
りに異方性を有する化学エッチャントを用いて、逆メサ
エツチングを行うという方法をとる。異方性化学エツチ
ングを用いることにより、レジストのパターンを縮小し
て量子井戸構造に転写することが可能となり、かつその
際に逆メサ形状に現れた面取外の方位を持つレジストパ
ターンの揺らぎを減少させることができ、また加工の際
の損傷を少なく抑えることができる。
（実施例）
以下図面を用いて本発明の量子細線の製作方法について
詳細に説明する。第１図は、本発明の一実施例における
量子細線の製作手順を示す。まず、分子線エピタキシー
法などの原子層オーダの膜厚制御可能な薄膜成長法を用
いて、第１図（ａ）に示すように、（１００） ＩｎＰ
基板基板上にＩｎＰバッファ層２、ＩｎＧａＡｓ量子井
戸層３、ＩｎＰキ＋７プ層４の順に成長する。次に電子
ビームリソグラフィなどの方法を用いて、第１図（ｂ）
に示すように、＜０１１＞方向にレジストストライプパ
ターンを形成する。その後に、化学エツチングを用いて
、第１図（Ｃ）に示すように、ＩｎＰキャップ層４およ
びＩｎＧａＡｓｆｉ子井戸層３を逆メサエツチングする
。第１図（Ｃ）のエツチングの際には、サイドエツチン
グが問題となるので、誘電体マスク（窒化珪素膜など）
に転写してからＩｎＰキャップ層４をエツチングする方
法や、半導体極薄膜（上記の場合ではＩｎＧａＡｓ薄膜
）に転写してから選択エツチング液を用いてＩｎＰキャ
ップ層４をエツチングする方法（参考文献： Ｈ，Ｔｅ
ｍｋｉｎｅｔ ａｌ、＾ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、５２＋ ｐａｇｅ１４７
８ （１９８８） ）が有効である。
詳細に説明する。第１図は、本発明の一実施例における
量子細線の製作手順を示す。まず、分子線エピタキシー
法などの原子層オーダの膜厚制御可能な薄膜成長法を用
いて、第１図（ａ）に示すように、（１００） ＩｎＰ
基板基板上にＩｎＰバッファ層２、ＩｎＧａＡｓ量子井
戸層３、ＩｎＰキ＋７プ層４の順に成長する。次に電子
ビームリソグラフィなどの方法を用いて、第１図（ｂ）
に示すように、＜０１１＞方向にレジストストライプパ
ターンを形成する。その後に、化学エツチングを用いて
、第１図（Ｃ）に示すように、ＩｎＰキャップ層４およ
びＩｎＧａＡｓｆｉ子井戸層３を逆メサエツチングする
。第１図（Ｃ）のエツチングの際には、サイドエツチン
グが問題となるので、誘電体マスク（窒化珪素膜など）
に転写してからＩｎＰキャップ層４をエツチングする方
法や、半導体極薄膜（上記の場合ではＩｎＧａＡｓ薄膜
）に転写してから選択エツチング液を用いてＩｎＰキャ
ップ層４をエツチングする方法（参考文献： Ｈ，Ｔｅ
ｍｋｉｎｅｔ ａｌ、＾ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、５２＋ ｐａｇｅ１４７
８ （１９８８） ）が有効である。
この時、逆メサエツチングの際に現れる面が、（１１１
）面の場合、メサ斜面の角度は、第２図に示すように、
５４．７４度になる。従って、レジストストライプの幅
が５００人でＩｎＰキャップ層４の膜厚が２００Åだと
すると、できるＩｎＧａＡｓ量子細線の幅は２００Å程
度になる。製作される量子細線の幅は、現れる逆メサ面
の面方位およびＩｎＰキャンプ層４の膜厚によって制御
することが可能であり、電子ビーム露光によるレジスト
パターンのサイズによって制限されない。
）面の場合、メサ斜面の角度は、第２図に示すように、
５４．７４度になる。従って、レジストストライプの幅
が５００人でＩｎＰキャップ層４の膜厚が２００Åだと
すると、できるＩｎＧａＡｓ量子細線の幅は２００Å程
度になる。製作される量子細線の幅は、現れる逆メサ面
の面方位およびＩｎＰキャンプ層４の膜厚によって制御
することが可能であり、電子ビーム露光によるレジスト
パターンのサイズによって制限されない。
また第３図に示すように、レジストストライプパターン
が、ある揺らぎを持っていたとすると、（１１１）面取
外の方向を持った揺らぎに対してはエツチングが速く進
行するので、エツチングが進むに従ってリソグラフィの
揺らぎが減少する。理想的な異方性エツチングが行われ
ると、はじめのりソグラフィによるレジストパターンが
＜Ｏ１ｂ方向に対して揺らぎを持っていたとしても、逆
メサエツチングによって現れる面は、厳密に（１１１）
面のみになるので、レジストパターンの描らぎは消える
。
が、ある揺らぎを持っていたとすると、（１１１）面取
外の方向を持った揺らぎに対してはエツチングが速く進
行するので、エツチングが進むに従ってリソグラフィの
揺らぎが減少する。理想的な異方性エツチングが行われ
ると、はじめのりソグラフィによるレジストパターンが
＜Ｏ１ｂ方向に対して揺らぎを持っていたとしても、逆
メサエツチングによって現れる面は、厳密に（１１１）
面のみになるので、レジストパターンの描らぎは消える
。
以上の実施例においては、（１００）基板上の＜０１１
＞方向のストライプを利用して、（１１１）面のファセ
ットが現れる場合について説明したが、本発明はエツチ
ングにおいて逆メサの現れる場合一般に適用可能である
。例えば、（１１１）基板を用いる場合、（４１１）面
など高次のファセット面が現れる場合などにも、上記の
説明はそのまま当てはまる。
＞方向のストライプを利用して、（１１１）面のファセ
ットが現れる場合について説明したが、本発明はエツチ
ングにおいて逆メサの現れる場合一般に適用可能である
。例えば、（１１１）基板を用いる場合、（４１１）面
など高次のファセット面が現れる場合などにも、上記の
説明はそのまま当てはまる。
また以上の実施例においては、ＩｎＧａＡｓ ／ Ｉｎ
Ｐ系の材料において述べたが、ＧａＡｓ ／＾１ＧａＡ
ｓ系やＩｎＧａＡｓ／１ｎＡＩＡｓ系などの材料におい
ても可能である。
Ｐ系の材料において述べたが、ＧａＡｓ ／＾１ＧａＡ
ｓ系やＩｎＧａＡｓ／１ｎＡＩＡｓ系などの材料におい
ても可能である。
（発明の効果）
本発明の量子細線の製作方法によれば、電子ビーム露光
などのりソグラフィ技術に制限されない細い量子細線が
、加工による損傷を受けることなく製作可能であり、ま
た同時にリソグラフィによるストライプの揺らぎを、逆
メサエツチングの特性により消すことができる。従って
、本発明の方法により、大きな量子効果の期待できる極
小サイズで、かつサイズ揺らぎの少ない量子細線を製作
することができる。
などのりソグラフィ技術に制限されない細い量子細線が
、加工による損傷を受けることなく製作可能であり、ま
た同時にリソグラフィによるストライプの揺らぎを、逆
メサエツチングの特性により消すことができる。従って
、本発明の方法により、大きな量子効果の期待できる極
小サイズで、かつサイズ揺らぎの少ない量子細線を製作
することができる。
第１図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）は本発明の実施例に
おける量子細線の製作手順を示す図、 第２図は製作される量子細線のサイズを説明するための
図、 第３図は本発明の方法により、リソグラフィパターンの
揺らぎが消える機構を説明する模式図である。 ｌ・・・ＩｎＰ基板 ２・・・ＩｎＰｎシバ９
フフ ５・・・レジスト
おける量子細線の製作手順を示す図、 第２図は製作される量子細線のサイズを説明するための
図、 第３図は本発明の方法により、リソグラフィパターンの
揺らぎが消える機構を説明する模式図である。 ｌ・・・ＩｎＰ基板 ２・・・ＩｎＰｎシバ９
フフ ５・・・レジスト
Claims (1)
- １、半導体単一量子井戸構造もしくは多重量子井戸構造
に、電子ビームもしくは光リソグラフにより微細加工を
施して量子細線を製作する方法において、該量子井戸構
造の加工を結晶面方位依存性を有するエッチング液を用
いて行い、かつ逆メサ構造が出現する方位にリソグラフ
パターンを形成することにより、リソグラフパターンよ
り寸法が小さく、かつリソグラフパターンよりもサイズ
揺らぎの小さな細線を製作可能とする量子細線の製作方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31787389A JPH03180037A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 量子細線の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31787389A JPH03180037A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 量子細線の製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03180037A true JPH03180037A (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=18093013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31787389A Pending JPH03180037A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 量子細線の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03180037A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485498B1 (ko) * | 2002-11-29 | 2005-04-28 | 한국과학기술원 | 양자선 채널 ｆｅｔ의 양자선 제조 방법 |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP31787389A patent/JPH03180037A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485498B1 (ko) * | 2002-11-29 | 2005-04-28 | 한국과학기술원 | 양자선 채널 ｆｅｔ의 양자선 제조 방법 |
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