JPH0575105A - Quantum device manufacturing method - Google Patents

Quantum device manufacturing method

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Publication number
JPH0575105A
JPH0575105A JP3232804A JP23280491A JPH0575105A JP H0575105 A JPH0575105 A JP H0575105A JP 3232804 A JP3232804 A JP 3232804A JP 23280491 A JP23280491 A JP 23280491A JP H0575105 A JPH0575105 A JP H0575105A
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JP
Japan
Prior art keywords
quantum
manufacturing
quantum device
single crystal
silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP3232804A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Okada
健治 岡田
Yasuaki Terui
康明 照井
Juro Yasui
十郎 安井
Yoshihiko Hirai
義彦 平井
Masaaki Niwa
正昭 丹羽
Atsuo Wada
敦夫 和田
Tadashi Morimoto
廉 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3232804A priority Critical patent/JPH0575105A/en
Publication of JPH0575105A publication Critical patent/JPH0575105A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2つの量子細線及び絶縁膜を介してこれらに
挾まれた量子ドットよりなる量子素子の製造方法を提供
する。 【構成】 絶縁膜上に形成された単結晶シリコン基板上
のシリコン薄膜の所定の領域にイオンビームにより、酸
素イオンを注入することによりシリコン酸化物を形成す
る第1の工程と、シリコン薄膜を所定の形状にエッチン
グする第2の工程よりなる。 【効果】 上記構成の量子素子の形成時において、結晶
欠陥が非常に少なく、電子散乱の抑制された良好な素子
の作製が可能となる。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a method for manufacturing a quantum device comprising quantum dots sandwiched between two quantum wires and an insulating film. A first step of forming silicon oxide by implanting oxygen ions with an ion beam into a predetermined region of a silicon thin film on a single crystal silicon substrate formed on an insulating film, The second step of etching into the shape of [Effect] When the quantum device having the above-mentioned structure is formed, it is possible to manufacture a good device in which crystal defects are extremely small and electron scattering is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は量子素子の製造方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a quantum device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの進歩により、高
集積化、デザインルールの微細化が進んでいる。このよ
うな微細化の進行により、従来のトランジスタ構造とは
異なる、新たな素子構造の開発の必要性が高まってい
る。このような新規素子として量子効果を利用したデバ
イスが検討されてきている。(電子情報通信学会誌Vol.
72,No12,pp1387〜1391,1989年12月参照)量子効果を引
き起こすためには電子の波長程度のオーダーの寸法を持
つドットもしくは細線の形成技術、およびそれらを結合
し、回路を構成する技術の開発が必要とされる。
2. Description of the Related Art In recent years, the progress of semiconductor devices has led to higher integration and finer design rules. With the progress of such miniaturization, there is an increasing need to develop a new element structure different from the conventional transistor structure. Devices utilizing the quantum effect have been studied as such new devices. (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Vol.
72, No12, pp1387 to 1391, December 1989) In order to induce the quantum effect, there is a technique of forming dots or fine lines having dimensions on the order of the wavelength of electrons, and a technique of combining them to form a circuit. Development is needed.

【0003】本発明のような構造をもつ量子素子につい
ては現在提案されておらず、ここでは全く新しい構造の
量子素子を提案するものである。
A quantum device having a structure as in the present invention has not been proposed at present, but a quantum device having a completely new structure is proposed here.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は量子細線での
電子散乱の少ない量子素子を、容易に形成することので
きるできる製造方法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a manufacturing method capable of easily forming a quantum device having a small amount of electron scattering in a quantum wire.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の量子素子の製造
方法は、絶縁膜上に形成された単結晶シリコン基板上の
シリコン薄膜の所定の領域に収束イオンビームにより、
酸素イオンを注入することによりシリコン酸化物を形成
する第1の工程と、シリコン薄膜を所定の形状にエッチ
ングする第2の工程とを備えた量子素子の製造方法であ
る。
A method of manufacturing a quantum device according to the present invention comprises a focused ion beam on a predetermined region of a silicon thin film on a single crystal silicon substrate formed on an insulating film,
It is a method of manufacturing a quantum device including a first step of forming a silicon oxide by implanting oxygen ions and a second step of etching a silicon thin film into a predetermined shape.

【0006】[0006]

【作用】本発明は上記した構成によって結晶欠陥の非常
に少ない、絶縁膜厚さの制御性に優れた量子ドットおよ
び量子細線を形成することにより、良好な量子素子の作
製が可能となる。
According to the present invention, a favorable quantum device can be manufactured by forming a quantum dot and a quantum wire having very few crystal defects and excellent controllability of the insulating film thickness by the above-mentioned structure.

【0007】[0007]

【実施例】以下本発明の実施例の量子素子の製造方法に
ついて、図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a quantum device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の第1の実施例における量子
素子の製造方法を示すものである。図1において、1は
シリコン基板、2はシリコン酸化膜、3は単結晶シリコ
ン膜、4はイオンビーム、5はシリコン酸化物、6はレ
ジスト、7は量子細線、8は量子ドットである。以上の
ように構成された量子素子の製造方法について、以下そ
の作製フローについて説明する。
FIG. 1 shows a method of manufacturing a quantum device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a silicon substrate, 2 is a silicon oxide film, 3 is a single crystal silicon film, 4 is an ion beam, 5 is a silicon oxide, 6 is a resist, 7 is a quantum wire, and 8 is a quantum dot. The manufacturing flow of the method for manufacturing the quantum device configured as described above will be described below.

【0009】図1(a)においては、シリコン基板1上
に、シリコン酸化膜2、単結晶シリコン膜3上が形成さ
れている。図1(b)において、単結晶シリコン3の所定
の領域にイオンビーム4により酸素イオンを注入するこ
とにより、シリコン酸化物5を形成する。図1(c)は、
所定の領域をイオンビーム4により注入を行なった後の
断面図、図1(d)は上面図である。図1(e)において、レ
ジスト6を所定の形状に形成後、ドライエッチングによ
り単結晶シリコン膜3の所定の領域を除去する。図1
(f)において、レジスト6を除去することにより、量子
細線7および量子ドット8を得る。
In FIG. 1 (a), a silicon oxide film 2 and a single crystal silicon film 3 are formed on a silicon substrate 1. In FIG. 1B, a silicon oxide 5 is formed by implanting oxygen ions into a predetermined region of the single crystal silicon 3 with an ion beam 4. Figure 1 (c) shows
FIG. 1D is a top view showing a cross-sectional view after implanting a predetermined region with the ion beam 4. In FIG. 1E, after forming the resist 6 into a predetermined shape, a predetermined region of the single crystal silicon film 3 is removed by dry etching. Figure 1
In (f), the quantum wires 7 and the quantum dots 8 are obtained by removing the resist 6.

【0010】本実施例においては量子細線7および量子
ドット8とも結晶性に優れた単結晶シリコン膜3を使用
するため、得られる細線およびドットとも電子の散乱の
少ない、移動度に優れたものとなる。また、イオンビー
ム4によりシリコン酸化物5を形成するため、その膜厚
はビーム径に依存し、ビームを絞り込むことにより任意
の膜厚が得られる。
In the present embodiment, since the single crystal silicon film 3 having excellent crystallinity is used for both the quantum wires 7 and the quantum dots 8, both the obtained thin wires and dots have little electron scattering and excellent mobility. Become. Further, since the silicon oxide 5 is formed by the ion beam 4, its film thickness depends on the beam diameter, and an arbitrary film thickness can be obtained by narrowing the beam.

【0011】以上のように本実施例によれば、結晶欠陥
の非常に少ない、量子ドット間接続部を形成することに
より、電子散乱が少なく、トンネル厚さの制御性に優れ
た、量子素子の作製が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, by forming the quantum dot inter-connecting portion having very few crystal defects, a quantum element having less electron scattering and excellent controllability of the tunnel thickness can be obtained. It can be manufactured.

【0012】図2は本発明の第2の実施例における量子
素子の製造方法を示すものである。図2において、1は
シリコン基板、2はシリコン酸化膜、3は単結晶シリコ
ン膜、4はイオンビーム、5はシリコン酸化物、6はレ
ジスト、7は量子細線、8は量子ドットである。以上の
ように構成された量子素子の製造方法について、以下そ
の作製フローについて説明する。
FIG. 2 shows a method of manufacturing a quantum device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is a silicon substrate, 2 is a silicon oxide film, 3 is a single crystal silicon film, 4 is an ion beam, 5 is a silicon oxide, 6 is a resist, 7 is a quantum wire, and 8 is a quantum dot. The manufacturing flow of the method for manufacturing the quantum device configured as described above will be described below.

【0013】図2(a)においては、シリコン基板1上
に、シリコン酸化膜2、単結晶シリコン膜3上が形成さ
れている。図2(b)において、レジスト6を所定の形状
に形成後、ドライエッチングにより単結晶シリコン膜3
の所定の領域を除去する。図2(c)において、レジスト
6を除去し、量子細線7を得る。図2(d)において、量
子細線7の所定の領域にイオンビーム4により酸素イオ
ンを注入することにより、シリコン酸化物5を形成す
る。図2(e)において、量子細線7および量子ドット8
を得る。
In FIG. 2A, a silicon oxide film 2 and a single crystal silicon film 3 are formed on a silicon substrate 1. In FIG. 2B, after the resist 6 is formed into a predetermined shape, the single crystal silicon film 3 is dry-etched.
Remove a predetermined area of. In FIG. 2C, the resist 6 is removed and the quantum wire 7 is obtained. In FIG. 2D, the silicon oxide 5 is formed by implanting oxygen ions into the predetermined region of the quantum wire 7 with the ion beam 4. In FIG. 2 (e), the quantum wire 7 and the quantum dot 8
To get

【0014】本実施例においては量子細線7および量子
ドット8とも結晶性に優れた単結晶シリコン膜3を使用
するため、得られる細線およびドットとも電子の散乱の
少ない、移動度に優れたものとなる。また、イオンビー
ム4によりシリコン酸化物5を形成するため、その膜厚
はビーム径に依存し、ビームを絞り込むことにより任意
の膜厚が得られる。
In the present embodiment, since the single crystal silicon film 3 having excellent crystallinity is used for both the quantum wires 7 and the quantum dots 8, both the obtained thin wires and dots have low electron scattering and excellent mobility. Become. Further, since the silicon oxide 5 is formed by the ion beam 4, its film thickness depends on the beam diameter, and an arbitrary film thickness can be obtained by narrowing the beam.

【0015】以上のように本実施例によれば、結晶欠陥
の非常に少ない、量子ドット間接続部を形成することに
より、電子散乱が少なく、トンネル厚さの制御性に優れ
た、量子素子の作製が可能となる
As described above, according to the present embodiment, by forming the quantum dot connection portion having very few crystal defects, there is little electron scattering, and the controllability of the tunnel thickness is excellent. Can be manufactured

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように本発明は結晶欠陥の非常に
少なく電子散乱が少ない、量子素子の作製技術が得られ
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can provide a technique for producing a quantum device having very few crystal defects and little electron scattering.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における量子素子の製造
方法を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a method of manufacturing a quantum device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例における量子素子の製造
方法を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing a quantum device according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 シリコン酸化膜 3 単結晶シリコン膜 4 イオンビーム 5 シリコン酸化物 6 レジスト 7 量子細線 8 量子ドット 1 silicon substrate 2 silicon oxide film 3 single crystal silicon film 4 ion beam 5 silicon oxide 6 resist 7 quantum wire 8 quantum dot

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 義彦 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 丹羽 正昭 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 和田 敦夫 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 森本 廉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiko Hirai 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Masaaki Niwa, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Atsuo Wada 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) In Ren Morimoto, 1006 Kadoma, Kadoma City Osaka Prefecture

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁膜上に形成された単結晶シリコン基板
上のシリコン薄膜の所定の領域に収束イオンビームによ
り、酸素イオンを注入することによりシリコン酸化物を
形成する第1の工程と、シリコン薄膜を所定の形状にエ
ッチングする第2の工程よりなることを特徴とする量子
素子の製造方法。
1. A first step of forming silicon oxide by implanting oxygen ions by a focused ion beam into a predetermined region of a silicon thin film on a single crystal silicon substrate formed on an insulating film, and silicon. A method of manufacturing a quantum device, comprising a second step of etching a thin film into a predetermined shape.
【請求項2】絶縁膜上に形成された単結晶シリコン薄膜
を所定の形状にエッチングする第1の工程と、シリコン
薄膜の所定の領域に収束イオンビームにより、酸素イオ
ンを注入することによりシリコン酸化物を形成する第2
の工程よりなることを特徴とする量子素子の製造方法。
2. A first step of etching a single crystal silicon thin film formed on an insulating film into a predetermined shape, and a silicon oxide by injecting oxygen ions into a predetermined region of the silicon thin film by a focused ion beam. Second to form things
A method for manufacturing a quantum device, which comprises the steps of:
JP3232804A 1991-09-12 1991-09-12 Quantum device manufacturing method Pending JPH0575105A (en)

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JP (1) JPH0575105A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263720A (en) * 1994-03-25 1995-10-13 Agency Of Ind Science & Technol Electronic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263720A (en) * 1994-03-25 1995-10-13 Agency Of Ind Science & Technol Electronic device

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