JPH06188432A

JPH06188432A - 量子デバイスおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH06188432A
Application number: JP4336157A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ikutsu; 英夫生津; 庸夫 ▲高▼橋; Tsuneo Takahashi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-08

Abstract

(57)【要約】【目的】細線を容易に形成する。【構成】Ｓｉ酸化膜５上に形成された結晶性Ｓｉ細線
９、１０を細線間絶縁膜１１を介して上下に２段以上重
ねる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は２本の細線間の干渉効
果を利用した高速に動作する量子デバイスおよびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の量子デバイスを示す図で
ある。図に示すように、絶縁膜上に２本の細線１、２が
設けられており、細線１、２は極めて狭い空隙３を介し
て接近されている。

【０００３】この量子デバイスにおいては、２本の細線
１、２が極めて接近しているから、電子の波動性を利用
し、干渉あるいは相互作用させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような量子デバイ
スにおいては、２本の細線１、２の幅の制御と空隙３の
幅の制御とを行なう必要があり、合計３つの狭い幅を制
御しなければならないが、このような幅の制御を従来の
リソグラフィーに頼って行なうのは極めて困難である。

【０００５】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、容易に形成することができる量子デバイ
ス、その製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明においては、絶縁膜上に形成された結晶性
Ｓｉ層からなる細線を細線間絶縁膜を介して上下に２段
以上重ねる。

【０００７】また、絶縁膜上に形成された結晶性Ｓｉ層
からなる細線を上記細線の径より狭いＳｉ層を介して上
下に２段以上重ねる。

【０００８】また、単結晶Ｓｉ基板上に絶縁膜で囲まれ
た結晶性Ｓｉからなる細線を形成し、上記細線上に上記
絶縁膜を介してゲート電極を形成する。

【０００９】また、量子デバイスの製造方法において、
第１のＳｉ層の上層部分にｎ(＋)層を形成する工程と、
上記ｎ(＋)層の上に第２のＳｉ層を形成する工程と、上
記第２のＳｉ層、上記ｎ(＋)層、上記第１のＳｉ層を塩
素を含むガスプラズマでエッチングする工程とを行な
う。

【００１０】また、結晶性Ｓｉ層からなる細線をガスプ
ラズマを用いてエッチングする工程を有する量子デバイ
スの製造方法において、散乱塩素イオンを利用したテー
パエッチングを用いる。

【００１１】また、結晶性Ｓｉ層からなる細線をガスプ
ラズマを用いてエッチングする工程を有する量子デバイ
スの製造方法において、側面保護膜の有る無しを交互に
繰り返すエッチング工程の組み合わせにより断面がテー
パ形状のパターンを形成する。

【００１２】

【作用】この量子デバイス、その製造方法においては、
幅の制御をリソグラフィーに頼って行なう必要がない。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明に係る量子デバイスの製造方
法の説明図（断面図）である。まず、図１(ａ)に示すよ
うに、単結晶Ｓｉ基板４上にＳｉ酸化膜（ＳｉＯ₂膜）
５、単結晶Ｓｉ層６が形成されたＳＩＭＯＸ（Separati
on by IMplanted OXygen）基板の単結晶Ｓｉ層６の表面
を熱酸化し、ゲート酸化膜となるマスク膜７を形成し
（マスク膜７をＳｉＮ膜等によって形成してもよい）、
マスク膜７をエッチングマスクとし、後述する方法を用
いて単結晶Ｓｉ層６をエッチング加工し、中央部にくび
れを有する突出パターン２６を形成する。つぎに、図１
(ｂ)に示すように、洗浄工程を経て、突出パターン２６
の表面を熱酸化することにより、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ₂
膜）８を形成し、表面の安定化を施す。この場合、酸化
時間を長くしてＳｉ酸化膜８の膜厚を厚くすると、図１
(ｃ)に示すように、突出パターン２６は中央のくびれ部
が酸化され尽くされ、下層の単結晶Ｓｉ細線９と上層の
単結晶Ｓｉ細線１０とが分離される。図１(ｃ)に示す構
造では、単結晶Ｓｉ細線９、１０は薄い熱酸化膜からな
る細線間絶縁膜１１を介して接続されており、この細線
間絶縁膜１１が十分薄ければ、単結晶Ｓｉ細線９、１０
中のキャリアのトンネリングが可能になり、単結晶Ｓｉ
細線９、１０間の相互作用が生じる。ただし、単結晶Ｓ
ｉ層が完全に上下に分断されていない図１(ｂ)に示す構
造でも、上下の単結晶Ｓｉ細線９、１０をつなぐくびれ
部は細くなっているので、ここに形成されるサブバンド
エネルギーは最低エネルギーのサブバンドでも高くな
る。したがって、単結晶Ｓｉ細線９、１０間は単純に電
気的に短絡していることにはならず、相互に干渉、相互
作用できる程度に結合はしているが、エネルギー障壁で
分離された構造となっている。したがって、単結晶Ｓｉ
細線９、１０の両端に電気的な接続をとって、独立に電
圧に印加してキャリアを流すと、単結晶Ｓｉ細線９、１
０間の特定の電位差になると、一方の細線たとえば単結
晶Ｓｉ細線９から他方の単結晶Ｓｉ細線１０にキャリア
が移動する現象が現れる。また、その電位差をすぎると
キャリアの移動が減少するという、負性抵抗を示す特性
が得られる。また、単結晶Ｓｉ層６の厚さを１００ｎｍ
以下にすることは容易であり、さらに熱酸化により単結
晶Ｓｉ層６を薄くすることにより１０ｎｍ程度にまで薄
くすることができるから、単結晶Ｓｉ細線９、１０の線
径を極めて小さくすることができる。

【００１４】この量子デバイス、その製造方法において
は、幅の制御をリソグラフィーに頼って行なう必要がな
いから、単結晶Ｓｉ細線９、１０を容易に形成すること
ができる。

【００１５】さらに、図２に示すように、単結晶Ｓｉ細
線９、１０上にＣＶＤ法などによりポリＳｉ層（ポリＳ
ｉ層には膜形成中あるいは形成後に燐等の不純物を添加
し、抵抗を低くしておく。ポリＳｉ層の代わりに金属膜
等を用いることもできる。）を形成し、ポリＳｉ層が単
結晶Ｓｉ細線９、１０部上に残るようにパターン形成す
ることにより、ゲート電極１２を形成する。ここで、単
結晶Ｓｉ細線９、１０の線径を違えておくと、単結晶Ｓ
ｉ細線９、１０内にできるサブバンドのエネルギーレベ
ルは一致しないので、単結晶Ｓｉ細線９、１０間のキャ
リアの行き来は少ない。ここで、ゲート電極１２に印加
する電圧を調整すると、上下のサブバンドのエネルギー
レベルが一致して、相互にキャリアの行き来ができるよ
うになる。これを単純に実現するためには、図２に示す
ような構成で、単結晶Ｓｉ細線１０の線径を単結晶Ｓｉ
細線９の線径より大きくしておいて、ゲート電極１２に
反転層形成側の電圧を印加していくと、空乏層が周囲よ
り広がって行き、単結晶Ｓｉ細線９、１０の実効的な線
径が細まって行くが、単結晶Ｓｉ細線１０がゲート電極
１２で囲まれているので、空乏層の広がりが速いため、
あるゲート電圧で同じ実効径になる。このとき、サブバ
ンド構造が単結晶Ｓｉ細線９、１０間で一致し、キャリ
アの相互の行き来が生じる。初期の単結晶Ｓｉ細線９の
線径が単結晶Ｓｉ細線１０の線径より少し大きい場合に
は、ゲート電極１２に蓄積側の電圧を印加すればよい。
上記の説明では、上下２段の実効細線径が一致し、全て
のサブバンドエネルギーが一致した場合について示した
が、単結晶Ｓｉ細線９、１０の実効的な線径が異なる場
合でも、相互に一つづつのサブバンドエネルギーが一致
する条件が存在するので、必ずしも上記の条件にこだわ
る必要はない。

【００１６】つぎに、細線との電気的接続をとる方法に
ついて説明する。まず、図３(ａ)に示すように、単結晶
Ｓｉ層６をマスク膜７をマスクに逆テーパーエッチング
し、単結晶Ｓｉ細線１０となる部分を形成したところで
エッチングを中断する。つぎに、図３(ｂ)に示すよう
に、細線部となる領域の両側をレジストなどのマスク膜
１４で覆い、単結晶Ｓｉ層６のエッチングを順テーパー
エッチに切り替え、単結晶Ｓｉ層６をエッチングして、
突出パターン２６、単結晶Ｓｉ細線９となる部分にのみ
接続された接続部１３を形成する。つぎに、図３(ｃ)に
示すように、マスク膜１４を除去し、洗浄工程を経て熱
酸化する。このように、接続部１３は単結晶Ｓｉ細線９
にのみ接続されているから、単結晶Ｓｉ細線９との電気
的接続は接続部１３上でとればよい。また、単結晶Ｓｉ
細線１０との接続はたとえばマスク膜７をＳｉＮ膜とし
ておけば（ＳｉＯ₂膜とＳｉＮ膜との積層膜でもよ
い）、熱酸化の前に単結晶Ｓｉ細線１０と接続をとる領
域にＳｉＮ膜を残して酸化したのち、ＳｉＮ膜を除去す
れば、接続部１３上にはＳｉ酸化膜８が形成された状態
で、単結晶Ｓｉ細線１０上の接続領域のみＳｉ層を露出
させることができるので、単結晶Ｓｉ細線９、１０に対
して独立に接続がとれる。ここで、接続部１３上に選択
的にＳｉ酸化膜を残す手法として、図３(ａ)に示す状態
で熱酸化あるいはＣＶＤ法によりＳｉ酸化膜を形成して
おくこともできる。

【００１７】つぎに、細線との電気的接続をとる他の方
法について説明する。まず、図４(ａ)に示すように、Ｃ
ＶＤ法による膜形成とリソグラフィー、エッチングによ
るパターン形成を用いて、図３の例とは逆に細線を上下
に２本形成する側を薄いＳｉＮ膜２４、ＰＳＧ膜２３
（燐を添加したＳｉＯ₂膜、ＳｉＯ₂膜でもよい。次の工
程のイオン注入マスクとなる膜であるので、ＳｉＮ膜の
膜厚によっては、あるいはイオン注入をしなければ、必
ずしもこの膜が必要なわけではない）で覆う。つぎに、
単結晶Ｓｉ層６と同じ型を与える不純物を単結晶Ｓｉ層
６の一部にイオン注入し、イオン注入層２５を形成する
（これは接続部１３のみ高濃度に不純物を添加するため
に行なうもので、不純物濃度の高い単結晶Ｓｉ層を用い
ていれば、必ずしもこのイオン注入は必要ない）。つぎ
に、図４(ｂ)に示すように、ＰＳＧ膜２３を除去したの
ち、単結晶Ｓｉ層６を熱酸化し、接続部１３の上にＳｉ
酸化膜８を形成する。つぎに、図４(ｃ)に示すように、
ＳｉＮ膜２４を選択的に除去し、順テーパーエッチを行
なって、突出パターン２６を形成したのち、突出パター
ン２６を熱酸化する。

【００１８】この方法では、単結晶Ｓｉ細線１０や接続
部１３の電気的接続をとる領域に選択的に高濃度の不純
物の添加ができる点と、接続部１３と単結晶Ｓｉ細線１
０との接点となるくびれ部を単結晶Ｓｉ細線９、１０形
成部よりよけいに酸化することができるので、単結晶Ｓ
ｉ細線１０と接続部１３との分離をより完全に行なうこ
とができるという点とに特徴がある。

【００１９】つぎに、突出パターン２６の形成方法につ
いて述べる。

【００２０】Ｓｉを塩素ガスプラズマを用いてエッチン
グすると、砒素（Ａｓ）や燐（Ｐ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）などの不純物が高濃度に混入したＳｉ層（ｎ(＋)
層）ではアンダカット（横方向のエッチング）が生じ
る。これは、電気陰性度の大きな塩素原子は電子を多
く含む層に吸着しやすく、ＰやＡｓが容易に引き抜か
れて形成されるダングリングボンドによりエッチング反
応が加速する、ことが原因である。これを利用し、アン
ダカットを入れたい部分をｎ(＋)層にすることにより、
突出パターン２６を形成することができる。

【００２１】図５はこれを利用した量子デバイスの製造
方法の説明図である。まず、図５(ａ)に示すように、単
結晶Ｓｉ基板４上の単結晶Ｓｉ層６下にＳｉ酸化膜５を
形成する。つぎに、図５(ｂ)に示すように、単結晶Ｓｉ
層６の上層にＰ、Ａｓ等を混入してｎ(＋)層１７を形成
する。ここで、Ｐ、Ａｓの混入方法は、Ｐ、Ａｓ入りＳ
ＯＧ等を用いた熱拡散法、イオン打ち込み法等を用いれ
ばよい。つぎに、ＭＢＥ法等によりこのｎ(＋)層１７上
に単結晶Ｓｉ層１６をエピタキシャル形成する。つぎ
に、図５(ｃ)に示すように、レジストやＳｉＯ₂からな
るエッチングマスクパターン１５を公知の露光、エッチ
ング法により形成したのち、エッチングマスクパターン
１５をマスクに含塩素ガスプラズマでエッチングを施
し、くぼみのある突出パターン２６を形成する。つぎ
に、図５(ｄ)に示すように、突出パターン２６を酸化す
る。

【００２２】より具体的には、次のようにする。すなわ
ち、まず単結晶Ｓｉ基板４上に１８０ｋＶ、４×１０¹⁷
Ｏ(＋)イオン／ｃｍ²のドーズ量で酸素イオンを打ち込
み、１３５０℃、４時間、アルゴン、酸素混合雰囲気下
でアニールを施し、単結晶Ｓｉ層６の下にＳｉ酸化膜５
を形成する。この時、単結晶Ｓｉ層６の厚さは５０ｎｍ
となる。こののち、Ｓｂ入り塗布ガラス（ＳＯＧ）を塗
布し、アニールして、単結晶Ｓｉ層６の上層部２０ｎｍ
にＳｂを導入して、ｎ(＋)層１７を形成する。つぎに、
塗布ガラスを稀フッ酸で除去したのち、ＭＢＥ法により
単結晶Ｓｉ層１６を３０ｎｍの膜厚にエピタキシャル成
長させる。つぎに、ＥＣＲ−ＣＶＤ法により３０ｎｍ厚
の低温ＳｉＯ₂膜を形成し、公知の電子線リソグラフィ
により低温ＳｉＯ₂層上に３０ｎｍ幅のレジストパター
ンを形成する。つぎに、ＣＨＦ₃のガスプラズマによる
反応性イオンエッチングによりレジストパターンをマス
クに低温ＳｉＯ₂膜をエッチングすることにより、エッ
チングマスクパターン１５を形成する。つぎに、レジス
トを灰化したのち、ＳｉＣｌ₄／Ｃｌ₂混合ガスプラズマ
により単結晶Ｓｉ層１６、ｎ(＋)層１７、単結晶Ｓｉ層
６をエッチングする。この場合、ｎ(＋)層１７にくぼみ
が生じ、突出パターン２６が形成される。つぎに、突出
パターン２６を１０ｎｍ厚に酸化する。

【００２３】なお、上記実施例では、低温ＳｉＯ₂膜か
らなるエッチングマスクパターン１５を用いたが、これ
に限定されるものではないことは勿論である。また、ガ
ス種等のエッチング条件についてもこれに限定されるも
のではなく、要はこの発明の効果を上げることができる
ものであればどの条件でも適用できるものである。

【００２４】また、ｎ(＋)層を形成する方法では、ＳＩ
ＭＯＸ基板を使用しないで単体Ｓｉ量子細線を形成する
ことができる。すなわち、まず図６(ａ)に示すように、
単結晶Ｓｉ基板４上にｎ(＋)層１７を形成し、ＭＢＥ法
等によりｎ(＋)層１７上に単結晶Ｓｉ層１６をエピタキ
シャル形成し、エッチングマスクパターン１５を形成す
る。つぎに、図６(ｂ)に示すように、エッチングマスク
パターン１５をマスクに含塩素ガスプラズマでエッチン
グを施す。つぎに、図６(ｃ)に示すように、熱酸化する
ことにより、Ｓｉ酸化膜１９で覆われた単結晶Ｓｉ細線
１８を形成する。この場合、アンダカットによるくぼみ
２０があるため、単結晶Ｓｉ基板４と単結晶Ｓｉ細線１
８とを容易に分離することができる。

【００２５】第二の突出パターン２６の形成方法とし
て、散乱塩素イオンを利用する方法がある。すなわち、
含塩素ガスプラズマでＳｉをエッチングすると、エッチ
ング条件により特異なアンダカットが生じる。たとえ
ば、１０Ｐａ以上の圧力下でエッチングを施した場合な
どである。これは、塩素とＳｉとの反応にはある程度の
エネルギーが必要であるとともに、エッチングに必要な
エネルギーを有した塩素イオンが散乱するために生じ
る。

【００２６】図７はこれを利用した量子デバイスの製造
方法の説明図である。まず、図７(ａ)に示すように、単
結晶Ｓｉ基板４上の単結晶Ｓｉ層６下にＳｉ酸化膜５を
形成したのち、エッチングマスク１５を形成する。つぎ
に、基板をエッチング装置内に導入し、含塩素ガスプラ
ズマによる反応性イオンエッチング法で２０Ｐａ下でエ
ッチングを行ない、図７(ｂ)に示すように、くびれのあ
る突出パターン２６を形成する。つぎに、突出パターン
２６を酸化する。

【００２７】より具体的には、次のようにする。すなわ
ち、図５で説明した方法と同様に単結晶Ｓｉ層６の下に
Ｓｉ酸化膜５を形成する。この場合、単結晶Ｓｉ層６の
膜厚を１００ｎｍとする。つぎに、図５で説明した方法
と同様に低温ＳｉＯ₂膜からなるエッチングマスクパタ
ーン１５を形成する。つぎに、ＢＣｌ₃／Ｃｌ₂の混合ガ
スプラズマからなる反応性イオンエッチング法により２
０Ｐａ下で単結晶Ｓｉ層６をエッチングし、突出パター
ン２６を形成する。つぎに、突出パターン２６を酸化す
る。

【００２８】第三の突出パターン２６の形成方法とし
て、側面を保護しながらエッチングし、突出パターン２
６を形成することが上げられる。

【００２９】図８はこれを利用した量子デバイスの製造
方法の説明図である。まず、図８(ａ)に示すように、Ｓ
ｉ酸化膜５上の単結晶Ｓｉ層６にエッチングマスクパタ
ーン１５を形成する。つぎに、図８(ｂ)に示すように、
第一ステップとして垂直加工を施し、同時もしくは別途
に側面保護膜２１を形成する。ここで、垂直加工はＳｉ
Ｃｌ₄と塩素との混合ガスプラズマで行なうことができ
る。また、側面保護膜２１としては、プラズマ重合膜で
もよいし、Ｓｉを酸化してなる酸化膜でもよい。つぎ
に、図８(ｃ)に示すように、アンダカットが入りやすい
条件でエッチングを施し、くぼみ２０を形成する。この
くぼみ２０の形成は、塩素プラズマやＣＦ₄プラズマで
行なえばよい。つぎに、図８(ｄ)に示すように、第一ス
テップと同様に垂直エッチングして、くぼみのある突出
パターン２６を形成する。つぎに、突出パターン２６を
酸化する。

【００３０】より具体的には、次のようにする。すなわ
ち、図５で説明した方法と同様に単結晶Ｓｉ層６の下に
Ｓｉ酸化膜５を形成する。この場合、単結晶Ｓｉ層の膜
厚を１００ｎｍとする。つぎに、図５で説明した方法と
同様に低温ＳｉＯ₂膜からなるエッチングマスクパター
ン１５を形成する。つぎに、ＳｉＣｌ₄／Ｃｌ₂の混合ガ
スプラズマからなる反応性イオンエッチング法により単
結晶Ｓｉ層６をエッチングし、酸素プラズマでエッチン
グしたＳｉ層パターン側面を酸化することにより、側面
保護膜２１を形成する。つぎに、Ｃｌ₂プラズマで単結
晶Ｓｉ層６をエッチングしてくぼみ２０を形成する。つ
ぎに、ＳｉＣｌ₄／Ｃｌ₂の混合ガスプラズマからなる反
応性イオンエッチング法により単結晶Ｓｉ層６をＳｉ酸
化膜５までエッチングして、突出パターン２６を形成す
る。つぎに、突出パターン２６を酸化する。

【００３１】上記の実施例は２量子細線を干渉させる量
子デバイスとその製造方法について述べたが、上記製造
方法を応用し、単一の細線を形成し、これを用いた量子
デバイスを製造することもできる。すなわち、上記実施
例で説明したように、単結晶Ｓｉ基板を用い、Ｓｉ細線
パターン下にくびれを入れる加工を行なうことによって
細線を形成すれば、ＳＩＭＯＸ基板等のＳｉ酸化層上に
単結晶Ｓｉ層が形成されている基板を用いなくとも、容
易に単一細線を形成することができる。

【００３２】図９はこのような量子デバイスを示す断面
図、図１０は図９に示した量子デバイスを示す平面図で
ある。まず、図６で説明した加工方法を用いて、単結晶
Ｓｉ基板４上にＳｉ酸化膜１９で囲まれた単結晶Ｓｉ細
線１８を形成する。さらに、図２で説明した方法と同様
の方法でポリＳｉ層等の導電性膜からなりかつ単結晶Ｓ
ｉ細線１８と交差するゲート電極２２を形成する。この
構成で、単結晶Ｓｉ細線１８の太さを十分細くすれば、
単結晶Ｓｉ細線１８内にはサブバンドが形成される。こ
こで、ゲート電極２２に電圧を印加すると、実効的な細
線径が変わる（反転層形成側に印加すると実効細線径が
細くなる）。たとえば、ゲート電圧を印加して実効細線
径を細めると、単結晶Ｓｉ細線１８部分のサブバンドの
エネルギーが上昇し、ゲート電極２２下部とゲート電極
２２の無い細線部の境界でバンドの不連続が生じ、キャ
リアが通り抜けられなくなる。ここで、ゲート電圧を下
げあるいは高めて次のサブバンドが一致すると、キャリ
アが通り抜けれるようになる。このような方法で、単結
晶Ｓｉ細線１８を流れる電流をゲート電圧で制御するこ
とができ、わずかなゲート電位の変化でサブバンドのエ
ネルギーレベルを変化させることができるので、高速な
電流制御ができる。

【００３３】また、この構成でゲート電極２２の幅を狭
めると、サブバンドエネルギーが一致しないときには見
かけ上キャパシタが形成された構成になり、トンネル電
流が流れるが、細線径が十分細いと、電子１個のトンネ
ルが生じることによるキャパシタのエネルギー変化が大
きくなり、トンネルが生じるための電位条件に制限が加
わり、電流に非線形が生じるので、これを利用してデバ
イスとして用いることもできる。

【００３４】なお、上述実施例においては、細線を２段
重ねた場合について説明したが、細線を３段以上重ねて
もよい。また、上述実施例においては、ＳＩＭＯＸ基板
を用いたが、ＳＯＳ（シリコンオキサファイヤ）基板、
ウェハはりつけによるもの、ラテラルエピタキシャルに
よるものなどを用いることができる。また、上述実施例
においては、マスク膜７をエッチングマスクとして突出
パターン２６を形成し、突出パターン２６の表面を熱酸
化することにより、Ｓｉ酸化膜８を形成したが、突出パ
ターン２６を形成したのち、マスク膜７を除去し、突出
パターン２６の上部をも熱酸化してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る量
子デバイス、その製造方法においては、幅の制御をリソ
グラフィーに頼って行なう必要がないから、細線を容易
に形成することができる。このように、この発明の効果
は顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る量子デバイスの製造方法の説明
図である。

【図２】この発明に係る量子デバイスを示す図である。

【図３】この発明に係る量子デバイスの製造方法の説明
図である。

【図４】この発明に係る量子デバイスの製造方法の説明
図である。

【図５】この発明に係る量子デバイスの製造方法の説明
図である。

【図６】この発明に係る量子デバイスの製造方法の説明
図である。

【図７】この発明に係る量子デバイスの製造方法の説明
図である。

【図８】この発明に係る量子デバイスの製造方法の説明
図である。

【図９】この発明に係る量子デバイスを示す断面図であ
る。

【図１０】図９に示した量子デバイスを示す平面図であ
る。

【図１１】従来の量子デバイスを示す図である。

【符号の説明】

５…Ｓｉ酸化膜６…単結晶Ｓｉ層９…単結晶Ｓｉ細線１０…単結晶Ｓｉ細線１１…細線間絶縁膜１２…ゲート電極１６…単結晶Ｓｉ層１７…ｎ(＋)層１８…単結晶Ｓｉ細線２２…ゲート電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁膜上に形成された結晶性Ｓｉ層からな
る細線を細線間絶縁膜を介して上下に２段以上重ねた構
造を有していることを特徴とする量子デバイス。
【請求項２】絶縁膜上に形成された結晶性Ｓｉ層からな
る細線を上記細線の径より狭いＳｉ層を介して上下に２
段以上重ねた構造を有していることを特徴とする量子デ
バイス。
【請求項３】単結晶Ｓｉ基板上に絶縁膜で囲まれた結晶
性Ｓｉからなる細線を形成し、上記細線上に上記絶縁膜
を介してゲート電極を形成した構造を有していることを
特徴とする量子デバイス。
【請求項４】第１のＳｉ層の上層部分にｎ(＋)層を形成
する工程と、上記ｎ(＋)層の上に第２のＳｉ層を形成す
る工程と、上記第２のＳｉ層、上記ｎ(＋)層、上記第１
のＳｉ層を塩素を含むガスプラズマでエッチングする工
程とを含むことを特徴とする量子デバイスの製造方法。
【請求項５】結晶性Ｓｉ層からなる細線をガスプラズマ
を用いてエッチングする工程を有する量子デバイスの製
造方法において、散乱塩素イオンを利用したテーパエッ
チングを用いることを特徴とする量子デバイスの製造方
法。
【請求項６】結晶性Ｓｉ層からなる細線をガスプラズマ
を用いてエッチングする工程を有する量子デバイスの製
造方法において、側面保護膜の有る無しを交互に繰り返
すエッチング工程の組み合わせにより断面がテーパ形状
のパターンを形成することを特徴とする量子デバイスの
製造方法。