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微細パターンの形成方法及び半導体装置の製造方法

国内特許コード P07A010345
整理番号 H11005
掲載日 2007年10月11日
出願番号 特願平11-329838
公開番号 特開2001-148354
登録番号 特許第4608607号
出願日 平成11年11月19日(1999.11.19)
公開日 平成13年5月29日(2001.5.29)
登録日 平成22年10月22日(2010.10.22)
発明者
  • 谷脇 雅文
  • 新田 紀子
出願人
  • 高知県公立大学法人
発明の名称 微細パターンの形成方法及び半導体装置の製造方法
発明の概要 【課題】 簡単且つ安価に半導体表面に微細パターンを形成する。
【解決手段】 単結晶基板1を-50℃以下-273℃以上の低温に冷却する工程と、単結晶基板の表面に荷電粒子を1×1014cm-2以上5×1016cm-2以下のドーズ量にて、所定の加速電圧で注入する工程と、単結晶基板を室温に戻す工程とから少なくともなる。高価な電子ビーム露光装置やX線露光装置等を用いなくても、ナノメータレベルの微細構造を簡単に形成することが可能である。例えば、深さ250nm、直径約50nm、凹部2と凹部2とを隔てる壁の厚さが5nm程度の凹部2からなる微細構造を単結晶基板1の表面に簡単に作成出来る。
従来技術、競合技術の概要


現在半導体集積回路の集積化は進み、DRAM等の半導体メモリにおいては、ギガビットレベルの集積密度を有した構造が実現されつつある。ギガビットレベルの集積密度を有した半導体集積回路を製造するためには、半導体集積回路を構成する半導体素子の寸法は、サブクォーターミクロンから更に微細化されたナノメータレベルの微細寸法が要求されることとなる。また、このような微細加工技術の進歩に伴い、メゾ・スコピックからアトム・スコピックレベルの半導体素子も形成出来るようになり、熱電子放射を用いたトランジスタや、単電子の振る舞いを利用した半導体素子等の量子力学的設計を用いた種々の半導体装置の試作が開始されている。



更に、最近は光の波長オーダの周期構造をを持つ1次元、2次元、3次元の構造体を構成し、古典光学とは異なる量子光学的現象を得ようとするフォトニック結晶の議論もなされている。



従来、半導体表面に微細パターンを形成するためにはフォトリソグラフィー法により微細パターンのマスクを描画し、このマスクを利用して反応性イオンエッチング(RIE)法等により選択的にエッチングする等の高度且つ複雑な微細加工技術を必要としていた。しかし、微細パターンの寸法がナノメータレベル、即ち、光の波長以下になると、光では目的とする微細パターンを露光出来なくなる。このため光学的露光法に代わり、電子ビーム露光法やX線露光法が検討され、使用されつつある。

産業上の利用分野


本発明は化合物半導体表面にナノメータレベルの微細パターンを形成する方法、及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
単結晶基板に荷電粒子を注入して生成した格子間原子の移動度が、前記注入により生成された原子空孔の移動度よりも大きくなるように、前記単結晶基板を-50℃以下-273℃以上の低温に冷却する工程と、
前記単結晶基板の表面に前記荷電粒子を1×1014cm-2以上5×1016cm-2以下のドーズ量にて、所定の加速電圧で注入する工程と、
前記単結晶基板を室温に戻す工程
を含み、
前記単結晶基板の表面に、それぞれの直径が前記荷電粒子の射影飛程のオーダである複数の凹部からなる蜂の巣構造のパターンを形成することを特徴とする微細パターンの形成方法。

【請求項2】
単結晶基板の表面に所定の開口部を有するマスク材を形成する工程と、
前記単結晶基板に荷電粒子を注入して生成した格子間原子の移動度が、前記注入により生成された原子空孔の移動度よりも大きくなるように、前記単結晶基板を-50℃以下-273℃以上の低温に冷却する工程と、
前記マスク材の開口部を介して、前記単結晶基板の表面に前記荷電粒子を1×1014cm-2以上5×1016cm-2以下のドーズ量にて、所定の加速電圧で選択的に注入する工程と、
前記単結晶基板を室温に戻すことにより、前記単結晶基板の表面に、それぞれの直径が前記荷電粒子の射影飛程のオーダである複数の凹部からなる蜂の巣構造のパターンを形成する工程と、
前記複数の凹部の内部にそれぞれエピタキシャル成長する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1999329838thum.jpg
出願権利状態 登録
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