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ナノメートルサイズの微細孔(ナノボア)は、近年高性能DNAシーケンサ開発の際に重要な要素として注目されている。本研究では、CVD法によるSiC/Si(100)へテロエピタキシャル成長を利用したSOI基板上への新しいナノボア形成法を目指している。本年度は貫通ナノボアの形成ついて、基板裏面の異方性エッチングによる単結晶薄膜Si層の形成と、薄膜Si層上へのピット導入によるナノボア形成を行った。単結晶薄膜Si層の形成には、シリコンナイトライド薄膜を保護層として有するSIMOX(100)および熱酸化膜を形成した貼り合わせSOI(100)基板を用いた。シリコンナイトライド薄膜は、裏面のSi基板をTMAH溶液にてエッチングの途中で除去され、表面Si層がエッチングされることが問題となった。熱酸化膜を0.7μM程度に厚膜化することにより、長時間のエッチングが可能であることがわかった。貼り合わせSOI(100)基板の裏面にパターンニングおよびエッチングを施し、単結晶薄膜Si層を形成した試料について、CVD法により直接ピットを導入する直接的方法とピット導入後に埋め込み酸化膜層をバッファードフッ酸により除去する間接的方法を試みた。いずれの方法にてもピット形成を確認できたが、直接的方法ではポア径が数100nmであり、{111}ファセットが消失することがわかった。一方間接的方法では20nm程度のナノボアが形成されることがわかった。これはSiC成長時に発生する薄膜Si層からのSi原子の外方拡散について、{111}ピットが薄膜層を貫通した後は、直接的方法では外方拡散が継続してボアが粗大化するのに対し、間接的方法では埋め込み酸化膜層が存在するため、外方拡散が抑制されたと考えられる。
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