極微細構造GaInAs/InPデバイス作製技術に関する研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850077
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 古屋 一仁 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40092572)
• 研究分担者: 宮本 恭幸 東京工業大学, 工学部, 助手 (40209953) ; 浅田 雅洋 東京工業大学, 工学部, 助教授 (30167887) ; 荒井 滋久 東京工業大学, 工学部, 助教授 (30151137)
• キーワード: 電子の波動性 / 量子サイズ / 電子波長 / 有機金属気相成長 / 電子ビーム露光法 / ドライエッチング / ウェットケミカルエッチング

研究概要

電子の波動性を用いた新しい原理の超高速トランジスタ等、量子サイズ効果をもちいる新デバイス実現を目指し、電子の波長程度の寸法の極微細構造を、層厚方向のみならず、平面方向に於いても半導体内部に形成する技術を確立することを目的として研究を行い、初年度、63年度には以下の結果を得た。
1.急峻なヘテロ界面形成を目指し有機金属気相成長の条件最適化を行った。その結果、約10nmのGaInAs/InP極薄膜多層構造を成長し、狭い半値幅のフォトルミネッセンス特性、X線サテライトピーク、そして量子準位に対応する吸収スペクトルを観測し、成長薄膜結晶の特性が極めて良好なことを確認し、還移層厚1nm以下の急峻なヘテロ界面を達成した。
2.現有の電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム露光法の研究を行い、特に近接効果の影響を明らかにし、レジスト薄膜化等、露光条件の最適化を行うことによって、1np基板上に周期50nmで300周期の極微細レジストパターン描画を達成した。
3.上記の極微細周期レジストパターンを、我々が独自に開発した2段階ウェットケミカルエッチング法により半導体に転写し、周期70nm、幅35nm、深さ100nm、20周期の極微細周期構造を達成した。
4.さらにエッチングの微細化法を探求するためにドライエッチング法について研究を行い、超高精度エッチング装置を設計し組立を行った。
以上、層厚および平面方向で電子波長程度の極微細構造を形成する技術の基礎を築いた。特に半導体への微細パターン転写では損傷およびアンダーカットの殆どない加工ができており、今後、研究を継続することにより、デバイス応用可能な極微細構造を半導体中に形成できる見通しを得た。

研究成果

• [文献書誌] K.Furuya: IEEE Journal of Quantum Electronics. 24. 1652-1658 (1988)
• [文献書誌] K.Furuya: The Trausactions of The IEICE. E71. 286-288 (1988)
• [文献書誌] K.Furuya: Journal of Vacuum Science and Technology. B6. 1845-1848 (1988)
• [文献書誌] P.Dast'e: Journal of Crystal Growth. 93. 365-369 (1988)
• [文献書誌] Y.Miyamoto: Journal of Crystal Growth. 93. 353-358 (1988)
• [文献書誌] K.Furuya: Japanese Journal of Applied Physics. 28. 303-304 (1989)
• [文献書誌] E.Inamura: Electronics Letters. 25. 238-240 (1989)
• [文献書誌] K.Furuya: The 32nd International Symposium on Electron,Ion,and Photon Beaws,1988,May31-June3,Florida. G7. (1988)
• [文献書誌] K.Furuya: Second Optoelectronics Conference(OEC'88)Technical Digest,Oct,1988,Tokyo. 184-185 (1988)
• [文献書誌] K.Furuya: Abstract of US-Japan Seminar on Alloy Semiconductor Physics and Electronics,Oct.Hawaii. (1988)
• [文献書誌] 古屋一仁: 電子情報通信学会電子デバイス研究会技術研究報告. 88. 39-46 (1988)
• [文献書誌] 木下聡: 東京工業大学超高速エレクトロニクス第2回研究報告会. 52-55
• [文献書誌] 栗島賢二: 平成元年春季応用物理学会学術講演会. (1989)
• [文献書誌] 上坂勝己: 平成元年春季応用物理学会学術講演会. (1989)
• [文献書誌] 稲村悦子: 平成元年春季応用物理学会学術講演会. (1989)
• [文献書誌] 古屋一仁: 平成元年電子情報通信学会全国大学. (1989)