支援を支える極微細パターン構造作製技術/デバイス応用経験
極微細パターン形成技術
電子ビーム露光法により、微細な任意パターンを形成します。解像度を最優先した場合には、25nm周期(12.5nmのライン&スペース)のレジストパターンの描画が可能です。これは我々の知る限り、高分子構造を用いたレジストパターンとしては世界最小周期です。また、パターン転写など考慮し、アスペクト比（レジストパターンの高さ対横幅比）優先では、50nm周期(25nmのライン&スペース)のレジストパターンで、アスペクト比2以上のパターンが作製可能です。
周期25nmのカリックスアレーン・レジストパターン	周期50nmでのアスペクト比2以上のレジストパターン
成膜/ｴｯﾁﾝｸﾞによるﾊﾟﾀｰﾝ転写技術
作製した極微細パターンを、転写する為の技術も供給します。先に示した25nm周期レジストパターンの場合は、ウェットエッチングの選択性を駆使することで、InPの矩型パターンに転写しています。50nm周期レジストパターンでは、金属の蒸着と組み合わせることで、アスペクト比約1の微細金属周期構造を形成できます。シリコン酸化膜やGaInAs/InP構造では、ドライエッチングによる転写も可能であり、GaInAs/InP量子細線構造に向けたパターンでは80nm周期で、高い垂直性を持ったエッチング断面が得られています。多層レジストによるFET等のためのTゲート構造も作成可能です。
周期25nmのInP周期構造の断面像	ライン&スペース25nm/高さ26nmの微細電極構造
ドライエッチングで形成した幅27nm、高さ約150nmのGaInAs/InP構造の断面像	多層レジストにより作製したフット幅70nmのT-ゲート構造
多重微細電子線露光による複雑な3次元構造の形成
さらに、微細パターンを一回行うだけでなく、多数回繰り返すことで、任意の形状を持つ3次元ナノ構造の形成が可能です。半導体の極微細構造形成においては、埋込み再成長を行うことで量子細線構造などの形成が可能です。多数回の極微細露光を繰り返す場合、相互の位置合わせが必要となります。電子ビーム露光での位置合わせの為のマーク等に関しては、結晶成長を間に挟んでも形状劣化しない構造に関する米国特許を有する等、様々な経験を有しています。
幅12nm高さ12nmのInP微細構造をGaInAs半導体中に埋込んだ構造の断面像	100nm 高さ100nmのタングステン金属細線をInP半導体で埋め込んだ構造の断面像	幅18nmのGaInAs/InP量子細線構造を4層重ねた構造の断面像。周期は80nm
半導体レーザへの応用技術を基にした構造作製/アドバイス
微細構造を実際に半導体レーザへ応用した例として、活性部の数十nm周期構造により効率等の特性改善が行える量子細線レーザや半導体を深くエッチングした周期構造をミラーとすることでの単一モードレーザの実現等を行ってきました。電流注入による室温でのレーザ発振動作を確認しており、量子細線レーザでは量子効果による波長シフトも確認しています。これらの光通信用光デバイスの中核である半導体レーザへの応用を元に光デバイス関係への幅広いアドバイスを含む作製支援が可能です。
量子細線レーザと量子薄膜レーザの発振特性の比較　電流-光出力特性（左）と発振スペクトル（右）	半導体を深くエッチングした周期構造をミラーとしたレーザ構造
電子デバイスへの応用技術を基にした構造作製/アドバイス
微細構造を実際に電子デバイスへ応用した例として、半導体中の電子を波としてとらえる為の複雑な微細構造の形成、世界最小幅のヘテロ接合バイポーラトランジスタの作製、微細な金属細線を埋め込むことで世界最小のベースコレクタ総容量を持つヘテロ接合バイポーラトランジスタの作製、ゲート幅25nmのショットキーMOSFET構造や、チャネル幅12nmの縦型InGaAs MOSFET、100nm程度の窓内に結晶成長した共鳴トンネル構造ダイオード、シングルエレクトロントランジスタなど、様々な応用を試みています。全てのトランジスタ/ダイオードで既に電圧-電流特性を行っており、ヘテロ接合バイポーラトランジスタでは高周波特性も確認しております。これらの電子デバイスへの応用を元にアドバイスを含む広い範囲の作製支援が可能です。
電子波を捕まえる為の周期80nm微細電極構造	エミッタ幅0.3mmを持つ金属細線を埋込HBTのSEM観察像	ゲート幅25nmのショットキーMOSFET構造の断面TEM像
支援に用いる装置
日本電子製電子ビーム露光装置がメインです。詳細はFAQ よくある質問とその回答集をご覧ください。それ以外にも半導体レーザダイオード、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ、共鳴トンネルダイオードなどの作製実績があるInP系横型減圧有機金属気相成長装置（日本酸素製HR-3246）など様々な装置が有ります。詳細は装置一覧をごらんください。	電子ビーム露光装置　 （日本電子製　JBX-6300）
有機金属気相成長装置　 (日本酸素製　HR3246)	ロードロックチャンバ付き6連子銃蒸着器 （エイコーエンジニアリング製）	高解像度走査型電子顕微鏡 （日立製作所製S-5200）