B - Operations – Transporting – 82 – B
Patent
B - Operations, Transporting
82
B
B82B 3/00 (2006.01) H01L 21/263 (2006.01) H01L 21/265 (2006.01) H01L 21/335 (2006.01) H01L 29/12 (2006.01)
Patent
CA 2392307
A process for controllably forming silicon nanostructures such as a silicon quantum wire array. A silicon surface is sputtered by a uniform flow of nitrogen molecular ions in an ultrahigh vacuum so as to form a periodic wave- like relief in which the throughs of said relief are level with the silicon- insulator border of the SOI material. The ion energy, the ion incidence angle to the surface of said material, the temperature of the silicon layer, the formation depth of the wave-like relief, the height of said wave-like relief and the ion penetration range into silicon are all determined on the basis of a selected wavelength of the wave-like relief in the range of 9 nm to 120 nm. A silicon nitride mask having pendant edges is used to define the area of the silicon surface on which the array is formed. Impurities are removed from the silicon surface within the mask window prior to sputtering. For the purpose of forming a silicon quantum wire array, the thickness of the SOI silicon layer is selected to be greater than the sum of said formation depth, said height and said ion penetration range, the fabrication of the silicon wires being controlled by a threshold value of a secondary ion emission signal from the SOI insulator. The nanostructure may be employed in optoelectronic and nanoelectronic devices such as a FET.
L'invention concerne un procédé permettant de former de manière contrôlée des nanostructures en silicium, tel qu'un réseau de fils quantiques en silicium. Une surface de silicium est vaporisée par un flux uniforme d'ions moléculaires d'azote sous vide extrêmement élevé, de façon à former un relief périodique du type vague, dans lequel les creux sont au même niveau que le bord de l'isolant en silicium de la matière SOI (isolant sur silicium). L'énergie ionique, l'angle d'incidence des ions à la surface de ladite matière, la température de la couche de silicium, la profondeur du relief de type vague, la hauteur dudit relief et la plage de pénétration des ions dans le silicium sont tous déterminés sur la base d'une longueur d'onde sélectionnée du relief comprise entre 9 nm et 120 nm. Un masque de nitrure de silicium comportant des bords suspendus est utilisé afin de déterminer la superficie de la surface de silicium sur laquelle le réseau est formé. Les impuretés sont éliminées de la surface de silicium dans la fenêtre du masque avant la vaporisation. Afin de former un réseau de fils quantiques en silicium, l'épaisseur de la couche de silicium SOI est sélectionnée de façon à être supérieure à la somme de la profondeur, de la hauteur et de la plage de pénétration des ions, la fabrication des fils de silicium étant commandée par une valeur seuil d'un signal d'émission ionique secondaire provenant de l'isolant SOI. La nanostructure peut être utilisée dans des dispositifs optoélectroniques et nanoélectroniques, tels qu'un transistor TEC.
Kibalov Dmitri S.
Smirnov Valery K.
LandOfFree
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