(57)【要約】【課題】回路構成部材などの微小部材の新規な製造方法を提供する。【解決手段】まず、基板２１（基材）上に酸化マグネシウム層２２（金属酸化物層）を形成する。次に、酸化マグネシウム層２２上に、トランジスタ１０（微小部材）を形成する。次に、エッチング液を用いて酸化マグネシウム層２２を除去することによって、複数のトランジスタ１０を、基板２１から分離するとともにトランジスタ１０ごとに分離する。【選択図】図２
2008124323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）基材上に金属酸化物層を形成する工程と、
（ii）前記金属酸化物層上に複数の微小部材を形成する工程と、
（iii）エッチング液を用いて前記金属酸化物層を除去することによって、前記複数の微小部材を、前記基材から分離するとともに部材ごとに分離する工程と、を含む微小部材の製造方法。
【請求項２】
前記金属酸化物層が、酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１つの酸化物からなる請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記微小部材が素子チップである請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記微小部材が、ナノワイヤおよびナノチューブのいずれかである請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記微小部材がナノワイヤであり、
前記（ii）の工程は、
（ii−１）前記金属酸化物層上に、前記ナノワイヤの成長の触媒金属を配置する工程と、
（ii−２）前記触媒金属から前記ナノワイヤを成長させる工程と、を含む請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項６】
前記（ｉ）の工程において、表面に凹凸を有する前記金属酸化物層を形成する請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記金属酸化物層の凹凸の大きさが、１０〜２００ナノメートルの範囲にある請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記金属酸化物層が、前記基材の表面に立ち並んだ柱状粒子によって構成されている請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記（ii−１）の工程は、
（ii−１ａ）前記金属酸化物層上に、前記触媒金属の膜を形成する工程と、
（ii−１ｂ）前記触媒金属の前記膜を熱処理する工程と、を含む請求項５〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記ナノワイヤが、シリコンナノワイヤ、ゲルマニウムナノワイヤおよびシリコン−ゲルマニウムナノワイヤのいずれかである請求項５〜９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記金属酸化物層が酸化マグネシウム層であり、
前記エッチング液のｐＨが、４以下または１０以上である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化につれて、その電子回路を構成する部材も小型化している。現在、電子回路を構成する微小な素子または微小な部材を個別に作製し、それらの回路構成部材を用いて基板上で回路を構成する方法について、検討が進められている。そのような回路構成部材には、カーボンナノチューブや半導体ナノワイヤなどが含まれる。また、そのような回路構成部材には、素子ごとに分離された微小なトランジスタが含まれる。たとえば、薄型ディスプレイでは、微小なトランジスタを作製し、これをガラス基板上に配置する方法が提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２および非特許文献１参照）。
【０００３】
微小なトランジスタは、ウェハ上に複数のトランジスタを形成したのち、それらを素子ごとに分離することによって形成できる。また、トランジスタに限らず、基板上に複数の光学素子を形成したのち、それらを素子ごとに分離する方法も提案されている（特許文献３参照）。この方法では、基板上にニッケル層を形成し、その上に複数の光学素子を形成する。その後、ニッケル層を除去することによって、光学素子を形成する。
【０００４】
上記方法におけるニッケル層のように、その層を除去することによって素子が分離される層は、犠牲層と呼ばれる。従来、犠牲層には、金属薄膜や酸化シリコン膜などが用いられてきた。
【０００５】
しかし、犠牲層に金属薄膜を用いる場合、プロセスの温度に制約があり、高温（たとえば５００℃以上や１０００℃以上）でのプロセスを行うことができないという問題があった。また、犠牲層に酸化シリコン膜を用いる場合には、フッ酸などの強酸で酸化シリコン膜を除去する必要があり、回路構成部材の一部が損傷する場合があるという問題があった。
【０００６】
一方、ナノワイヤの製造方法として、たとえば、ナノワイヤが無数に成長した基板を液体中に浸漬させ、超音波を用いて基板から分離する方法が提案されている（非特許文献３参照）。しかし、この方法では、ナノワイヤを基板から機械的に分離するため、ナノワイヤが途中で折れることが多いという問題があった。
【０００７】
また、ナノワイヤの製造方法として、塩化ナトリウムの単結晶基板上にナノワイヤを成長させた後、基板を溶解させることによってナノワイヤを個別に分離するという方法が提案されている（特許文献４参照）。この方法に類似の方法として、金属基板上にナノワイヤを成長させたのち、金属基板を溶解させることによってナノワイヤを個別に分離するという方法も提案されている（特許文献４参照）。また、基板上に成長させたゲルマニウムワイヤ上に、さらにシリコンナノワイヤを成長させたのち、ゲルマニウムナノワイヤを選択的にエッチングすることによってシリコンナノワイヤを分離する方法も提案されている（特許文献５参照）。
【特許文献１】米国特許第６４１７０２５号明細書
【特許文献２】特開２００３−５２１２号公報
【特許文献３】特公平８−２７４０８号公報
【特許文献４】特開２００２−１４１６３３号公報
【特許文献５】米国公開特許２００４−０００５７２３号
【非特許文献１】インフォメーションディスプレイ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ｐ１２〜１６、１９９９年
【非特許文献２】Ｄ．  Ｗａｎｇ，  ｅｔ  ａｌ．，“Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ  ｎａｎｏｗｉｒｅ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｗｉｔｈ  ＳｉＯ2  ａｎｄ  ｈｉｇｈ−ｋ  ＨｆＯ2  ｇａｔｅ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ”，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．、Ｖｏｌ．８３、ｐｐ．２４３２、２００３年
【非特許文献３】Ｍ．Ｒａｄｏｓａｖｌｊｅｖｉｃ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｉｎ  ｂｏｒｏｎ  ｎｉｔｒｉｄｅ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ”，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．、Ｖｏｌ．８２、ｐｐ．４１３１、２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、塩化ナトリウムの単結晶基板を用いる方法は、塩化ナトリウムの単結晶基板が高価であるため製造コストが高くなるという問題があった。また、金属基板を用いる方法は、基板のエッチングに時間がかかるという問題や、プロセスの温度に制約があるという問題があった。
【０００９】
このような状況において、本発明は、微小部材の新規な製造方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、微小部材を製造するための本発明の方法は、（ｉ）基材上に金属酸化物層を形成する工程と、（ii）前記金属酸化物層上に複数の微小部材を形成する工程と、（iii）エッチング液を用いて前記金属酸化物層を除去することによって、前記複数の微小部材を、前記基材から分離するとともに部材ごとに分離する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基材を溶解することなく微小部材（たとえば回路構成部材）を製造できる。そのため、比較的短時間で微小部材を製造できる。また、基材を再利用することも可能である。また、本発明によれば、微小部材を高温で形成することも可能である。
【００１２】
また、超音波の印加によって物理的に基板とナノワイヤとを分離する従来の方法とは異なり、本発明の方法では、金属酸化物層を化学的に除去することによって、基板とナノワイヤとを分離する。したがって、本発明によれば、基板とナノワイヤとを分離する際にナノワイヤが折れることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態の説明に限定されない。以下の説明では、特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や他の材料を適用してもよい。
【００１４】
［微小部材の製造方法］
微小部材を製造するための本発明の方法は、以下の工程（ｉ）〜（iii）を含む。
【００１５】
工程（ｉ）では、基材上に金属酸化物層を形成する。基材に特に限定はないが、たとえば、耐熱性が高い基板が好ましく用いられる。基材は、基板のみからなるものであってもよいし、基板上に層が形成されたものであってもよい。基材に用いられる基板としては、たとえば、無機物からなる基板が挙げられ、具体的には、サファイア基板や、石英基板や、耐熱性ガラス基板が挙げられる。
【００１６】
金属酸化物層は、たとえば、酸化マグネシウム層、酸化亜鉛層、および酸化錫層であってもよい。酸化マグネシウムおよび酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１つの酸化物は、耐熱性が高い点で好ましい。酸化マグネシウムの融点は２６００℃であり、酸化亜鉛の融点は１９８０℃であり、いずれも高温で安定である。
【００１７】
また、酸化マグネシウムは、時間をかければｐＨが７近傍の水溶液または水にも溶解するため、微小部材にダメージを与えることなく除去できるという点で好ましい。ただし、エッチング時間を短縮するためには、金属酸化物層が酸化マグネシウム層である場合において、エッチング液のｐＨを４以下または１０以上としてもよい。
【００１８】
金属酸化物層は、公知の方法によって形成できる。たとえば、熱ＭＯＣＶＤ、プラズマＭＯＣＶＤ、スパッタリング、イオンプレーティング、および反応蒸着法といった方法を適用できる。これらの方法は、基板温度や、基板に印加するバイアス電圧の大きさや、真空度といった条件を制御することによって、金属酸化物層の形態を制御しやすいという点で好ましい。これらの条件を制御することによって、柱状粒子で構成された金属酸化物層を形成したり、その柱状粒子の直径を制御したり、層の表面の粗さを制御したりすることが可能である。
【００１９】
工程（ii）では、金属酸化物層上に複数の微小部材を形成する。この明細書において、「微小部材」とは、最大の辺の長さが１００μｍ未満の部材をいう。微小部材は、電子回路を構成する部材であってもよいし、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）に用いられる部品であってもよい。後述するように、微小部材は、素子チップであってもよい。また、微小部材は、ナノワイヤおよびナノチューブのいずれかであってもよい。
【００２０】
素子チップとしては、たとえば、電界効果トランジスタなどのトランジスタや、ＬＣＲ素子、マイクロＭＥＭＳスイッチ素子が挙げられる。素子チップは、半導体製造プロセスで用いられる一般的な製造方法によって製造できる。
【００２１】
「ナノワイヤ」とは、長さが５００ｎｍ未満のワイヤ状の物体をいい、「ナノチューブ」とは中空形状のナノワイヤ類似の物体、すなわちチューブ状の物体をいう。微小部材となるナノワイヤとしては、たとえば、半導体ナノワイヤや導電性ナノワイヤが挙げられる。半導体ナノワイヤは、シリコンナノワイヤ、ゲルマニウムナノワイヤ、およびシリコン−ゲルマニウムナノワイヤ（シリコン−ゲルマニウム複合組成のナノワイヤ）のいずれかであってもよい。ナノチューブとしては、たとえば、カーボンナノチューブや窒化ボロンナノチューブが挙げられる。
【００２２】
工程（iii）では、エッチング液（エッチャント）を用いて金属酸化物層を除去する。これによって、複数の微小部材を、基材から分離するとともに部材ごとに分離する。
【００２３】
エッチング液は、金属酸化物層の種類に応じて選択される。エッチング液には、金属酸化物層を除去でき、且つ微小部材に大きなダメージを与えない液体を用いることができる。エッチング液は、酸性水溶液であってもよいし、アルカリ性水溶液であってもよいし、中性水溶液であってもよい。酸性水溶液としては、たとえば、希塩酸、希硝酸、炭酸水、および酢酸水溶液が挙げられる。アルカリ性水溶液としては、たとえば、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、および水溶性脂肪族アミンの水溶液が挙げられる。
【００２４】
金属酸化物層が酸化マグネシウム層である場合、ｐＨが４以下または１０以上のエッチング液を用いてもよい。また、金属酸化物層が酸化マグネシウム層である場合、ｐＨが７近傍（たとえばｐＨ４〜１０の範囲）にある、水または水溶液をエッチング液に用いてもよい。酸化マグネシウムは水に溶解するため、ｐＨが７近傍の水または水溶液で溶解させることが可能である。そのようなエッチング液を用いることによって、微小部材へのダメージを与えることを抑制できる。特に、微小部材が金属を含む場合、ｐＨが７近傍のエッチング液が好ましく用いられる。ｐＨが７近傍の水溶液としては、たとえば、アンモニウム塩の水溶液が挙げられる。
【００２５】
以下、微小部材がナノワイヤである場合における本発明の製造方法の一例について説明する。この一例では、上記工程（ii）が、金属酸化物層上に、ナノワイヤの成長の触媒金属を配置する工程（ii−１）と、その触媒金属からナノワイヤを成長させる工程（ii−２）とを含む。
【００２６】
触媒金属は、成長させるナノワイヤに応じて選択される。触媒金属は、金、ニッケル、または鉄などの金属であってもよい。また、触媒粒子は、微粒子の状態で金属酸化物層上に分散されていてもよい。
【００２７】
上記一例の方法では、工程（ｉ）において、表面に凹凸を有する前記金属酸化物層を形成してもよい。この場合、金属酸化物層の凹凸の大きさが、１０〜２００ナノメートルの範囲にあってもよい。ここで、「凹凸の大きさ」とは、金属酸化物層の表面の断面を長さ１００μｍにわたって観察したときの凹部と凸部との最大の差を意味する。表面に凹凸を有する金属酸化物層上に配置された触媒粒子は、金属酸化物層の凹部に配置されてもよい。触媒粒子を凹部に配置することによって、触媒粒子の粒径や分散密度を制御することが可能である。
【００２８】
表面に凹凸を有する金属酸化物層は、基材の表面に立ち並んだ柱状粒子によって構成されていてもよい。たとえば、酸化マグネシウム層は、形成条件を選択することによって、基材の表面に立ち並んだ柱状粒子によって構成できる。上述したように、柱状粒子の界面の凹部に触媒粒子が配置されてもよい。
【００２９】
上記工程（ii−１）は、金属酸化物層上に、触媒金属の膜を形成する工程（ii−１ａ）と、その触媒金属の膜を熱処理する工程（ii−１ｂ）とを含んでもよい。金属酸化物層上に触媒金属の膜を形成したのち熱処理することによって、触媒金属を凝集させて触媒粒子とし、金属酸化物層の表面の凹部に配置することが可能である。
【００３０】
以下、本発明の実施形態の例について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
［実施形態１］
実施形態１では、微小部材が電界効果トランジスタである一例について説明する。
【００３２】
実施形態１の方法で製造されるトランジスタ１０の斜視図を図１に示す。トランジスタ１０の大きさは、幅７μｍで、長さ１５μｍである。
【００３３】
トランジスタ１０は、結晶性シリコン膜１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、絶縁膜１４、およびゲート電極１５を含む。結晶性シリコン膜１１は、最も厚い部分の厚さが０．４μｍであり、ポリシリコンからなる。結晶性シリコン膜１１は、微量のドーパント成分を含んでもよい。ソース電極１２およびドレイン電極１３は、結晶性シリコン膜１１の一主面の両端に形成されており、金属ニッケル膜（幅７μｍ、長さ５μｍ、厚さ０．１μｍ）からなる。絶縁膜１４は、酸化シリコン膜（厚さ０．１μｍ）である。ゲート電極１５は、金属ニッケル膜（幅７μｍ、長さ５μｍ、厚さ０．１μｍ）である。
【００３４】
以下、トランジスタ１０の製造工程について、図２を参照しながら説明する。まず、図２（ａ）に示すように、基板２１上に、酸化マグネシウム層２２（厚さ０．７５μｍ）を形成する。基板２１は、単結晶サファイアからなり、表面が鏡面加工された基板（直径２インチ）である。酸化マグネシウム層２２は、プラズマＭＯＣＶＤ法を用いて形成される。酸化マグネシウム層２２は、基板２１の表面に垂直に成長した柱状粒子が、密に集合した構造を有する。
【００３５】
酸化マグネシウム層２２の形成に用いたプラズマＭＯＣＶＤ装置１００の構成を図３に模式的に示す。装置の構造と酸化マグネシウム層２２の作製方法とを、以下に説明する。
【００３６】
図３の装置１００は、真空チャンバー１０１、上部電極１０２、ｒｆ電極１０３、ヒータ１０４、マグネット１０５、直流電源１０６、およびｒｆ電源１０７を含む。円盤状の上部電極１０２と円盤状のｒｆ電極１０３とは、真空チャンバー１０１の中で対向するように配置されている。ｒｆ電源１０７で発生した１３．５６ＭＨｚの高周波電力は、ｒｆ電極１０２に印加される。真空チャンバー１０１の内部は、排気装置（図示せず）によって、排気口１０９を通して減圧される。真空チャンバー１０１の内部が減圧されると、２つの電極間に印加された高周波電力によって、電極間にプラズマが発生する。ｒｆ電極１０３の底部にはマグネット１０５が配置されており、プラズマの安定化に寄与する。
【００３７】
上部電極１０２は、基板２１を保持する機構を備える。上部電極１０２内には、基板２１を加熱するためのヒータ１０４が配置されている。回転モーター１０８によって、上部電極１０２と共に基板２１が回転される。上部電極１０２は、直流電源１０６と接続されている。金属酸化物層を形成する際に、直流電源１０６によって、基板２１に印加されるバイアス電圧を制御できる。
【００３８】
原料気化容器１１０には、ＭＯ原料１１１としてマグネシウムアセチルアセトナート（Ｍｇ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）2）を入れ、オイルバス１１２で加熱する。原料気化容器１１０は、ガス供給管１１５によって、真空チャンバー１０１に繋がっている。ＭＯ原料１１１が加熱されて発生する原料ガスは、キャリアガス供給管１１３に導入されたキャリアガス（窒素ガス）によって運ばれ、ガス供給管１１５から基板２１の付近に供給される。また、基板２１の近傍には、反応ガス供給管１１４およびガス供給管１１５を介して反応ガス（酸素ガス）が供給される。
【００３９】
基板２１近傍では、原料ガスと反応ガスとの混合気体が、プラズマによって励起されて分解され、加熱された基板２１の表面で反応する。その結果、酸化マグネシウムの薄膜が基板２１上に形成される。このときの原料気化容器１１０の温度は１９２℃であり、キャリアガス（窒素ガス）の流量は２０立方ｃｍ／分であり、反応ガス（酸素ガス）の流量は３立方ｃｍ／分である。真空チャンバー１０１内部の真空度は８Ｐａであり、基板２１の加熱温度は４００℃であり、基板２１の回転速度は１１０回転／分であり、高周波電力は４００Ｗである。この条件で２０分間、成膜することによって、厚さ０．７５μｍの酸化マグネシウム膜が形成される。なお、成膜の間、直流電源１０６によって基板２１に印加するバイアス電圧は０Ｖに設定する。
【００４０】
上記の条件で成膜された酸化マグネシウム膜について、走査型電子顕微鏡の像を図４（ａ）および（ｂ）に示す。図４（ａ）は表面を上方から写した像であり、図４（ｂ）は破断面を斜め方向から写した像である。酸化マグネシウム膜は、平均直径６０ｎｍの柱状粒子の集合体からなる膜であった。また、酸化マグネシウム膜の表面の凹凸のピーク・ツー・ピークの平均は、３０ｎｍであった。
【００４１】
酸化マグネシウム層２２を形成したのち、図２（ｂ）に示すように、パターニングされたニッケル膜２３と、アモルファスシリコン膜２４とを形成する。パターニングされたニッケル膜２３は、スパッタリングによってニッケル膜（厚さ０．１μｍ）を形成したのち、フォトリソ・エッチング工程でパターニングすることによって形成できる。アモルファスシリコン膜２４は、シランとごくわずかのジボランとを原料ガスとするプラズマＣＶＤ法によって形成する。このとき、基板２１を３００℃に加熱する。
【００４２】
次に、図２（ｃ）に示すように、基板２１を８００℃に加熱することによって、アモルファスシリコン膜２４を結晶性シリコン膜（ポリシリコン膜）２５に変性する。
【００４３】
次に、図２（ｄ）に示すように、酸化シリコン膜２６と、パターニングされたニッケル膜２７とを形成する。酸化シリコン膜２６は、酸素とスチームとを用いて、結晶性シリコン膜２５の表面を８００℃で酸化させることによって形成する。パターニングされたニッケル膜２７は、厚さ０．１μｍのニッケル膜を形成したのち、そのニッケル膜をフォトリソ・エッチング工程でパターニングすることによって形成する。このようにして、酸化マグネシウム層２２上に、複数のトランジスタ１０を形成する。
【００４４】
次に、図２（ｅ）に示すように、酸化シリコン膜２６およびニッケル膜２７の上に、レジストパターン２８を形成する。
【００４５】
次に、図２（ｆ）に示すように、レジストパターン２８をマスクとして、酸化シリコン膜２６および結晶性シリコン膜２５を順にエッチングする。酸化シリコン膜２６は、アルゴンガスを用いたドライエッチングによってエッチングする。また、結晶性シリコン膜２５は、６フッ化硫黄ガスをもちいたドライエッチングによってエッチングする。このようにして、酸化マグネシウム層２２上で、トランジスタ１０を素子ごとに分離する。
【００４６】
次に、図２（ｇ）に示すように、酸化マグネシウム層２２を除去することによって、トランジスタ１０を基板２１から分離するとともに、トランジスタ１０を素子ごとに分離する。このようにして、複数のトランジスタ１０が形成される。
【００４７】
酸化マグネシウム層２２は、図２（ｆ）の工程を経た基板全体を、５０℃の希塩酸水溶液中に浸漬することによってウェットエッチングする。このとき、酸化マグネシウム層２２は、柱状粒子の集合体であるため、粒子界面からサイドエッチングが進行し、エッチング液に容易に溶解して除去される。
【００４８】
［実施形態２］
実施形態２では、微小部材がシリコンナノワイヤである一例について説明する。
【００４９】
実施形態２の製造方法を図５に示す。まず、図５（ａ）に示すように、基板２１上に、酸化マグネシウム層５２（厚さ０．７５μｍ）を形成する。基板２１は、実施形態１で用いた基板２１と同じである。酸化マグネシウム層５２は、基板２１に−３００Ｖのバイアス電圧を印加することを除き、実施形態１と同様の装置および条件で形成する。−３００Ｖのバイアス電圧を印加することによって、酸化マグネシウムの粒子の成長を促進できる。
【００５０】
上記の条件で成膜された酸化マグネシウム膜について、走査型電子顕微鏡の像を図６（ａ）および（ｂ）に示す。図６（ａ）は表面を上方から写した像であり、図６（ｂ）は破断面を斜め方向から写した像である。酸化マグネシウム膜は、平均直径１７０ｎｍの柱状粒子の集合体からなる膜であった。また、酸化マグネシウム膜の表面の凹凸のピーク・ツー・ピークの平均は、８０ｎｍであった。このように凹凸が比較的大きい表面は、触媒粒子を分散性よく分散させるのに適している。
【００５１】
次に、図５（ｂ）に示すように、酸化マグネシウム層５２の上に、金からなる触媒粒子５３を配置する。触媒粒子５３は、以下の方法で配置する。まず、金のコロイド粒子（平均粒径が８０ｎｍ）が分散しているけん濁液を酸化マグネシウム層５２に塗布する。次に、基板全体を真空中で加熱することによって溶媒を気化させ、触媒粒子５３とする。このとき、酸化マグネシウム層５２の表面には凹凸が形成されているため、金微粒子（触媒粒子５３）は、その凹部に配置される。その結果、触媒粒子５３は、個々に分散して配置され、過剰な凝集が起こりにくい。
【００５２】
次に、図５（ｃ）に示すように、触媒粒子５３を触媒として、シリコンナノワイヤ５４をＣＶＤ法によって成長させる。具体的には、まず、触媒粒子５３が配置された基板２１を、真空装置のチャンバー内に保持し、赤外線ヒータで４００℃まで加熱する。その状態で、原料ガス（ジシランガス）を基板の表面に流すことによって、シリコンナノワイヤ５４を成長させる。この方法によれば、たとえば平均直径１００ｎｍのシリコンナノワイヤ５４を成長させることができる。
【００５３】
次に、図５（ｄ）に示すように、酸化マグネシウム層５２を除去することによって、シリコンナノワイヤ５４を基板２１から分離する。このようにして、複数のシリコンナノワイヤ５４を得る。酸化マグネシウム層５２は、シリコンナノワイヤ５４が形成された基板全体を５０℃の希硝酸水溶液中に浸漬させることによってウェットエッチングする。
【００５４】
このとき、酸化マグネシウム層５２は、それを構成する柱状粒子の粒界から希硝酸水溶液に徐々に溶解する。酸化マグネシウム層５２を溶解することによって、シリコンナノワイヤ５４に損傷を与えることなく、基板２１とシリコンナノワイヤ５４とを分離できる。そのため、シリコンナノワイヤ５４が折れたりすることを抑制できる。このようにして得られたシリコンナノワイヤ５４は、純水で洗浄され、微小部材として使用される。シリコンナノワイヤは、電界効果トランジスタのチャネル部分など、回路構成部材として用いることができる。
【００５５】
なお、実施形態２では、シリコンナノワイヤの成長の触媒粒子として、金微粒子を用いる方法について説明したが、触媒粒子としてニッケル微粒子や鉄微粒子を用いても、金微粒子と同様にシリコンナノワイヤを合成できる。
【００５６】
また、触媒粒子５３の配置方法は、上述した方法に限らず、他の方法で配置してもよい。たとえば、真空蒸着法などの成膜法によって酸化マグネシウム層５２の表面に金の薄膜（厚さがたとえば３０ｎｍ）を形成し、これを例えば７００℃の温度に加熱する。この加熱によって、金薄膜が凝集して金微粒子になる。このとき、酸化マグネシウム層５２の凹部（柱状粒子の粒界部分）に金微粒子が凝集する傾向がある。その結果、図５で説明した方法と同様に、触媒粒子（金微粒子）は、酸化マグネシウム層５２上に分散して配置される。このように配置された触媒粒子を用いて、図５の方法と同様にシリコンナノワイヤを製造できる。
【００５７】
また、実施形態２ではシリコンナノワイヤの製造について説明したが、本発明は、カーボンナノチューブ、窒化ボロンナノチューブ、ゲルマニウムナノワイヤ、およびシリコン−ゲルマニウム複合組成ナノワイヤの製造にも有効である。これらのナノチューブおよびナノワイヤは、公知の触媒粒子を用い、公知の方法（たとえば各種のＣＶＤ法）によって製造できる。カーボンナノチューブを製造する場合、触媒粒子には、たとえばコバルト、ニッケル、鉄などの金属触媒を用いてもよい。ゲルマニウムナノワイヤを製造する場合、触媒粒子には、たとえば金を用いてもよい。シリコン−ゲルマニウム複合組成ナノワイヤを製造する場合、触媒粒子には、たとえば金を用いてもよい。
【００５８】
なお、成膜条件を変化させることによって、酸化マグネシウム膜の表面の凹凸の大きさを変化させることが可能である。たとえば、基板２１の温度を２００℃とし、高周波電力を３００Ｗとし、他の条件は実施形態１の成膜条件と同様の条件で成膜してもよい。この条件によれば、平均直径が３０ｎｍの柱状粒子の集合体からなり、表面の凹凸のピーク・ツー・ピークの平均が１０ｎｍである酸化マグネシウム膜が得られる。この酸化マグネシウム膜は、実施形態１の条件で形成された酸化マグネシウム膜に比べて、エッチング速度は数分の１になる。
【００５９】
また、基板２１の加熱温度を２００℃とし、基板２１に印加するバイアス電圧を−４００Ｖとすることを除き、実施形態１の成膜条件と同じ条件で、酸化マグネシウム膜を成膜してもよい。この条件によれば、平均直径が２５０ｎｍの柱状粒子の集合体からなり、表面の凹凸のピーク・ツー・ピークの平均が２００ｎｍである酸化マグネシウム膜が得られる。この酸化マグネシウム膜も、実施形態１の条件で形成された酸化マグネシウム膜と同様に、エッチング液に容易に溶解する。
【００６０】
また、酸化マグネシウム膜は、プラズマＭＯＣＶＤ法以外の他の方法を用いて形成してもよい。たとえば、酸化マグネシウムターゲットを用いたスパッタリングを用いてもよい。また、上記のプラズマＭＯＣＶＤ法と同じ原料を用いた熱ＭＯＣＶＤ法を用いてもよい。また、イオンプレーティング法や反応蒸着法を用いてもよい。これらの方法によっても、成膜条件（特に温度条件）を選択することによって、エッチング液に溶解しやすい、柱状粒子の集合体からなる酸化マグネシウム膜を形成できる。
【００６１】
また、実施形態１ではエッチング液として希塩酸水溶液を用い、実施形態２では希硝酸水溶液を用いたが、エッチング液として、他の水溶液または水を用いてもよい。たとえば、炭酸水や酢酸水溶液などの弱酸性水溶液を用いてもよい。また、アンモニア水溶液、希水酸化ナトリウム水溶液、希水酸化カリウム水溶液、ジエチルアミンやトリエチルアミンやブチルアミンなどの水溶性の脂肪族アミンの水溶液といった、弱アルカリ性の水溶液を用いてもよい。また、塩化アンモニウム水溶液のような中性水溶液を用いてもよい。また、上記水溶液に比べてエッチング時間が長くなるが、水を用いてもよい。エッチング速度は、エッチング液やエッチング温度によって変化する。
【００６２】
また、酸化マグネシウム層の代わりに酸化亜鉛層を用いてもよい。酸化亜鉛層は、たとえば、マグネシウムアセチルアセトナートの代わりに亜鉛アセチルアセトナート（Ｚｎ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）2・Ｈ2Ｏ）を用いることを除き酸化マグネシウム膜と同じ条件のプラズマＭＯＣＶＤ法によって形成できる。この条件で形成した酸化亜鉛層は、平均直径７０ｎｍの柱状粒子の集合体からなり、表面の凹凸のピーク・ツー・ピークの平均が３０ｎｍである。この酸化亜鉛層も、エッチング液によって除去できる。酸化亜鉛層の場合、エッチング液としては、希塩酸水溶液、希硝酸水溶液、および酢酸水溶液などの弱酸性水溶液が好ましく用いられる。また、エッチング液として、アンモニア水溶液、希水酸化ナトリウム水溶液、希水酸化カリウム水溶液、および水溶性の脂肪族アミンの水溶液などの弱アルカリ性水溶液を用いてもよい。
【００６３】
また、本発明は、ＭＥＭＳの部品の製造方法に利用できる。たとえば、まず、所定の形状にパターニングされた金属酸化物層を基材上に形成する。次に、ＭＥＭＳの部品となる薄膜を形成する。その後、金属酸化物層を除去する。このような工程によって、複雑な形状を有するＭＥＭＳの部品を形成できる。たとえば、貫通孔が形成された部品を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、微小部材の製造方法に利用できる。たとえば、半導体素子、微小なチップ型抵抗体、微小な温度センサ素子などのチップ型センサ、および微小なチップ型ＬＣＲ複合素子といった回路構成部材の製造に本発明は利用できる。また、本発明は、ＭＥＭＳ部品の製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の製造方法で製造されるチップ型トランジスタの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すチップ型トランジスタの製造方法の一例を示す工程図である。
【図３】実施形態１で用いたプラズマＭＯＣＶＤ装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】実施形態１の方法によって製造された酸化マグネシウム膜について、（ａ）表面および（ｂ）断面を示す走査型電子顕微鏡の像である。
【図５】シリコンナノワイヤの製造方法の一例を示す工程図である。
【図６】実施形態２の方法によって製造された酸化マグネシウム膜について、（ａ）表面および（ｂ）断面を示す走査型電子顕微鏡の像である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  トランジスタ
１１  結晶性シリコン膜
１２  ソース電極
１３  ドレイン電極
１４  絶縁膜
１５  ゲート電極
２１  基板
２２、５２  酸化マグネシウム膜
２３、２７  ニッケル膜
２４  アモルファスシリコン膜
２５  結晶性シリコン膜（ポリシリコン膜）
２６  酸化シリコン膜
５３  触媒粒子
５４  シリコンナノワイヤ
１００  装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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【図６】
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