(57)【要約】特にナノ領域で個々の材料成分を堆積する公知方法は顕微鏡のプローブチップと基板の間に電界を使用して運転し、電界に前駆物質ガスを、材料成分を含有する１種の化合物と一緒に導入する。電界の作用下に化合物が分離し、材料成分が遊離し、材料成分が引き続き基板上にプローブチップの下に狭く限られた領域に堆積する。本発明の方法では複数の先駆物質ガス（ＰＧ）を、他の材料成分（Ｃｄ、Ｔｅ）を含有するそれぞれ他の化合物（ＤＭＣｄ、ＤＥＴｅ）と一緒にガス混合物中で、調節可能な混合比で、同時にまたは相前後して使用し、分離された異なる前駆物質化合物（ＤＭＣｄ、ＤＥＴｅ）から分離された材料成分（Ｃｄ，Ｔｅ）から選択された混合比に相当して共通の化合物（ＣｄＴｅ）を形成し、この化合物を基板（Ｓ）に局所的に堆積する。従ってパラメーターを調節した化合物材料、特に化合物半導体を異なる材料成分と一緒に変動できる濃度で堆積できる。有利に異なるスペクトル帯域の間隙を有するナノ構造化された、堆積されたナノポイントからのフォトダイオードまたは発光ダイオードを有する半導体部品を形成することもできる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前駆物質化合物が予め決められた電圧閾値より上で分離し、分離した材料成分が基板上にプローブチップの領域に堆積することにより、前駆物質化合物中に材料成分を含有する少なくとも１個の前駆物質ガスを有する、圧力および温度を調節できる雰囲気から、接触せずに走査する顕微鏡の移動可能な導電性プローブチップと基板の間に電圧および時間に依存して形成される、局所的に狭く限定された電界を作用して、少なくとも１個の材料成分を堆積することにより、基板にナノ構造化可能な材料を直接堆積する電気化学的方法において、複数の前駆物質ガス（ＰＧ）を異なる材料成分（Ｃｄ、Ｔｅ）を含有するそれぞれ他の前駆物質化合物（ＤＭＣｄ、ＤＥＴｅ）と一緒にガス混合物中で、調節可能な混合比で、同時にまたは相前後して使用し、分離された異なる前駆物質化合物から分離された材料成分（Ｃｄ，Ｔｅ）から選択された混合比に相当して共通の化合物（ＣｄＴｅ）を形成し、この化合物を基板（Ｓ）に局所的に堆積することを特徴とする基板にナノ構造化可能な材料を直接堆積する電気化学的方法。
【請求項２】
材料成分として化学的Ｖおよび／またはＶＩ族の元素（Ｔｅ）を使用し、この元素が化学的Ｉ、ＩＩ（Ｃｄ）、ＩＩＩおよび／またはＩＶ族の他の材料成分と互いに反応して共通の化合物として化合物半導体（ＣｄＴｅ）を形成する請求項１記載の電気化学的方法。
【請求項３】
化合物半導体として材料系（Ｃｕ、Ａｇ）（Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ）（Ｏ、Ｓ、Ｓｅ）２からなるカルコパイライトを形成する請求項２記載の電気化学的方法。
【請求項４】
堆積工程中に前駆物質ガス（ＰＧ）の使用および／またはガス混合物中のその混合比を時間的に変動する請求項１から３までのいずれか１項記載の電気化学的方法。
【請求項５】
堆積すべき共通の化合物（ＣｄＴｅ）に依存してすべてのパラメーターの変更を計算機に支持されて測定し、調節する請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
柔軟な基板（Ｓ）を使用する請求項１から５までのいずれか１項記載の電気化学的方法。
【請求項７】
光を吸収するフォトダイオード（ＰＤ）としてまたは光を放射する発光ダイオードとしてまたはこれらのアレイとして形成される請求項１から６までのいずれか１項記載の電気化学的方法を使用して製造された半導体部品。
【請求項８】
フォトダイオード（ＰＤ）および／または発光ダイオードが異なるスペクトル吸収能力もしくは放射能力を有するアレイ（ＳＰＡ）として形成される請求項７記載の半導体部品。
【請求項９】
異なるスペクトル吸収能力もしくは放射能力を有する複数のフォトダイオード（ＰＤ）および／または発光ダイオードからなる規則的な繰返し構造を有するアレイ（ＳＰＡ）として形成される請求項８記載の半導体部品。
【請求項１０】
個々のフォトダイオード（ＰＤ）および／または発光ダイオードと、フォトダイオード（ＰＤ）および／または発光ダイオードと反対の電荷導体を有する半導体被覆層の間の絶縁酸化物層（Ｓ）である請求項７から９までのいずれか１項記載の半導体部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前駆物質化合物が予め決められた電圧の閾値より上で分解し、分離された材料成分がプローブチップの領域で基板に堆積することにより、圧力および温度を調節できる雰囲気から、前駆物質化合物に材料成分を含有する少なくとも１種の前駆物質ガスを用いて、無接触で検査する顕微鏡の移動可能な、導電性のプローブチップと基板の間に電圧と時間に依存して形成される、局所的に狭く限定された電界を作用して少なくとも１個の材料成分を堆積することにより基板にナノ構造化可能な材料を直接堆積する電気化学的方法および前記方法により製造される半導体部品に関する。
【０００２】
走査型プローブ顕微鏡、例えば走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）または走査型原子間力顕微鏡（ＳＦＭまたはＡＦＭ）の使用により、原子の規模での材料の意図的な操作を実現することができ、これは特に電子回路および電子部品の小型化された製造（ミクロ範囲およびナノ範囲）に特に重要である。その際切除法と堆積法に区別される。従来のリソグラフィー法を使用する構造化は１００ｎｍより小さい規模からもはや不可能である。切除法は特に可逆的でないので、堆積法に関心が高まる。技術水準からここで異なる方法が知られている。例えば電解質として水膜で湿らせた半導体基板または金属基板を走査型原子間力顕微鏡の基板と反対の電位に印加されたプローブチップの作用により局所的に酸化する（Ｌｏｃａｌ  Ａｎｏｄｉｃ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ＡＯ）。更に金属基板を堆積の前にプローブチップと機械的に接触して局所的に活性化することにより、金属基板上に金属構造体を局所的に堆積することが知られている。ナノインプリントリソグラフィー（Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ＮＩＬ）において、印刷された金属−半導体−金属構造体を溶融し、同様に溶融されたその上にあるプラスチック層に押し込み、引き続き印刷する。しかしプローブチップなしに運転するこの方法は例えば１０ｎｍ未満の横方向の寸法を有するフォトダイオードの製造に使用できる。
【０００３】
基板に金属を堆積する大きい面積の通り抜け可能な電極堆積のほかに技術水準から更にＳＴＭ−ＣＶＤ法（化学蒸着に補助された走査トンネル顕微鏡）が知られており、その際プローブチップと基板の間の局所的に狭く限定された電界の作用によりガス状前駆化合物から分離される材料成分の局所的に狭く限定された堆積が固体の状態で行われる。この方法において、基板はそれ自体反応パートナー（ＬＡＯと同様に）でなく、もっぱら機械的支持体として用いる。この種の方法に関して本発明の出発点である最も近い技術水準は刊行物１、Ｆ.Ｍａｒｃｈｉ等。“Ｄｉｒｅｃｔ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  ｏｆ  ｎｏｂｌｅ  ｍｅｔａｌ  ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｗｉｔｈ  ａ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ”（Ｊ.Ｖａｃ.Ｓｃｉ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂ１８（３）、２０００、１１７１〜１１７６頁）に記載されている。公知の方法は基板上の微量の貴金属の堆積に用いる。このために材料成分として前駆化合物中に貴金属、例えば金、イリジウムまたはロジウムを含有する前駆物ガス（前駆体ガス）を使用する（特に刊行物１の図１を参照）。圧密の閉じた雰囲気（真空室）中で前駆物質ガスが導電性の基板に接触しないＳＴＭのプローブチップと基板、例えばシリコン基板の間の間隙に導かれる。室温で予め決められた閾値より高い多くの電圧パルスの連続的発生により前駆物質化合物がプローブチップの局所的に限定された領域で分離し、これにより堆積すべき材料成分が遊離する。材料成分は基板にプローブチップの領域に堆積する。この公知方法では電界中で前駆物質ガス中の前駆物質化合物が分解する。遊離する材料成分は他に生じる化学反応なしに基板に堆積する。刊行物ＩＩ  Ｉ.Ｌｙｕｂｉｎｅｔｓｋｙ等、Ｔｗｏ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  ｏｆ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｏｙ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ（Ｊ.Ｖａｃ、Ｓｃｉ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂ１７（４）１９９９、１４４５−１４５０頁）からＳＴＭ−ＣＶＤ法を使用して個々の半導体材料を堆積することが公知である。この刊行物は特にＳＴＭ−ＣＶＤ法を使用する化学的物理的根拠を記載する。２つの処理段階に区別される。第１処理段階では、電界からの電子の付加により前駆物質ガス中の分子の分解を生じる。第２処理段階では、遊離した材料成分がきわめて小さいクラスターを形成しながら、しかし他の化学反応なしに電界中で電界に誘発された表面拡散の作用下に堆積し、その際予め基板は前駆物質ガスからなる分子層で覆われている。従って、公知のすべての方法において、唯一の前駆物質ガスを唯一の含有する前駆物質と一緒に雰囲気に構造化する基板の上に導入する。引き続き電界の作用下に前駆物質ガス中で前駆物質化合物を分解し、個々の部品を基板に堆積する。
【０００４】
要約すると技術水準から公知のＳＴＭ−ＣＶＤ法には特に以下の処理パラメーター（表は最終的なものと見なされない）が見出される（使用される略号はＤ＝ジ、Ｔ＝トリ、Ｍ＝メチル、Ｅ＝エチル、Ｂ＝ブチル等である）。
堆積可能な材料：Ｃｄ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｎｉ
使用される前駆物質ガス：ＤＭＣｄ、ＤＣＳ（ジクロロシラン）、ＳｉＨ４、Ｗ（ＣＯ）６、Ｍｏ（ＣＯ）６、Ｎｉ（ＣＯ）４、Ｃｕ（ｈｆａｃ）（ｖｔｍｓ）、Ｆｅ（Ｃ５Ｈ）５）２
前駆物質ガス圧力：１０−５Ｐａ〜１Ｐａ
流れる電流、プローブチップ−基板：１０ｐＡ〜１０ｎＡ
印加される電圧、プローブチップ−基板：−１００Ｖ〜＋２０Ｖ、その際閾値＋／−１.７Ｖを上まわることが必要である
電圧パルス時間：１０ｎｓ〜６分
処理温度：室温（約３００Ｋ）。
【０００５】
従って、本発明の課題は、個々の材料成分のみを堆積できる公知のＳＴＭ−ＣＶＤ法の前記の特性から出発して、前記の方法を、化合物も基板に堆積できるように形成することである。その際前記方法はナノスケールの構造体を製造する際に簡単さと正確さを保持すべきである。しかし方法の進行中に種々の化合物を堆積できるように、柔軟に実施できるべきである。本発明による方法を使用して製造した部品において特に化合物半導体の堆積能力およびこれと結びつく製造の際の高い柔軟性を有するべきである。
【０００６】
前記課題の解決手段として、冒頭に記載の形式の基板に直接ナノ構造化可能な材料を堆積する電気化学的方法において、本発明により、多数の前駆物質ガスを、それぞれ他の材料成分を含有する他の前駆物質化合物と一緒に、ガス混合物中で、調節可能な混合比で同時にまたは相前後して使用し、分解した異なる前駆物質化合物から分離した材料成分が選択された混合比に相当して共通の化合物を形成し、前記化合物が基板に局所的に堆積することを考慮する。
【０００７】
本発明の方法において、２つの公知の処理段階が意味を持って拡大し、付加的に他の処理段階を付加する。多数の前駆物質ガスの同時または相前後する使用により（または他の材料成分を含有する多数のそれぞれの前駆物質化合物と混合した前駆物質ガスの使用による同時の使用に相当して）、第１処理段階で気相で、局所的に限定された電界中で、１つだけでなく、今や多くの材料成分がそれぞれの前駆物質化合物から分離する。しかしこの分離された材料成分は引き続き単純なクラスター化分子として基板に直接堆積せず、プローブチップと基板の間に電界を作用してすでに気相でまたは基板に堆積後に互いに反応する。この本発明の方法では新しい処理段階により、共通の化合物を有する材料が生じる。これは予めこの形で前駆物質ガスに全く含まれず、個々の成分のみである。その際化学反応により形成される共通の化合物は安定であり、独自の材料として基板に電界の空間的に限定された作用下に堆積する。その際堆積した材料のプローブチップに関係する体積は公知の方法でプローブチップと基板の間の電圧の大きさ、時間および種類により決定される。更に局所的堆積が直接プローブチップの大きさに限定され、これとともにナノ範囲にまで寸法化される場合は、堆積工程中のプローブチップの制御された移動により、より大きい構造体を製造できる。堆積すべき材料の組成はガス混合物中の材料成分の比および分圧により決定される。従って本発明の方法は、製造の際に同時にこの材料からメソスコープ構造体および特にナノ構造体を製造できる、材料を製造する新しい方法である。
【０００８】
電子回路および電子部品技術において化合物半導体（例えばＩＩ−ＶＩ、ＩＩＩ−Ｖおよびその誘導体Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２およびＩＩ−ＶＩ−Ｖ２）がその特別な、調節可能な伝導特性により特に重要である。結合していない半導体材料はすでに公知のＳＴＭ−ＣＶＤ法により堆積することができる。特にナノポイント（いわゆる量子ドット）およびナノラインの形のナノ構造体の製造は特にこの場合に量子物理学特性を有する新しい電子部品（例えばシングルエレクトロントランジスター）を生じ、これは多くの利点を提供し、新しい形式に利用できる。感光性反応との関連で化合物半導体が特に重要であり、従ってオプトエレクトロニクス部品およびフォトエレクトロニクス部品の製造に特に適している。従って本発明の方法の継続により、材料成分として、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよび／またはＩＶ族の,他の材料成分と互いに反応して共通の化合物として化合物半導体を形成する化学的族ＶまたはＶＩの元素を使用する場合が特に有利である。その際例えば使用される材料成分の数に相当して二成分、三成分、四成分、五成分またはこれより多くの成分から形成される反応生成物を形成することができる。特に次の発明の継続により化合物半導体として有利にカルコパイライトを材料系（Ｃｕ，Ａｇ）（Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ）（Ｏ、Ｓ、Ｓｅ）２から形成することができる。カルコパイライト化合物半導体はしばしば使用される珪素に比べて明らかに高い光の吸収によりすぐれており、これは感光性が同じで少ない材料の消費および小さい構造を生じる。
【０００９】
バイオテクノロジーの分野および他の分野で、スペクトルの感応性、すなわち種々の波長に対する半導体部品の感応性が要求される用途が存在する。カルコパイライト材料系（Ｃｕ、Ａｇ）（Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ）（Ｏ、Ｓ、Ｓｅ）２〔Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２化合物半導体〕は個々の材料成分を部分的に置換した場合にスペクトル感応性を生じるその変動する帯域の間隙により特に相当する部品を製造するために適している。部分的置換は本発明の次の継続により、前駆物質ガスの使用および／または堆積工程中のガス混合物中の前駆物質ガスの混合比を時間的に変動することにより有利に達成することができる。堆積工程中に混合比を変動する場合は同じ材料成分が共通の化合物の形成に関係して、しかし濃度を変動して残留する。混合比の変動は前駆物質ガスの割合の変動によりおよび同時に分圧の変動により達成できる。更に個々の材料成分を堆積工程中に交換することもできる。従って本発明の方法を使用して唯一の方法の実施において関係する材料の種類（導電性または半導電性）および共通の化合物中のその濃度を種々の材料結合部品を製造するためにきわめて簡単なやり方で変動することができる。これらのパラメーターの変動およびすでに記載した電界の大きさの変形は次の本発明の実施により有利に堆積すべき共通の化合物に依存して計算器に支持されて測定し、調節することができる。更に基板は本発明の方法において堆積すべき材料に成分を全く提供せず、支持する機能または例えば電子信号を読み取る場合に必要である電子機能を満たすのみである。従って強度および表面形態においてほとんど任意の基板を使用することができる。特に固定した基板の使用のほかに本発明の方法の他の実施により基板は柔軟であってもよく、これにより使用範囲の拡大が生じる。
【００１０】
本発明の方法を使用して例えばＩＩ−ＶＩ、ＩＩＩ−Ｖ、およびＩ−ＩＩＩ−ＶＩ２、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ２等半導体からなるナノポイントまたはナノラインを基板に堆積することができる、例として以下のものが挙げられる。ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＡｌＡｓＰ、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２。このために公知の前駆物質化合物をガス混合物を形成する前駆物質ガスに例えば以下のものからなる個々の材料成分（表は完結しない）を提供するために使用する。
Ｉ群成分；Ｃｕ１（ｈｆａｃ）（ｖｔｍｓ）〔＝ヘキサフルオロアセチルアセトネートＣｕ（Ｉ）ビニルトリメチルシラン〕
ＩＩ群成分：ＤＭＺｎ、ＤＥＺｎ、ＤＭＣｄ、ＤＥＣｄ
ＩＩＩ群成分；ＴＭＡＩ、ＴＥＡＩ、ＴＭＧａ、ＴＥＧａ、ＴＩＢＧａ、ＴＭＩｎ、
ＩＶ群成分：ＳｉＨ４、ＧｅＨ４、
Ｖ群成分：ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＤＭＡｓ、ＴＭＡｓ、ＤＥＡｓ、ＴＢＡｓおよび
ＶＩ群成分；ＤＭＴｅ、ＤＭＤＴｅ，ＤＭＳ，ＤＥＳ，ＭＳＨ（メチルメルカプタン）、ＤＥＳｅ、Ｃ４Ｈ４Ｓｅ、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｓｅ。
【００１１】
化学反応から生じた化合物材料をほとんど任意の構造で基板に堆積できる可能性を有する本発明の方法は種々の用途に多様に使用できる。製造した構造体の感光性が問題である光電用途はすでに説明した。化合物半導体の光吸収特性のほかに光の放射も前記用途で、例えば光ダイオード（発光ダイオード、ＬＥＤ）または半導体レーザーで重要な役割を果たす。有利にすでに記載した電気化学的方法を使用して製造する電子半導体部品は従って有利に光を吸収するフォトダイオードまたは光を放射する発光ダイオードとしてまたはそのアレイとして形成されてもよい。その際ダイオードは有利に光を吸収するまたは放射する化合物半導体として構造化されて堆積することができる。吸収されるもしくは放射される光の色は材料の帯域の間隙から測定されるので、堆積された化合物半導体の組成によりこれは有利に調節できる。更に多様な使用可能性のために、フォトダイオードおよび／または発光ダイオードが異なるスペクトル吸収もしくは放射能力を有するアレイとしての形成が有利である。その際アレイは有利に異なるスペクトル吸収もしくは放射能力を有する多数のフォトダイオードおよび／または発光ダイオードからなる規則的な繰返し構造を有することができる。最後にアレイは、有利に個々のフォトダイオードおよび／または発光ダイオードとフォトダイオードおよび／または発光ダイオードと反対の電荷導体を有する半導体被覆層の間に絶縁酸化物層が用意される場合は、なおコンパクトな装置に形成することができる。
【００１２】
例えばバイオテクノロジーにおいて、生物的または生体許容性基板上に設けられ、人工網膜として、人間の目で作動するナノスケールフォトダイオードアレイを使用することができる。従って半導体カルコパイライトを有する変動するガス混合物からナノポイントの狭く隣接する堆積により個々のナノフォトダイオードを形成する、異なるスペクトル感応性を有するナノフォトダイオードからスペクトルフォトダイオードアレイとして形成することにより特徴付けられる、本発明による電気化学的方法を使用して製造した半導体部品が有利に提供される。堆積はナノポイントと反対の電荷導体を用いて基板上に行うことができ、個々のフォトダイオードは自由に接触可能に維持される。しかし引続き例えばナノポイントの中間空間で絶縁酸化することによりナノポイントの絶縁を行うことも可能である。従ってナノフォトダイオードの接触はすでに予め形成されている。更に異なるスペクトル感応性の少なくとも３個のナノフォトダイオードからの規則的な繰返し構造を実現することができる。この３個のナノフォトダイオードは特に３つの技術的原色、青、緑および赤に対する有利なスペクトル感応性を示すことができる。
【００１３】
本発明の実施態様を以下に合成例および図面により本発明を更に理解するために詳細に説明する。
【００１４】
図１ａ〜ｃは本発明の方法の処理段階を示し、図２ａ〜ｄはフォトダイオードアレイの製造の平面図を示す。
【００１５】
以下に本発明による電気化学的方法を使用して室温で特にナノスケールの半導体構造を堆積する２つの例が示され、これらから個々の処理パラメーター（選択された前駆物質ガス、堆積室内の圧力、前駆物質ガスの混合比、プローブチップ−基板の電圧、トンネル流、電圧パルス高さ、電圧パルス時間）の異なる決定が生じる。個々の処理パラメーターの決定は個々の場合に依然として堆積すべき化合物に依存し、試験の限定された実施により容易に個々になお決定できる。
【００１６】
例（１）カドミウムテルリドＣｄＴｅのナノ構造化
使用される前駆物質化合物ＤＭＣｄおよびＤＥＴｅを有する前駆物質ガス
（例えばＳＴＭの）堆積室に、基本圧力ｐ＜１０−７Ｐａから前駆物質ガスを充填して５×１０−２Ｐａの圧力にして（ガスの貫流）、気相中でＤＥＴｅ：ＤＭＣｄの混合比を２に調節する。ＳＴＭを−１Ｖの基板の電圧および２ｎＡのトンネル流で運転する。プローブチップで約１秒の時間で＋５Ｖの電圧パルスにより前駆物質ガス中で種々の前駆物質化合物の分離、必要な材料成分ＣｄおよびＴｅの遊離、化合物ＣｄＴｅを生じる反応をプローブチップの下の狭い限られた領域で達成し、化合物はプローブチップの下の基板上に堆積する。
【００１７】
例（ＩＩ）銅ガリウムジセレニドＣｕＧａＳｅ２のナノ構造化
使用される前駆物質化合物ＣｕＩ（ｈｆａｃ）（ｖｔｍｓ），ＴＥＧａ，ＤＴＢＳｅを有する前駆物質ガス
（例えばＳＴＭの）堆積室に、基本圧力ｐ＜１０−７Ｐａから前駆物質ガスを充填して１０−２Ｐａの圧力にして（ガスの貫流）、気相中でＣｕＩ（ｈｆａｃ）（ｖｔｍｓ）：ＴＥＧａ：ＤＴＢＳｅの混合比を１：１：１００に調節する。ＳＴＭを−１Ｖの基板の電圧および１ｎＡのトンネル流で運転する。プローブチップで約５分の時間で−７Ｖの電圧パルスにより前駆物質ガス中で種々の前駆物質化合物の分離、必要な材料成分Ｃｕ、ＧａおよびＳｅの遊離、共通の化合物ＣｕＧａＳｅ２を生じる反応をプローブチップの下の狭い限られた領域で達成し、化合物はプローブチップの下の基板上に堆積する。
【００１８】
図示された例の個々の処理段階は図１に例１に詳細に示される。基板Ｓの上方に、例えば走査トンネル顕微鏡ＳＴＭの機械的プローブチップＳＴが示される。プローブチップＳＴの周囲に、圧密に閉鎖された堆積室Ｃ（常圧または貫流条件下の堆積工程が同様に実施できる）中に必要な材料成分ＣｄおよびＴｅを有する前駆物質ガスＰＧＤＭＣｄおよびＤＥＴｅが存在する（図１ａ）。図１ｂにはプローブチップＳＴと基板Ｓの間に電圧Ｕを印加してそれぞれの前駆物質ガス化合物から材料成分ＣｄおよびＴｅの遊離が示される。図１ｃには引き続き基板Ｓ上のプローブチップＳＴの狭く限られた領域でのＣｄＴｅの堆積が示される。その際図１ｂにより遊離した材料成分ＣｄおよびＴｅから半導体カドミウムテルリドＣｄＴｅを生じる化学反応はすでに気相中で、プローブチップＳＴの影響下に基板Ｓ上に堆積後に行ってもよい。
【００１９】
図２にはスペクトル感応性フォトダイオードアレイＳＰＡを製造する工程が示される。選択された実施例では異なるスペクトル感応性を有する３つの種類のナノスケールフォトダイオードＰＤを製造する。
斜線の丸印：ＣｕＧａＳ２、Ｅｇ＝２．５ｅＶ，スペクトル感応性、青
白丸印：ＣｕＧａ（Ｓｅ、Ｓ）２、Ｅｇ＝２．２ｅＶ，スペクトル感応性、緑
黒丸印：Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２、Ｅｇ＝１．５ｅＶ，スペクトル感応性、赤
第１工程（図２ａ）でＳＴＭのプローブチップを用いて感光性半導体材料から規則的なパターンで第１ナノポイントＮ１（斜線の丸印）を金属基板に堆積する。選択された前駆物質ガスおよび堆積室内の雰囲気中のその混合比が堆積されるナノポイントの組成および同時に帯域の間隙Ｅｇもしくはスペクトル感応性を決定する。引き続き雰囲気中の前駆物質ガスの組成を、例えば相当する材料成分を有する前駆物質ガスの割合を高めることにより、堆積して第１ナノポイントと同じ化合物を有するが、個々の材料成分の混合比が異なり、同時に帯域の間隙が異なる第２ナノポイントＮ２（白丸印）を生じるように変動する。これらの条件下で引き続き基板Ｓ上に規則的に配置された位置で再び新しいナノポイントＮ２を成長させる（図２ｂ）。第３工程で雰囲気中のガス混合物の％組成を再び変動し、基板Ｓ上に、相当して中間に存在する位置に、更に移動した帯域の間隙を有する第３ナノポイントＮ３（黒丸印）を形成する（図２ｃ）。走査プローブ顕微鏡を使用する最後の構造化工程で、基板上でナノポイントＮ１、Ｎ２、Ｎ３の間の間隙を酸素含有雰囲気中で酸化し、絶縁体ＩＳを生じる（図２ｄ、灰色）。したがってｐ導電性カルコパイライト−ナノポイントを金属基板に被覆することによりそれぞれのショッキーコンタクトフォトダイオードＰＤが形成される。それぞれスペクトル感応性が異なる、３つの異なるフォトダイオードＰＤを構造化し、これらのフォトダイオードは、例えば柔軟な基板上に、数マイクロメートルの範囲の光センサーを必要とする、人間の目のための人工網膜として使用することができる。１０ｎｍ以下の横の寸法が実現できる。
【００２０】
この種のスペクトル感応性フォトダイオードアレイＳＰＡは多くの他の位置で使用可能である。本発明の方法を使用することにより特に簡単な、特にナノ構造化された、材料構造に広い範囲で任意に形成され、変動した構造を有する他のオプトエレクトロニクス部品も同様に容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の方法の処理段階を示す図である。
【図２】本発明のフォトダイオードアレイの製造の平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ｃ  堆積室、  ＩＳ  絶縁体、  Ｎ  ナノポイント、  ＰＤ  フォトダイオード、  ＰＧ  前駆物質ガス、  Ｓ  基板、  ＳＰＡ  スペクトル感応性フォトダイオードアレイ、  ＳＴ  プローブチップ、  ＳＴＭ  走査型トンネル顕微鏡
【図１】
2006526885.tif 000003
【図１】
2006526885.tif 000004
【図２】
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【国際調査報告】
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