JP7718359B2 - Manufacturing method of silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer and semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer and semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JP7718359B2 JP7718359B2 JP2022141365A JP2022141365A JP7718359B2 JP 7718359 B2 JP7718359 B2 JP 7718359B2 JP 2022141365 A JP2022141365 A JP 2022141365A JP 2022141365 A JP2022141365 A JP 2022141365A JP 7718359 B2 JP7718359 B2 JP 7718359B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon substrate
- layer
- epitaxial layer
- silicon
- quantum computer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
本発明は、量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法、量子コンピュータ用シリコン基板及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer, a silicon substrate for a quantum computer, and a semiconductor device.
従来のコンピュータでは現実的な時間で解くことのできない計算を解くことができるコンピュータとして、重ね合わせやもつれといった量子効果を利用する量子コンピュータに期待が集まっている。この量子コンピュータ用途で使用する素子も、シリコン基板のような半導体基板上に搭載される。 Expectations are high for quantum computers, which utilize quantum effects such as superposition and entanglement, as a computer capable of solving calculations that conventional computers cannot solve in a realistic amount of time. The elements used in quantum computers are also mounted on semiconductor substrates such as silicon substrates.
量子コンピュータ用途で使用する素子にはいくつかの方法があるが、主なものには、超伝導体を使用したジョセフソン効果を利用したものや、電子スピン(ESR)を利用して量子効果を電気信号に変換するものが挙げられる。 There are several methods for creating elements for quantum computing, but the main ones include those that use the Josephson effect using superconductors, and those that use electron spin resonance (ESR) to convert quantum effects into electrical signals.
シリコン基板を使用して電子スピンを利用した素子では、磁場中においた電子スピンをマイクロ波を照射して周波数を掃引して共鳴させることで量子効果を読み出す(特許文献1)。 In devices that use electron spins on a silicon substrate, the quantum effect is read out by irradiating electron spins placed in a magnetic field with microwaves and sweeping the frequency to cause resonance (Patent Document 1).
このように電子スピンを利用する場合、周辺に不要なスピン成分が存在するとゼーマン効果によって電子スピンエネルギーが分裂してしまい、量子効果を計算に用いることができなくなる。このために、核スピンをもつ29Siを極力減らした28Si主体(リッチ)のSi層を形成する必要がある。 When using electron spin in this way, if unnecessary spin components exist in the vicinity, the electron spin energy is split by the Zeeman effect, making it impossible to use quantum effects in calculations. For this reason, it is necessary to form a Si layer that is mainly (rich in) 28 Si, with 29 Si, which has nuclear spin, minimized.
このために、同位体濃縮を行った28SiH4ガスを用いて28Siエピタキシャル層を形成したシリコン基板が用いられる。また、単電子層とするために(複数の電子が存在すると、電子同士のスピン相互作用のため計算が難しくなる)、電子の封じ込め(単電子トランジスタ)が必要になる。 For this purpose, a silicon substrate with a 28Si epitaxial layer formed using isotopically enriched 28SiH4 gas is used. Furthermore, to achieve a single-electron layer (the presence of multiple electrons makes calculations difficult due to spin interactions between electrons), electron confinement (single-electron transistors) is required.
そのための構造として、Fin構造を作製しFin先端に電子を封じ込める方法や、SOI(Silicon On Insulator)構造を採用することが多い。Fin構造はシリコンだけで形成できる利点があるが、シリコン表面の表面準位の処理が難しい。一方で、SOI構造では、シリコンと酸化膜界面の影響は小さいが、絶縁層を形成する方法が難しい。すなわち、28Siを酸化処理しても、熱処理中のシリコンの拡散によって、核スピンをもつ29Siの影響が発生してしまう。 To achieve this, a fin structure is often fabricated to confine electrons at the fin tip, or an SOI (Silicon On Insulator) structure is often adopted. The fin structure has the advantage of being formed entirely from silicon, but it is difficult to control the surface state of the silicon surface. On the other hand, with an SOI structure, the influence of the silicon-oxide film interface is small, but the method of forming the insulating layer is difficult. In other words, even if 28 Si is oxidized, the diffusion of silicon during heat treatment causes the influence of 29 Si, which has nuclear spin.
また、従来の貼り合わせなどの手法でSOIを形成する途中の熱処理においても同様に28Siの拡散が発生し、28Siの同位体効果を十分に生かすことができない。 Furthermore, in the heat treatment during the process of forming SOI by conventional techniques such as bonding, diffusion of 28 Si also occurs, and the isotope effect of 28 Si cannot be fully utilized.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、29Siの影響を抑制し核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板及びその製造方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a silicon substrate for a quantum computer that can suppress the influence of 29 Si and the influence of nuclear spin, and a method for manufacturing the same.
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法であって、シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして、該シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程と、前記Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法を提供する。 The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and provides a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer, comprising the steps of: forming a Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a Si source gas as a silicon-based raw material gas, the Si source gas having a total content of 28 Si and 30 Si of 99.9% or more relative to the total silicon contained in the silicon-based raw material gas; oxidizing the surface of the Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer; and forming a Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a Si source gas having a total content of 28 Si and 30 Si of 99.9% or more relative to the total silicon contained in the silicon-based raw material gas.
このような量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法によれば、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板を製造することができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板を製造することができる。 This method of manufacturing a silicon substrate for quantum computers makes it possible to manufacture a silicon substrate for quantum computers that can suppress the effects of nuclear spin, fully exhibits the isotope effect suitable for quantum computers, and can easily form single-electron transistors on the silicon substrate.
このとき、前記Siソースガスとしてモノシランガスを用いる量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer can use monosilane gas as the Si source gas.
これにより、量子コンピュータ用に好適なシリコン基板をより低温で製造することができる。 This makes it possible to manufacture silicon substrates suitable for quantum computers at lower temperatures.
このとき、前記酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に前記Siエピタキシャル層を形成する工程とを繰り返し行い、前記δドープ層と前記δドープ層の上のSiエピタキシャル層を複数対形成する量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the process of forming the oxygen (O) delta-doped layer and the process of forming the Si epitaxial layer on the delta-doped layer can be repeated to form multiple pairs of the delta-doped layer and the Si epitaxial layer on the delta-doped layer, resulting in a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer.
これにより、量子コンピュータ用により好適なシリコン基板を製造することができる。 This makes it possible to produce silicon substrates that are more suitable for quantum computers.
このとき、前記量子コンピュータ用シリコン基板の最表層のSiエピタキシャル層の厚さを、前記最表層のSiエピタキシャル層以外のSiエピタキシャル層の厚さよりも厚くする量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer can be such that the thickness of the outermost Si epitaxial layer of the silicon substrate for a quantum computer is thicker than the thickness of Si epitaxial layers other than the outermost Si epitaxial layer.
これにより、量子コンピュータ用にさらに好適なシリコン基板を製造することができる。 This will enable the production of silicon substrates that are even more suitable for quantum computers.
このとき、量子コンピュータ用シリコン基板を熱処理することにより、複数の前記δドープ層を一体化してSOI構造を作製する量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, by subjecting the silicon substrate for quantum computers to heat treatment, the multiple delta-doped layers can be integrated to form an SOI structure, thereby forming a method for manufacturing a silicon substrate for quantum computers.
これにより、量子コンピュータ用に好適なSOI構造を有するシリコン基板を製造することができる。 This makes it possible to manufacture silicon substrates with an SOI structure suitable for quantum computers.
このとき、前記シリコン基板として1000Ω・cm以上の抵抗率を有するものを用いる量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer can use a silicon substrate having a resistivity of 1000 Ω·cm or more.
これにより、安定してスピン共鳴で得られた信号を歪なく取り出すことが可能な量子コンピュータ用シリコン基板を製造することができる。 This makes it possible to manufacture silicon substrates for quantum computers that can stably extract signals obtained through spin resonance without distortion.
本発明は、また、量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法であって、シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより28Siエピタキシャル層を形成する工程と、前記28Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に、28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより28Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer, comprising the steps of: forming a 28 Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a 28 Si source gas as a silicon-based raw material gas; oxidizing the surface of the 28 Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer; and forming a 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a 28 Si source gas.
このような量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法によれば、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板を製造することができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板を製造することができる。 This method of manufacturing a silicon substrate for quantum computers makes it possible to manufacture a silicon substrate for quantum computers that can suppress the effects of nuclear spin, fully exhibits the isotope effect suitable for quantum computers, and can easily form single-electron transistors on the silicon substrate.
このとき、前記28Siソースガスとして28Siモノシランガスを用いる量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer can be implemented by using 28 Si monosilane gas as the 28 Si source gas.
これにより、量子コンピュータ用に好適なシリコン基板をより低温で製造することができる。 This makes it possible to manufacture silicon substrates suitable for quantum computers at lower temperatures.
このとき、前記酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に前記28Siエピタキシャル層を形成する工程とを繰り返し行い、前記δドープ層と前記δドープ層の上の28Siエピタキシャル層を複数対形成する量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the step of forming the oxygen (O) δ-doped layer and the step of forming the 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer are repeatedly performed, thereby forming a plurality of pairs of the δ-doped layer and the 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer, thereby forming a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer.
これにより、量子コンピュータ用により好適なシリコン基板を製造することができる。 This makes it possible to produce silicon substrates that are more suitable for quantum computers.
このとき、前記量子コンピュータ用シリコン基板の最表層の28Siエピタキシャル層の厚さを、前記最表層の28Siエピタキシャル層以外の28Siエピタキシャル層の厚さよりも厚くする量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer can be such that the thickness of the 28 Si epitaxial layer at the outermost layer of the silicon substrate for a quantum computer is made thicker than the thickness of the 28 Si epitaxial layers other than the outermost 28 Si epitaxial layer.
これにより、量子コンピュータ用にさらに好適なシリコン基板を製造することができる。 This will enable the production of silicon substrates that are even more suitable for quantum computers.
このとき、前記量子コンピュータ用シリコン基板を熱処理することにより、複数の前記δドープ層を一体化してSOI構造を作製する量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, by subjecting the silicon substrate for quantum computers to heat treatment, the multiple δ-doped layers can be integrated to form an SOI structure, thereby forming a method for manufacturing a silicon substrate for quantum computers.
これにより、量子コンピュータ用に好適なSOI構造を有するシリコン基板を製造することができる。 This makes it possible to manufacture silicon substrates with an SOI structure suitable for quantum computers.
このとき、前記シリコン基板として1000Ω・cm以上の抵抗率を有するものを用いる量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法とすることができる。 In this case, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer can use a silicon substrate having a resistivity of 1000 Ω·cm or more.
これにより、安定してスピン共鳴で得られた信号を歪なく取り出すことが可能な量子コンピュータ用シリコン基板を製造することができる。 This makes it possible to manufacture silicon substrates for quantum computers that can stably extract signals obtained through spin resonance without distortion.
本発明は、また、上記目的を達成するためになされたものであり、量子コンピュータ用シリコン基板であって、シリコン基板と、該シリコン基板上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層と、該Siエピタキシャル層上のSiO2層であって、該SiO2層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiO2層と、該SiO2層の上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層とを備える量子コンピュータ用シリコン基板を提供する。 The present invention has also been made to achieve the above-mentioned object, and provides a silicon substrate for a quantum computer, comprising: a silicon substrate; an epitaxial layer on the silicon substrate, the Si epitaxial layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon in the epitaxial layer is 99.9% or more; a SiO2 layer on the Si epitaxial layer, the SiO2 layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon in the SiO2 layer is 99.9% or more; and an epitaxial layer on the SiO2 layer, the Si epitaxial layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon in the epitaxial layer is 99.9% or more.
このような量子コンピュータ用シリコン基板によれば、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板とすることができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板となる。 This type of silicon substrate for quantum computers can be used to suppress the effects of nuclear spin, fully demonstrate the isotope effect suitable for quantum computers, and is a silicon substrate on which single-electron transistors can be easily formed.
このとき、前記SiO2層が酸素(O)のδドープ層である量子コンピュータ用シリコン基板とすることができる。 In this case, the silicon substrate for quantum computers can be one in which the SiO 2 layer is a δ-doped layer of oxygen (O).
これにより、量子コンピュータ用に好適なδドープ層を有するシリコン基板となる。 This results in a silicon substrate with a delta-doped layer suitable for quantum computers.
このとき、前記SiO2層がSOI構造における埋め込み酸化膜(BOX)層である量子コンピュータ用シリコン基板とすることができる。 In this case, the silicon substrate for quantum computers can be one in which the SiO 2 layer is a buried oxide film (BOX) layer in an SOI structure.
これにより、量子コンピュータ用に好適なSOI構造を有するシリコン基板となる。 This results in a silicon substrate with an SOI structure suitable for quantum computers.
このとき、量子コンピュータ用シリコン基板上に素子を備えるものである半導体装置とすることができる。 In this case, the semiconductor device can be one that has elements on a silicon substrate for quantum computers.
これにより、核スピンの影響を抑制された半導体装置となる。 This results in a semiconductor device in which the effects of nuclear spin are suppressed.
本発明は、また、量子コンピュータ用シリコン基板であって、シリコン基板と、該シリコン基板上の28Siエピタキシャル層と、該28Siエピタキシャル層上の28SiO2層と、該28SiO2層の上の28Siエピタキシャル層とを備える量子コンピュータ用シリコン基板を提供する。 The present invention also provides a silicon substrate for a quantum computer, comprising: a silicon substrate; a 28 Si epitaxial layer on the silicon substrate; a 28 SiO 2 layer on the 28 Si epitaxial layer; and a 28 Si epitaxial layer on the 28 SiO 2 layer.
このような量子コンピュータ用シリコン基板によれば、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板とすることができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板となる。 This type of silicon substrate for quantum computers can be used to suppress the effects of nuclear spin, fully demonstrate the isotope effect suitable for quantum computers, and is a silicon substrate on which single-electron transistors can be easily formed.
このとき、前記28SiO2層が酸素(O)のδドープ層である量子コンピュータ用シリコン基板とすることができる。 In this case, the silicon substrate for quantum computers can be one in which the 28 SiO 2 layer is a δ-doped layer of oxygen (O).
これにより、量子コンピュータ用に好適なδドープ層を有するシリコン基板となる。 This results in a silicon substrate with a delta-doped layer suitable for quantum computers.
このとき、前記28SiO2層がSOI構造における埋め込み酸化膜(BOX)層である量子コンピュータ用シリコン基板とすることができる。 In this case, the 28 SiO 2 layer can be a buried oxide film (BOX) layer in an SOI structure, forming a silicon substrate for a quantum computer.
これにより、量子コンピュータ用に好適なSOI構造を有するシリコン基板となる。 This results in a silicon substrate with an SOI structure suitable for quantum computers.
このとき、量子コンピュータ用シリコン基板上に素子を備えるものであることを特徴とする半導体装置とすることができる。 In this case, the semiconductor device can be characterized as having elements on a silicon substrate for quantum computers.
これにより、核スピンの影響を抑制された半導体装置となる。 This results in a semiconductor device in which the effects of nuclear spin are suppressed.
以上のように、本発明の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法によれば、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板を製造することができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板を製造することができる。本発明の量子コンピュータ用シリコン基板によれば、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板とすることができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板となる。 As described above, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer of the present invention makes it possible to manufacture a silicon substrate for a quantum computer that is capable of suppressing the effects of nuclear spin, and to manufacture a silicon substrate that fully exhibits the isotope effect suitable for a quantum computer and on which single-electron transistors can be easily formed. The silicon substrate for a quantum computer of the present invention makes it possible to manufacture a silicon substrate for a quantum computer that is capable of suppressing the effects of nuclear spin, and to manufacture a silicon substrate that fully exhibits the isotope effect suitable for a quantum computer and on which single-electron transistors can be easily formed.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention is described in detail below, but is not limited to these.
上述のように、29Siの影響を抑制し核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板及びその製造方法が求められていた。 As described above, there has been a demand for a silicon substrate for quantum computers that can suppress the influence of 29 Si and the influence of nuclear spin, and a method for manufacturing the same.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法であって、シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして、該シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程と、前記Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法により、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板を製造することができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板を製造することができることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research into the above-mentioned problems, the present inventors have found that a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer, comprising the steps of: forming a Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a Si source gas as a silicon-based raw material gas, the Si source gas having a total content of 28Si and 30Si of 99.9% or more relative to the total silicon contained in the silicon-based raw material gas; oxidizing the surface of the Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer; and forming a Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a Si source gas having a total content of 28Si and 30Si of 99.9% or more relative to the total silicon contained in the silicon-based raw material gas, can manufacture a silicon substrate for a quantum computer that can suppress the influence of nuclear spin; and can manufacture a silicon substrate that fully exhibits the isotope effect suitable for a quantum computer and on which single-electron transistors can be easily formed, thereby completing the present invention.
本発明者らは、また、量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法であって、シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、28Siエピタキシャル層を形成する工程と、前記28Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に、28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、28Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法により、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板を製造することができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板を製造することができることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have also discovered that a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer that includes the steps of forming a 28 Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a 28 Si source gas as a silicon-based raw material gas, oxidizing the surface of the 28 Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer, and forming a 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a 28 Si source gas can manufacture a silicon substrate for a quantum computer that can suppress the influence of nuclear spin, and can manufacture a silicon substrate that fully exhibits the isotope effect suitable for a quantum computer and on which single-electron transistors can be easily formed, and have completed the present invention.
また、本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、量子コンピュータ用シリコン基板であって、シリコン基板と、該シリコン基板上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層と、該Siエピタキシャル層上のSiO2層であって、該SiO2層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiO2層と、該SiO2層の上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層とを備える量子コンピュータ用シリコン基板により、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板とすることができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板となることを見出し、本発明を完成した。 Furthermore, as a result of intensive research into the above-mentioned problems, the present inventors have found that a silicon substrate for a quantum computer comprising a silicon substrate, an epitaxial layer on the silicon substrate, a Si epitaxial layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon in the epitaxial layer is 99.9% or more, a SiO 2 layer on the Si epitaxial layer, a SiO 2 layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon in the SiO 2 layer is 99.9% or more, and an epitaxial layer on the SiO 2 layer, a Si epitaxial layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon in the epitaxial layer is 99.9% or more, can be used as a silicon substrate for a quantum computer that can suppress the influence of nuclear spin, and that can fully exhibit the isotope effect suitable for a quantum computer and can be a silicon substrate on which single-electron transistors can be easily formed, thereby completing the present invention.
本発明者らは、また、量子コンピュータ用シリコン基板であって、シリコン基板と、該シリコン基板上の28Siエピタキシャル層と、該28Siエピタキシャル層上の28SiO2層と、該28SiO2層の上の28Siエピタキシャル層とを備える量子コンピュータ用シリコン基板により、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板とすることができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板となることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have also discovered that a silicon substrate for a quantum computer comprising a silicon substrate, a 28 Si epitaxial layer on the silicon substrate, a 28 SiO 2 layer on the 28 Si epitaxial layer, and a 28 Si epitaxial layer on the 28 SiO 2 layer can be used to form a silicon substrate for a quantum computer that can suppress the influence of nuclear spin, that fully exhibits the isotope effect suitable for a quantum computer, and that is a silicon substrate on which single-electron transistors can be easily formed, and have completed the present invention.
以下、図面を参照して説明する。 The following explanation will be given with reference to the drawings.
以下、「28Si」を例に用語の定義を説明するが、他の同位体(30Si等)についても同様の表現を用いることがある。 Below, definitions of terms will be explained using " 28 Si" as an example, but similar expressions may also be used for other isotopes ( 30 Si, etc.).
本明細書において、シリコン系原料ガスである「28Siソースガス」とは、シリコンを含むガスのシリコン全体に占める28Siの含有量が99.9%以上の組成を有するガスを意味する。「28Siモノシランガス」(「28SiH4」と表記することもある)とは、モノシラン(SiH4)ガスのシリコン全体に占める28Siの含有量が99.9%以上の組成を有するモノシランガスを意味する。シリコンの安定同位体には、28Si、29Si、30Siの3つがあり、それらの天然存在比は92.23%、4.67%、3.1%であるが、例えば、天然Si同位体組成から成るシリコン含有ガス(シラン系ガス)を遠心分離することで、28Siソースガスを製造できる。30Siソースガスや、「シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガス」についても同様にして製造できる。 In this specification, the term " 28 Si source gas" as a silicon-based source gas refers to a gas containing silicon and having a composition in which the 28 Si content of the total silicon is 99.9% or more. " 28 Si monosilane gas" (sometimes written as " 28 SiH 4 ") refers to a monosilane (SiH 4 ) gas having a composition in which the 28 Si content of the total silicon is 99.9% or more. There are three stable silicon isotopes: 28 Si, 29 Si, and 30 Si, and their natural abundances are 92.23%, 4.67%, and 3.1%. For example, a 28 Si source gas can be produced by centrifuging a silicon-containing gas (silane-based gas) consisting of the natural Si isotope composition. 30 Si source gas and "Si source gas in which the total content of 28 Si and 30 Si in the total silicon contained in the silicon-based raw material gas is 99.9% or more" can also be produced in the same manner.
本明細書において、「28Siエピタキシャル層」とは、エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Siの含有量が99.9%以上の組成を有するエピタキシャル層を意味する。例えば、28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行って得ることができる。 In this specification, the term " 28Si epitaxial layer" refers to an epitaxial layer having a composition in which the content of 28Si relative to the total silicon content of the epitaxial layer is 99.9% or more. For example, the epitaxial layer can be obtained by epitaxial growth using a 28Si source gas.
本明細書において、「28SiO2」とは、SiO2のシリコン全体に占める28Siの含有量が99.9%以上の組成を有するSiO2を意味する。例えば、28Siエピタキシャル層を酸化することにより得ることができる。 In this specification, " 28 SiO 2 " means SiO 2 having a composition in which the content of 28 Si relative to the total silicon content of the SiO 2 is 99.9% or more. For example, it can be obtained by oxidizing a 28 Si epitaxial layer.
本明細書において、「δドープ層」とは、母材と異なる元素を単原子層程度導入した層のことである。酸素(O)のδドープ層には、例えば、シリコン基板上に単原子層(1.36×1015atoms/cm2)未満の酸素を導入した場合が含まれる。なお、δドープ法については、例えば特許文献2に記載の方法などがある。 In this specification, the term "δ-doped layer" refers to a layer in which an element different from the base material is introduced to a monoatomic layer. An oxygen (O) δ-doped layer includes, for example, a layer in which oxygen less than a monoatomic layer (1.36×10 15 atoms/cm 2 ) is introduced onto a silicon substrate. The δ-doping method is described, for example, in Patent Document 2.
[量子コンピュータ用シリコン基板]
(第1の実施形態)
本発明者らは、上記課題について検討を重ねた結果として、シリコン基板と、該シリコン基板上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層と、該Siエピタキシャル層上のSiO2層であって、該SiO2層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiO2層と、該SiO2層の上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層とを備える量子コンピュータ用シリコン基板により、29Siの影響を抑制し核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板となることを見出した。
[Silicon substrate for quantum computers]
(First embodiment)
As a result of extensive investigations into the above-mentioned problems, the present inventors have found that a silicon substrate for a quantum computer that includes a silicon substrate, an epitaxial layer on the silicon substrate, the Si epitaxial layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more, a SiO 2 layer on the Si epitaxial layer, the SiO 2 layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon of the SiO 2 layer is 99.9% or more, and an epitaxial layer on the SiO 2 layer, the Si epitaxial layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more, results in a silicon substrate for a quantum computer that is capable of suppressing the influence of 29 Si and suppressing the influence of nuclear spin.
本発明に係る量子コンピュータ用のシリコン基板におけるSiエピタキシャル層は、エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するものであればよく、必ずしも28Siと30Siの両方を含んでいなくてもよい。エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Siの含有量が99.9%以上の場合や、30Siの含有量が99.9%以上の場合であってもよい。 The Si epitaxial layer in the silicon substrate for a quantum computer according to the present invention need only have a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si in the entire silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more, and does not necessarily have to contain both 28 Si and 30 Si. The content of 28 Si in the entire silicon of the epitaxial layer may be 99.9% or more, or the content of 30 Si may be 99.9% or more.
このとき、SiO2層が酸素(O)のδドープ層であることが好ましい。このような量子コンピュータ用のシリコン基板は、量子コンピュータ用に好適なδドープ層を有するシリコン基板となる。 In this case, the SiO 2 layer is preferably a δ-doped layer of oxygen (O). Such a silicon substrate for a quantum computer is a silicon substrate having a δ-doped layer suitable for a quantum computer.
また、SiO2層がSOI構造における埋め込み酸化膜(BOX)層であることが好ましい。このような量子コンピュータ用のシリコン基板は、量子コンピュータ用に好適なSOI構造を有するシリコン基板となる。 Furthermore, the SiO 2 layer is preferably a buried oxide (BOX) layer in an SOI structure. Such a silicon substrate for a quantum computer has an SOI structure suitable for quantum computers.
さらに、上述の量子コンピュータ用シリコン基板上に素子を備えるものであることが好ましい。このような半導体装置は、核スピンの影響を抑制された半導体装置となる。 Furthermore, it is preferable that the element is mounted on the silicon substrate for the quantum computer described above. Such a semiconductor device is one in which the influence of nuclear spin is suppressed.
より詳細な実施形態については、第1の実施形態に係る量子コンピュータ用のシリコン基板において、エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Siの含有量を99.9%以上の組成としたものに相当する下記の第2の実施形態で説明する。 A more detailed embodiment will be described in the second embodiment below, which corresponds to a silicon substrate for a quantum computer according to the first embodiment, in which the content of 28 Si in the entire silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more.
(第2の実施形態)
本発明者らは、また、シリコン基板と、シリコン基板上の28Siエピタキシャル層と、28Siエピタキシャル層上の28SiO2層と、28SiO2層の上の28Siエピタキシャル層とを備えるものにより、29Siの影響を抑制し核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板となることを見出した。上記の通り、本発明の第2の実施形態に係る量子コンピュータ用のシリコン基板は、上述の第1の実施形態に係る量子コンピュータ用のシリコン基板において、エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Siの含有量を99.9%以上の組成としたものに相当する。
Second Embodiment
The inventors have also found that a silicon substrate for a quantum computer that can suppress the influence of 29 Si and the influence of nuclear spin can be obtained by comprising a silicon substrate, a 28 Si epitaxial layer on the silicon substrate, a 28 SiO 2 layer on the 28 Si epitaxial layer, and a 28 Si epitaxial layer on the 28 SiO 2 layer. As described above, the silicon substrate for a quantum computer according to the second embodiment of the present invention corresponds to the silicon substrate for a quantum computer according to the above-mentioned first embodiment, in which the content of 28 Si in the entire silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more.
図1に、本発明に係る量子コンピュータ用シリコン基板の構造の一例を示す。第2の実施形態に係る量子コンピュータ用シリコン基板は、シリコン基板1と、シリコン基板1上の28Siエピタキシャル層2と、28Siエピタキシャル層2上の28SiO2層3と、28SiO2層3の上の28Siエピタキシャル層2とを備えるものである。 An example of the structure of a silicon substrate for a quantum computer according to the second embodiment is shown in Figure 1. The silicon substrate for a quantum computer according to the second embodiment includes a silicon substrate 1, a 28 Si epitaxial layer 2 on the silicon substrate 1, a 28 SiO 2 layer 3 on the 28 Si epitaxial layer 2, and a 28 Si epitaxial layer 2 on the 28 SiO 2 layer 3.
図1に示す量子コンピュータ用シリコン基板における28SiO2層3は、酸素(O)のδドープ層とすることができる。図2には酸素(O)のδドープ層3Aが複数層(酸素(O)のδドープ層3Aと隣接する28Siエピタキシャル層2が複数対)設けられた例を示しているが、酸素(O)のδドープ層は図1の28SiO2層3のように単層(1層)であってもよい。 The 28SiO2 layer 3 in the silicon substrate for quantum computers shown in Fig. 1 can be an oxygen (O) delta-doped layer. Fig. 2 shows an example in which a plurality of oxygen (O) delta-doped layers 3A are provided (plural pairs of oxygen (O) delta-doped layers 3A and adjacent 28Si epitaxial layers 2), but the oxygen (O) delta-doped layer may be a single layer (one layer) like the 28SiO2 layer 3 in Fig. 1.
また、図1に示す量子コンピュータ用シリコン基板における28SiO2層3は、SOI構造における埋め込み酸化膜(BOX)層とすることができる。この場合、埋め込み酸化膜(BOX)層(28SiO2層)の膜厚は、0.01~1μm程度の厚さとすることができる。 1 can be used as a buried oxide (BOX) layer in an SOI structure. In this case, the buried oxide (BOX) layer ( 28 SiO 2 layer) can have a thickness of about 0.01 to 1 μm.
本発明に係る量子コンピュータ用シリコン基板に用いるシリコン基板1について説明する。シリコン基板1としては特に限定されず、この基板に28Siエピタキシャル層を堆積可能なものであればよい。直径、厚さ、ドーパント等は、特に限定されない。量子コンピュータでは、量子化された挙動を示す電子などのスピン状態の読出しにマイクロ波などを使用する。このために、電送路中での信号のゆがみを低減するために、高抵抗基板を使用することが好ましい。特に、おおよそ1000Ω・cm以上の抵抗率を持つものが好ましい。これにより、安定してスピン共鳴で得られた信号を歪なく取り出すことが可能な量子コンピュータ用シリコン基板となる。 The silicon substrate 1 used in the quantum computer silicon substrate according to the present invention will now be described. The silicon substrate 1 is not particularly limited, as long as it is capable of depositing a 28 Si epitaxial layer on the substrate. There are no particular limitations on the diameter, thickness, dopants, etc. Quantum computers use microwaves and the like to read the spin state of electrons and other elements that exhibit quantized behavior. For this reason, it is preferable to use a high-resistivity substrate to reduce signal distortion in the electrical transmission path. In particular, a substrate with a resistivity of approximately 1000 Ω·cm or higher is preferable. This results in a silicon substrate for a quantum computer that can stably extract signals obtained by spin resonance without distortion.
上述の本発明に係る量子コンピュータ用シリコン基板上に素子を設けた半導体装置であれば、核スピンの影響を抑制された半導体装置となる。 A semiconductor device having elements mounted on the silicon substrate for quantum computers according to the present invention described above is a semiconductor device in which the effects of nuclear spin are suppressed.
[量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法]
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態である、量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法について説明する。本発明に係る量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法は、シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして、該シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程と、Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、δドープ層の上に、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む。
[Method of manufacturing silicon substrate for quantum computer]
(Third embodiment)
Next, a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to a third embodiment of the present invention will be described. The method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to the present invention includes the steps of forming a Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a silicon-based source gas, a Si source gas having a total content of 28 Si and 30 Si of 99.9% or more relative to the total silicon contained in the silicon-based source gas, oxidizing the surface of the Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer, and forming a Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a Si source gas having a total content of 28 Si and 30 Si of 99.9% or more relative to the total silicon contained in the silicon-based source gas.
本発明の第3の実施形態に係る量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法におけるシリコン系原料ガスとしては、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスであればよく、必ずしも28Siと30Siの両方を含んでいなくてもよい。シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siの含有量が99.9%以上の場合や、30Siの含有量が99.9%以上の場合も含まれる。 The silicon-based source gas in the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to the third embodiment of the present invention may be a Si source gas in which the total content of 28 Si and 30 Si relative to the total silicon contained in the silicon-based source gas is 99.9% or more, and does not necessarily need to contain both 28 Si and 30 Si. This also includes cases in which the content of 28 Si relative to the total silicon contained in the silicon-based source gas is 99.9% or more, and cases in which the content of 30 Si is 99.9% or more.
Siソースガスとしてモノシランガスを用いることが好ましい。これにより、量子コンピュータ用に好適なシリコン基板をより低温で製造することができる。 It is preferable to use monosilane gas as the Si source gas. This allows silicon substrates suitable for quantum computers to be produced at lower temperatures.
酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、δドープ層の上にSiエピタキシャル層を形成する工程とを繰り返し行い、δドープ層とδドープ層の上のSiエピタキシャル層を複数対形成することが好ましい。これにより、量子コンピュータ用により好適なシリコン基板を製造することができる。 It is preferable to repeat the process of forming an oxygen (O) delta-doped layer and the process of forming a Si epitaxial layer on the delta-doped layer to form multiple pairs of delta-doped layers and Si epitaxial layers on the delta-doped layers. This makes it possible to manufacture silicon substrates that are more suitable for quantum computers.
また、量子コンピュータ用シリコン基板の最表層のSiエピタキシャル層の厚さを、前記最表層のSiエピタキシャル層以外のSiエピタキシャル層の厚さよりも厚くすることが好ましい。これにより、量子コンピュータ用にさらに好適なシリコン基板を製造することができる。 It is also preferable to make the thickness of the outermost Si epitaxial layer of a silicon substrate for quantum computers thicker than the thickness of Si epitaxial layers other than the outermost Si epitaxial layer. This makes it possible to manufacture silicon substrates that are even more suitable for use in quantum computers.
このとき、シリコン基板として1000Ω・cm以上の抵抗率を有するものを用いることが好ましい。これにより、安定してスピン共鳴で得られた信号を歪なく取り出すことが可能な量子コンピュータ用シリコン基板を製造することができる。 In this case, it is preferable to use a silicon substrate with a resistivity of 1000 Ω·cm or more. This makes it possible to manufacture a silicon substrate for quantum computers that can stably extract signals obtained by spin resonance without distortion.
より詳細な実施形態については、第3の実施形態に係る量子コンピュータ用のシリコン基板の製造方法において、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siの含有量を99.9%以上の組成としたものに相当する下記の第4の実施形態で説明する。 A more detailed embodiment will be described in the following fourth embodiment, which corresponds to a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to the third embodiment, in which the content of 28 Si in the total silicon contained in the silicon-based source gas is set to 99.9% or more.
(第4の実施形態)
また、本発明の第4の実施形態に係る量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法は、シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより28Siエピタキシャル層を形成する工程と、28Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、δドープ層の上に、28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより28Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む。上記の通り、本発明の第4の実施形態に係る量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法は、上述の第3の実施形態に係る量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法において、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siの含有量を99.9%以上の組成としたものに相当する。以下、詳しく説明する。
(Fourth embodiment)
Furthermore, a method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to a fourth embodiment of the present invention includes the steps of forming a 28 Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a 28 Si source gas as a silicon-based raw material gas, oxidizing the surface of the 28 Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer, and forming a 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a 28 Si source gas. As described above, the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to the fourth embodiment of the present invention corresponds to the method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to the third embodiment described above, except that the 28 Si content of the total silicon contained in the silicon-based raw material gas is 99.9% or more. This will be described in detail below.
まず、図3(A)に示すようにシリコン基板1を準備する。 First, prepare a silicon substrate 1 as shown in Figure 3(A).
次に図3(B)に示すように、シリコン基板1にエピタキシャル成長(堆積)を行い、28Siエピタキシャル層2を形成する。この際、CVD法が結晶性のよいエピタキシャル層の形成が可能である。エピタキシャル成長においては、シリコン系原料ガスとして、例えば同位体濃縮を行って得た28Siソースガスを用いる。28Siソースガスとしては、特に28Siモノシランガス(28SiH4)を用いることが好ましい。これにより、より低温でエピタキシャル成長を行うことができる。 Next, as shown in Figure 3(B), epitaxial growth (deposition) is performed on the silicon substrate 1 to form a 28Si epitaxial layer 2. In this case, the CVD method can form an epitaxial layer with good crystallinity. In the epitaxial growth, a 28Si source gas obtained by isotope enrichment, for example, is used as the silicon-based source gas. As the 28Si source gas, it is particularly preferable to use 28Si monosilane gas ( 28SiH4 ). This allows epitaxial growth to be performed at a lower temperature.
また、この時の28Siエピタキシャル層2の厚さは特に限定されないが、0.01~1μm程度の厚さがあれば十分である。これは、SiのNMRなどの例をとってみてもわかるように、電子スピン―核スピン相互作用は隣接同士の影響が最も強く数原子は離れると影響が小さくなっていくことから考えても妥当である。 Although there are no particular limitations on the thickness of the 28Si epitaxial layer 2, a thickness of approximately 0.01 to 1 μm is sufficient. This is reasonable considering that, as can be seen from the example of Si NMR, the influence of adjacent electron spin-nuclear spin interactions is strongest and the influence decreases when the distance is several atoms.
次に図3(C)に示すように、電子封じ込めのための酸化膜である28SiO2層を形成する。図3の例では酸素(O)のδドープ法を使用し、酸素(O)のδドープ層3Aを形成する。 Next, as shown in Fig. 3C, a 28 SiO 2 layer is formed as an oxide film for electron confinement. In the example of Fig. 3, an oxygen (O) δ-doping method is used to form an oxygen (O) δ-doped layer 3A.
δドープ法を用い、28Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層3Aを形成することで、絶縁膜のシリコンを核スピンの影響のない酸化シリコン(28SiO2)とすることが可能になり、電子-核スピン相互作用の影響を避けることが可能になる。 By using the delta-doping method to oxidize the surface of the 28 Si epitaxial layer to form an oxygen (O) delta-doped layer 3A, it becomes possible to convert the silicon of the insulating film into silicon oxide ( 28 SiO 2 ), which is not affected by nuclear spins, and to avoid the effects of electron-nuclear spin interactions.
次に図3(D)に示すように、このδドープ層の上に28Siエピタキシャル層2を堆積する。上述の1層目の28Siエピタキシャル層2の場合と同様に、CVD法が結晶性のよいエピタキシャル層の形成が可能である。原料ガスは同位体濃縮を行った28SiH4などの28Siソースガスを用いる。また、この時のエピタキシャル層の厚さは1層目の28Siエピタキシャル層2ほど厚くなくてもよく、電子の封じ込めが可能なように適時調整することが可能である。例えば、0.001~0.5μm程度の厚さとすることができる。 Next, as shown in FIG. 3D, a 28 Si epitaxial layer 2 is deposited on this δ-doped layer. As with the first 28 Si epitaxial layer 2 described above, CVD can form an epitaxial layer with good crystallinity. A 28 Si source gas, such as isotopically enriched 28 SiH 4 , is used as the source gas. The thickness of the epitaxial layer at this time does not need to be as thick as the first 28 Si epitaxial layer 2, and can be adjusted as needed to ensure electron confinement. For example, the thickness can be approximately 0.001 to 0.5 μm.
このままでの構造で素子を作製することも可能であるが、ここまでの工程で形成した絶縁層はδドープと言われる通り、酸素が原子レベルで挿入されただけであり、絶縁が十分でない可能性がある。そこで、図3(C)の酸素(O)のδドープ層3Aを形成する工程と、図3(D)のδドープ層の上に28Siエピタキシャル層2を形成する工程とを繰り返し行い、図3(E)に示すように、酸素(O)のδドープ層3Aとδドープ層の上の28Siエピタキシャル層を複数対形成することも好ましい。これにより、量子コンピュータ用にさらに好適なシリコン基板となる。 Although it is possible to fabricate a device using this structure as is, the insulating layer formed in the steps up to this point is called δ-doping, meaning that oxygen is merely inserted at the atomic level, and there is a possibility that the insulation may not be sufficient. Therefore, it is also preferable to repeat the process of forming the oxygen (O) δ-doped layer 3A shown in Figure 3(C) and the process of forming the 28 Si epitaxial layer 2 on the δ-doped layer shown in Figure 3(D), thereby forming multiple pairs of oxygen (O) δ-doped layer 3A and 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer, as shown in Figure 3(E). This results in a silicon substrate that is even more suitable for quantum computers.
図3(F)に示すように、この後さらに、熱処理して複数のδドープ層を酸化して一体化することで厚い絶縁層とすることも可能である。これにより得られた厚い絶縁層は埋め込み酸化膜(BOX)層3Bとして機能するSOI構造を形成することができる。これにより、量子コンピュータ用にさらに好適なシリコン基板となる。 As shown in Figure 3(F), a thick insulating layer can then be formed by further oxidizing and integrating the multiple delta-doped layers through heat treatment. The resulting thick insulating layer can form an SOI structure that functions as the buried oxide (BOX) layer 3B. This makes the silicon substrate even more suitable for quantum computers.
酸素(O)のδドープ層3Aとδドープ層の上に28Siエピタキシャル層2を積層する回数は、素子の特性・設計に合わせて適時変更可能である。また複数のδドープ層の酸化による一体化を行う際は、最表層の28Siエピタキシャル層2を最表層の28Siエピタキシャル層以外の28Siエピタキシャル層の厚さよりも厚くしておくことが好ましい。例えば、0.002~1μm程度の厚さとすることができる。このようにすれば、酸化を行っても最表層の28Siエピタキシャル層2が無くなってしまうことはない。 The number of times that the oxygen (O) delta-doped layer 3A and the 28 Si epitaxial layer 2 are stacked on the delta-doped layer can be changed as needed to suit the device characteristics and design. Furthermore, when integrating multiple delta-doped layers by oxidation, it is preferable to make the outermost 28 Si epitaxial layer 2 thicker than the other 28 Si epitaxial layers. For example, the thickness can be set to approximately 0.002 to 1 μm. In this way, the outermost 28 Si epitaxial layer 2 will not be lost even when oxidation is performed.
このように28Siリッチのシリコン層(28Siエピタキシャル層)を使用することで、絶縁層にも28Siリッチの酸化膜(28SiO2層)を形成することが可能になる。 By using a 28 Si-rich silicon layer ( 28 Si epitaxial layer) in this way, it becomes possible to form a 28 Si-rich oxide film ( 28 SiO 2 layer) as an insulating layer as well.
以下、実施例を挙げて本発明について具体的に説明するが、これは本発明を限定するものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but these examples are not intended to limit the scope of the present invention.
(実施例)
ボロンドープの直径300mmシリコン基板(抵抗:1000Ω・cm)を準備して、28SiH4(同位体99.94%)を原料にしてシリコンエピタキシャル成長を行った。温度は850℃、圧力は100Torr(13332Pa)の減圧条件下で1μm成膜した。つぎに、2時間の大気放置を行い28SiO2組成の自然酸化膜を形成後(酸素のδドープ)に、再度、28SiH4(同位体99.94%)を原料にして温度は850℃、圧力は100Torr(13332Pa)の減圧条件下でシリコンエピタキシャル層を3nm形成した。さらに、2時間の大気放置を行い28SiO2組成の自然酸化膜を形成後(酸素のδドープ)に、再度、28SiH4(同位体99.94%)を原料にして温度は850℃、圧力は100Torr(13332Pa)の減圧条件下でシリコンエピタキシャル層を3nmすることを、4回繰り返した。最後に、28SiH4(同位体99.94%)を原料にして温度は850℃、圧力は100Torr(13332Pa)の減圧条件下でシリコンエピタキシャル層を100nm形成した。最後に800℃で熱処理を10min行い、酸素のδドープ層を酸化して一つの酸化膜(埋め込み酸化膜(BOX)層)として、28Siエピタキシャル層をトップ層にもつSOI基板を作製した。
(Example)
A boron- doped 300 mm diameter silicon substrate (resistivity: 1000 Ω·cm) was prepared and silicon epitaxial growth was performed using 28SiH4 ( isotope 99.94%) as the source material. A 1 μm film was formed under reduced pressure conditions of 850° C and 100 Torr (13,332 Pa). Next, the substrate was left in the atmosphere for 2 hours to form a native oxide film with a 28SiO2 composition (oxygen δ-doping). After that, a 3 nm silicon epitaxial layer was formed again using 28SiH4 (isotope 99.94%) as the source material under reduced pressure conditions of 850°C and 100 Torr (13,332 Pa). The substrate was then left in the atmosphere for two hours to form a native oxide film with a 28SiO2 composition (oxygen delta-doping). This process was then repeated four times to form a 3-nm silicon epitaxial layer using 28SiH4 (isotope 99.94%) at a temperature of 850°C and a reduced pressure of 100 Torr (13,332 Pa). Finally, a 100-nm silicon epitaxial layer was formed using 28SiH4 ( isotope 99.94%) at a temperature of 850°C and a reduced pressure of 100 Torr (13,332 Pa). Finally, a heat treatment was performed at 800°C for 10 minutes to oxidize the oxygen delta-doped layer and form a single oxide film (buried oxide (BOX) layer), resulting in an SOI substrate with a 28Si epitaxial layer on top.
以上のとおり、本発明の実施例によれば、核スピンの影響を抑制可能な量子コンピュータ用のシリコン基板とすることができ、量子コンピュータに適した同位体効果を十分に発揮し、単電子トランジスタを容易に形成することが可能なシリコン基板を得ることができた。 As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to obtain a silicon substrate for quantum computers that can suppress the effects of nuclear spin, that fully exhibits the isotope effect suitable for quantum computers, and that can easily form single-electron transistors.
本明細書は、以下の態様を包含する。
[A]:量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法であって、
シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして、該シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程と、
前記Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、
前記δドープ層の上に、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[B]:前記Siソースガスとしてモノシランガスを用いる上記[A]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[C]:前記酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に前記Siエピタキシャル層を形成する工程とを繰り返し行い、前記δドープ層と前記δドープ層の上のSiエピタキシャル層を複数対形成する上記[A]又は上記[B]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[D]:前記量子コンピュータ用シリコン基板の最表層のSiエピタキシャル層の厚さを、前記最表層のSiエピタキシャル層以外のSiエピタキシャル層の厚さよりも厚くする上記[C]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[E]:前記量子コンピュータ用シリコン基板を熱処理することにより、複数の前記δドープ層を一体化してSOI構造を作製する上記[D]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[1]:量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法であって、
シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより28Siエピタキシャル層を形成する工程と、
前記28Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、
前記δドープ層の上に、28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより28Siエピタキシャル層を形成する工程とを含む量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[2]:前記28Siソースガスとして28Siモノシランガスを用いる上記[1]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[3]:前記酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、前記δドープ層の上に前記28Siエピタキシャル層を形成する工程とを繰り返し行い、前記δドープ層と前記δドープ層の上の28Siエピタキシャル層を複数対形成する上記[1]又は上記[2]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[4]:前記量子コンピュータ用シリコン基板の最表層の28Siエピタキシャル層の厚さを、前記最表層の28Siエピタキシャル層以外の28Siエピタキシャル層の厚さよりも厚くする上記[3]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[5]:前記量子コンピュータ用シリコン基板を熱処理することにより、複数の前記δドープ層を一体化してSOI構造を作製する上記[4]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。
[6]:前記シリコン基板として1000Ω・cm以上の抵抗率を有するものを用いる上記[A]、上記[B]、上記[C]、上記[D]、上記[E]、上記[1]、上記[2]、上記[3]、上記[4]又は上記[5]の量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法
[F]:量子コンピュータ用シリコン基板であって、
シリコン基板と、
該シリコン基板上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層と、
該Siエピタキシャル層上のSiO2層であって、該SiO2層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiO2層と、
該SiO2層の上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層とを備える量子コンピュータ用シリコン基板。
[G]:前記SiO2層が酸素(O)のδドープ層である上記[F]の量子コンピュータ用シリコン基板。
[H]:前記SiO2層がSOI構造における埋め込み酸化膜(BOX)層である上記[F]の量子コンピュータ用シリコン基板。
[7]: 量子コンピュータ用シリコン基板であって、
シリコン基板と、
該シリコン基板上の28Siエピタキシャル層と、
該28Siエピタキシャル層上の28SiO2層と、
該28SiO2層の上の28Siエピタキシャル層とを備える量子コンピュータ用シリコン基板。
[8]:前記28SiO2層が酸素(O)のδドープ層である上記[7]の量子コンピュータ用シリコン基板。
[9]: 前記28SiO2層がSOI構造における埋め込み酸化膜(BOX)層である上記[7]の量子コンピュータ用シリコン基板。
[10]:上記[F]、上記[G]、上記[H]、上記[7]、[8]又は上記[9]の量子コンピュータ用シリコン基板上に素子を備えるものであることを特徴とする半導体装置。
The present specification includes the following aspects.
[A]: A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer,
forming a Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a silicon source gas containing 99.9% or more of Si and 28 Si in total, based on the total silicon content of the silicon source gas;
oxidizing the surface of the Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer;
and forming a Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a Si source gas in which the total content of 28Si and 30Si in the total silicon contained in a silicon-based source gas is 99.9% or more.
[B]: The method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [A] above, in which monosilane gas is used as the Si source gas.
[C]: A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [A] or [B], in which the step of forming the oxygen (O) δ-doped layer and the step of forming the Si epitaxial layer on the δ-doped layer are repeated to form multiple pairs of the δ-doped layer and the Si epitaxial layer on the δ-doped layer.
[D]: A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [C] above, in which the thickness of the outermost Si epitaxial layer of the silicon substrate for a quantum computer is made thicker than the thickness of Si epitaxial layers other than the outermost Si epitaxial layer.
[E]: The method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [D] above, wherein the silicon substrate for a quantum computer is heat-treated to integrate the plurality of δ-doped layers to form an SOI structure.
[1]: A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer,
forming a 28 Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a 28 Si source gas as a silicon-based source gas;
oxidizing the surface of the Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer ;
forming a 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a 28 Si source gas.
[2]: The method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [1] above, wherein 28 Si monosilane gas is used as the 28 Si source gas.
[3]: The method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [1] or [2] above, in which the step of forming the oxygen (O) δ-doped layer and the step of forming the 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer are repeated to form a plurality of pairs of the δ-doped layer and the 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer.
[4]: The method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [3] above, wherein the thickness of the 28 Si epitaxial layer at the outermost layer of the silicon substrate for a quantum computer is made thicker than the thickness of the 28 Si epitaxial layer other than the outermost layer.
[5]: A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to the above [4], wherein the silicon substrate for a quantum computer is heat-treated to integrate the plurality of δ-doped layers to form an SOI structure.
[6]: A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer according to [A], [B], [C], [D], [E], [1], [2], [3], [4] or [5], in which the silicon substrate has a resistivity of 1000 Ω cm or more. [F]: A silicon substrate for a quantum computer,
A silicon substrate;
an epitaxial layer on the silicon substrate, the epitaxial layer having a composition in which the total content of 28Si and 30Si in the entire silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more;
a SiO 2 layer on the Si epitaxial layer, the SiO 2 layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si in the total silicon of the SiO 2 layer is 99.9% or more;
and an epitaxial layer on the SiO2 layer, the epitaxial layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si in the entire silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more.
[G]: The silicon substrate for quantum computers according to [F] above, wherein the SiO 2 layer is a δ-doped layer of oxygen (O).
[H]: The silicon substrate for quantum computers according to [F] above, wherein the SiO 2 layer is a buried oxide film (BOX) layer in an SOI structure.
[7]: A silicon substrate for a quantum computer,
A silicon substrate;
a Si epitaxial layer on the silicon substrate;
a 28 SiO2 layer on the 28 Si epitaxial layer;
and a 28 Si epitaxial layer on the 28 SiO 2 layer.
[8]: The silicon substrate for quantum computers according to [7] above, wherein the 28SiO2 layer is a δ-doped layer of oxygen (O).
[9]: The silicon substrate for quantum computers according to [7] above, wherein the 28 SiO 2 layer is a buried oxide film (BOX) layer in an SOI structure.
[10]: A semiconductor device characterized by comprising an element on a silicon substrate for a quantum computer according to [F], [G], [H], [7], [8] or [9].
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and any configuration that is substantially identical to the technical concept described in the claims of the present invention and that provides similar effects is within the technical scope of the present invention.
1…シリコン基板、 2…28Siエピタキシャル層、
3…28SiO2層、
3A…酸素(O)のδドープ層(28SiO2層)、
3B…埋め込み酸化膜(BOX)層(28SiO2層)、
10、10A…量子コンピュータ用シリコン基板。
1... silicon substrate, 2... 28 Si epitaxial layer,
3... 28 SiO 2 layer,
3A...Oxygen (O) δ-doped layer ( 28 SiO 2 layer),
3B: buried oxide (BOX) layer ( 28 SiO 2 layer),
10, 10A...Silicon substrate for quantum computers.
Claims (18)
シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして、該シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程と、
前記Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、
前記δドープ層の上に、シリコン系原料ガスに含まれるシリコン全体に占める28Siと30Siの合計の含有量が99.9%以上のSiソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、Siエピタキシャル層を形成する工程とを含むことを特徴とする量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。 A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer, comprising:
forming a Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a silicon source gas containing 99.9% or more of Si and 28 Si in total, based on the total silicon content of the silicon source gas;
oxidizing the surface of the Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer;
and forming a Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a Si source gas in which the total content of 28Si and 30Si in the total silicon contained in the silicon-based source gas is 99.9% or more.
シリコン基板上に、シリコン系原料ガスとして28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、28Siエピタキシャル層を形成する工程と、
前記28Siエピタキシャル層の表面を酸化して酸素(O)のδドープ層を形成する工程と、
前記δドープ層の上に、28Siソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことにより、28Siエピタキシャル層を形成する工程とを含むことを特徴とする量子コンピュータ用シリコン基板の製造方法。 A method for manufacturing a silicon substrate for a quantum computer, comprising:
forming a 28 Si epitaxial layer on a silicon substrate by epitaxial growth using a 28 Si source gas as a silicon-based source gas;
oxidizing the surface of the Si epitaxial layer to form an oxygen (O) δ-doped layer ;
forming a 28 Si epitaxial layer on the δ-doped layer by epitaxial growth using a 28 Si source gas.
シリコン基板と、
該シリコン基板上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層と、
該Siエピタキシャル層上のSiO2層であって、該SiO2層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiO2層と、
該SiO2層の上のエピタキシャル層であって、該エピタキシャル層のシリコン全体に占める28Si及び30Siの合計の含有量が99.9%以上の組成を有するSiエピタキシャル層とを備えることを特徴とする量子コンピュータ用シリコン基板。 A silicon substrate for a quantum computer,
A silicon substrate;
an epitaxial layer on the silicon substrate, the epitaxial layer having a composition in which the total content of 28Si and 30Si in the entire silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more;
a SiO 2 layer on the Si epitaxial layer, the SiO 2 layer having a composition in which the total content of 28 Si and 30 Si in the total silicon of the SiO 2 layer is 99.9% or more;
and an epitaxial layer on the SiO2 layer, the epitaxial layer having a composition in which the total content of 28Si and 30Si in the entire silicon of the epitaxial layer is 99.9% or more.
シリコン基板と、
該シリコン基板上の28Siエピタキシャル層と、
該28Siエピタキシャル層上の28SiO2層と、
該28SiO2層の上の28Siエピタキシャル層とを備えることを特徴とする量子コンピュータ用シリコン基板。 A silicon substrate for a quantum computer,
A silicon substrate;
a Si epitaxial layer on the silicon substrate;
a 28 SiO2 layer on the 28 Si epitaxial layer;
and a 28 Si epitaxial layer on the 28 SiO 2 layer.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP23852406.0A EP4571815A1 (en) | 2022-08-08 | 2023-07-28 | Method for producing silicon substrate for quantum computers, silicon substrate for quantum computers, and semiconductor device |
| US18/998,666 US20260047406A1 (en) | 2022-08-08 | 2023-07-28 | Method for manufacturing silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer, and semiconductor apparatus |
| KR1020257003470A KR20250048241A (en) | 2022-08-08 | 2023-07-28 | Method for manufacturing silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer and semiconductor device |
| CN202380056352.6A CN119654700A (en) | 2022-08-08 | 2023-07-28 | Method for manufacturing silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer, and semiconductor device |
| PCT/JP2023/027757 WO2024034433A1 (en) | 2022-08-08 | 2023-07-28 | Method for producing silicon substrate for quantum computers, silicon substrate for quantum computers, and semiconductor device |
| TW112128945A TW202418369A (en) | 2022-08-08 | 2023-08-02 | Method for manufacturing silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022126471 | 2022-08-08 | ||
| JP2022126471 | 2022-08-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024023112A JP2024023112A (en) | 2024-02-21 |
| JP7718359B2 true JP7718359B2 (en) | 2025-08-05 |
Family
ID=89930390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022141365A Active JP7718359B2 (en) | 2022-08-08 | 2022-09-06 | Manufacturing method of silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7718359B2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004039735A (en) | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Fujitsu Ltd | Semiconductor substrate and method of manufacturing the same |
| JP2006173263A (en) | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Fujitsu Ltd | Quantum device, control method thereof, and manufacturing method thereof |
| JP2008277477A (en) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Fujitsu Microelectronics Ltd | Semiconductor substrate and manufacturing method thereof |
| JP2017126747A (en) | 2016-01-15 | 2017-07-20 | アトメラ インコーポレイテッド | Method for manufacturing a semiconductor device including an atomic layer structure using N2O as an oxygen source |
| JP2020010035A (en) | 2018-07-06 | 2020-01-16 | ツー−シックス デラウェア インコーポレイテッドII−VI Delaware,Inc. | Quantum well passivation structure for laser surface |
| US20220005927A1 (en) | 2020-07-02 | 2022-01-06 | Atomera Incorporated | Method for making semiconductor device including superlattice with oxygen and carbon monolayers |
| JP2022015868A (en) | 2020-07-10 | 2022-01-21 | 信越半導体株式会社 | Setting method for epitaxial growth condition, and manufacturing method for epitaxial wafer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0846222A (en) * | 1994-05-31 | 1996-02-16 | Texas Instr Inc <Ti> | Injection silicon resonance tunneling diode and method of manufacturing the same |
-
2022
- 2022-09-06 JP JP2022141365A patent/JP7718359B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004039735A (en) | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Fujitsu Ltd | Semiconductor substrate and method of manufacturing the same |
| JP2006173263A (en) | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Fujitsu Ltd | Quantum device, control method thereof, and manufacturing method thereof |
| JP2008277477A (en) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Fujitsu Microelectronics Ltd | Semiconductor substrate and manufacturing method thereof |
| JP2017126747A (en) | 2016-01-15 | 2017-07-20 | アトメラ インコーポレイテッド | Method for manufacturing a semiconductor device including an atomic layer structure using N2O as an oxygen source |
| JP2020010035A (en) | 2018-07-06 | 2020-01-16 | ツー−シックス デラウェア インコーポレイテッドII−VI Delaware,Inc. | Quantum well passivation structure for laser surface |
| US20220005927A1 (en) | 2020-07-02 | 2022-01-06 | Atomera Incorporated | Method for making semiconductor device including superlattice with oxygen and carbon monolayers |
| JP2022015868A (en) | 2020-07-10 | 2022-01-21 | 信越半導体株式会社 | Setting method for epitaxial growth condition, and manufacturing method for epitaxial wafer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024023112A (en) | 2024-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tan et al. | Room temperature nanocrystalline silicon single-electron transistors | |
| CN109904309B (en) | Multi-state magnetic memory and manufacturing method thereof | |
| US20160248003A1 (en) | Spin torque transfer mram device formed on silicon stud grown by selective epitaxy | |
| JP2008226901A (en) | Vertical spin transistor and manufacturing method thereof | |
| JP2008124480A (en) | Crystal defect and / or stress field manifestation process at the molecular adhesion interface of two solid materials | |
| JP7718359B2 (en) | Manufacturing method of silicon substrate for quantum computer, silicon substrate for quantum computer and semiconductor device | |
| WO2024034433A1 (en) | Method for producing silicon substrate for quantum computers, silicon substrate for quantum computers, and semiconductor device | |
| JP3612144B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| CN118966375B (en) | A quantum bit and preparation method thereof, and quantum chip | |
| CN101147234A (en) | Fully hybrid SOI type multilayer structure | |
| JP2002329673A (en) | Semiconductor crystal film, method of manufacturing the same, semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP2008053554A (en) | Electronic device and manufacturing method thereof | |
| CN109713118A (en) | A kind of magnetic random access memory and its manufacturing method | |
| US20240304493A1 (en) | Method for making radio frequency silicon-on-insulator (rfsoi) structure including a superlattice | |
| CN114583038B (en) | Superconducting qubit structure based on NbN Josephson junction and preparation method thereof | |
| JP2013543264A (en) | Field effect transistor on self-organized semiconductor well (semiconductor well) | |
| JP3243933B2 (en) | Quantization function element and method of manufacturing the same | |
| CN108063141B (en) | Preparation method of semiconductor structure and semiconductor structure | |
| JP4149966B2 (en) | Semiconductor substrate and semiconductor substrate manufacturing method | |
| JPS6060716A (en) | Manufacture of semiconductor substrate | |
| TW202450122A (en) | Semiconductor devices including localized semiconductor-on-insulator (soi) regions and related methods | |
| JP2004535062A5 (en) | ||
| TW202503850A (en) | Method for making a radio frequency silicon-on-insulator (rfsoi) wafer including a superlattice | |
| CN120659364A (en) | Structure comprising isotope-depleted semiconductor layer | |
| CN117524972A (en) | A method for preparing a low-damage buried oxygen-modified SOI substrate structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240815 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250624 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250707 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7718359 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |