JP2006140293A - Semiconductor microfabricated structure and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a microfabricated structure which has a reduced crystalline defect level and has superior semiconductor characteristics. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the microfabricated structure formed of a single crystal semiconductor comprises a process (a) wherein first catalyst fine particles 130 containing a first dopant element to be grown as a first conductivity type for the single crystal semiconductor are formed on a support body 101; and a process (b) wherein a material gas containing an element constituting the single crystal semiconductor is introduced near the surface of the support body, the material gas is decomposed by the first catalyst fine particles, and then a single crystal semiconductor containing the first dopant element is so grown as to form a first microfabricated object 111. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電界効果トランジスタなどの半導体装置に用いられる微細な半導体構造体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a fine semiconductor structure used in a semiconductor device such as a field effect transistor and a method for manufacturing the same.

大規模集積回路は、多くの半導体トランジスタによって構成されており、これまでトランジスタを微細化することによって、大規模集積回路の動作速度を高めたり、消費電力の低減を図ったりするなど、特性の向上を達成してきた。   Large-scale integrated circuits are composed of many semiconductor transistors, and so far, by miniaturizing the transistors, the operating speed of large-scale integrated circuits has been improved and the power consumption has been reduced. Has been achieved.

今後も、トランジスタの微細化によって大規模集積回路の特性を向上させ続けることが可能であるという予測がなされている。しかし、トランジスタの作製に用いられるリソグラフィやエッチング技術は、近い将来、微細加工の限界に達し、リソグラフィやエッチング技術を用いる限り、微細加工の限界により、大規模集積回路の特性の向上が困難になるとの予測もある。これらの背景から、リソグラフィを用いることなく半導体の微細加工を行う技術が注目されている。   In the future, it is predicted that the characteristics of large scale integrated circuits can be continuously improved by miniaturization of transistors. However, in the near future, the lithography and etching technologies used to manufacture transistors will reach the limits of microfabrication. As long as lithography and etching technologies are used, it is difficult to improve the characteristics of large-scale integrated circuits due to the limitations of microfabrication. There are also predictions. From these backgrounds, a technique for performing microfabrication of a semiconductor without using lithography is attracting attention.

リソグラフィを用いずに半導体の微細構造を形成する方法の一つとして、半導体ナノワイヤ技術が注目されている。たとえば、非特許文献1は、半導体ナノワイヤ技術を用いたトランジスタを開示している。図5(a)〜(c)を参照してこの従来の半導体ナノワイヤ技術を説明する。   As one of the methods for forming a semiconductor microstructure without using lithography, semiconductor nanowire technology has attracted attention. For example, Non-Patent Document 1 discloses a transistor using semiconductor nanowire technology. This conventional semiconductor nanowire technology will be described with reference to FIGS.

まず、図5(a)に示すように基板201の表面に触媒となる微粒子202を形成する。基板201の表面にはシリコン酸化膜や単結晶シリコンの表面がよく用いられているが、特に材料に限定されることなく以下同様の結晶成長が生じる。微粒子202の材料には、非特許文献1においてはAuが用いられている。Au以外には、Fe、Ni、Ti、Pdなどを用いた例が報告されている。微粒子202の直径は5nmから50nm程度が通常用いられる。   First, as shown in FIG. 5A, fine particles 202 serving as a catalyst are formed on the surface of the substrate 201. Although the surface of the substrate 201 is often a silicon oxide film or a single crystal silicon surface, the same crystal growth occurs below without being limited to the material. In Non-Patent Document 1, Au is used as the material of the fine particles 202. In addition to Au, examples using Fe, Ni, Ti, Pd, etc. have been reported. The diameter of the fine particles 202 is usually about 5 nm to 50 nm.

図5(b)に示すように、微粒子202が形成された基板201の表面上に、半導体原料ガス203を噴射する。Siのナノワイヤを成長するときにはSiH4が用いられ、Geのナノワイヤを成長するときにはGeH4などの水素化物が通常用いられている。半導体原料ガス203を噴射することにより、微粒子202が触媒となり微粒子202上でのみ半導体原料ガス203が分解する。その結果、図5(c)に示すように、単結晶からなる柱状の半導体ナノワイヤ204が成長する。 As shown in FIG. 5B, a semiconductor source gas 203 is injected onto the surface of the substrate 201 on which the fine particles 202 are formed. SiH 4 is usually used for growing Si nanowires, and hydrides such as GeH 4 are usually used for growing Ge nanowires. By injecting the semiconductor source gas 203, the microparticles 202 become catalysts and the semiconductor source gas 203 is decomposed only on the microparticles 202. As a result, as shown in FIG. 5C, columnar semiconductor nanowires 204 made of a single crystal grow.

基板201の表面の微粒子202が形成されていない領域では半導体原料ガス203の分解が生じない。このため、半導体ナノワイヤ204は微粒子202が形成されていた部分のみに局所的に形成される。半導体ナノワイヤ204の直径は、微粒子202の直径と同程度となる。つまり、5nmから50nm程度の微細構造をパターニングすることなく形成することができる。   In the region where the fine particles 202 are not formed on the surface of the substrate 201, the semiconductor source gas 203 is not decomposed. For this reason, the semiconductor nanowire 204 is locally formed only in the portion where the fine particles 202 are formed. The diameter of the semiconductor nanowire 204 is approximately the same as the diameter of the fine particles 202. That is, a fine structure of about 5 nm to 50 nm can be formed without patterning.

非特許文献1では、この手法によって形成した半導体ナノワイヤ204を電界効果トランジスタのチャネルとして用いている。このように、半導体ナノワイヤ技術は、リソグラフィを用いることなく、ナノメートルレベルの微細構造を自己形成することができる有用な技術であるといえる。
Applied Physics Letters vol.83 (2003) p2432-2434.
In Non-Patent Document 1, a semiconductor nanowire 204 formed by this method is used as a channel of a field effect transistor. Thus, it can be said that the semiconductor nanowire technology is a useful technology capable of self-forming a nanometer-level fine structure without using lithography.
Applied Physics Letters vol.83 (2003) p2432-2434.

従来の半導体ナノワイヤ技術は、リソグラフィを用いることなく微細構造が形成できるという利点を持つ一方、以下に述べる2つの課題を有する。   The conventional semiconductor nanowire technology has the advantage that a fine structure can be formed without using lithography, but has the following two problems.

第1の課題は、微粒子を構成する金属原子が半導体ナノワイヤ内に微量に取り込まれることにより、結晶欠陥準位を形成することである。微粒子として用いられるAu、Fe、Ni、Ti、Pdなどは、重金属原子であり、半導体中に取り込まれることによって、キャリアをトラップする結晶欠陥準位として働く。これにより、半導体ナノワイヤのキャリア移動度が低下したり、キャリアの寿命を短くしたりし、デバイス特性の劣化を引き起こす。   The first problem is to form a crystal defect level by incorporating a minute amount of metal atoms constituting the fine particles into the semiconductor nanowire. Au, Fe, Ni, Ti, Pd, and the like used as the fine particles are heavy metal atoms, and function as crystal defect levels for trapping carriers by being taken into the semiconductor. As a result, the carrier mobility of the semiconductor nanowire is reduced, the lifetime of the carrier is shortened, and the device characteristics are deteriorated.

第2の課題は、半導体ナノワイヤをチャネルに用いた相補型MOSトランジスタ(CMOSトランジスタ)を作製する場合における工程の複雑さに関する。CMOSトランジスタを形成するためには、pチャネルトランジスタおよびnチャネルトランジスタ、つまり、p形ナノワイヤおよびn形ナノワイヤを成長させる必要がある。たとえば、図6(a)に示すように、基板301の表面上に、pチャネルトランジスタおよびnチャネルトランジスタに用いるソース・ドレイン電極302およびソース・ドレイン電極303をそれぞれ形成する。次に、図6(b)に示すように、ソース・ドレイン電極302およびソース・ドレイン電極303上に微粒子304を形成する。図6(c)に示すように、ソース・ドレイン電極303を含み、nチャネルトランジスタを形成する領域にマスク305を形成する。マスク305の形成方法は一般的に知られているリソグラフィやエッチングなどの微細加工技術である。具体的には、酸化膜を基板301の表面全体に形成した後、酸化膜を残したい部分にレジスト膜を形成し、レジスト膜をマスクとして酸化膜をエッチングして図6(c)の左側のように、ソース・ドレイン電極302を露出させ、一方図6(c)の右側のように、酸化膜のマスク305を形成する。その後、ソース・ドレイン電極302上の微粒子304により、pチャネルナノワイヤ306を成長する。pチャネルナノワイヤ306を成長する際には、半導体原料ガス307と同時にp型ドーパントを含むガス308を供給する。半導体原料ガス307にはSiH4あるいはGeH4を用い、p型ドーパントを含むガス308にはB26などを用いることができる。 The second problem relates to the complexity of the process in manufacturing a complementary MOS transistor (CMOS transistor) using semiconductor nanowires as a channel. In order to form a CMOS transistor, it is necessary to grow a p-channel transistor and an n-channel transistor, that is, a p-type nanowire and an n-type nanowire. For example, as shown in FIG. 6A, a source / drain electrode 302 and a source / drain electrode 303 used for a p-channel transistor and an n-channel transistor are formed on the surface of a substrate 301, respectively. Next, as shown in FIG. 6B, fine particles 304 are formed on the source / drain electrode 302 and the source / drain electrode 303. As shown in FIG. 6C, a mask 305 is formed in a region including the source / drain electrodes 303 and the n-channel transistor. The formation method of the mask 305 is a generally known fine processing technique such as lithography or etching. Specifically, after an oxide film is formed on the entire surface of the substrate 301, a resist film is formed on a portion where the oxide film is desired to be left, and the oxide film is etched using the resist film as a mask. In this manner, the source / drain electrode 302 is exposed, while an oxide film mask 305 is formed as shown on the right side of FIG. Thereafter, the p-channel nanowire 306 is grown by the fine particles 304 on the source / drain electrode 302. When the p-channel nanowire 306 is grown, a gas 308 containing a p-type dopant is supplied simultaneously with the semiconductor source gas 307. SiH 4 or GeH 4 can be used for the semiconductor source gas 307, and B 2 H 6 or the like can be used for the gas 308 containing the p-type dopant.

マスク305を除去後、図6(c)と同様の方法で、図6(d)に示すように、ソース・ドレイン電極302を含むpチャネルトランジスタを形成する領域にマスク309を形成し、nチャネルナノワイヤ310を成長する。nチャネルナノワイヤ310を成長する際には、半導体原料ガス307と同時にPH3などn型ドーパントを含むガス311を供給する。その後、マスク309を除去し、ゲート酸化膜、ゲート電極形成および配線などを形成し、CMOSトランジスタが形成される。 After removing the mask 305, a mask 309 is formed in the region where the p-channel transistor including the source / drain electrode 302 is to be formed by the same method as in FIG. A nanowire 310 is grown. When the n-channel nanowire 310 is grown, a gas 311 containing an n-type dopant such as PH 3 is supplied simultaneously with the semiconductor source gas 307. Thereafter, the mask 309 is removed, and a gate oxide film, gate electrode formation, wiring, and the like are formed, and a CMOS transistor is formed.

このように、従来技術による半導体ナノワイヤを用いて、CMOSトランジスタを作製するためには、pチャネルワイヤとnチャネルワイヤをそれぞれ2回に分けて成長する必要がある。特に、pチャネルワイヤやnチャネルワイヤが、従来のリソグラフィやエッチングなどの微細加工技術により作製しにくい大きさであるので、pチャネルワイヤとnチャネルワイヤと別々に2回に分けて成長させるために、従来のリソグラフィやエッチングなどの微細加工技術を用いることは、CMOSトランジスタ製造の困難さや複雑さを増すと考えられる。   Thus, in order to fabricate a CMOS transistor using semiconductor nanowires according to the prior art, it is necessary to grow the p-channel wire and the n-channel wire in two steps. In particular, since the p-channel wire and the n-channel wire have a size that is difficult to produce by conventional microfabrication techniques such as lithography and etching, the p-channel wire and the n-channel wire are separately grown twice. The use of conventional microfabrication techniques such as lithography and etching is considered to increase the difficulty and complexity of manufacturing CMOS transistors.

本発明はこのような従来技術の課題の少なくとも1つを解決し、結晶欠陥準位が少なく、優れた半導体特性を有する微小構造体の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve at least one of the problems of the prior art as described above, and to provide a method for manufacturing a microstructure having a small number of crystal defect levels and excellent semiconductor characteristics.

本発明の微小構造体の製造方法は、単結晶半導体からなる微小構造体の製造方法であって、支持体上に単結晶半導体に対して第1導電形のドーパントとなる第1のドーパント元素のみからなるまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子を形成する工程(a)と、前記単結晶半導体を構成する元素を含む原料ガスを前記支持体表面近傍に導入し、前記第1の触媒微粒子により前記原料ガスを分解し、第1の微小構造体を形成するように前記第1のドーパント元素を含む単結晶半導体を成長させる工程(b)とを包含する。   The method for manufacturing a microstructure according to the present invention is a method for manufacturing a microstructure made of a single crystal semiconductor, and includes only a first dopant element serving as a dopant of the first conductivity type with respect to the single crystal semiconductor on a support. A step (a) of forming first catalyst fine particles comprising or containing the first dopant element, and introducing a source gas containing an element constituting the single crystal semiconductor in the vicinity of the surface of the support, And (b) growing the single crystal semiconductor containing the first dopant element so as to decompose the source gas with the catalyst fine particles and form the first microstructure.

ある好ましい実施形態において、前記第1の触媒微粒子は、第1導電形のドーパントとはならないが、前記工程(b)における原料ガスの分解を促進する触媒として機能する第1の触媒金属元素をさらに含む。   In a preferred embodiment, the first catalyst fine particle does not serve as a dopant of the first conductivity type, but further includes a first catalytic metal element that functions as a catalyst for promoting decomposition of the raw material gas in the step (b). Including.

ある好ましい実施形態において、前記第1の触媒微粒子は、原子比で前記触媒金属元素よりも前記第1のドーパント元素を多く含む。   In a preferred embodiment, the first catalyst fine particles contain more of the first dopant element than the catalytic metal element in an atomic ratio.

ある好ましい実施形態において、前記第1の触媒微粒子は前記第1のドーパント元素のみを含む。   In a preferred embodiment, the first catalyst fine particles include only the first dopant element.

ある好ましい実施形態において、本発明の微小構造体の製造方法は前記工程(b)の前に、前記支持体表面上に前記単結晶半導体に対して第2導電形のドーパントとなる第2のドーパント元素のみからなるまたは前記第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子を形成する工程(c)をさらに包含し、前記工程(b)において、前記単結晶半導体を構成する元素を含む原料ガスを前記支持体表面近傍に導入し、前記第2の触媒微粒子により前記原料ガスを分解することにより、第2の微小構造体を形成するように前記第2のドーパント元素を含む単結晶半導体を前記第1のドーパント元素を含む単結晶半導体と同時に成長させる。   In a preferred embodiment, the manufacturing method of the microstructure according to the present invention includes a second dopant which becomes a second conductivity type dopant with respect to the single crystal semiconductor on the support surface before the step (b). The method further includes a step (c) of forming second catalyst fine particles made of only an element or containing the second dopant element, and in the step (b), a source gas containing an element constituting the single crystal semiconductor is added. The single crystal semiconductor containing the second dopant element is introduced into the vicinity of the support surface and decomposed with the second catalyst fine particles to form the second microstructure so as to form the second microstructure. The single crystal semiconductor containing one dopant element is grown at the same time.

ある好ましい実施形態において、前記第2の触媒微粒子は、第2導電形のドーパントとはならないが、前記工程(b)における原料ガスの分解を促進する触媒として機能する触媒金属元素をさらに含む。   In a preferred embodiment, the second catalyst fine particles further include a catalytic metal element that does not serve as a dopant of the second conductivity type but functions as a catalyst that promotes decomposition of the raw material gas in the step (b).

ある好ましい実施形態において、前記第2の触媒微粒子は、原子比で前記触媒金属元素よりも前記第2のドーパント元素を多く含む。   In a preferred embodiment, the second catalyst fine particles contain more of the second dopant element than the catalyst metal element in an atomic ratio.

ある好ましい実施形態において、前記第2の触媒微粒子は前記第1のドーパント元素のみを含む。   In a preferred embodiment, the second catalyst fine particle contains only the first dopant element.

ある好ましい実施形態において、前記単結晶半導体を構成する元素はIV族元素であり、前記第1のドーパント元素はIII族またはV族元素である。   In a preferred embodiment, the element constituting the single crystal semiconductor is a group IV element, and the first dopant element is a group III or group V element.

ある好ましい実施形態において、前記単結晶半導体を構成する元素はIV族元素であり、前記第1および第2のドーパント元素はそれぞれIII族およびV族元素である。   In a preferred embodiment, the element constituting the single crystal semiconductor is a group IV element, and the first and second dopant elements are a group III element and a group V element, respectively.

ある好ましい実施形態において、前記III族元素はAl、GaまたはInである。   In a preferred embodiment, the group III element is Al, Ga, or In.

ある好ましい実施形態において、前記V族元素はP、As、SbまたはBiである。   In a preferred embodiment, the group V element is P, As, Sb or Bi.

ある好ましい実施形態において、前記IV族元素はSiまたはGeである。   In a preferred embodiment, the group IV element is Si or Ge.

ある好ましい実施形態において、前記単結晶半導体を構成する元素はIII族元素およびV族元素である。   In a preferred embodiment, the elements constituting the single crystal semiconductor are a group III element and a group V element.

ある好ましい実施形態において、前記単結晶半導体を構成する元素はII族元素およびVI族元素である。   In a preferred embodiment, the elements constituting the single crystal semiconductor are a group II element and a group VI element.

ある好ましい実施形態において、前記第1の触媒金属元素または前記第2の触媒金属元素は、Au、Fe、Ni、Ti、Pdから選ばれる少なくとも1つである。   In a preferred embodiment, the first catalytic metal element or the second catalytic metal element is at least one selected from Au, Fe, Ni, Ti, and Pd.

ある好ましい実施形態において、前記第1の微小構造体は柱形状を有している。   In a preferred embodiment, the first microstructure has a column shape.

ある好ましい実施形態において、前記第1の微小構造体において柱の伸びる方向と垂直な断面の最大長は100μm以下である。   In a preferred embodiment, the maximum length of the cross section perpendicular to the direction in which the column extends in the first microstructure is 100 μm or less.

ある好ましい実施形態において、前記工程(a)は、前記第1のドーパント元素を含む薄膜を前記支持体上に形成する工程と、前記薄膜を熱処理することにより前記第1のドーパント元素を含む微粒子形状の前記第1の触媒微粒子を形成する工程とを含む。   In a preferred embodiment, the step (a) includes a step of forming a thin film containing the first dopant element on the support, and a fine particle shape containing the first dopant element by heat-treating the thin film. Forming the first catalyst fine particles.

本発明の電界効果型トランジタの製造方法は、支持体上に第1のソース・ドレイン電極及び第2のソース・ドレイン電極を形成する工程と、前記第2のソース・ドレイン電極上に第1のマスクを形成して、前記第1のソース・ドレイン電極上に、単結晶半導体に対して第1導電形のドーパントとなる第1のドーパント元素のみからなるまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子を形成する工程と、前記第2のソース・ドレイン電極上の前記第1のマスクを除去する工程と、前記第1のソース・ドレイン電極上に第2のマスクを形成して前記第2のソース・ドレイン電極上に、単結晶半導体に対して第2導電形のドーパントとなる第2のドーパント元素のみからなるまたは前記第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子を形成する工程と、前記第1のソース・ドレイン電極上に前記第2のマスクを除去する工程と、前記単結晶半導体を構成する元素を含む原料ガスを前記支持体表面近傍に導入し、前記第1の触媒微粒子及び前記第2の触媒微粒子により前記原料ガスを分解し、前記第1のドーパント元素を含む単結晶半導体を成長させて第1の微小構造体を形成すると同時に前記第2のドーパント元素を含む単結晶半導体を成長させて第2の微小構造体を形成する工程と、前記第1の微小構造体および前記第2の微小構造体を覆うようにゲ−ト酸化膜を形成する工程と、前記ゲ−ト酸化膜上にゲ−ト電極を形成する工程とを包含する。   The method of manufacturing a field effect transistor according to the present invention includes the steps of forming a first source / drain electrode and a second source / drain electrode on a support, and a first source / drain electrode on the first source / drain electrode. A mask is formed, and the first source / drain electrode is made of only the first dopant element which becomes a dopant of the first conductivity type with respect to the single crystal semiconductor, or the first dopant element contains the first dopant element. Forming the catalyst fine particles, removing the first mask on the second source / drain electrode, forming a second mask on the first source / drain electrode, and On the two source / drain electrodes, the second catalyst fine particles are formed only of the second dopant element which is a dopant of the second conductivity type with respect to the single crystal semiconductor or contains the second dopant element. A step of removing the second mask on the first source / drain electrode, a source gas containing an element constituting the single crystal semiconductor is introduced in the vicinity of the surface of the support, and the first The raw material gas is decomposed by the catalyst fine particles and the second catalyst fine particles, and a single crystal semiconductor containing the first dopant element is grown to form the first microstructure, and at the same time, the second dopant element is A step of growing a single crystal semiconductor including the second microstructure, and a step of forming a gate oxide film so as to cover the first microstructure and the second microstructure; Forming a gate electrode on the gate oxide film.

本発明の半導体微小構造体は、支持体上に形成され、第1導電形を有する単結晶半導体からなる第1の微小構造体と、前記微小構造体に接触し、前記第1導電形となる第1のドーパント元素のみまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子とを備える。   The semiconductor microstructure of the present invention is formed on a support and is made of a single crystal semiconductor having a first conductivity type, and comes into contact with the microstructure to become the first conductivity type. And first catalyst fine particles containing only the first dopant element or the first dopant element.

ある好ましい実施形態において、微小半導体構造は、支持体上に形成され、第2導電形を有する単結晶半導体からなる第2の微小構造体と、前記微小構造体に接触し、前記第2導電形となる第2のドーパント元素のみまたは前記第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子とをさらに備える。   In a preferred embodiment, the micro semiconductor structure is formed on a support and is made of a single crystal semiconductor having a second conductivity type. The micro semiconductor structure is in contact with the micro structure, and the second conductivity type. And a second catalyst fine particle containing only the second dopant element or the second dopant element.

ある好ましい実施形態において、前記第1の微小構造体は柱形状を有している。   In a preferred embodiment, the first microstructure has a column shape.

ある好ましい実施形態において、前記第1および第2の微小構造体はそれぞれ柱形状を有している。   In a preferred embodiment, each of the first and second microstructures has a column shape.

ある好ましい実施形態において、前記柱形状は長手方向と垂直な断面の最大長が100μm以下である。   In a preferred embodiment, the columnar shape has a maximum length of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of 100 μm or less.

本発明の電界効果型トランジスタは、支持体と、前記支持体上に形成された第1のソース・ドレイン電極及び第2のソース・ドレイン電極と、前記第1のソース・ドレイン電極間に形成された第1導電形を有する単結晶半導体からなる第1の微小構造体と、前記第1の微小構造体と接触し、かつ前記第1のソース・ドレイン電極の少なくとも一方と接触する、前記第1導電形となる第1のドーパント元素のみからなるまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子と、前記第2のソース・ドレイン電極間に形成された第2導電形を有する単結晶半導体からなる第2の微小構造体と、前記第2の微小構造体と接触し、かつ前記第2のソース・ドレイン電極の少なくとも一方と接触する、前記第2導電形となる第2のドーパント元素のみからなるまたは前記第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子と、前記第1の微小構造体および前記第2の微小構造体を覆うゲ−ト酸化膜と、前記ゲ−ト酸化膜上に形成されたゲ−ト電極とを備える。   The field-effect transistor of the present invention is formed between a support, a first source / drain electrode and a second source / drain electrode formed on the support, and the first source / drain electrode. A first microstructure made of a single crystal semiconductor having a first conductivity type; and the first microstructure contacting the first microstructure and at least one of the first source / drain electrodes. A single crystal semiconductor having a second conductivity type formed between a first catalyst fine particle made of only the first dopant element having the conductivity type or containing the first dopant element, and the second source / drain electrode And a second dopant element of the second conductivity type that is in contact with the second microstructure and is in contact with at least one of the second source / drain electrodes. A second catalyst fine particle comprising or comprising the second dopant element; a gate oxide film covering the first microstructure and the second microstructure; and a gate oxide film on the gate oxide film. And a formed gate electrode.

本発明によれば、成長した単結晶半導体中の重原子の含有量が低減し、結晶欠陥準位が半導体中に生じるのを抑制できる。このため、優れた半導体特性を有する微小構造体を得ることができる。また、p型半導体からなる微小構造体およびn形半導体からなる微小構造体を同時に形成することができるため、CMOSトランジスタなどp形半導体およびn形半導体を備えた半導体装置の製造工程を大幅に簡略化することが可能となる。   According to the present invention, the content of heavy atoms in the grown single crystal semiconductor can be reduced, and generation of crystal defect levels in the semiconductor can be suppressed. For this reason, the microstructure which has the outstanding semiconductor characteristic can be obtained. In addition, since a microstructure formed of a p-type semiconductor and a microstructure formed of an n-type semiconductor can be formed at the same time, the manufacturing process of a semiconductor device including a p-type semiconductor such as a CMOS transistor and an n-type semiconductor is greatly simplified. Can be realized.

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1(a)〜(c)、図2および図3を参照して、本発明による単結晶半導体からなる微小構造体の製造方法を説明する。
(Embodiment 1)
With reference to FIGS. 1A to 1C, FIG. 2 and FIG. 3, a manufacturing method of a microstructure made of a single crystal semiconductor according to the present invention will be described.

まず、図1(a)に示すように、基板などの支持体101上に触媒微粒子130を形成する。支持体101は、以下の製造工程において用いる熱処理温度で変形しない限り、種々の材料によって構成することができる。具体的には、ガラス基板、Si基板、シリコン酸化膜が形成された基板などを用いることができる。支持体101の表面は結晶性を有している必要はない。また、支持体101は基板の表面に設けられた電極であってもよい。   First, as shown in FIG. 1A, catalyst fine particles 130 are formed on a support 101 such as a substrate. The support 101 can be made of various materials as long as it is not deformed at the heat treatment temperature used in the following manufacturing process. Specifically, a glass substrate, a Si substrate, a substrate on which a silicon oxide film is formed, or the like can be used. The surface of the support 101 need not have crystallinity. The support 101 may be an electrode provided on the surface of the substrate.

図3に示すように触媒微粒子130は、成長させる単結晶半導体に対してp形あるいはn形のドーパントとなり、かつ単結晶半導体を成長させる際、原料ガスを分解する触媒として機能するドーパント元素131のみからなる場合と(図3(a))、ドーパント元素131とともにドーパントとならない触媒金属元素132を含んでいる場合(図3(b))とがある。   As shown in FIG. 3, the catalyst fine particles 130 serve as a p-type or n-type dopant for the single crystal semiconductor to be grown, and only the dopant element 131 that functions as a catalyst for decomposing the source gas when the single crystal semiconductor is grown. (FIG. 3A) and a case where a catalytic metal element 132 that does not become a dopant is included together with the dopant element 131 (FIG. 3B).

IV族の単結晶半導体を形成させる場合、ドーパント元素としてIII族元素を用いることによりp形の単結晶半導体を形成することができる。具体的には、Al、Ga、Inなどをドーパント元素に用いることができる。また、ドーパント元素としてV族元素を用いることによりn形の単結晶半導体を形成することができる。具体的には、P、As、Biなどをドーパント元素に用いることができる。   When forming a group IV single crystal semiconductor, a p-type single crystal semiconductor can be formed by using a group III element as a dopant element. Specifically, Al, Ga, In, or the like can be used for the dopant element. An n-type single crystal semiconductor can be formed by using a group V element as a dopant element. Specifically, P, As, Bi, or the like can be used as a dopant element.

成長させる単結晶半導体は化合物半導体であってもよい。具体的には、GaAs、GaP、GaAsP、InP、InAs、InAsPなどのIII−V族化合物半導体またはZnS、ZnSe、CdS、CdSeなどのII−VI族化合物半導体の単結晶を成長させてもよい。この場合、化合物半導体に対して、ドーパント元素がp形ドーパントとなるか、n形ドーパントとなるかは、その元素の族によっては一義的には決まらず、ドーパント元素が化合物半導体中のいずれのサイトに入るかによって変化する。   The single crystal semiconductor to be grown may be a compound semiconductor. Specifically, a single crystal of a III-V group compound semiconductor such as GaAs, GaP, GaAsP, InP, InAs, or InAsP or a II-VI group compound semiconductor such as ZnS, ZnSe, CdS, or CdSe may be grown. In this case, whether a dopant element is a p-type dopant or an n-type dopant with respect to a compound semiconductor is not uniquely determined depending on the group of the element. It changes depending on whether you enter.

触媒金属元素には、Au、Fe、Ni、Ti、Pdなどを用いることができる。これらの金属は、単結晶半導体中では深い不純物準位を形成し、キャリアのトラップとなるため、p形あるいはn形のドーパントとはならない。しかし、原料ガスの分解促進に優れ、半導体を構成する元素と共晶状態を形成し、半導体の成長を促す。   As the catalytic metal element, Au, Fe, Ni, Ti, Pd, or the like can be used. These metals do not become p-type or n-type dopants because they form deep impurity levels in single crystal semiconductors and serve as carrier traps. However, it is excellent in promoting the decomposition of the source gas and forms a eutectic state with the elements constituting the semiconductor, thereby promoting the growth of the semiconductor.

触媒微粒子130において、ドーパント元素と触媒金属元素とは好ましくは合金を形成している。ドーパント元素と触媒金属元素との含有比率は、半導体に導入したいドーパント元素の濃度やドーパント元素の原料ガスを分解する触媒能に依存する。形成する半導体の不純物濃度を高めたい場合には、触媒微粒子130中にドーパント元素を多く含むことが好ましい。ドーパント元素の原料ガスを分解する能力が高い場合には、触媒金属元素は、触媒微粒子130に含まれていなくてもよい。この場合、深い不純物準位を形成する触媒金属元素を全く含まず、優れた特性を有する単結晶半導体を形成することが可能となる。   In the catalyst fine particles 130, the dopant element and the catalyst metal element preferably form an alloy. The content ratio of the dopant element and the catalytic metal element depends on the concentration of the dopant element to be introduced into the semiconductor and the catalytic ability to decompose the dopant element source gas. In order to increase the impurity concentration of the semiconductor to be formed, it is preferable that the catalyst fine particles 130 contain a large amount of dopant elements. When the capability of decomposing the source gas of the dopant element is high, the catalytic metal element may not be included in the catalyst fine particles 130. In this case, it is possible to form a single crystal semiconductor having excellent characteristics without containing any catalytic metal element that forms a deep impurity level.

触媒金属元素の中にドーパント元素を含んでいる場合であっても、触媒微粒子130中に含まれる触媒金属元素の濃度は、従来のナノワイヤを製造する方法に比べて低くなる。このため、成長する単結晶半導体中の触媒金属元素の濃度も低減し、半導体特性が向上する。   Even in the case where the dopant element is included in the catalytic metal element, the concentration of the catalytic metal element contained in the catalyst fine particles 130 is lower than that in the conventional method of manufacturing nanowires. For this reason, the concentration of the catalytic metal element in the growing single crystal semiconductor is also reduced, and the semiconductor characteristics are improved.

触媒微粒子130の大きさは、成長させる半導体の直径とほぼ等しくなる。このため、所望の直径の半導体が得られるよう、触媒微粒子130の直径を選択することができる。しかし、触媒微粒子130の直径が大きくなりすぎると単結晶半導体を成長させることが困難となる。好ましくは、触媒微粒子130の直径は100nm以下であり、より好ましくは、5nmから50nmの範囲内である。   The size of the catalyst fine particles 130 is approximately equal to the diameter of the semiconductor to be grown. For this reason, the diameter of the catalyst fine particles 130 can be selected so that a semiconductor having a desired diameter can be obtained. However, if the diameter of the catalyst fine particle 130 becomes too large, it becomes difficult to grow a single crystal semiconductor. Preferably, the catalyst fine particle 130 has a diameter of 100 nm or less, and more preferably in the range of 5 nm to 50 nm.

触媒微粒子130の形成には、微粒子を形成する公知の方法を用いることができる。たとえば、図1(b)に示すように、支持体101の表面にドーパント元素と触媒金属元素とを含む薄膜130をスパッタ法や蒸着法などによる公知の薄膜形成装置を用いて形成する。その後、薄膜130’を熱処理すると、薄膜130’が自己凝集し、図1(c)に示すように粒子状の複数の触媒微粒子130が支持体101上に形成される。触媒微粒子130の直径d1および隣接する触媒微粒子130間の距離L1は、薄膜130’の厚さおよび熱処理条件に依存し、これらを調整することによりd1およびL1を変化させることができる。上述したように好ましくは、触媒微粒子130の直径d1は100nm以下である。たとえば、支持体1上にドーパント元素としてInのみを含む厚さ5nm程度の薄膜130’を形成し、約200℃の温度で10分程度の熱処理をおこなうことにより、直径20nm程度のIn粒子が生成する。このIn粒子を触媒微粒子130として用いることができる。   A known method for forming fine particles can be used to form the catalyst fine particles 130. For example, as shown in FIG. 1B, a thin film 130 containing a dopant element and a catalytic metal element is formed on the surface of the support 101 using a known thin film forming apparatus such as a sputtering method or a vapor deposition method. Thereafter, when the thin film 130 ′ is heat-treated, the thin film 130 ′ self-aggregates, and a plurality of particulate catalyst fine particles 130 are formed on the support 101 as shown in FIG. The diameter d1 of the catalyst fine particles 130 and the distance L1 between the adjacent catalyst fine particles 130 depend on the thickness of the thin film 130 'and the heat treatment conditions, and d1 and L1 can be changed by adjusting them. As described above, the diameter d1 of the catalyst fine particles 130 is preferably 100 nm or less. For example, by forming a thin film 130 ′ having a thickness of about 5 nm containing only In as a dopant element on the support 1 and performing a heat treatment at a temperature of about 200 ° C. for about 10 minutes, In particles having a diameter of about 20 nm are generated. To do. The In particles can be used as the catalyst fine particles 130.

触媒微粒子130は、このほか、ドーパント元素および触媒金属元素を含む溶液を支持体101の表面に塗布あるいは噴霧することによっても形成することができる。また、必要に応じて、薄膜103’を形成後、パターニングを行い、支持体101上の所定の領域にのみ触媒微粒子130を形成することも可能である。   In addition, the catalyst fine particles 130 can also be formed by applying or spraying a solution containing a dopant element and a catalyst metal element on the surface of the support 101. If necessary, after forming the thin film 103 ′, patterning may be performed to form the catalyst fine particles 130 only in a predetermined region on the support 101.

次に、図2(a)に示すように、触媒微粒子130が形成された支持体101をCVD装置など、支持体101を加熱することが可能であり、圧力調整が可能なチャンバ内に導入する。半導体を構成する元素を含む原料ガス108をチャンバに導入し、所定の圧力に保つ。これにより、支持体101の触媒微粒子130が形成された表面は所定の圧力の原料ガス雰囲気と接する。支持体101は原料ガス108が分解する温度よりも低い温度で加熱される。   Next, as shown in FIG. 2A, the support 101 on which the catalyst fine particles 130 are formed is introduced into a chamber capable of heating the support 101 such as a CVD apparatus and capable of adjusting the pressure. . A source gas 108 containing an element constituting the semiconductor is introduced into the chamber and kept at a predetermined pressure. As a result, the surface of the support 101 on which the catalyst fine particles 130 are formed is in contact with the source gas atmosphere at a predetermined pressure. The support 101 is heated at a temperature lower than the temperature at which the source gas 108 decomposes.

原料ガスとしては、半導体を構成する元素の水素化物を好適に用いることができる。たえば、IV族半導体を成長させるには、SiH4、Si26、GeH4などを用いることができる。本実施形態では、GeH4を原料ガス108として用い、0.1Torrの圧力でチャンバを維持しながら、支持体101を200℃程度に加熱する。化合物半導体を成長させる場合には、有金属化合物を好適に用いることができる。 As the source gas, a hydride of an element constituting a semiconductor can be preferably used. For example, SiH 4 , Si 2 H 6 , GeH 4, etc. can be used to grow a group IV semiconductor. In this embodiment, GeH 4 is used as the source gas 108, and the support 101 is heated to about 200 ° C. while maintaining the chamber at a pressure of 0.1 Torr. In the case of growing a compound semiconductor, a metal compound can be preferably used.

図2(b)に示すように、導入された原料ガス108は、触媒微粒子130の近傍においてのみ選択的に分解する。分解により半導体を構成する元素が析出し、析出した元素が凝集し単結晶半導体が成長する。これにより単結晶半導体からなる微小構造体111が形成されてゆく。単結晶半導体の成長メカニズムは、まだ完全には解明されていないが、析出した元素はまず、触媒微粒子130と合金を構成すると考えられる。この合金は多くの場合、液体になっている。元素の析出にともない、合金中の半導体を構成する元素濃度が上昇し、飽和状態に達した後、半導体を構成する元素が凝集し単結晶半導体を形成してゆくと考えられる。   As shown in FIG. 2B, the introduced source gas 108 is selectively decomposed only in the vicinity of the catalyst fine particles 130. The elements constituting the semiconductor are precipitated by the decomposition, and the precipitated elements are aggregated to grow a single crystal semiconductor. Thereby, a microstructure 111 made of a single crystal semiconductor is formed. Although the growth mechanism of the single crystal semiconductor has not yet been fully clarified, it is considered that the deposited elements first constitute an alloy with the catalyst fine particles 130. This alloy is often a liquid. As the element precipitates, the concentration of the element constituting the semiconductor in the alloy increases and reaches a saturated state, and then the elements constituting the semiconductor aggregate to form a single crystal semiconductor.

このため、結晶の成長は、触媒微粒子130と成長した単結晶半導体からなる微小構造体111との境界で起こると考えられる。単結晶半導体の成長にともなって、触媒微粒子130は支持体101から離間し、支持体101上に微小構造体111接触する。微小構造体111の支持体101と接していない他端に触媒微粒子130が保持されるように接触する。これにより、図2(c)に示すように単結晶半導体が成長し、微小構造体111が形成される。このとき、単結晶半導体は不純物を含まないように結晶化するが、微量の触媒微粒子130を構成するドーパント元素および触媒金属元素が含まれる。このドーパント元素の添加により、微小構造体111はp形またはn形の導電形を有するようになる。また、触媒金属元素も微小構造体111も含まれる。   For this reason, it is considered that crystal growth occurs at the boundary between the catalyst fine particles 130 and the microstructure 111 made of the grown single crystal semiconductor. As the single crystal semiconductor grows, the catalyst fine particles 130 are separated from the support 101 and come into contact with the microstructure 111 on the support 101. The other end of the microstructure 111 that is not in contact with the support 101 is brought into contact so that the catalyst fine particles 130 are held. Thereby, as shown in FIG. 2C, the single crystal semiconductor grows and the microstructure 111 is formed. At this time, the single crystal semiconductor is crystallized so as not to contain impurities, but contains a small amount of a dopant element and a catalytic metal element constituting the catalyst fine particles 130. By adding this dopant element, the microstructure 111 has a p-type or n-type conductivity. Further, the catalytic metal element and the microstructure 111 are also included.

図3(a)および(b)は、このようにして成長された単結晶半導体からなる微小構造体111を模式的に示す図である。上述したように、微小構造体111は好ましくは、成長方向に垂直な断面の最大長d2が100nm以下であり、より好ましくは、5〜50nmである。図3(a)および(b)に示すように、微小構造体111は、支持体101に支持されており、その先端には、触媒微粒子130が接している。上述したように、半導体成長中触媒微粒子130は溶融し、球状となるため、成長する微小構造体111は円柱形状を備える。しかし、微小構造体111の断面は円以外の形状を備えていてもよい。   FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing a microstructure 111 made of a single crystal semiconductor grown in this manner. As described above, the microstructure 111 preferably has a maximum length d2 of a cross section perpendicular to the growth direction of 100 nm or less, and more preferably 5 to 50 nm. As shown in FIGS. 3A and 3B, the microstructure 111 is supported by the support 101, and the catalyst fine particles 130 are in contact with the tips thereof. As described above, since the catalyst fine particles 130 melt and become spherical during semiconductor growth, the growing microstructure 111 has a cylindrical shape. However, the cross section of the microstructure 111 may have a shape other than a circle.

図3(b)に示すように、触媒微粒子130を構成しているドーパント元素131および触媒金属元素132が上述した理由から微小構造体111にも含まれている。しかし、触媒微粒子130から取り込まれる触媒金属元素132は、ドーパント元素131と合わせても従来の方法により混入する触媒金属元素132の量と同程度であり、微小構造体111における触媒金属元素132の濃度は従来より低減されている。このため、キャリアのトラップとなる不純物準位が低減し半導体特性が向上する。図3(a)に示すように、触媒微粒子130中に触媒金属元素132を含まない場合には、微小構造体111には触媒金属元素132を全く含まず、キャリアのトラップとなる不純物準位は非常に少なくなり、半導体特性もさらに向上する。また、原料ガスにドーパント元素を添加しなくてもp形あるいはn形の半導体からなる微小構造体111を形成することができる。触媒微粒子130中のドーパント元素131の濃度は微小構造体111中のドーパント元素131の濃度より高い。   As shown in FIG. 3B, the dopant element 131 and the catalyst metal element 132 constituting the catalyst fine particle 130 are also included in the microstructure 111 for the reason described above. However, the catalytic metal element 132 taken in from the catalyst fine particles 130 is almost the same as the amount of the catalytic metal element 132 mixed by the conventional method even when combined with the dopant element 131, and the concentration of the catalytic metal element 132 in the microstructure 111. Has been reduced compared to the prior art. For this reason, the impurity level which becomes a trap of carriers is reduced and the semiconductor characteristics are improved. As shown in FIG. 3A, when the catalytic metal element 132 is not included in the catalyst fine particles 130, the microstructure 111 does not include the catalytic metal element 132 at all, and the impurity level that becomes a carrier trap is It becomes very small and the semiconductor characteristics are further improved. Further, the microstructure 111 made of a p-type or n-type semiconductor can be formed without adding a dopant element to the source gas. The concentration of the dopant element 131 in the catalyst fine particle 130 is higher than the concentration of the dopant element 131 in the microstructure 111.

なお、微小構造体111の結晶成長方向の長さL2は、結晶を成長させる時間によって調節可能である。十分長い時間結晶成長を行えば、長さL2が数μmの微小構造体111を形成することも可能である。微小構造体111の直径がおよび100μm以下であり、結晶成長方向が長手方向と一致している場合には、微小構造体111は「ナノワイヤ」と一般的に呼ばれる外形形状を備える。しかし、結晶成長の時間を短くすることによって、長さL2を微小構造体111の直径d2よりも小さくしてもよい。このような形状の微小構造体111も微小構造体111により形成する半導体デバイスの種類や用途によっては有用である。   Note that the length L2 of the microstructure 111 in the crystal growth direction can be adjusted by the time for growing the crystal. If crystal growth is performed for a sufficiently long time, the microstructure 111 having a length L2 of several μm can be formed. When the microstructure 111 has a diameter of 100 μm or less and the crystal growth direction coincides with the longitudinal direction, the microstructure 111 has an outer shape generally called “nanowire”. However, the length L2 may be made smaller than the diameter d2 of the microstructure 111 by shortening the crystal growth time. The microstructure 111 having such a shape is also useful depending on the type and application of the semiconductor device formed by the microstructure 111.

また、図2(b)および(c)では、微小構造体111は支持体101から上方へおおよそ垂直に成長しているが、単結晶半導体の成長方向は支持体101の表面に対して、横(水平)あるいは斜めであってもよい。ある方向への成長が優先的に生じるように、単結晶半導体の成長条件を最適化してもよいし、ランダムな方向へ単結晶半導体を成長させてもよい。   Further, in FIGS. 2B and 2C, the microstructure 111 is grown substantially vertically upward from the support 101, but the growth direction of the single crystal semiconductor is lateral to the surface of the support 101. (Horizontal) or diagonal. The growth conditions of the single crystal semiconductor may be optimized so that the growth in a certain direction preferentially occurs, or the single crystal semiconductor may be grown in a random direction.

(実施の形態2)
次に、本発明の製造方法を用いて、p形の微小構造体およびn形微小構造体を同じ支持体上に形成する例を説明する。特に、以下では、p形チャネルを有する電界効果型トランジスタおよびn形チャネルを有する電界効果型トランジスタを備えたCMOSトランジスタの製造方法を説明する。
(Embodiment 2)
Next, an example in which a p-type microstructure and an n-type microstructure are formed on the same support using the manufacturing method of the present invention will be described. In particular, a method for manufacturing a CMOS transistor including a field effect transistor having a p-type channel and a field effect transistor having an n-type channel will be described below.

まず、図4(a)に示すように、支持体101の表面上にソース・ドレイン電極102およびソース・ドレイン電極103を形成する。ここでは支持体101としてガラス基板を用いるが、上述したように、Si基板やシリコン酸化膜を被覆したSi基板などを用いてもよい。ソース・ドレイン電極102およびソース・ドレイン電極103はそれぞれpチャネルトランジスタおよびnチャネルトランジスタに用いられる。ソース・ドレイン電極102間の間隔はたとえば100nmに設定する。図4(a)では近接しているが、ソース・ドレイン電極102とソース・ドレイン電極103との間に半導体が成長して接続されないよう、ソース・ドレイン電極102とソース・ドレイン電極103との間は十分に離れていることが好ましい。ソース・ドレイン電極102およびソース・ドレイン電極103は、支持体101上にNi膜を堆積した後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いてパターニングして形成することができる。   First, as shown in FIG. 4A, the source / drain electrode 102 and the source / drain electrode 103 are formed on the surface of the support 101. Here, a glass substrate is used as the support 101. However, as described above, a Si substrate coated with a silicon oxide film or the like may be used. The source / drain electrode 102 and the source / drain electrode 103 are used for a p-channel transistor and an n-channel transistor, respectively. The distance between the source / drain electrodes 102 is set to 100 nm, for example. Although close in FIG. 4A, the source / drain electrode 102 and the source / drain electrode 103 are not connected to each other so that the semiconductor does not grow between the source / drain electrode 102 and the source / drain electrode 103. Are preferably separated sufficiently. The source / drain electrode 102 and the source / drain electrode 103 can be formed by depositing a Ni film on the support 101 and then patterning it using photolithography and dry etching.

次に、図4(b)に示すように、ソース・ドレイン電極103を含むnチャネルトランジスタ領域に、フォトレジストなどによりマスク104を形成した後、ソース・ドレイン電極102の上及びマスク104上に、第1の触媒微粒子105を含む溶液を塗布または噴霧し、第1の触媒微粒子105をソース・ドレイン電極102の上に形成する。第1の触媒微粒子105は、本実施形態では第1のドーパント元素としてInのみを含む。第1のドーパント元素は、In以外にAl、Gaなどの他のIII族元素を用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 4B, a mask 104 is formed with a photoresist or the like in the n-channel transistor region including the source / drain electrode 103, and then on the source / drain electrode 102 and the mask 104. A solution containing the first catalyst fine particles 105 is applied or sprayed to form the first catalyst fine particles 105 on the source / drain electrodes 102. In the present embodiment, the first catalyst fine particle 105 contains only In as the first dopant element. As the first dopant element, in addition to In, other group III elements such as Al and Ga may be used.

マスク104を除去した後、図4(c)に示すように、ソース・ドレイン電極102を含むpチャネルトランジスタ領域にフォトレジストなどにより、マスク106を形成する。その後、図4(b)と同様の方法で、ソース・ドレイン電極103の上に第2の触媒微粒子107を形成する。第2の触媒微粒子107は、本実施形態では第2のドーパント元素としてSbのみを含む。第2のドーパント元素は、Sb以外にP、As、Biなどの他のV族元素を用いてもよい。   After the mask 104 is removed, as shown in FIG. 4C, a mask 106 is formed using a photoresist or the like in the p-channel transistor region including the source / drain electrodes 102. Thereafter, second catalyst fine particles 107 are formed on the source / drain electrodes 103 by the same method as in FIG. In the present embodiment, the second catalyst fine particle 107 contains only Sb as the second dopant element. As the second dopant element, in addition to Sb, other group V elements such as P, As, and Bi may be used.

本実施形態では、第1の触媒微粒子105および第2の触媒クラタ107は、第1のドーパント元素および第2のドーパント元素のみを含むが、上述したAuなど、ドーパントとしては機能しないが、原料ガスの分解および単結晶の成長促進に優れた触媒作用を発揮する触媒金属元素の中にドーパント元素を含ませたものを用いてもよい。   In the present embodiment, the first catalyst fine particles 105 and the second catalyst clutter 107 contain only the first dopant element and the second dopant element, but do not function as a dopant such as Au described above, but the source gas A catalyst element containing a dopant element in a catalytic metal element exhibiting an excellent catalytic action for decomposing and promoting single crystal growth may be used.

マスク106を除去後、第1の触媒微粒子105および第2の触媒微粒子107が形成された支持体101の表面をIV族半導体原料ガス108であるGeH4雰囲気で満たす。このとき支持体101は200℃程度に加熱する。原料ガス108の圧力は0.1Torr程度に設定する。これにより、図4(d)に示すように、原料ガス108が第1の触媒微粒子105および第2の触媒微粒子107近傍で分解し、第1の触媒微粒子105および第2の触媒微粒子を触媒として、それぞれ単結晶Ge半導体が成長する。そして、単結晶Ge半導体からなる第1の微小構造体109および第2の微小構造体110が形成される。原料ガス108として、SiH4やSi26を用いた場合は、単結晶Si半導体が成長する。 After removing the mask 106, the surface of the support 101 on which the first catalyst fine particles 105 and the second catalyst fine particles 107 are formed is filled with a GeH 4 atmosphere that is a group IV semiconductor source gas 108. At this time, the support 101 is heated to about 200 ° C. The pressure of the source gas 108 is set to about 0.1 Torr. As a result, as shown in FIG. 4D, the raw material gas 108 is decomposed in the vicinity of the first catalyst fine particles 105 and the second catalyst fine particles 107, and the first catalyst fine particles 105 and the second catalyst fine particles are used as catalysts. A single crystal Ge semiconductor grows. Then, a first microstructure 109 and a second microstructure 110 made of a single crystal Ge semiconductor are formed. When SiH 4 or Si 2 H 6 is used as the source gas 108, a single crystal Si semiconductor grows.

第1の微小構造体109が形成される際、単結晶Ge半導体には、第1の触媒微粒子105を構成する第1のドーパント元素が自然に取り込まれる。このため、第1の微小構造体109の単結晶Ge半導体はp形となる。また、第2の微小構造体110が形成される際、単結晶Ge半導体には、第2の触媒微粒子107を構成する第2のドーパント元素が自然に取り込まれる。このため、第2の微小構造体110の単結晶Ge半導体はn形となる。このp形単結晶Ge半導体からなる第1の微小構造体109およびn形単結晶Ge半導体からなる第2の微小構造体110の形成は実質的に同時であり、一回の原料ガス108を導入により、p形半導体とn形半導体とが同時に形成される。   When the first microstructure 109 is formed, the first dopant element constituting the first catalyst fine particles 105 is naturally taken into the single crystal Ge semiconductor. Therefore, the single crystal Ge semiconductor of the first microstructure 109 is p-type. Further, when the second microstructure 110 is formed, the second dopant element constituting the second catalyst fine particle 107 is naturally taken into the single crystal Ge semiconductor. For this reason, the single crystal Ge semiconductor of the second microstructure 110 is n-type. The formation of the first microstructure 109 made of the p-type single crystal Ge semiconductor and the second microstructure 110 made of the n-type single crystal Ge semiconductor are substantially simultaneous, and a single source gas 108 is introduced. Thus, a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are formed simultaneously.

なお、第1の微小構造体109および第2の微小構造体110を形成する際、単結晶半導体の成長方向は、一般的にはランダムであり、ソース・ドレイン電極102間およびソース・ドレイン電極103間においてのみ半導体が成長するとは限らない。しかし、たとえば、半導体を成長させる際に電界を印加するなど、成長条件を工夫することにより支持体101の表面に対して水平方向への成長が優先的に生じるように制御することは可能である。また、ソース・ドレイン電極102とびソース・ドレイン電極103との間に半導体が成長して電気的に接続されなければ問題はない。ソース・ドレイン電極102およびソース・ドレイン電極103との間に成長した半導体が存在する場合であっても、レーザービームなどを用いて、結晶成長後に不要な半導体を切断してもよい。   Note that when the first microstructure 109 and the second microstructure 110 are formed, the growth direction of the single crystal semiconductor is generally random, and between the source / drain electrodes 102 and between the source / drain electrodes 103. The semiconductor does not necessarily grow only in the middle. However, it is possible to control so that the growth in the horizontal direction is preferentially generated with respect to the surface of the support 101 by devising the growth conditions, for example, by applying an electric field when growing the semiconductor. . Further, there is no problem unless a semiconductor is grown and electrically connected between the source / drain electrode 102 and the source / drain electrode 103. Even when a semiconductor grown between the source / drain electrode 102 and the source / drain electrode 103 exists, an unnecessary semiconductor may be cut after crystal growth using a laser beam or the like.

図4(d)に示すように、ソース・ドレイン電極102および103の間に架橋した第1の微小構造体109および第2の微小構造体110をチャネルに用いることによりCMOSトランジスタを作製することができる。ここでは、触媒微粒子間を微小構造体が連結した構造を示したが、図7のように微小構造体の一端がソース・ドレイン電極に直接接合していてもよい。   As shown in FIG. 4D, a CMOS transistor can be manufactured by using the first microstructure 109 and the second microstructure 110 bridged between the source / drain electrodes 102 and 103 as a channel. it can. Here, the structure in which the fine structure is connected between the catalyst fine particles is shown, but one end of the fine structure may be directly joined to the source / drain electrode as shown in FIG.

図4(e)に示すように、柱状の第1の微小構造体109および第2の微小構造体110の側面を覆うようにゲート酸化膜112を形成する。ゲート酸化膜はたとえばスパッタ法により形成されたTiO2膜を用いる。その後、ゲート酸化膜112導電性薄膜を形成し、パターニングを行うことによりゲート電極113を形成する。これにより、p形チャネルトンランジスタ121およびn形チャネルトランジスタ122が形成され、p形チャネルトンランジスタ121およびn形チャネルトランジスタ122を含むCMOSトランジスタが完成する。 As shown in FIG. 4E, a gate oxide film 112 is formed so as to cover the side surfaces of the columnar first microstructure 109 and the second microstructure 110. As the gate oxide film, for example, a TiO 2 film formed by sputtering is used. Thereafter, a gate oxide film 112 is formed by forming a conductive thin film and performing patterning. Thereby, the p-type channel transistor 121 and the n-type channel transistor 122 are formed, and the CMOS transistor including the p-type channel transistor 121 and the n-type channel transistor 122 is completed.

本実施形態では、触媒微粒子の形成方法として触媒微粒子を含む溶液を塗布または噴霧し、触媒微粒子をソース・ドレイン電極上に形成したが、厚さ約5nm程度の触媒微粒子の薄膜(例えばIn薄膜やSb薄膜など)をソース・ドレイン電極上に堆積した後、熱処理を施すことにより、触媒微粒子の微粒子をソース・ドレイン電極上に形成してもよい。その場合、触媒微粒子の粒径は約20nmとなる。第1のドーパント元素は、In以外にAl、Gaなどの他のIII族元素を用いてもよい。また第2のドーパント元素は、Sb以外にP、As、Biなどの他のV族元素を用いてもよい。   In this embodiment, as a method for forming catalyst fine particles, a solution containing catalyst fine particles is applied or sprayed to form catalyst fine particles on the source / drain electrodes. However, a thin film of catalyst fine particles having a thickness of about 5 nm (for example, an In thin film or After the Sb thin film or the like is deposited on the source / drain electrodes, the fine particles of the catalyst fine particles may be formed on the source / drain electrodes by performing a heat treatment. In that case, the particle diameter of the catalyst fine particles is about 20 nm. As the first dopant element, in addition to In, other group III elements such as Al and Ga may be used. In addition to Sb, other V group elements such as P, As, and Bi may be used as the second dopant element.

本発明のCMOSトランジスタによれば、p形チャネルトンランジスタ121およびn形チャネルトランジスタ122の半導体領域である第1の微小構造体109および第2の微小構造体110中には従来技術を用いて製造した半導体ナノワイヤと異なり、Auなどの重金属を含有しない。このため、結晶欠陥準位の形成が抑制され、トランジスタの移動度を向上することができる。また、p型半導体ナノワイヤ109とn型半導体ナノワイヤ110を同時に形成することができるため、従来技術を用いてCMOSを作製する場合と比較して、工程を大幅に簡略化することが可能となる。   According to the CMOS transistor of the present invention, the first microstructure 109 and the second microstructure 110, which are semiconductor regions of the p-type channel transistor 121 and the n-type channel transistor 122, are manufactured using conventional techniques. Unlike semiconductor nanowires, it does not contain heavy metals such as Au. Therefore, formation of crystal defect levels is suppressed, and the mobility of the transistor can be improved. In addition, since the p-type semiconductor nanowire 109 and the n-type semiconductor nanowire 110 can be formed at the same time, the process can be greatly simplified as compared with the case of manufacturing a CMOS using the conventional technique.

また、これまでCMOSトランジスタを製造する実施形態を説明したが、本発明による、結晶欠陥準位の形成が抑制された半導体の微小構造体は、発光素子や受光素子などの他の半導体素子や、電界効果型以外の接合型トランジスタなどにも好適に用いることができる。   In addition, although embodiments of manufacturing a CMOS transistor have been described so far, according to the present invention, a semiconductor microstructure in which formation of crystal defect levels is suppressed may be another semiconductor element such as a light emitting element or a light receiving element, It can be suitably used for junction type transistors other than the field effect type.

本発明の製造方法による半導体微小構造体は、ナノスケール程度の微小なサイズの発光素子、受光素子、スイッチング素子やこれらを組み合わせた集積回路に好適に用いることができる。特に、p形およびn形の半導体領域を持つナノスケール程度の微小なサイズの半導体装置等に好適に用いられる。   The semiconductor microstructure according to the manufacturing method of the present invention can be suitably used for a light emitting element, a light receiving element, a switching element, and an integrated circuit in which these are combined, having a minute size on the order of nanoscale. In particular, it is suitably used for a semiconductor device having a p-type and n-type semiconductor region and having a nanoscale-like minute size.

(a)は本発明による微小構造体の製造方法における途中の工程を示す斜視図であって、触媒微粒子が形成された支持体を示している。(b)および(c)は、触媒微粒子を形成するための製造工程図。(A) is a perspective view which shows the process in the middle in the manufacturing method of the microstructure by this invention, Comprising: The support body in which the catalyst fine particle was formed is shown. (B) And (c) is a manufacturing process diagram for forming catalyst fine particles. 本発明による微小構造体の製造工程図。The manufacturing process figure of the microstructure by this invention. 本発明による微小構造体の製造方法により製造された微小構造体の模式図。The schematic diagram of the microstructure manufactured by the manufacturing method of the microstructure by this invention. 本発明によるCMOSトランジスタの製造工程図。The manufacturing process figure of the CMOS transistor by this invention. 従来の半導体ナノワイヤの製造工程図。The manufacturing process figure of the conventional semiconductor nanowire. 従来の半導体ナノワイヤの製造方法によるCMOSトランジスタの製造工程図。The manufacturing process figure of the CMOS transistor by the manufacturing method of the conventional semiconductor nanowire. 本発明のCMOSトランジスタ電極部の拡大図。The enlarged view of the CMOS transistor electrode part of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 支持体
102、103、302、303 ソース・ドレイン電極
104、106、305、309 マスク
105 第1の触媒微粒子
107 第2の触媒微粒子
108、203、307、 原料ガス
109 第1の微小構造体
110 第2の微小構造体
130 触媒微粒子
204 半導体ナノワイヤ
201、301 基板
202、304 微粒子
306 p型半導体ナノワイヤ
308 p型ドーパントガス
310 n型半導体ナノワイヤ
311 n型ドーパントガス
101 Support 102, 103, 302, 303 Source / Drain Electrode 104, 106, 305, 309 Mask 105 First Catalyst Fine Particle 107 Second Catalyst Fine Particle 108, 203, 307, Source Gas 109 First Microstructure 110 Second microstructure 130 Catalyst fine particle 204 Semiconductor nanowire 201, 301 Substrate 202, 304 Fine particle 306 p-type semiconductor nanowire 308 p-type dopant gas 310 n-type semiconductor nanowire 311 n-type dopant gas

Claims (26)

単結晶半導体からなる微小構造体の製造方法であって、
支持体上に単結晶半導体に対して第1導電形のドーパントとなる第1のドーパント元素のみからなるまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子を形成する工程(a)と、
前記単結晶半導体を構成する元素を含む原料ガスを前記支持体表面近傍に導入し、前記第1の触媒微粒子により前記原料ガスを分解し、第1の微小構造体を形成するように前記第1のドーパント元素を含む単結晶半導体を成長させる工程(b)と、
を包含する微小構造体の製造方法。
A manufacturing method of a microstructure formed of a single crystal semiconductor,
A step (a) of forming first catalyst fine particles comprising only the first dopant element serving as the dopant of the first conductivity type with respect to the single crystal semiconductor on the support, or including the first dopant element;
A source gas containing an element constituting the single crystal semiconductor is introduced near the support surface, the source gas is decomposed by the first catalyst fine particles, and the first microstructure is formed. A step (b) of growing a single crystal semiconductor containing a dopant element of
For producing a microstructure including
前記第1の触媒微粒子は、第1導電形のドーパントとはならないが、前記工程(b)における原料ガスの分解を促進する触媒として機能する第1の触媒金属元素をさらに含む請求項1に記載の微小構造体の製造方法。   2. The first catalyst fine particle further includes a first catalytic metal element that does not serve as a dopant of the first conductivity type but functions as a catalyst for promoting decomposition of the raw material gas in the step (b). Manufacturing method of the micro structure. 前記第1の触媒微粒子は、原子比で前記触媒金属元素よりも前記第1のドーパント元素を多く含む請求項2に記載の微小構造体の製造方法。   3. The method for manufacturing a microstructure according to claim 2, wherein the first catalyst fine particles contain more of the first dopant element than the catalyst metal element in an atomic ratio. 前記第1の触媒微粒子は前記第1のドーパント元素のみを含む請求項1に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 1, wherein the first catalyst fine particles include only the first dopant element. 前記工程(b)の前に、前記支持体表面上に前記単結晶半導体に対して第2導電形のドーパントとなる第2のドーパント元素のみからなるまたは前記第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子を形成する工程(c)をさらに包含し、
前記工程(b)において、前記単結晶半導体を構成する元素を含む原料ガスを前記支持体表面近傍に導入し、前記第2の触媒微粒子により前記原料ガスを分解することにより、第2の微小構造体を形成するように前記第2のドーパント元素を含む単結晶半導体を前記第1のドーパント元素を含む単結晶半導体と同時に成長させる請求項1から4のいずれかに記載の微小構造体の製造方法。
Before the step (b), the second surface consisting of only the second dopant element which becomes a dopant of the second conductivity type with respect to the single crystal semiconductor on the surface of the support or contains the second dopant element Further comprising a step (c) of forming catalyst fine particles,
In the step (b), a source gas containing an element constituting the single crystal semiconductor is introduced in the vicinity of the surface of the support, and the source gas is decomposed by the second catalyst fine particles, whereby a second microstructure is formed. 5. The method for manufacturing a microstructure according to claim 1, wherein a single crystal semiconductor containing the second dopant element is grown simultaneously with the single crystal semiconductor containing the first dopant element so as to form a body. .
前記第2の触媒微粒子は、第2導電形のドーパントとはならないが、前記工程(b)における原料ガスの分解を促進する触媒として機能する触媒金属元素をさらに含む請求項5に記載の微小構造体の製造方法。   6. The microstructure according to claim 5, wherein the second catalyst fine particle does not serve as a dopant of the second conductivity type, but further includes a catalytic metal element that functions as a catalyst that promotes decomposition of the raw material gas in the step (b). Body manufacturing method. 前記第2の触媒微粒子は、原子比で前記触媒金属元素よりも前記第2のドーパント元素を多く含む請求項6に記載の微小構造体の製造方法。   The method for producing a microstructure according to claim 6, wherein the second catalyst fine particles contain more of the second dopant element than the catalyst metal element in an atomic ratio. 前記第2の触媒微粒子は前記第1のドーパント元素のみを含む請求項5に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 5, wherein the second catalyst fine particles include only the first dopant element. 前記単結晶半導体を構成する元素はIV族元素であり、前記第1のドーパント元素はIII族またはV族元素である請求項1から8のいずれかに記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to any one of claims 1 to 8, wherein the element constituting the single crystal semiconductor is a group IV element, and the first dopant element is a group III or group V element. 前記単結晶半導体を構成する元素はIV族元素であり、前記第1および第2のドーパント元素はそれぞれIII族およびV族元素である請求項5から8のいずれかに記載の微小構造体の製造方法。   9. The microstructure according to claim 5, wherein the element constituting the single crystal semiconductor is a group IV element, and the first and second dopant elements are a group III element and a group V element, respectively. Method. 前記III族元素はAl、GaまたはInである請求項10に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 10, wherein the group III element is Al, Ga, or In. 前記V族元素はP、As、SbまたはBiである請求項10に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 10, wherein the group V element is P, As, Sb, or Bi. 前記IV族元素はSiまたはGeである請求項10に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 10, wherein the group IV element is Si or Ge. 前記単結晶半導体を構成する元素はIII族元素およびV族元素である請求項1から8のいずれかに記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to any one of claims 1 to 8, wherein the elements constituting the single crystal semiconductor are a group III element and a group V element. 前記単結晶半導体を構成する元素はII族元素およびVI族元素である請求項1から9のいずれかに記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to any one of claims 1 to 9, wherein the elements constituting the single crystal semiconductor are a group II element and a group VI element. 前記第1の触媒金属元素または前記第2の触媒金属元素は、Au、Fe、Ni、Ti、Pdから選ばれる少なくとも1つである請求項3または5に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 3 or 5, wherein the first catalytic metal element or the second catalytic metal element is at least one selected from Au, Fe, Ni, Ti, and Pd. 前記第1の微小構造体は柱形状を有している請求項1から16のいずれかに記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 1, wherein the first microstructure has a column shape. 前記第1の微小構造体において柱の伸びる方向と垂直な断面の最大長は100μm以下である請求項17に記載の微小構造体の製造方法。   The method for manufacturing a microstructure according to claim 17, wherein the maximum length of a cross section perpendicular to the direction in which the pillar extends in the first microstructure is 100 μm or less. 前記工程(a)は、前記第1のドーパント元素を含む薄膜を前記支持体上に形成する工程と、
前記薄膜を熱処理することにより前記第1のドーパント元素を含む微粒子形状の前記第1の触媒微粒子を形成する工程と、
を含む請求項1に記載の微小構造体の製造方法。
The step (a) includes forming a thin film containing the first dopant element on the support;
Forming the first catalyst fine particles in the form of fine particles containing the first dopant element by heat-treating the thin film;
The manufacturing method of the microstructure of Claim 1 containing this.
支持体上に第1のソース・ドレイン電極及び第2のソース・ドレイン電極を形成する工程と、
前記第2のソース・ドレイン電極上に第1のマスクを形成して、前記第1のソース・ドレイン電極上に、単結晶半導体に対して第1導電形のドーパントとなる第1のドーパント元素のみからなるまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子を形成する工程と、
前記第2のソース・ドレイン電極上の前記第1のマスクを除去する工程と、
前記第1のソース・ドレイン電極上に第2のマスクを形成して、前記第2のソース・ドレイン電極上に、単結晶半導体に対して第2導電形のドーパントとなる第2のドーパント元素のみからなるまたは前記第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子を形成する工程と、
前記第1のソース・ドレイン電極上に前記第2のマスクを除去する工程と、
前記単結晶半導体を構成する元素を含む原料ガスを前記支持体表面近傍に導入し、前記第1の触媒微粒子及び前記第2の触媒微粒子により前記原料ガスを分解し、前記第1のドーパント元素を含む単結晶半導体を成長させて第1の微小構造体を形成すると同時に前記第2のドーパント元素を含む単結晶半導体を成長させて第2の微小構造体を形成する工程と、
前記第1の微小構造体および前記第2の微小構造体を覆うようにゲ−ト酸化膜を形成する工程と、
前記ゲ−ト酸化膜上にゲ−ト電極を形成する工程と、
を包含する電界効果型トランジタの製造方法。
Forming a first source / drain electrode and a second source / drain electrode on a support;
A first mask is formed on the second source / drain electrode, and only the first dopant element which becomes a first conductivity type dopant for the single crystal semiconductor is formed on the first source / drain electrode. Forming first catalyst fine particles comprising or comprising the first dopant element;
Removing the first mask on the second source / drain electrode;
A second mask is formed on the first source / drain electrode, and only a second dopant element which becomes a dopant of the second conductivity type with respect to the single crystal semiconductor is formed on the second source / drain electrode. Forming second catalyst fine particles comprising or comprising the second dopant element;
Removing the second mask on the first source / drain electrodes;
A source gas containing an element constituting the single crystal semiconductor is introduced in the vicinity of the support surface, the source gas is decomposed by the first catalyst fine particles and the second catalyst fine particles, and the first dopant element is Growing a single crystal semiconductor containing the first microstructure to simultaneously grow a single crystal semiconductor containing the second dopant element to form a second microstructure;
Forming a gate oxide film so as to cover the first microstructure and the second microstructure;
Forming a gate electrode on the gate oxide film;
For producing a field effect transistor including
支持体上に形成され、第1導電形を有する単結晶半導体からなる第1の微小構造体と、
前記微小構造体に接触し、前記第1導電形となる第1のドーパント元素のみまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子と、
を備えた半導体微小構造体。
A first microstructure formed on a support and made of a single crystal semiconductor having a first conductivity type;
A first catalyst fine particle containing only the first dopant element or the first dopant element in contact with the microstructure and having the first conductivity type;
A semiconductor microstructure comprising:
支持体上に形成され、第2導電形を有する単結晶半導体からなる第2の微小構造体と、
前記微小構造体に接触し、前記第2導電形となる第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子と、
をさらに備えた請求項21に記載の半導体微小構造体。
A second microstructure formed on a support and made of a single crystal semiconductor having a second conductivity type;
A second catalyst fine particle containing a second dopant element in contact with the microstructure and having the second conductivity type;
The semiconductor microstructure according to claim 21, further comprising:
前記第1の微小構造体は柱形状を有している請求項21に記載の半導体微小構造体。   The semiconductor microstructure according to claim 21, wherein the first microstructure has a column shape. 前記第1および第2の微小構造体はそれぞれ柱形状を有している請求項22に記載の半導体微小構造体。   The semiconductor microstructure according to claim 22, wherein each of the first and second microstructures has a column shape. 前記柱形状は長手方向と垂直な断面の最大長が100μm以下である請求項24に記載の半導体微小構造体。   25. The semiconductor microstructure according to claim 24, wherein the columnar shape has a maximum length of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of 100 μm or less. 支持体と、
前記支持体上に形成された第1のソース・ドレイン電極及び第2のソース・ドレイン電極と、
前記第1のソース・ドレイン電極間に形成された第1導電形を有する単結晶半導体からなる第1の微小構造体と、
前記第1の微小構造体と接触し、かつ前記第1のソース・ドレイン電極の少なくとも一方と接触する、前記第1導電形となる第1のドーパント元素のみからなるまたは前記第1のドーパント元素を含む第1の触媒微粒子と、
前記第2のソース・ドレイン電極間に形成された第2導電形を有する単結晶半導体からなる第2の微小構造体と、
前記第2の微小構造体と接触し、かつ前記第2のソース・ドレイン電極の少なくとも一方と接触する、前記第2導電形となる第2のドーパント元素のみからなるまたは前記第2のドーパント元素を含む第2の触媒微粒子と、
前記第1の微小構造体および前記第2の微小構造体を覆うゲ−ト酸化膜と、
前記ゲ−ト酸化膜上に形成されたゲ−ト電極と、
からなる電界効果型トランジタ。
A support;
A first source / drain electrode and a second source / drain electrode formed on the support;
A first microstructure made of a single crystal semiconductor having a first conductivity type formed between the first source / drain electrodes;
The first dopant element which is in contact with the first microstructure and which is in contact with at least one of the first source / drain electrodes and which has the first conductivity type, or the first dopant element Containing first catalyst particulates;
A second microstructure formed of a single crystal semiconductor having a second conductivity type formed between the second source / drain electrodes;
The second dopant element which is in contact with the second microstructure and which is in contact with at least one of the second source / drain electrodes and which has the second conductivity type, or is made of the second dopant element. Containing second catalyst particulates;
A gate oxide film covering the first microstructure and the second microstructure;
A gate electrode formed on the gate oxide film;
Field effect type transistor consisting of
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