JP2010050168A - Method of fabricating nanodot, and floating gate transistor, and method of fabricating the same - Google Patents

Method of fabricating nanodot, and floating gate transistor, and method of fabricating the same Download PDF

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尚希 塚原
Hirohiko Murakami
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of fabricating nanodots at low temperature through a small number of processes, to provide a floating gate transistor having the nanodots, and to provide a method of fabricating the same. <P>SOLUTION: A coaxial type vacuum arc vapor deposition source 1 is used to fabricate the nanodots 33, which are buried in an insulating layer 34 and hold electric charges, from a metal material or semiconductor material. The method includes the processes of forming an oxide film 32 on a substrate 31, fabricating the nanodots 33 on the oxide film 32, burying the nanodots by forming the insulating layer 34 on the nanodots, and forming an electrode film 35 on the insulating layer 34, thereby fabricating the floating gate transistor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ナノドットの作製方法、並びに浮遊ゲートトランジスタ及びその作製方法に関し、特に同軸型真空アーク蒸着源を用いたナノドットの作製方法、並びに浮遊ゲートトランジスタ及びその作製方法に関するものである。   The present invention relates to a nanodot manufacturing method, a floating gate transistor, and a manufacturing method thereof, and more particularly to a nanodot manufacturing method using a coaxial vacuum arc evaporation source, a floating gate transistor, and a manufacturing method thereof.

フラッシュメモリのような半導体素子には、一般に浮遊ゲートと呼ばれている構造が用いられており、この浮遊ゲートは、電荷を保持するための金属ナノドットが絶縁層中に形成されたものである。   A semiconductor element such as a flash memory generally has a structure called a floating gate, and the floating gate is formed by forming metal nanodots for holding charges in an insulating layer.

フラッシュメモリは、例えば、シリコン基板上にソース拡散層とドレイン拡散層とが設けられ、このシリコン基板のチャネル領域上に、ゲート絶縁膜、金属ドットを有する浮遊ゲート、制御ゲートが順次設けられたものであり、電気的に絶縁された浮遊ゲートに電子(電荷)が書き込まれて保存され、これにより、一度情報が書き込まれると、電源が供給されなくても情報が保持されるように構成されている。この浮遊ゲートは電気的にどこにも接続されていないので、一度保存された電子は長期間保持され得る。   In a flash memory, for example, a source diffusion layer and a drain diffusion layer are provided on a silicon substrate, and a gate insulating film, a floating gate having metal dots, and a control gate are sequentially provided on the channel region of the silicon substrate. In this configuration, electrons (charges) are written and stored in an electrically insulated floating gate, so that once the information is written, the information is retained even if power is not supplied. Yes. Since this floating gate is not electrically connected anywhere, once stored electrons can be held for a long time.

上記のような浮遊ゲートトランジスタの作動原理として、浮遊ゲートを構成する絶縁層中に形成されている金属ナノドットへの電荷の出し入れにより、ON/OFF状態を作り、メモリとして機能させることが知られている。   As a principle of operation of the floating gate transistor as described above, it is known that an ON / OFF state is created by charging / discharging the metal nanodots formed in the insulating layer constituting the floating gate to function as a memory. Yes.

金属ナノドットの作製方法としては、例えば、シリコン基板上に極薄膜アモルファスシリコン層を形成し、高温でシリコン含有ガスに曝すことでシリコンナノドットを作製する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、フェリチンのような超分子構造を持つタンパク質を用いて低温でナノドットを作製する技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。   As a method for producing metal nanodots, for example, a method of producing silicon nanodots by forming an ultrathin amorphous silicon layer on a silicon substrate and exposing to a silicon-containing gas at a high temperature is known (see, for example, Patent Document 1). ). A technique for producing nanodots at a low temperature using a protein having a supramolecular structure such as ferritin is also known (for example, see Patent Document 2).

特開2005−129708号公報(特許請求の範囲)JP 2005-129708 A (Claims) 特開2005−268531号公報(特許請求の範囲)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-268531 (Claims)

上記したシリコンナノドットを形成するためには、シリコン含有ガスの使用や高温処理が必要であるので、熱源が必要であると共に残留ガス等の不純物があるナノドットが形成されるという問題がある。また、フェリチンを使ったナノドットの形成方法では、低温で作製可能であるが、タンパク質をUV光で除去し、その後、フェリチンに内包されたコア部分を還元処理する必要があるので、工程が煩雑であるという問題がある。   In order to form the silicon nanodots described above, use of a silicon-containing gas and high-temperature treatment are necessary, and thus there is a problem that a heat source is required and nanodots having impurities such as residual gas are formed. In addition, the nanodot formation method using ferritin can be produced at a low temperature, but it is necessary to remove the protein with UV light, and then reduce the core part encapsulated in ferritin, so the process is complicated. There is a problem that there is.

そこで、本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、低温、かつ少ない工程で、ナノドットを作製する方法、並びにこのナノドットを有する浮遊ゲートトランジスタ及びその作製方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide a method for producing nanodots at low temperature and with fewer steps, a floating gate transistor having the nanodots, and a method for producing the same. There is.

本発明のナノドットの作製方法は、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、金属材料又は半導体材料から、絶縁層中に埋め込まれる、電荷を保持するためのナノドットを作製することを特徴とする。   The method for producing nanodots of the present invention is characterized by producing nanodots for retaining electric charges embedded in an insulating layer from a metal material or a semiconductor material using a coaxial vacuum arc deposition source.

同軸型真空アーク蒸着源を用いることにより、低温、かつ少ない工程で、基板上に直接ナノドットを作製することができ、高温処理やガスを使用することが不要であると共に、真空中で形成されるため、作製されるナノドットは高純度である。   By using a coaxial vacuum arc deposition source, nanodots can be fabricated directly on the substrate at low temperature and with few steps, and it is not necessary to use high temperature processing or gas, and it is formed in a vacuum. Therefore, the produced nanodot has high purity.

前記ナノドットの作製方法において用いる金属材料及び半導体材料は、同軸型真空アーク蒸着源でナノドットを作製可能な材料であればよく、特に制限を受けるものではない。   The metal material and the semiconductor material used in the method for producing nanodots are not particularly limited as long as they are materials capable of producing nanodots with a coaxial vacuum arc deposition source.

本発明の浮遊ゲートトランジスタは、シリコン基板上に、酸化物膜と、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、金属材料又は半導体材料から作製された、電荷を保持するためのナノドットと、前記ナノドットを埋め込むように形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された電極膜とをこの順序で有することを特徴とする。   A floating gate transistor according to the present invention includes an oxide film on a silicon substrate, a nanodot for holding electric charge, which is made of a metal material or a semiconductor material using a coaxial vacuum arc deposition source, and the nanodot. An insulating layer formed to be embedded and an electrode film formed on the insulating layer are arranged in this order.

同軸型真空アーク蒸着源を用いることにより、低温、かつ少ない工程で、酸化物膜付き基板上に直接作製されたナノドットと、このナノドットを埋め込むように被覆する絶縁膜とを有するので、高温処理やガスを使用することが不要であると共に、真空中で形成される高純度ナノドットであるので、有用な浮遊トランジスタを提供することができる。   By using a coaxial vacuum arc evaporation source, it has nanodots directly produced on a substrate with an oxide film at a low temperature and with few processes, and an insulating film that covers the nanodots so as to embed the nanodots. Since it is not necessary to use a gas and the high-purity nanodots are formed in a vacuum, a useful floating transistor can be provided.

前記浮遊ゲートトランジスタにおいて、ナノドットは、円筒状のトリガ電極と、金属材料又は半導体材料からなる蒸発材料部材を有する円柱状のカソードとが、円筒状の絶縁碍子を介して同軸状に隣接して固定されて配置され、前記円柱状のカソードの周りに同軸状に円筒状のアノードが離間して配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えた真空チャンバからなる蒸着装置を用い、真空雰囲気中で、基板を熱源で加熱することなく、前記トリガ電極とカソードとの間に電圧を印加してトリガ放電を発生させ、前記カソードとアノードとの間にコンデンサと直流電源とを接続して放電電圧を印加して間欠的にアーク放電を誘起させ、前記蒸発材料部材から生成される荷電粒子を前記真空チャンバ内に放出させ、前記真空チャンバ内に載置した基板上の酸化物膜上に作製された、絶縁層中に埋め込まれているナノドットであることを特徴とする。   In the floating gate transistor, the nanodot is fixed to a cylindrical trigger electrode and a columnar cathode having an evaporation material member made of a metal material or a semiconductor material, adjacent to each other coaxially through a cylindrical insulator. In a vacuum atmosphere using a vapor deposition apparatus comprising a vacuum chamber having a coaxial vacuum arc vapor deposition source disposed coaxially around the columnar cathode and spaced apart by a cylindrical anode. Without triggering the substrate with a heat source, a voltage is applied between the trigger electrode and the cathode to generate a trigger discharge, and a capacitor and a DC power source are connected between the cathode and the anode to generate a discharge voltage. And intermittently inducing an arc discharge to discharge charged particles generated from the evaporating material member into the vacuum chamber and placing it in the vacuum chamber. Fabricated on the oxide film on the substrate, characterized in that it is a nano-dots are embedded in the insulating layer.

前記浮遊ゲートトランジスタにおいて用いる金属材料及び半導体材料は、同軸型真空アーク蒸着源でナノドットを作製可能な材料であればよく、特に制限を受けるものではない。   The metal material and semiconductor material used in the floating gate transistor are not particularly limited as long as they are materials capable of producing nanodots with a coaxial vacuum arc deposition source.

本発明の浮遊ゲートトランジスタの作製方法は、シリコン基板上に酸化物膜を形成する工程と、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、金属材料又は半導体材料からなるナノドットを前記酸化物膜上に作製する工程と、前記ナノドット上に絶縁層を形成することで前記ナノドットを埋め込むようにする工程と、前記絶縁層上に電極膜を形成する工程とを有することを特徴とする。   The method for manufacturing a floating gate transistor according to the present invention includes a step of forming an oxide film on a silicon substrate and a nanodot made of a metal material or a semiconductor material on the oxide film using a coaxial vacuum arc deposition source. A step of embedding the nanodots by forming an insulating layer on the nanodots, and a step of forming an electrode film on the insulating layer.

同軸型真空アーク蒸着源を用いることにより、低温、かつ少ない工程で、酸化物膜付き基板上に直接ナノドットを作製し、このナノドットを埋め込むようにナノドットを被覆する絶縁膜を有するので、高温処理やガスを使用することが不要であると共に、真空中で形成される高純度ナノドットであるので、有用な浮遊ゲートトランジスタ作製方法を提供することができる。   By using a coaxial vacuum arc evaporation source, nanodots are produced directly on a substrate with an oxide film at a low temperature and with few steps, and an insulating film covering the nanodots is embedded so as to embed the nanodots. Since it is not necessary to use a gas and the high-purity nanodots are formed in a vacuum, a useful floating gate transistor manufacturing method can be provided.

本発明の浮遊ゲートトランジスタの作製方法において、前記ナノドットは、円筒状のトリガ電極と、金属材料又は半導体材料からなる蒸発材料部材を有する円柱状のカソードとが、円筒状の絶縁碍子を介して同軸状に隣接して固定されて配置され、前記円柱状のカソードの周りに同軸状に円筒状のアノードが離間して配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えた真空チャンバからなる蒸着装置を用い、真空雰囲気中で、シリコン基板を熱源で加熱することなく、前記トリガ電極とカソードとの間に電圧を印加してトリガ放電を発生させ、前記カソードとアノードとの間にコンデンサと直流電源とを接続して放電電圧を印加して間欠的にアーク放電を誘起させ、前記蒸発材料部材から生成される荷電粒子を前記真空チャンバ内に放出させ、前記真空チャンバ内に載置した基板上の酸化物膜上に作製されたものであることを特徴とする。   In the method for manufacturing a floating gate transistor of the present invention, the nanodot is formed by coaxially connecting a cylindrical trigger electrode and a columnar cathode having an evaporation material member made of a metal material or a semiconductor material via a cylindrical insulator. A vapor deposition apparatus comprising a vacuum chamber having a coaxial vacuum arc vapor deposition source, which is disposed adjacent to each other in a fixed shape, and has a cylindrical anode spaced coaxially around the columnar cathode. In a vacuum atmosphere, without heating the silicon substrate with a heat source, a voltage is applied between the trigger electrode and the cathode to generate a trigger discharge, and a capacitor and a DC power source are connected between the cathode and the anode. And intermittently inducing arc discharge by applying a discharge voltage, discharging charged particles generated from the evaporating material member into the vacuum chamber, Wherein the serial those made on the oxide film on the substrate placed in the vacuum chamber.

前記浮遊ゲートトランジスタの作製方法において用いる金属材料及び半導体材料は、同軸型真空アーク蒸着源でナノドットを作製可能な材料であればよく、特に制限を受けるものではない。   The metal material and the semiconductor material used in the method for manufacturing the floating gate transistor are not particularly limited as long as they are materials capable of forming nanodots with a coaxial vacuum arc deposition source.

本発明によれば、同軸型真空アーク蒸着源を用いてナノドットを形成する際に、真空排気されたナノドット形成チャンバ(真空チャンバ)内で実施するので、ガスを使用する必要がなく、残留ガスなどの不純物のないナノドットを形成し、提供することができるという効果を奏する。   According to the present invention, when nanodots are formed using a coaxial vacuum arc deposition source, it is performed in a vacuum-evacuated nanodot formation chamber (vacuum chamber), so there is no need to use gas, residual gas, etc. It is possible to form and provide nanodots free of impurities.

また、本発明によれば、蒸着源として同軸型真空アーク蒸着源を用いることにより、被処理基板を加熱することなく、低温で粒径の揃ったナノドットを形成することができ、かつ作製後の処理が不要であるため、工程数を減らすことができ、その結果、容易に浮遊ゲートトランジスタ等の半導体装置を作製し、提供できるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, by using a coaxial vacuum arc deposition source as a deposition source, nanodots having a uniform particle size can be formed at a low temperature without heating the substrate to be processed, and after the fabrication Since no treatment is required, the number of steps can be reduced, and as a result, a semiconductor device such as a floating gate transistor can be easily manufactured and provided.

本発明に係るナノドット作製方法の実施の形態によれば、同軸型真空アーク蒸着源を備えたナノドット形成装置(蒸着装置)を用いて、真空雰囲気中で、シリコン基板等の基板を熱源で加熱することなく、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、ナノドットを作製可能な材料である金属材料又は半導体材料から、絶縁層中に埋め込まれる、電荷を保持するためのナノドットを基板上に直接作製する。   According to the embodiment of the nanodot manufacturing method according to the present invention, a substrate such as a silicon substrate is heated with a heat source in a vacuum atmosphere using a nanodot forming apparatus (deposition apparatus) provided with a coaxial vacuum arc evaporation source. Without using a coaxial vacuum arc evaporation source, nanodots for holding electric charges embedded in an insulating layer are directly formed on a substrate from a metal material or a semiconductor material, which is a material capable of forming nanodots.

真空排気された、同軸型真空アーク蒸着源を備えたナノドット形成装置を用いて、低温、かつ少ない工程で、基板上に直接ナノドットを形成することができるので、ガスを使用する必要がなく、浮遊ゲート構造を有する半導体素子(例えば、フラッシュメモリ等)の絶縁層中に、残留ガスなどの不純物のない、電荷を保持するための高純度ナノドットが所定の状態で形成され得る。   Nanodots can be formed directly on the substrate at low temperature and with fewer steps using a vacuum-evacuated nanodot forming device equipped with a coaxial vacuum arc deposition source, so there is no need to use gas and floating High-purity nanodots that are free of impurities such as residual gas and hold charges can be formed in a predetermined state in an insulating layer of a semiconductor element having a gate structure (for example, a flash memory).

上記基板としては、例えば、シリコン基板、ガラス基板、高分子フィルム等を挙げることができる。   Examples of the substrate include a silicon substrate, a glass substrate, and a polymer film.

上記金属材料としては、例えば、C、Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、及びWから選ばれた少なくとも1種の金属を挙げることができ、また、半導体材料としては、例えば、(1)Si、Ge等のIV族半導体、(2)II族元素としてMg、Zn、Cd、Hgを用い、また、VI族元素としてO、S、Se、Teを用いた、例えば、ZnSe、CdS、CdTe、ZnO等のII−VI族半導体、(3)III族(13族)元素としてAl、Ga、Inを用い、また、V族(15族)元素としてN、P、As、Sbを用いた、例えば、GaAs、InP、GaN、AlN、InN等のIII−V族化合物半導体、(4)CuInSe等のI−III−VI族のカルコパイライト系半導体からなる化合物半導体、その他にB、Tl、Biなどを含んだIII−V族化合物半導体等を挙げることができる。 Examples of the metal material include at least one metal selected from C, Al, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, and W, and a semiconductor. As materials, for example, (1) Group IV semiconductors such as Si and Ge, (2) Mg, Zn, Cd, and Hg are used as Group II elements, and O, S, Se, and Te are used as Group VI elements. For example, a group II-VI semiconductor such as ZnSe, CdS, CdTe, ZnO, (3) Al, Ga, In is used as a group III (group 13) element, N is used as a group V (group 15) element, For example, a compound composed of a III-V group compound semiconductor such as GaAs, InP, GaN, AlN, InN, etc., and (4) a group I-III-VI chalcopyrite semiconductor such as CuInSe 2 using P, As, Sb Half Examples thereof include III-V group compound semiconductors containing B, Tl, Bi and the like in addition to conductors.

また、本発明に係る浮遊ゲートトランジスタの実施に形態によれば、浮遊ゲートトランジスタは、シリコン基板上に、例えば、酸化シリコンのよう酸化物膜と、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、上記金属材料又は半導体材料から作製された、電荷を保持するナノドットと、上記ナノドットを埋め込むように形成された、例えば、酸化シリコンのような酸化物膜である絶縁層と、上記絶縁層上に形成されたクロム、アルミニウム、銀のような電極膜とをこの順序で有するように構成されたものである。   Further, according to the embodiment of the floating gate transistor according to the present invention, the floating gate transistor is formed on the silicon substrate by using, for example, an oxide film such as silicon oxide and a coaxial vacuum arc evaporation source. A nanodot made of a material or a semiconductor material that retains electric charge, an insulating layer that is formed to embed the nanodot, for example, an oxide film such as silicon oxide, and formed on the insulating layer It is configured to have electrode films such as chromium, aluminum, and silver in this order.

さらに、本発明に係る浮遊ゲートトランジスタの作製方法の実施の形態によれば、シリコン基板等の基板上に上記酸化物膜を形成する工程と、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、上記酸化物膜上に、上記金属材料又は半導体材料からナノドットを形成する工程と、このナノドット上に上記絶縁層を形成することでナノドットを埋め込むようにする工程と、この絶縁層上に電極膜を形成する工程とを有する。   Furthermore, according to an embodiment of a method for manufacturing a floating gate transistor according to the present invention, the oxide film is formed using a step of forming the oxide film on a substrate such as a silicon substrate and a coaxial vacuum arc evaporation source. Forming nanodots from the metal material or semiconductor material on the film; embedding nanodots by forming the insulating layer on the nanodots; and forming an electrode film on the insulating layer. And have.

上記浮遊ゲートトランジスタ及びその作製方法においては、真空排気された、同軸型真空アーク蒸着源を備えたナノドット形成装置を用いてナノドットが形成されるので、ガスを使用する必要がなく、浮遊ゲート構造を有する半導体素子(例えば、フラッシュメモリ等)の絶縁層中に、残留ガスなどの不純物のないナノドットを作製することができる。   In the floating gate transistor and the manufacturing method thereof, nanodots are formed by using a nanodot forming apparatus that is evacuated and equipped with a coaxial vacuum arc deposition source, so there is no need to use gas, and a floating gate structure is formed. Nanodots free from impurities such as residual gas can be manufactured in an insulating layer of a semiconductor element (eg, a flash memory).

本発明によれば、上記ナノドットは、円筒状のトリガ電極と、金属材料又は半導体材料からなる蒸発材料部材を有する円柱状のカソードとが、円筒状の絶縁碍子を介して同軸状に隣接して固定されて配置され、円柱状のカソードの周りに同軸状に円筒状のアノードが離間して配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えた真空チャンバからなるナノドット形成装置を用い、10−6〜10−4Pa真空雰囲気中で、シリコン基板等の基板を熱源で加熱することなく、トリガ電極とカソードとの間に電圧を印加してトリガ放電を発生させ、カソードとアノードとの間にコンデンサと直流電源とを接続して放電電圧を印加して間欠的にアーク放電を誘起させ、蒸発材料部材から生成される荷電粒子を真空チャンバ内に放出させ、前記真空チャンバ内に載置した基板上の酸化物膜上に作製されたものである。 According to the present invention, in the nanodot, a cylindrical trigger electrode and a columnar cathode having an evaporation material member made of a metal material or a semiconductor material are concentrically adjacent to each other via a cylindrical insulator. Using a nanodot forming apparatus comprising a vacuum chamber provided with a coaxial vacuum arc deposition source which is fixedly arranged and coaxially arranged around a columnar cathode with a cylindrical anode spaced apart, 10 −6 10 in -4 Pa vacuum atmosphere, without heating the substrate such as a silicon substrate by the heat source, by applying a voltage between the trigger electrode and the cathode to generate a trigger discharge, the capacitor between the cathode and the anode And a DC power source are connected, a discharge voltage is applied to intermittently induce arc discharge, and charged particles generated from the evaporating material member are discharged into the vacuum chamber. It is fabricated on an oxide film on a substrate placed in a chamber.

本発明で用いる同軸型真空アーク蒸着源を備えたナノドット形成装置の一構成例について、図1を参照して、以下説明する。   A configuration example of a nanodot forming apparatus provided with a coaxial vacuum arc deposition source used in the present invention will be described below with reference to FIG.

ナノドット形成装置は、同軸型真空アーク蒸着源1とナノドット形成チャンバ2とを有する。この同軸型真空アーク蒸着源1は、円筒状のアノード11と円柱状のカソード12と円筒状のトリガ電極13とを有し、カソード12とトリガ電極13とは、アノード11の内部にアノード11の内周面と離間して同軸状に配置されている。同軸型真空アーク蒸着源1は、その蒸着機能を果たすように配置されていればよく、その全体又は一部がナノドット形成チャンバ2内部に設置されていればよい。   The nanodot forming apparatus has a coaxial vacuum arc deposition source 1 and a nanodot forming chamber 2. The coaxial vacuum arc deposition source 1 includes a cylindrical anode 11, a columnar cathode 12, and a cylindrical trigger electrode 13, and the cathode 12 and the trigger electrode 13 are arranged inside the anode 11 with the anode 11. It is spaced apart from the inner peripheral surface and arranged coaxially. The coaxial vacuum arc vapor deposition source 1 may be arranged so as to fulfill its vapor deposition function, and the whole or a part of the coaxial vacuum arc vapor deposition source 1 only needs to be installed inside the nanodot forming chamber 2.

カソード12は、円柱状であり、全体が上記したようなナノドット形成用金属材料又は半導体材料(以下、「蒸発材料」と称す)で構成されていてもよいし、一端がこれらの蒸発材料で構成され、他端が棒状電極で構成されていてもよい。カソード12は、蒸発材料がナノドット形成チャンバ2内部へ放出され得るように、被処理基板に対向するように設置される。このカソード12は、円筒状のトリガ電極13と円筒状の絶縁碍子(以下、ハット型碍子と称す)14とに密接して挿通されている。   The cathode 12 may have a cylindrical shape, and may be composed entirely of a metal material for forming nanodots or a semiconductor material (hereinafter referred to as “evaporation material”) as described above, and one end is composed of these evaporation materials. The other end may be constituted by a rod-shaped electrode. The cathode 12 is placed so as to face the substrate to be processed so that the evaporation material can be released into the nanodot formation chamber 2. The cathode 12 is inserted in close contact with a cylindrical trigger electrode 13 and a cylindrical insulator (hereinafter referred to as a hat-type insulator) 14.

かくして、本発明で用いる同軸型真空アーク蒸着源は、円筒状のトリガ電極13と円柱状のカソード12とが円筒状のハット型碍子14を介して同軸状に隣接して固定されて配置され、円柱状のカソード12の周りに同軸状に円筒状のアノード11が離間して配置されているように構成されている。   Thus, the coaxial vacuum arc vapor deposition source used in the present invention is arranged such that the cylindrical trigger electrode 13 and the columnar cathode 12 are coaxially adjacently fixed via the cylindrical hat-type insulator 14, A cylindrical anode 11 is coaxially arranged around the columnar cathode 12 so as to be spaced apart.

ハット型碍子14は、カソード12とトリガ電極13との間に配置されており、中心からカソード12、ハット型碍子14、トリガ電極13の順序で並んでいる。カソード12とハット型碍子14とトリガ電極13との3つの部品は、密着させ、図示していないが、ネジなどで密着、固定させて取り付けられている。アノード11及びトリガ電極13の材質は、例えばステンレスであり、また、ハット型碍子の材質は、例えばアルミナである。   The hat-type insulator 14 is disposed between the cathode 12 and the trigger electrode 13, and the cathode 12, the hat-type insulator 14, and the trigger electrode 13 are arranged in this order from the center. The three parts of the cathode 12, the hat-type insulator 14, and the trigger electrode 13 are attached in close contact with each other, not shown, but are attached in close contact with screws and the like. The material of the anode 11 and the trigger electrode 13 is, for example, stainless steel, and the material of the hat-type insulator is, for example, alumina.

アノード11とトリガ電極13とカソード12とは、相互に絶縁されており、カソード12とアノード11との間には、直流電圧源15aとコンデンサユニット15bとを有するアーク電源が接続され、トリガ電極13にはトリガ電源16が接続され、各電極11、12には異なる電圧が印加できるように構成されている。このコンデンサユニット15bは、複数のコンデンサを複数並列に接続してなるユニットであり、例えば容量が360μF(耐圧:400V)のコンデンサを5つ並列に並べると容量1800μFとなる。   The anode 11, the trigger electrode 13, and the cathode 12 are insulated from each other. An arc power source having a DC voltage source 15 a and a capacitor unit 15 b is connected between the cathode 12 and the anode 11, and the trigger electrode 13. Is connected to a trigger power source 16 so that different voltages can be applied to the electrodes 11 and 12. The capacitor unit 15b is a unit formed by connecting a plurality of capacitors in parallel. For example, when five capacitors having a capacity of 360 μF (withstand voltage: 400 V) are arranged in parallel, the capacity becomes 1800 μF.

コンデンサユニット15bの各端部は、それぞれがアノード11、カソード12に接続され、コンデンサユニット15bと直流電圧源15aとは、並列接続されている。直流電圧源15aは、100Vで数Aの容量の電流を流す能力を有する電源であり、コンデンサユニット15bに対して、一定の充電時間で充電されるように構成されている。図1には1つのコンデンサを示してあるが、コンデンサの数は、適宜、増減可能である。   Each end of the capacitor unit 15b is connected to the anode 11 and the cathode 12, respectively, and the capacitor unit 15b and the DC voltage source 15a are connected in parallel. The DC voltage source 15a is a power source capable of flowing a current of a capacity of several A at 100V, and is configured to charge the capacitor unit 15b with a constant charging time. Although one capacitor is shown in FIG. 1, the number of capacitors can be increased or decreased as appropriate.

トリガ電源16は、パルストランスからなり、入力200Vのμsのパルス電圧を約17倍に変圧して3.4kV(数μA)極性:プラスにして出力できるように構成されており、変圧された電圧を、カソード12に対して正の極性で、トリガ電極13に印加できるように接続されている。すなわち、トリガ電源16のプラス出力端子は、トリガ電極13に接続され、そのマイナス端子は、アーク電源(直流電圧源15a)のマイナス側出力側端子と同じ電位に接続されて、カソード12に接続されている。直流電圧源15aのプラス端子は、グランド電位に接地され、アノード11に接続されている。また、コンデンサユニットの両端子は、直流電圧源15aのプラス及びマイナス端子間に接続されている。   The trigger power supply 16 is composed of a pulse transformer, and is configured so that a pulse voltage of μs with an input of 200 V is transformed to about 17 times and output with 3.4 kV (several μA) polarity: plus. Is connected to the trigger electrode 13 with a positive polarity with respect to the cathode 12. That is, the positive output terminal of the trigger power supply 16 is connected to the trigger electrode 13, and the negative terminal thereof is connected to the same potential as the negative output side terminal of the arc power supply (DC voltage source 15a) and connected to the cathode 12. ing. The plus terminal of the DC voltage source 15 a is grounded to the ground potential and connected to the anode 11. Further, both terminals of the capacitor unit are connected between the positive and negative terminals of the DC voltage source 15a.

上記したように構成されている同軸型真空アーク蒸着源1は、所定の真空排気系(例えば、ターボ分子ポンプとロータリーポンプとで構成されている。)を有するナノドット形成チャンバ2の壁面に取り付けられ、本発明のナノドットを形成するために用いられる。この同軸型真空アーク蒸着源1は、1つでも複数でも、適宜、設置することが可能である。   The coaxial vacuum arc deposition source 1 configured as described above is attached to the wall surface of the nanodot forming chamber 2 having a predetermined evacuation system (for example, a turbo molecular pump and a rotary pump). , Used to form the nanodots of the present invention. One or more coaxial vacuum arc deposition sources 1 can be installed as appropriate.

ナノドット形成チャンバ2内には、同軸型真空アーク蒸着源1に対向して、被処理基板を載置するための基板ステージ21が設置されており、この基板ステージ21の下面中心には基板ステージを回転自在にするための回転機構22が接続されている。また、ナノドット形成チャンバ2の壁面には、バルブ23a、ターボ分子ポンプ23b、バルブ23c及びロータリーポンプ23dからなる真空排気系がこの順序で金属製配管により接続されている。この真空排気系により、ナノドット形成チャンバ2内を真空排気し、このチャンバ内を10−4Pa以下に保つことができるように構成されている。 In the nanodot forming chamber 2, a substrate stage 21 for placing a substrate to be processed is installed facing the coaxial vacuum arc deposition source 1. A substrate stage is placed at the center of the lower surface of the substrate stage 21. A rotation mechanism 22 is connected to be rotatable. In addition, a vacuum exhaust system including a valve 23a, a turbo molecular pump 23b, a valve 23c, and a rotary pump 23d is connected to the wall surface of the nanodot forming chamber 2 in this order by a metal pipe. With this evacuation system, the inside of the nanodot forming chamber 2 is evacuated, and the inside of the chamber can be maintained at 10 −4 Pa or less.

上記した同軸型真空アーク蒸着源1として、例えばアルバック製ARL−300を挙げることができる。以下の実施例では、このアルバック製の同軸型真空アーク蒸着源を用いてナノドットの作製を行う。同軸型真空アーク蒸着源は、スパッタ法に比べて粒子の持つエネルギーが高いことが知られており、また、気相中での成膜であるため、不純物が少ないという特徴をもっている。   Examples of the coaxial vacuum arc deposition source 1 described above include ARL-300 manufactured by ULVAC. In the following examples, nanodots are produced using this ULVAC coaxial vacuum arc deposition source. The coaxial vacuum arc deposition source is known to have higher energy of particles than the sputtering method, and has a feature that there are few impurities because it is a film formation in a gas phase.

本発明によれば、真空排気し、所定の真空雰囲気が形成されているナノドット形成チャンバ2内へ、同軸型真空アーク蒸着源1の作動により生成した金属材料又は半導体材料等の荷電粒子を放出して、ナノドット形成チャンバ2内に載置されている被処理基板上へ供給して、被処理基板上にナノドットを形成する。アノード11とナノドット形成チャンバ2とは接地電位に接続されている。
以下、本発明で用いる同軸型真空アーク蒸着源1の動作例について説明する。
According to the present invention, evacuated and discharged charged particles such as metal material or semiconductor material generated by the operation of the coaxial vacuum arc deposition source 1 into the nanodot forming chamber 2 in which a predetermined vacuum atmosphere is formed. Then, the substrate is supplied onto the substrate to be processed placed in the nanodot forming chamber 2 to form nanodots on the substrate to be processed. The anode 11 and the nanodot forming chamber 2 are connected to the ground potential.
Hereinafter, an operation example of the coaxial vacuum arc deposition source 1 used in the present invention will be described.

先ず、コンデンサユニット15bの容量を1800μFに設定し、直流電圧源15aから0〜400Vまで可変の電圧を出力し、その電圧でコンデンサユニット15bを充電し、アノード11とカソード12との間にコンデンサユニット15bの充電電圧を印加する。蒸発材料部材に、コンデンサユニット15bが出力する負電圧を印加する。   First, the capacitance of the capacitor unit 15 b is set to 1800 μF, a variable voltage is output from the DC voltage source 15 a to 0 to 400 V, the capacitor unit 15 b is charged with the voltage, and the capacitor unit 15 is connected between the anode 11 and the cathode 12. A charging voltage of 15b is applied. A negative voltage output from the capacitor unit 15b is applied to the evaporation material member.

上記したような電圧印加の状態で、トリガ電源16から3.4kVのパルス状のトリガ電圧を出力し、カソード12とトリガ電極13との間に印加すると、ハット型碍子14の表面でトリガ放電(沿面放電)が発生する。カソード12とハット型碍子14のつなぎ目からは電子が放出される。   When a pulsed trigger voltage of 3.4 kV is output from the trigger power supply 16 with the voltage applied as described above and applied between the cathode 12 and the trigger electrode 13, trigger discharge (at the surface of the hat-type insulator 14 ( Creeping discharge) occurs. Electrons are emitted from the joint between the cathode 12 and the hat insulator 14.

このトリガ放電によってアノード11とカソード12との間の耐電圧が低下し、アノード11の内周面とカソード12の外周面(側面)との間にアーク放電が誘起される。   With this trigger discharge, the withstand voltage between the anode 11 and the cathode 12 decreases, and arc discharge is induced between the inner peripheral surface of the anode 11 and the outer peripheral surface (side surface) of the cathode 12.

コンデンサユニット15bに充電された電荷の放電により、尖頭電流が1800A以上であるアーク電流が200μ秒程度の時間流れ、カソード12(すなわち、蒸発材料部材)の側面から金属蒸気が放出され、金属のプラズマが形成される。この時、金属の原子状イオンや、クラスタ化した金属により、数ナノメータのナノ粒子が形成される。   Due to the discharge of the electric charge charged in the capacitor unit 15b, an arc current having a peak current of 1800 A or more flows for about 200 μs, and metal vapor is released from the side surface of the cathode 12 (that is, the evaporation material member). Plasma is formed. At this time, nanoparticles of several nanometers are formed by metal atomic ions or clustered metals.

上記したように、カソード12はアノード11の中心軸線上に配置されており、アーク電源(直流電圧源15a)が、カソード12の端部に接続されているので、アーク電流は、カソード12の中心軸線上を流れ、アノード11内に磁界が形成される。アノード11内に放出された電子は、アーク電流によって形成される磁界により、電流が流れる向きとは逆向きのローレンツ力を受け、ナノドット形成チャンバ2内に放出される。   As described above, the cathode 12 is arranged on the central axis of the anode 11, and the arc power source (DC voltage source 15 a) is connected to the end of the cathode 12. A magnetic field is formed in the anode 11 through the axis. The electrons emitted into the anode 11 are subjected to a Lorentz force in the direction opposite to the direction in which the current flows by the magnetic field formed by the arc current, and are emitted into the nanodot formation chamber 2.

カソード12の側面から放出された金属蒸気にはイオン(荷電粒子)と中性粒子とが含まれているが、電荷質量比の小さい(電荷が質量に比べて小さい)液滴等の巨大荷電粒子や中性粒子は直進し、アノード11の壁面に衝突するが、電荷質量比の大きな荷電粒子は、クーロン力によって電子に引き付けられ、基板ステージ21に対向するアノード11の放出口11aからナノドット形成チャンバ2内に放出される。   The metal vapor discharged from the side surface of the cathode 12 includes ions (charged particles) and neutral particles, but giant charged particles such as droplets having a small charge-mass ratio (charge is smaller than mass). The neutral particles travel straight and collide with the wall surface of the anode 11, but charged particles having a large charge-mass ratio are attracted to electrons by the Coulomb force, and the nanodot formation chamber from the discharge port 11 a of the anode 11 facing the substrate stage 21. 2 is released.

アノード11の表面から所定の距離離れた場所には、被処理基板が載置されており、ナノドット形成チャンバ2内に放出された金属蒸気イオンが被処理基板の表面に到達すると、ナノメータオーダーの金属粒子が被処理基板上に形成される。同軸型真空アーク蒸着源を用いると、低温で、かつ少ない工程でナノドットを形成できるというメリットがある。   A substrate to be processed is placed at a predetermined distance from the surface of the anode 11, and when the metal vapor ions released into the nanodot formation chamber 2 reach the surface of the substrate to be processed, a metal of nanometer order is obtained. Particles are formed on the substrate to be processed. The use of a coaxial vacuum arc deposition source has the advantage that nanodots can be formed at low temperatures and with fewer steps.

以上では、同軸型真空アーク蒸着源を用いれば、ヒーターなどの加熱手段である熱源で被処理基板を加熱することなく、ナノドットを形成できるということについて説明したが、熱源により所定の温度に加熱した被処理基板を用いる場合でも、加熱することなく実施した場合と同様に、ナノドットを形成することは出来る。   As described above, it has been explained that nanodots can be formed by using a coaxial vacuum arc evaporation source without heating the substrate to be processed with a heat source that is a heating means such as a heater, but the heat source is heated to a predetermined temperature. Even when a substrate to be processed is used, nanodots can be formed as in the case where the substrate is used without heating.

1回のトリガ放電でアーク放電が一回誘起され、アーク電流が300μs流れる。上記コンデンサユニット15bの充電時間が約1秒である場合、1Hzの周期でアーク放電を誘起させることができる。アーク放電を所定の回数誘起させて、所定のショット数(発数)でナノドットを形成する。   An arc discharge is induced once by one trigger discharge, and an arc current flows for 300 μs. When the charging time of the capacitor unit 15b is about 1 second, arc discharge can be induced with a period of 1 Hz. Arc discharge is induced a predetermined number of times to form nanodots with a predetermined number of shots (number of shots).

図1において、バルブ24a、マスフローメータ24b、ガスボンベ24cは、ナノドット形成装置内へ、ガスを導入することが必要になった場合のために設けられている。   In FIG. 1, a valve 24a, a mass flow meter 24b, and a gas cylinder 24c are provided for cases where it is necessary to introduce gas into the nanodot forming apparatus.

次に、浮遊ゲートトランジスタ作製方法の一例について、図2を参照して説明する。まず、Si基板などの基板31上に、公知の手法でSiO等からなる熱酸化物膜のような酸化物膜32を形成し、次いで図1に示すナノドット形成装置に設けた同軸型真空アーク蒸着源を用いて、酸化物膜32上に上記金属材料又は半導体材料のナノドット33を形成する。その後スパッタ法やCVD法等を用いてシリコン酸化物膜のような絶縁層34を成膜して、ナノドット33を絶縁層34中に埋め込み、キャパシタ構造を形成する。最後に、絶縁層34上にスパッタ法やCVD法等を用いて電極膜35を形成することで、浮遊ゲートデバイスを作製することができる。 Next, an example of a method for manufacturing a floating gate transistor is described with reference to FIGS. First, an oxide film 32 such as a thermal oxide film made of SiO 2 or the like is formed on a substrate 31 such as a Si substrate by a known method, and then a coaxial vacuum arc provided in the nanodot forming apparatus shown in FIG. The metal material or semiconductor material nanodots 33 are formed on the oxide film 32 by using a vapor deposition source. Thereafter, an insulating layer 34 such as a silicon oxide film is formed by using a sputtering method, a CVD method, or the like, and nanodots 33 are embedded in the insulating layer 34 to form a capacitor structure. Finally, the floating gate device can be manufactured by forming the electrode film 35 on the insulating layer 34 by using a sputtering method, a CVD method, or the like.

以下、実施例を挙げて、本発明について詳細に説明する。以下の実施例では、金属材料としてCo、Fe及びSiを選び、Si基板上にナノドットを蒸着し、作製した。上記した他の金属材料でも基板でも、同軸型真空アーク蒸着源を用いて同様にナノドットが形成できる。また、金属材料の代わりに、上記した半導体材料を用いても同様に有用なナノドットを作製できる。実施例に挙げたものに限定されず、また、放電条件も、同軸型真空アーク蒸着源を用いて同様にナノドットが形成できる条件範囲であればよく、以下の実施例記載の条件に限定されない。   Hereinafter, an example is given and the present invention is explained in detail. In the following examples, Co, Fe, and Si were selected as metal materials, and nanodots were vapor-deposited on a Si substrate. Nanodots can be formed in the same manner by using a coaxial vacuum arc deposition source with the above-described other metal materials and substrates. Moreover, a useful nanodot can be similarly produced even if it uses the above-mentioned semiconductor material instead of a metal material. It is not limited to what was mentioned in the Example, Moreover, discharge conditions should just be the conditions range which can form a nanodot similarly using a coaxial type vacuum arc vapor deposition source, and are not limited to the conditions as described in the following Examples.

同軸型真空アーク蒸着源((株)アルバック製:ARL−300)を用い、SiO熱酸化物膜付きSi基板上に、Coナノドットを形成した。この場合の放電条件は、200V、1800μF、10発に設定した。この場合、Si基板を熱源で加熱せずに実施した。 Co nanodots were formed on a Si substrate with a SiO 2 thermal oxide film using a coaxial vacuum arc evaporation source (manufactured by ULVAC, Inc .: ARL-300). The discharge conditions in this case were set to 200 V, 1800 μF, and 10 shots. In this case, the Si substrate was not heated with a heat source.

かくして得られたナノドット形成後の基板のTEM像を図3に示す。図3から明らかなように、粒径5nm程度のCoナノドットが形成されていることが確認できた。   FIG. 3 shows a TEM image of the substrate after nanodot formation thus obtained. As apparent from FIG. 3, it was confirmed that Co nanodots having a particle size of about 5 nm were formed.

金属材料としてFeを用い、実施例1と同様の手法に従ってFeナノドットを形成したところ、実施例1の場合と同様の粒径を有するFeナノドットが形成されていることが確認できた。   When Fe nanodots were formed according to the same method as in Example 1 using Fe as the metal material, it was confirmed that Fe nanodots having the same particle diameter as in Example 1 were formed.

金属材料としてSiを用い、実施例1と同様の手法に従ってSiナノドットを形成したところ、実施例1の場合と同様の粒径を有するSiナノドットが形成されていることが確認できた。   When Si nanodots were formed according to the same method as in Example 1 using Si as the metal material, it was confirmed that Si nanodots having the same particle size as in Example 1 were formed.

SiO熱酸化物膜付きSi基板上に、実施例1記載の方法でCoナノドットを形成した後、スパッタ法により、公知の条件(300W、Ar中0.5Pa)で絶縁層としてSiO酸化物膜を形成して、Coナノドットをこの絶縁層中に埋め込み、キャパシタ構造を形成した。最後に、絶縁層上にスパッタ法により、公知の条件(300W、Ar中0.5Pa)で、クロムからなる電極膜を形成し、浮遊ゲートデバイスを作製することができた。 After forming Co nanodots on the Si substrate with the SiO 2 thermal oxide film by the method described in Example 1, the SiO 2 oxide was formed as an insulating layer under the known conditions (300 W, 0.5 Pa in Ar) by sputtering. A film was formed and Co nanodots were embedded in this insulating layer to form a capacitor structure. Finally, an electrode film made of chromium was formed on the insulating layer by a sputtering method under a known condition (300 W, 0.5 Pa in Ar), and a floating gate device could be manufactured.

得られた浮遊ゲートトランジスタに対して、ゲート電圧を正方向に印加することで、ドレイン電流が増加していった。その状態から次に負方向に電圧を印加すると、正に印加したときよりも早く電流の減少が起こり、I−V曲線はヒステリシスを形成した。このことから、作製したトランジスタがメモリ効果を有しており、浮遊ゲートトランジスタができていることが確認できた。   By applying a gate voltage in the positive direction to the obtained floating gate transistor, the drain current increased. When voltage was next applied in the negative direction from that state, the current decreased faster than when voltage was applied positively, and the IV curve formed hysteresis. From this, it was confirmed that the manufactured transistor had a memory effect and a floating gate transistor was formed.

本発明によれば、従来手法に比べて、低温でナノドットを作製でき、かつ後処理が不要なため、工程数を大幅に減らすことができ、容易に浮遊ゲートトランジスタ等の半導体素子を作製することが可能となる。また、粒径の揃った高純度のナノドットを形成できることから、高性能な半導体素子の作製が期待できる。従って、本発明は、半導体素子分野での適用が可能である。   According to the present invention, compared to the conventional method, nanodots can be produced at a low temperature and no post-processing is required, so that the number of steps can be greatly reduced, and a semiconductor element such as a floating gate transistor can be easily produced. Is possible. In addition, since high-purity nanodots with uniform particle diameters can be formed, high-performance semiconductor elements can be produced. Therefore, the present invention can be applied in the field of semiconductor devices.

本発明で用いる同軸型真空アーク蒸着源を備えたナノドット形成装置の一構成例を模式的に示す構成図。The block diagram which shows typically one structural example of the nanodot formation apparatus provided with the coaxial type vacuum arc vapor deposition source used by this invention. 浮遊ゲートトランジスタの一構成例を模式的に示す構成図。The block diagram which shows typically the example of 1 structure of a floating gate transistor. 実施例1に従って形成されたナノドット形成後の基板表面のTEM像を示す写真。The photograph which shows the TEM image of the substrate surface after nanodot formation formed according to Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 同軸型真空アーク蒸着源 2 ナノドット形成チャンバ
11 アノード 11a 放出口
12 カソード 13 トリガ電極
14 ハット型碍子 15a 直流電圧源
15b コンデンサユニット 16 トリガ電源
21 基板ステージ 22 回転機構
23a、23c バルブ 23b ターボ分子ポンプ
23d ロータリーポンプ 31 基板
32 酸化物膜 33 ナノドット
34 絶縁層 35 電極膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coaxial type vacuum arc evaporation source 2 Nanodot formation chamber 11 Anode 11a Emission port 12 Cathode 13 Trigger electrode 14 Hat type insulator 15a DC voltage source 15b Capacitor unit 16 Trigger power supply 21 Substrate stage 22 Rotating mechanism 23a, 23c Valve 23b Turbo molecular pump 23d Rotary pump 31 Substrate 32 Oxide film 33 Nanodot 34 Insulating layer 35 Electrode film

Claims (8)

同軸型真空アーク蒸着源を用いて、金属材料又は半導体材料から、絶縁層中に埋め込まれる、電荷を保持するためのナノドットを作製することを特徴とするナノドットの作製方法。 A method for producing nanodots, characterized in that a nanodot for retaining electric charges embedded in an insulating layer is produced from a metal material or a semiconductor material using a coaxial vacuum arc deposition source. 前記金属材料及び半導体材料が、同軸型真空アーク蒸着源でナノドットを作製可能な材料であることを特徴とする請求項1記載のナノドットの作製方法。 The method for producing nanodots according to claim 1, wherein the metal material and the semiconductor material are materials capable of producing nanodots with a coaxial vacuum arc deposition source. シリコン基板上に、酸化物膜と、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、金属材料又は半導体材料から作製された、電荷を保持するためのナノドットと、前記ナノドットを埋め込むように形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された電極膜とをこの順序で有することを特徴とする浮遊ゲートトランジスタ。 On a silicon substrate, using an oxide film, a coaxial vacuum arc evaporation source, a nanodot for holding electric charge, which is made of a metal material or a semiconductor material, and an insulating layer formed so as to embed the nanodot And an electrode film formed on the insulating layer in this order. 前記ナノドットが、円筒状のトリガ電極と、金属材料又は半導体材料からなる蒸発材料部材を有する円柱状のカソードとが、円筒状の絶縁碍子を介して同軸状に隣接して固定されて配置され、前記円柱状のカソードの周りに同軸状に円筒状のアノードが離間して配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えた真空チャンバからなる蒸着装置を用い、真空雰囲気中で、基板を熱源で加熱することなく、前記トリガ電極とカソードとの間に電圧を印加してトリガ放電を発生させ、前記カソードとアノードとの間にコンデンサと直流電源とを接続して放電電圧を印加して間欠的にアーク放電を誘起させ、前記蒸発材料部材から生成される荷電粒子を前記真空チャンバ内に放出させ、前記真空チャンバ内に載置した基板上の酸化物膜上に作製された、絶縁層中に埋め込まれるナノドットであることを特徴とする請求項3記載の浮遊ゲートトランジスタ。 The nanodots are arranged in a cylindrical trigger electrode and a columnar cathode having an evaporation material member made of a metal material or a semiconductor material, fixed coaxially adjacent to each other via a cylindrical insulator, A deposition apparatus comprising a vacuum chamber provided with a coaxial vacuum arc deposition source in which a cylindrical anode is coaxially disposed around the columnar cathode, and the substrate is used as a heat source in a vacuum atmosphere. Without heating, a voltage is applied between the trigger electrode and the cathode to generate a trigger discharge, a capacitor and a DC power source are connected between the cathode and the anode, and a discharge voltage is applied to intermittently An arc discharge is induced, charged particles generated from the evaporating material member are discharged into the vacuum chamber, and are produced on an oxide film on a substrate placed in the vacuum chamber. Floating gate transistor according to claim 3, characterized in that the nanodots embedded in the insulating layer. 前記金属材料及び半導体材料が、同軸型真空アーク蒸着源でナノドットを作製可能な材料であることを特徴とする請求項3又は4記載の浮遊ゲートトランジスタ。 5. The floating gate transistor according to claim 3, wherein the metal material and the semiconductor material are materials capable of producing nanodots with a coaxial vacuum arc deposition source. シリコン基板上に酸化物膜を形成する工程と、同軸型真空アーク蒸着源を用いて、金属材料又は半導体材料からなるナノドットを前記酸化物膜上に作製する工程と、前記ナノドット上に絶縁層を形成することで前記ナノドットを埋め込むようにする工程と、前記絶縁層上に電極膜を形成する工程とを有することを特徴とする浮遊ゲートトランジスタの作製方法。 A step of forming an oxide film on a silicon substrate; a step of forming nanodots made of a metal material or a semiconductor material on the oxide film using a coaxial vacuum arc deposition source; and an insulating layer on the nanodots. A method for manufacturing a floating gate transistor, comprising: a step of embedding the nanodots by forming; and a step of forming an electrode film on the insulating layer. 前記金属材料及び半導体材料が、同軸型真空アーク蒸着源でナノドットを作製可能な材料であることを特徴とする請求項6記載の浮遊ゲートトランジスタの作製方法。 7. The method for manufacturing a floating gate transistor according to claim 6, wherein the metal material and the semiconductor material are materials capable of forming nanodots with a coaxial vacuum arc deposition source. 前記ナノドットが、円筒状のトリガ電極と、金属材料又は半導体材料からなる蒸発材料部材を有する円柱状のカソードとが、円筒状の絶縁碍子を介して同軸状に隣接して固定されて配置され、前記円柱状のカソードの周りに同軸状に円筒状のアノードが離間して配置されている同軸型真空アーク蒸着源を備えた真空チャンバからなる蒸着装置を用い、真空雰囲気中で、基板を熱源で加熱することなく、前記トリガ電極とカソードとの間に電圧を印加してトリガ放電を発生させ、前記カソードとアノードとの間にコンデンサと直流電源とを接続して放電電圧を印加して間欠的にアーク放電を誘起させ、前記蒸発材料部材から生成される荷電粒子を前記真空チャンバ内に放出させ、前記真空チャンバ内に載置した基板上の酸化物膜上に作製されたものであることを特徴とする請求項6又は7記載の浮遊ゲートトランジスタの作製方法。 The nanodots are arranged in a cylindrical trigger electrode and a columnar cathode having an evaporation material member made of a metal material or a semiconductor material, fixed coaxially adjacent to each other via a cylindrical insulator, A deposition apparatus comprising a vacuum chamber provided with a coaxial vacuum arc deposition source in which a cylindrical anode is coaxially disposed around the columnar cathode, and the substrate is used as a heat source in a vacuum atmosphere. Without heating, a voltage is applied between the trigger electrode and the cathode to generate a trigger discharge, a capacitor and a DC power source are connected between the cathode and the anode, and a discharge voltage is applied to intermittently An arc discharge is induced, charged particles generated from the evaporating material member are discharged into the vacuum chamber, and are produced on an oxide film on a substrate placed in the vacuum chamber. The method for manufacturing a floating gate transistor according to claim 6 or 7, wherein the of the a.
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