JP2011258969A - 垂直型ナノチューブ半導体デバイス構造体の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも1つのナノチューブ14を組み組む垂直型デバイス構造体42を製造する方法である。各々のナノチューブ14は、触媒パッド10によって触媒作用が及ぼされる化学気相成長法によって成長され、誘電体材料22のコーティング内に包み込まれる。包み込まれたナノチューブがゲート電極30の厚さを通って垂直方向に延びるように、該包み込まれたナノチューブの周りにゲート電極を形成することによって、垂直型電界効果トランジスタを作ることができる。包み込まれたナノチューブ、及び該包み込められたナノチューブを支持する対応する触媒パッドが1つのキャパシタ・プレートを形成するように、キャパシタ構造50を作ることができる。
【選択図】 図8
Description
基板上に導電性の第1プレートを形成するステップと、第1プレートに電気的に結合され、該第1プレートから実質的に垂直方向に延びるように少なくとも1つのナノチューブを成長させるステップと、少なくとも1つのナノチューブ及び第1プレートを誘電体層で覆って、少なくとも1つの半導体ナノチューブを誘電体層の内部に包み込み、かつ半導体ナノチューブの先端部を誘電体層で覆うステップと、少なくとも1つのナノチューブ及び第1プレートから誘電体層によって電気的に絶縁される導電性のブランケット層を、第1プレートの上に形成するステップと、を含む方法が提供される。
12 絶縁基板
14 カーボン・ナノチューブ
20 誘電体層
22 ゲート誘電体
24 ブランケット層
30 ゲート電極
38 ソース・コンタクト
40 ドレイン・コンタクト
42 デバイス構造体
50 キャパシタ・デバイス構造体
52 電極又はプレート
Claims (17)
- 半導体デバイス構造体を形成する方法であって、
基板上に導電性パッドを形成するステップと、
前記導電性パッドに電気的に結合された第1端部と第2の自由端部との間に、該導電性パッドから実質的に垂直方向に延びる少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させるステップと、
前記導電性パッド上および前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの表面上に第1の絶縁層を形成し、当該半導体ナノチューブの表面上に形成された第1の絶縁層の部分がゲート誘電体を画定するステップと、
前記第1の絶縁層が形成された前記導電性パッドの上および前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの外側に導電層を形成するステップと、
前記導電層をパターン化して、前記導電性パッドから前記第1の絶縁層によって電気的に絶縁され、かつ該導電性パッドの上にあるゲート電極を形成し、該ゲート電極内を通って垂直方向に延び、かつ前記ゲート誘電体によって該ゲート電極から電気的に絶縁される前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを形成するステップと、
前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部に電気的に結合され、かつ前記ゲート電極から電気的に絶縁されたコンタクトを形成するステップと、を含む方法。 - 前記第1の絶縁層を形成する前記ステップが、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを前記ゲート誘電体の内部に包み込むステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コンタクトを形成する前記ステップが、
前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部から前記ゲート誘電体を除去するステップと、
前記コンタクトとして作動する金属構造を形成するステップと、を含む請求項1に記載の方法。 - 前記ゲート電極上に第2の絶縁層を形成するステップと、
前記第2の絶縁層および前記ゲート誘電体を凹ませ、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部を露出させるステップと、を更に含む請求項3に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの半導体ナノチューブがカーボン・ナノチューブであり、
前記導電性パッドが、カーボン・ナノチューブを成長させるのに適した触媒材料で作られており、
前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させるステップが、半導体分子構造を有する前記カーボン・ナノチューブに炭素原子を組み込むのに有効な条件下で、前記導電性パッドを炭素質反応物質に露出させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させる前記ステップが、化学気相成長技術によって前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部が、前記コンタクトを構成する金属内に突出する、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの半導体ナノチューブが、配列された炭素原子によって特徴付けられる、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの半導体ナノチューブが、制御電圧を前記ゲート電極に印加することによって調整されるチャネルを有する電界効果トランジスタのチャネル領域を定める、請求項1に記載の方法。
- 前記コンタクトを形成する前記ステップが、
前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部から前記ゲート誘電体を部分的に除去して、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部を露出させるステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部に電気的に結合する前記コンタクトとして作動する金属構造を形成するステップを更に含む、請求項10に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの半導体ナノチューブは、制御電圧を前記ゲート電極に印加することによってチャネルを通る電流が調整されるチャネルを有する電界効果トランジスタのチャネル領域を定める、請求項1に記載の方法。
- 半導体デバイス構造体を形成する方法であって、
基板上に導電性の第1プレートを形成するステップと、
前記第1プレートに電気的に結合され、該第1プレートから実質的に垂直方向に延びるように少なくとも1つのナノチューブを成長させるステップと、
前記少なくとも1つのナノチューブ及び前記第1プレートを誘電体層で覆って、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを前記誘電体層の内部に包み込み、かつ当該半導体ナノチューブの先端部を前記誘電体層で覆うステップと、
前記少なくとも1つのナノチューブ及び前記第1プレートから前記誘電体層によって電気的に絶縁される導電性のブランケット層を、該第1プレートの上に形成するステップと、を含む方法。 - 前記少なくとも1つのナノチューブが導電性分子構造を有する、請求項13に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのナノチューブが半導体分子構造を有する、請求項13記載の方法。
- 前記導電性のブランケット層を、前記少なくとも1つのナノチューブの前記誘電体層で覆われた前記先端部上の深さまで平坦化するステップを更に含む、請求項13記載の方法。
- 平坦化された前記導電性のブランケット層上に導電性の第2プレートを形成するステップを更に含む、請求項15記載の方法。
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