JP2015198194A - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015198194A JP2015198194A JP2014076200A JP2014076200A JP2015198194A JP 2015198194 A JP2015198194 A JP 2015198194A JP 2014076200 A JP2014076200 A JP 2014076200A JP 2014076200 A JP2014076200 A JP 2014076200A JP 2015198194 A JP2015198194 A JP 2015198194A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphene
- semiconductor element
- substrate
- convex portion
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 47
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 87
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
<第1の実施形態>
1.半導体素子の製造
図1〜図3に基づき、半導体素子の製造方法を説明する。図1A、図2Aに示すように、Siから成る基板1における一方の面(図1における上側の面)上に、Niから成る金属層3をスパッタ又は蒸着により形成する。金属層3の膜厚は数百〜数千nmである。なお、本件明細書における膜厚は、電子顕微鏡の断面観察等の方法で測定した値を意味する。
次に、図1C、図2Cに示すように、基板1の一方の面のうち、天井部5Aを除く部分に、SiNから成る犠牲層7を形成する。すなわち、犠牲層7は、露出部1Aの上と、側面部5Bの上とに形成されている。犠牲層7の表面は、天井部5Aの表面と面一である。よって、犠牲層7の膜厚は、露出部1A上に形成された部分においては、天井部5Aの膜厚に等しく、側面部5B上に形成された部分においては、天井部5Aに近いほど、薄くなっている。
次に、図1H、図2Hに示すように、触媒層9のうち、凸部5と接していない部分を基板1の側に近接させ、グラフェン15を、露出部1A及び側面部5Bの表面に転写する。ここで、触媒層9を基板1の側に近接させる方法として、次の方法α〜γのいずれかを用いることができる。
また、グラフェン領域17の中央部に、ゲート絶縁膜19とゲート電極21とを順次積層する。
(1)半導体素子101は、グラフェン領域17の端部17A、17Bと接する凸部5を備えている。凸部5に対する、グラフェン領域17の相対的な位置は一定である。よって、凸部5の位置を、光学的手法等により検出すれば、その位置から、グラフェン領域17の位置を高精度に特定することができる。
(2)半導体素子101では、凸部5が金属から成り、その凸部5がグラフェン領域17と接触している。そのため、凸部5を電極として利用することができる。特に、凸部5に対し、グラフェン領域17は面で接触し、接触幅Wがグラフェンの伝達長以上であるので、凸部5とグラフェン領域17との間の電気抵抗が小さい。
<第2の実施形態>
1.半導体素子101の構成
本実施形態の半導体素子101の構成及び製造方法は、基本的には前記第1の実施形態と同様であるが一部において相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。本実施形態では、図4に示すように、凸部5が、Niから成る金属層25と、酸化アルミニウムから成る非金属層27との積層体である。
(1)本実施形態の半導体素子101は、前記第1の実施形態と同様の効果を奏する。
(2)本実施形態の半導体素子101は、凸部5の上層に、非金属層27を備える。そのため、凸部5の上側に位置する他の部材(他の素子)と、金属層25との絶縁を保つことができる。また、グラフェン15を形成するとき、高温となっても、非金属層27を備えることにより、金属層25を構成する金属の拡散を抑制できる。
<第3の実施形態>
1.半導体素子101の構成及び製造方法
本実施形態の半導体素子101の構成及び製造方法は、基本的には前記第1の実施形態と同様であるが一部において相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。本実施形態では、図6に示すように、基板1が、基板本体29と、基板本体29における一方の側に設けられた絶縁性の下地層31とから成る。
2.半導体素子101が奏する効果
(1)本実施形態の半導体素子101は、前記第1の実施形態と同様の効果を奏する。
(1)前記第1〜第3の実施形態において、凸部5に含まれる金属は、Ni以外のものであってもよく、例えば、Au、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Cr、Mo、Hf、Ta、及びWのうちのいずれかとすることができる。また、凸部5に含まれる金属は、Ni、Au、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Cr、Mo、Hf、Ta、及びWから成る群から選択される2以上の合金であってもよい。グラフェン領域17と凸部5との接触部は1箇所以上とできる。また、グラフェン領域17と基板1の少なくとも一部が離れており、中空構造であってもよい。
(5)前記第1〜第3の実施形態において、グラフェン領域17は、天井部5Aまで達していてもよい。
Claims (7)
- 基板と、
前記基板における一方の面上に設けられたグラフェンと、
前記一方の面上に設けられ、前記グラフェンの端部と接する凸部と、
を備え、
前記凸部は傾斜した側面を前記グラフェンの側に備え、前記グラフェンの端部は前記傾斜した側面において前記凸部と接し、
前記凸部の少なくとも一部は金属で構成され、前記金属は前記グラフェンと接触していることを特徴とする半導体素子。 - 前記凸部は、前記金属の層と、非金属の層とを含む積層体であることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。
- 前記凸部は、前記金属の層よりも上層に前記非金属の層を備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体素子。
- 前記グラフェンと、前記金属との接触幅がグラフェンの伝達長以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体素子。
- 前記金属が、Ni、Au、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Cr、Mo、Hf、Ta、及びWから成る群から選択される1以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体素子。
- 前記基板は、基板本体と、前記基板本体における前記一方の側に設けられた絶縁性の下地層と、を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体素子。
- 前記グラフェンに接する電極を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014076200A JP6281383B2 (ja) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014076200A JP6281383B2 (ja) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | 半導体素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015198194A true JP2015198194A (ja) | 2015-11-09 |
JP6281383B2 JP6281383B2 (ja) | 2018-02-21 |
Family
ID=54547717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014076200A Active JP6281383B2 (ja) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | 半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6281383B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3279956A1 (de) * | 2016-08-05 | 2018-02-07 | Robert Bosch GmbH | Verfahren zum herstellen eines schichtstapels und/oder einer topologie, schichtstapel und verfahren zum erfassen eines magnetfelds |
WO2019163370A1 (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 導電構造、導電構造の形成方法及び半導体装置 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000195818A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-07-14 | Ind Technol Res Inst | 半導体のオ―ム・コンタクト及びその製作方法 |
JP2007261839A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | カーボンナノチューブの製造方法 |
JP2009298683A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Samsung Electronics Co Ltd | グラフェンシートから炭素化触媒を除去する方法、炭素化触媒が除去されたグラフェンシートを素子に転写する方法、及び該方法によるグラフェンシート及び素子 |
JP2010021377A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Hitachi Ltd | 電子デバイス,受光・発光デバイス、それを用いた電子集積回路および光集積回路 |
WO2011021715A1 (ja) * | 2009-08-20 | 2011-02-24 | 日本電気株式会社 | 基板、基板の製造方法、半導体素子および半導体素子の製造方法 |
JP2011054942A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2011171721A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-09-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
JP2012222358A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Samsung Electronics Co Ltd | グラフェン電子素子及び製造方法 |
JP2013012736A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-17 | Samsung Electronics Co Ltd | グラフェン構造体及びその製造方法、並びにグラフェン素子及びその製造方法 |
JP2013110156A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-06-06 | Denso Corp | 半導体素子及びその製造方法 |
-
2014
- 2014-04-02 JP JP2014076200A patent/JP6281383B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000195818A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-07-14 | Ind Technol Res Inst | 半導体のオ―ム・コンタクト及びその製作方法 |
JP2007261839A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | カーボンナノチューブの製造方法 |
JP2009298683A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Samsung Electronics Co Ltd | グラフェンシートから炭素化触媒を除去する方法、炭素化触媒が除去されたグラフェンシートを素子に転写する方法、及び該方法によるグラフェンシート及び素子 |
JP2010021377A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Hitachi Ltd | 電子デバイス,受光・発光デバイス、それを用いた電子集積回路および光集積回路 |
JP2011054942A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
WO2011021715A1 (ja) * | 2009-08-20 | 2011-02-24 | 日本電気株式会社 | 基板、基板の製造方法、半導体素子および半導体素子の製造方法 |
JP2011171721A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-09-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
JP2012222358A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Samsung Electronics Co Ltd | グラフェン電子素子及び製造方法 |
JP2013012736A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-17 | Samsung Electronics Co Ltd | グラフェン構造体及びその製造方法、並びにグラフェン素子及びその製造方法 |
JP2013110156A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-06-06 | Denso Corp | 半導体素子及びその製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3279956A1 (de) * | 2016-08-05 | 2018-02-07 | Robert Bosch GmbH | Verfahren zum herstellen eines schichtstapels und/oder einer topologie, schichtstapel und verfahren zum erfassen eines magnetfelds |
WO2019163370A1 (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 導電構造、導電構造の形成方法及び半導体装置 |
CN111712927A (zh) * | 2018-02-20 | 2020-09-25 | 索尼半导体解决方案公司 | 导电结构、形成导电结构的方法以及半导体设备 |
KR20200122305A (ko) * | 2018-02-20 | 2020-10-27 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 도전구조, 도전구조의 형성 방법 및 반도체 장치 |
US11563086B2 (en) | 2018-02-20 | 2023-01-24 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Conductive structure, method of forming conductive structure, and semiconductor device |
KR102650729B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2024-03-25 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 도전구조, 도전구조의 형성 방법 및 반도체 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6281383B2 (ja) | 2018-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10910185B2 (en) | Method for the fabrication of electron field emission devices including carbon nanotube electron field emission devices | |
US9862595B2 (en) | Method for manufacturing thin-film support beam | |
JP2008060517A (ja) | マスク構造物の形成方法及びこれを利用した微細パターン形成方法 | |
JP6281383B2 (ja) | 半導体素子 | |
JP5305735B2 (ja) | 微小電気機械システム装置およびその製造方法 | |
US10683204B2 (en) | Semiconductor arrangement and formation thereof | |
Pinto et al. | Amorphous silicon self‐rolling micro electromechanical systems: from residual stress control to complex 3D structures | |
US9987830B2 (en) | Method for processing a carrier and method for transferring a graphene layer | |
JP2017067446A (ja) | ナノギャップ電極の製造方法、側壁スペーサ、及び側壁スペーサの製造方法 | |
CN111108591B (zh) | 形成用于生物应用的自支撑膜的方法 | |
US9530692B2 (en) | Method of forming through wiring | |
JP5931428B2 (ja) | 配線パターンの形成方法及び半導体装置 | |
EP3330800A1 (en) | A photomask manufacturing method | |
JP5455415B2 (ja) | ナノギャップ電極を有する素子の製造方法 | |
JP5857659B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
US9656860B2 (en) | Use of metal native oxide to control stress gradient and bending moment of a released MEMS structure | |
JP5608462B2 (ja) | インプリントモールドの製造方法 | |
JP2008155342A (ja) | 微細構造体の製造方法 | |
CN105632907B (zh) | 一种半导体器件的制作方法 | |
JP2018181863A (ja) | グラフェン基板、及びこの製造方法 | |
JP2023111336A (ja) | タングステンの貫通加工品を作製するためのタングステンブランクス、及びタングステンブランクスを用いたタングステン貫通加工品の製造方法 | |
KR20170051835A (ko) | 복수의 희생층을 이용한 멤스 구조물 및 그 제조방법 | |
Chaudhary et al. | Formation and Shape Changing of Conductive Helical Ribbons via Deposition of Highly Stressed Films on Mechanically Responsive Substrates | |
US9580297B2 (en) | Method of using aluminum layer as etching stop layer for patterning a platinum layer | |
US20180016132A1 (en) | Layer structure and method of manufacturing a layer structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171221 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171226 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180108 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6281383 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |