JP2017152643A - Electronic apparatus and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a contact resistance between an ohmic electrode and a graphene layer.SOLUTION: An electronic apparatus is provided, which includes a graphene layer 12 disposed on a substrate 10, and an ohmic electrode 25 containing nickel disposed on the graphene layer 12. A ratio of a nickel-carbon bond to a carbon-carbon bond on a surface of the graphene layer 12 where the ohmic electrode 25 is in contact with is 30% or more.SELECTED DRAWING: Figure 1D

Description

本発明は、電子装置およびその製造方法に関し、例えばグラフェン層を有する電子装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an electronic device and a manufacturing method thereof, for example, an electronic device having a graphene layer and a manufacturing method thereof.

グラフェンは、炭素が形成する六員環をシート状にしたカーボン材料である。グラフェンの電子移動度は非常に高い。そこで、グラフェンをチャネルに用いたトランジスタが知られている(特許文献1)。   Graphene is a carbon material in which a six-membered ring formed by carbon is formed into a sheet. Graphene has very high electron mobility. Thus, a transistor using graphene as a channel is known (Patent Document 1).

特開2011−192667号公報JP 2011-192667 A

トランジスタ等の電子装置においては、グラフェン層上にオーミック電極を形成する。しかし、オーミック電極とグラフェン層との接触抵抗が高くなる。   In an electronic device such as a transistor, an ohmic electrode is formed on a graphene layer. However, the contact resistance between the ohmic electrode and the graphene layer is increased.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オーミック電極とグラフェン層との接触抵抗を低減することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at reducing the contact resistance of an ohmic electrode and a graphene layer.

本願発明は、基板上に設けられたグラフェン層と、前記グラフェン層上に設けられ、ニッケルを含むオーミック電極と、を具備し、前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は30%以上である電子装置である。   The present invention comprises a graphene layer provided on a substrate and an ohmic electrode including nickel provided on the graphene layer, and a carbon-carbon bond on a surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode The electronic device has a ratio of nickel-carbon bonds to 30% or more.

本願発明は、基板上にグラフェン層を形成する工程と、前記グラフェン層の表面に紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程と、前記グラフェン層の前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、を含む電子装置の製造方法である。   The present invention includes a step of forming a graphene layer on a substrate, a step of performing ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment on the surface of the graphene layer, and the surface of the graphene layer subjected to the ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment. Forming an ohmic electrode containing nickel in the electronic device.

本願発明は、基板上にグラフェン層を形成する工程と、前記グラフェン層の表面に表面処理を行なう工程と、前記グラフェン層の前記表面処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、を含み、前記表面処理は、前記オーミック電極が形成された後に、前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比が30%以上となるような処理である電子装置の製造方法である。   The present invention includes a step of forming a graphene layer on a substrate, a step of performing a surface treatment on the surface of the graphene layer, and a step of forming an ohmic electrode containing nickel on the surface-treated surface of the graphene layer And the surface treatment is such that the ratio of nickel-carbon bonds to carbon-carbon bonds on the surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode is 30% or more after the ohmic electrode is formed. This is a method of manufacturing an electronic device that is a serious process.

本発明によれば、オーミック電極とグラフェン層との接触抵抗を低減することができる。   According to the present invention, the contact resistance between the ohmic electrode and the graphene layer can be reduced.

図1Aは、実施例1に係る電子装置の製造方法を示す断面図(その1)である。FIG. 1A is a sectional view (No. 1) illustrating the method for manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図1Bは、実施例1に係る電子装置の製造方法を示す断面図(その2)である。FIG. 1B is a cross-sectional view (part 2) illustrating the method of manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図1Cは、実施例1に係る電子装置の製造方法を示す断面図(その3)である。FIG. 1C is a cross-sectional view (part 3) illustrating the method for manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図1Dは、実施例1に係る電子装置の製造方法を示す断面図(その4)である。FIG. 1D is a sectional view (No. 4) illustrating the method for manufacturing the electronic device according to the first embodiment. 図2は、実施例1において作製したサンプルの分析方法を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for analyzing a sample produced in Example 1. 図3Aは、サンプルAにおける硬X線光電子分光法を用いた評価結果を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing an evaluation result of the sample A using hard X-ray photoelectron spectroscopy. 図3Bは、サンプルBにおける硬X線光電子分光法を用いた評価結果を示す図である。FIG. 3B is a diagram illustrating an evaluation result of the sample B using hard X-ray photoelectron spectroscopy. 図4Aは、サンプルCにおける硬X線光電子分光法を用いた評価結果を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing an evaluation result using a hard X-ray photoelectron spectroscopy in sample C. FIG. 図4Bは、サンプルDにおける硬X線光電子分光法を用いた評価結果を示す図である。FIG. 4B is a diagram showing an evaluation result using a hard X-ray photoelectron spectroscopy in sample D. 図5は、NiC/spに対する電気抵抗を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing electrical resistance with respect to Ni 3 C / sp 2 . 図6Aは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その1)である。FIG. 6A is a cross-sectional view (part 1) illustrating the method of manufacturing the FET according to the second embodiment. 図6Bは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その2)である。FIG. 6B is a sectional view (No. 2) illustrating the method for manufacturing the FET according to the second embodiment. 図6Cは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その3)である。FIG. 6C is a cross-sectional view (part 3) illustrating the method of manufacturing the FET according to the second embodiment. 図6Dは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その4)である。FIG. 6D is a cross-sectional view (part 4) illustrating the method of manufacturing the FET according to the second embodiment. 図7Aは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その5)である。FIG. 7A is a cross-sectional view (part 5) illustrating the method of manufacturing the FET according to the second embodiment. 図7Bは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その6)である。7B is a sectional view (No. 6) showing the method for manufacturing the FET according to Embodiment 2. FIG. 図7Cは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その7)である。FIG. 7C is a sectional view (No. 7) illustrating the method for manufacturing the FET according to the second embodiment. 図7Dは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その8)である。FIG. 7D is a sectional view (No. 8) illustrating the method for manufacturing the FET according to the second embodiment. 図8Aは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その9)である。FIG. 8A is a sectional view (No. 9) illustrating the method for manufacturing the FET according to the second embodiment. 図8Bは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その10)である。FIG. 8B is a cross-sectional view (part 10) illustrating the method of manufacturing the FET according to the second embodiment. 図8Cは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その11)である。FIG. 8C is a cross-sectional view (No. 11) illustrating the method for manufacturing the FET according to the second embodiment. 図8Dは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図(その12)である。FIG. 8D is a sectional view (No. 12) illustrating the method for manufacturing the FET according to the second embodiment.

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明は、基板上に設けられたグラフェン層と、前記グラフェン層上に設けられ、ニッケルを含むオーミック電極と、を具備し、前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は30%以上である電子装置である。炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比が30%以上であるため、オーミック層とグラフェン層との結合量が増加する。よって、オーミック電極とグラフェン層との接触抵抗を低減することができる。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described.
The present invention comprises a graphene layer provided on a substrate and an ohmic electrode including nickel provided on the graphene layer, and a carbon-carbon bond on a surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode The electronic device has a ratio of nickel-carbon bonds to 30% or more. Since the ratio of nickel-carbon bonds to carbon-carbon bonds is 30% or more, the amount of bonds between the ohmic layer and the graphene layer increases. Therefore, the contact resistance between the ohmic electrode and the graphene layer can be reduced.

前記オーミック電極は、前記グラフェン層と接するニッケル層を含むことが好ましい。これにより、ニッケル層とグラフェン層との結合量が増加する。よって、ニッケル層とグラフェン層との接触抵抗を低減できる。   The ohmic electrode preferably includes a nickel layer in contact with the graphene layer. This increases the amount of bonding between the nickel layer and the graphene layer. Therefore, the contact resistance between the nickel layer and the graphene layer can be reduced.

前記グラフェン層上に設けられたゲート電極を具備し、前記オーミック電極は、前記ゲート電極を挟むソース電極およびドレイン電極を含むことが好ましい。これにより、グラフェン層をチャネルとするトランジスタを形成できる。   It is preferable that the gate electrode provided on the graphene layer is provided, and the ohmic electrode includes a source electrode and a drain electrode sandwiching the gate electrode. Thus, a transistor having a graphene layer as a channel can be formed.

本願発明は、基板上にグラフェン層を形成する工程と、前記グラフェン層の表面に紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程と、前記グラフェン層の前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、を含む電子装置の製造方法である。グラフェン層の表面に紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なうことにより、グラフェン層の表面の酸素原子と炭素原子の結合を切断することができる。よって、グラフェン層の表面上にオーミック電極を形成したときに、ニッケルと炭素との結合量を増加させることができる。   The present invention includes a step of forming a graphene layer on a substrate, a step of performing ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment on the surface of the graphene layer, and the surface of the graphene layer subjected to the ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment. Forming an ohmic electrode containing nickel in the electronic device. By performing ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment on the surface of the graphene layer, the bond between oxygen atoms and carbon atoms on the surface of the graphene layer can be cut. Therefore, when an ohmic electrode is formed on the surface of the graphene layer, the amount of bonding between nickel and carbon can be increased.

前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程は、前記紫外線オゾン処理を行なう工程を含むことが好ましい。これにより、グラフェン層の表面の酸素原子と炭素原子の結合を切断することができる。   The step of performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment preferably includes a step of performing the ultraviolet ozone treatment. Thereby, the bond between the oxygen atom and the carbon atom on the surface of the graphene layer can be cut.

前記グラフェン層上に前記グラフェン層の前記表面が露出する開口を有するマスクを形成する工程を含み、前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程は、前記開口を介し前記グラフェン層の前記表面に前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程を含むことが好ましい。   Forming a mask having an opening exposing the surface of the graphene layer on the graphene layer, and performing the ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment on the surface of the graphene layer through the opening It is preferable to include a step of performing ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment.

前記グラフェン層上にゲート電極を形成する工程を含み、前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程において、前記グラフェン層の表面のうち前記ゲート電極が形成される領域には前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なわないことが好ましい。これにより、ゲート電極下のグラフェン層の劣化が抑制される。   A step of forming a gate electrode on the graphene layer, and in the step of performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment, a region of the surface of the graphene layer in which the gate electrode is formed includes the ultraviolet ozone treatment or oxygen It is preferable not to perform the ashing process. Thereby, deterioration of the graphene layer under the gate electrode is suppressed.

本願発明は、基板上にグラフェン層を形成する工程と、前記グラフェン層の表面に表面処理を行なう工程と、前記グラフェン層の前記表面処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、を含み、前記表面処理は、前記オーミック電極が形成された後に、前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比が30%以上となるような処理である電子装置の製造方法である。これにより、オーミック電極とグラフェン層との接触抵抗を低減することができる。   The present invention includes a step of forming a graphene layer on a substrate, a step of performing a surface treatment on the surface of the graphene layer, and a step of forming an ohmic electrode containing nickel on the surface-treated surface of the graphene layer And the surface treatment is such that the ratio of nickel-carbon bonds to carbon-carbon bonds on the surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode is 30% or more after the ohmic electrode is formed. This is a method of manufacturing an electronic device that is a serious process. Thereby, the contact resistance between the ohmic electrode and the graphene layer can be reduced.

[本願発明の実施形態の詳細] [Details of the embodiment of the present invention]

本発明の実施形態にかかる半導体装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Specific examples of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.

グラフェン層上にオーミック電極を形成し、オーミック電極とグラフェン層との接触抵抗を評価した。図1Aから図1Dは、実施例1に係る電子装置の製造方法を示す断面図である。図1Aに示すように、6H−SiC基板10の表面を洗浄する。洗浄の条件は、アセトン処理を5分、エタノール処理を5分、および水洗を5分である。図1Bに示すように、基板10上に熱昇華法を用いグラフェン層12を形成する。SiC基板10を、Ar雰囲気中において、1600℃1分熱処理する。これにより、基板10上に1原子層から2原子層であり膜厚で0.35nmから0.7nmのグラフェン層12が形成される。このように、SiCを熱処理することにより、SiC基板10内のSi原子が昇華し、C原子同士がsp結合する。これにより、SiCよりグラフェン層12が形成される。 An ohmic electrode was formed on the graphene layer, and the contact resistance between the ohmic electrode and the graphene layer was evaluated. 1A to 1D are cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the electronic device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1A, the surface of the 6H—SiC substrate 10 is cleaned. Washing conditions are 5 minutes for acetone treatment, 5 minutes for ethanol treatment, and 5 minutes for water washing. As shown in FIG. 1B, a graphene layer 12 is formed on a substrate 10 by using a thermal sublimation method. The SiC substrate 10 is heat-treated at 1600 ° C. for 1 minute in an Ar atmosphere. Thereby, a graphene layer 12 having a film thickness of 0.35 nm to 0.7 nm is formed on the substrate 10. Thus, by heat-treating SiC, Si atoms in SiC substrate 10 are sublimated, and C atoms are sp 2 bonded together. Thereby, the graphene layer 12 is formed from SiC.

図1Cに示すように、グラフェン層12の表面を紫外線(UV:Ultraviolet)オゾン(O)処理する。紫外線オゾン処理は、例えば以下のような表面処理である。酸素(O)に波長が約185nmの紫外線が照射されることによりオゾンが発生する。また、オゾンに約254nmnの紫外線が照射されることにより活性酸素が発生する。被対象物の表面が発生されたオゾンおよび活性酸素に暴露されることにより、被対象物の表面が変質する。紫外線は、高圧水銀ランプを光源とした。酸素ガスの流量は10sccmである。 As shown in FIG. 1C, the surface of the graphene layer 12 is treated with ultraviolet (UV) ozone (O 3 ). The ultraviolet ozone treatment is, for example, the following surface treatment. Ozone is generated by irradiating oxygen (O 2 ) with ultraviolet rays having a wavelength of about 185 nm. Further, active oxygen is generated by irradiating ozone with ultraviolet rays of about 254 nm. When the surface of the object is exposed to the generated ozone and active oxygen, the surface of the object is altered. The UV light source was a high-pressure mercury lamp. The flow rate of oxygen gas is 10 sccm.

図1Dに示すように、紫外線オゾン処理したグラフェン層12の表面にオーミック電極25を形成する。オーミック電極25は、グラフェン層12上に形成された膜厚が約5nmのニッケル(Ni)層25aおよびニッケル層25a上に形成された膜厚が約5nmの金(Au)層25bを有する。オーミック電極25は蒸着法により形成される。ニッケル層25aはグラフェン層12と電気的に接触させるための層であり、金層25bは、ニッケル層25aの酸化を抑制する層である。   As shown in FIG. 1D, an ohmic electrode 25 is formed on the surface of the graphene layer 12 subjected to ultraviolet ozone treatment. The ohmic electrode 25 includes a nickel (Ni) layer 25a having a thickness of about 5 nm formed on the graphene layer 12 and a gold (Au) layer 25b having a thickness of about 5 nm formed on the nickel layer 25a. The ohmic electrode 25 is formed by a vapor deposition method. The nickel layer 25a is a layer for making electrical contact with the graphene layer 12, and the gold layer 25b is a layer for suppressing oxidation of the nickel layer 25a.

図1Cの紫外線オゾン処理の時間を変化させたサンプルを作製した。作製したサンプルのグラフェン層12とオーミック電極25との界面の結合状態を、SPring−8(Super Photon ring-8 GeV)を使用した硬X線光電子分光(Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy)法により分析した。   Samples were produced in which the time of ultraviolet ozone treatment in FIG. 1C was changed. The bonding state of the interface between the graphene layer 12 and the ohmic electrode 25 of the prepared sample was analyzed by a hard X-ray photoelectron spectroscopy (SP) -8 (Super Photon ring-8 GeV) method. .

図2は、実施例1において作製したサンプルの分析方法を示す断面図である。図2に示すように、図1Dのサンプルを準備する。オーミック電極25上からエネルギーが8keVのX線60を照射する。サンプルからの光電子62を検出する。光電子検出角(TOA:Take Off Angle)により、埋もれた界面の結合状態の評価が可能となる。オーミック電極25とグラフェン層12との界面からの光電子を検出するようにTOAを設定した。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for analyzing a sample produced in Example 1. As shown in FIG. 2, the sample of FIG. 1D is prepared. An X-ray 60 having an energy of 8 keV is irradiated from above the ohmic electrode 25. Photoelectrons 62 from the sample are detected. Photoelectron detection angle (TOA: Take Off Angle) makes it possible to evaluate the bonding state of the buried interface. The TOA was set to detect photoelectrons from the interface between the ohmic electrode 25 and the graphene layer 12.

表1は、各サンプルの紫外線オゾン処理の時間、NiC/spおよびCO/spを示す表である。

Figure 2017152643
表1に示すように、サンプルAは、紫外線オゾン処理を行なっていない。サンプルBからサンプルDの紫外線オゾン処理の処理時間は2分、5分および10分である。 Table 1 is a table showing the time of ultraviolet ozone treatment, Ni 3 C / sp 2 and CO / sp 2 for each sample.
Figure 2017152643
As shown in Table 1, sample A is not subjected to ultraviolet ozone treatment. The treatment times of the ultraviolet ozone treatment of Sample B to Sample D are 2 minutes, 5 minutes, and 10 minutes.

図3Aから図4Bは、サンプルAからDにおける硬X線光電子分光法を用いた評価結果を示す図である。横軸は、結合エネルギーであり、縦軸は信号強度を示す。図3Aから図4Bにおいて、黒丸は測定点、実線は近似線を示し、点線は実線を各結合のガウス曲線に分離した線である。COは、グラフェン層12の表面の炭素(C)原子と酸素(O)原子との結合を示す。spは、グラフェン層12内の炭素原子同士のsp結合を示す。NiCは、グラフェン層12の炭素原子とオーミック電極25のニッケル原子との結合を示す。SiCは、基板10内のシリコン(Si)原子と炭素原子の結合を示す。結合量は各ガウス曲線の面積に比例する。 FIGS. 3A to 4B are diagrams showing evaluation results using hard X-ray photoelectron spectroscopy in samples A to D. FIGS. The horizontal axis represents the binding energy, and the vertical axis represents the signal intensity. 3A to 4B, black circles indicate measurement points, solid lines indicate approximate lines, and dotted lines are lines obtained by separating the solid lines into Gaussian curves for each connection. CO represents a bond between carbon (C) atoms and oxygen (O) atoms on the surface of the graphene layer 12. sp 2 represents an sp 2 bond between carbon atoms in the graphene layer 12. Ni 3 C represents a bond between a carbon atom of the graphene layer 12 and a nickel atom of the ohmic electrode 25. SiC indicates a bond between silicon (Si) atoms and carbon atoms in the substrate 10. The amount of coupling is proportional to the area of each Gaussian curve.

表1において、NiC/spは、spの信号曲線の面積に対するNiCの信号曲線の面積の比を示し、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比を示す。CO/spは、spの信号曲線の面積に対するCOの信号曲線の面積の比を示し、炭素−炭素結合に対する酸素−炭素結合の比を示す。 In Table 1, Ni 3 C / sp 2 represents the ratio of the area of the Ni 3 C signal curve to the area of the signal curve of sp 2 , and represents the ratio of the nickel-carbon bond to the carbon-carbon bond. CO / sp 2 indicates the ratio of the area of the signal curve of CO to the area of the signal curve of sp 2 and indicates the ratio of oxygen-carbon bonds to carbon-carbon bonds.

表1および図3Aから図4Bに示すように、サンプルAでは、NiC/spおよびCO/spは、それぞれ28.3%および31.8%である。サンプルBでは、NiC/spおよびCO/spは、それぞれ32.3%および23.7%である。サンプルCでは、NiC/spおよびCO/spは、それぞれ58.2%および24.1%である。サンプルDでは、NiC/spおよびCO/spは、それぞれ57.5%および12.8%である。 As shown in Table 1 and FIGS. 3A to 4B, in sample A, Ni 3 C / sp 2 and CO / sp 2 are 28.3% and 31.8%, respectively. In sample B, Ni 3 C / sp 2 and CO / sp 2 are 32.3% and 23.7%, respectively. In sample C, Ni 3 C / sp 2 and CO / sp 2 are 58.2% and 24.1%, respectively. In sample D, Ni 3 C / sp 2 and CO / sp 2 are 57.5% and 12.8%, respectively.

図3Aのように、紫外線オゾン処理を行なわないと、図1Bの状態でグラフェン層12表面の炭素原子と酸素原子が結合している。この状態で図1Dのようにグラフェン層12上にニッケル層25aを形成すると、グラフェン層12の表面の酸素原子が結合した炭素原子はニッケル原子と結合し難いと考えられる。   As shown in FIG. 3A, when the ultraviolet ozone treatment is not performed, carbon atoms and oxygen atoms on the surface of the graphene layer 12 are bonded in the state shown in FIG. 1B. In this state, when the nickel layer 25a is formed on the graphene layer 12 as shown in FIG. 1D, it is considered that carbon atoms to which oxygen atoms on the surface of the graphene layer 12 are bonded are not easily bonded to nickel atoms.

図3Bから図4Bのように、紫外線オゾン処理の時間が長くなると。NiC結合が増加し、CO結合が減少する。これは、図1Cにおける紫外線オゾン処理により、グラフェン層12の表面の炭素原子と酸素原子との結合が切断される。その後、図1Dのように、グラフェン層12上にニッケル層25aを形成することにより、炭素原子とニッケル原子とが結合するためと考えられる。 As shown in FIG. 3B to FIG. 4B, the time of the ultraviolet ozone treatment becomes longer. Ni 3 C bonds increase and CO bonds decrease. This is because the bond between the carbon atom and the oxygen atom on the surface of the graphene layer 12 is cut by the ultraviolet ozone treatment in FIG. 1C. Thereafter, as shown in FIG. 1D, it is considered that the carbon layer and the nickel atom are bonded by forming the nickel layer 25 a on the graphene layer 12.

図5は、NiC/spに対する電気抵抗を示す図である。横軸は硬X線光電子分光法を用い評価したNiC/spである。縦軸は、NiC/spを評価したサンプルと同じ条件で作製したサンプルを用い測定した電気抵抗である。電気抵抗は、TLM(Transfer Length Method)を用い測定した接触抵抗に相当する。図5において黒丸は測定点、点線は近似線を示す。破線は電気抵抗が500Ωの直線である。 FIG. 5 is a diagram showing electrical resistance with respect to Ni 3 C / sp 2 . The horizontal axis represents Ni 3 C / sp 2 evaluated using hard X-ray photoelectron spectroscopy. The vertical axis represents the electrical resistance measured using a sample prepared under the same conditions as the sample evaluated for Ni 3 C / sp 2 . The electrical resistance corresponds to the contact resistance measured using TLM (Transfer Length Method). In FIG. 5, black circles indicate measurement points, and dotted lines indicate approximate lines. The broken line is a straight line having an electric resistance of 500Ω.

図5に示すように、NiC/spが増加すると、電気抵抗は減少する。これは、ニッケル層25aのニッケル原子とグラフェン層12の炭素原子との結合量が増加するためと考えられる。NiC/spを30%以上とすると、電気抵抗を500Ω以下とすることができる。NiC/spを40%以上とすると電気抵抗を50Ω以下とすることができ、NiC/spを50%以上とすると電気抵抗を10Ω以下とすることができる。 As shown in FIG. 5, when Ni 3 C / sp 2 increases, the electrical resistance decreases. This is presumably because the amount of bonds between nickel atoms in the nickel layer 25a and carbon atoms in the graphene layer 12 increases. When Ni 3 C / sp 2 is 30% or more, the electric resistance can be 500Ω or less. When Ni 3 C / sp 2 is 40% or more, the electric resistance can be 50Ω or less, and when Ni 3 C / sp 2 is 50% or more, the electric resistance can be 10Ω or less.

実施例2は、FET(Field Effect Transistor)に実施例1を適用した例である。図6Aから図8Dは、実施例2に係るFETの製造方法を示す断面図である。図6Aに示すように、図1Aと同様に、基板10を準備する。基板10の洗浄として、例えばRCA処理を行なってもよい。基板10としては、SiC層が形成されたSi基板でもよい。SiC熱昇華法を用いグラフェン層12を形成する場合、基板10の最上面はSiC層である。例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いグラフェン層12を形成する場合、基板10の最表面はSiC以外の材料層でもよい。図1Bと同様に、基板10上に熱昇華法を用いグラフェン層12を形成する。熱処理雰囲気、熱処理温度および熱処理時間は、グラフェン層12の膜厚および膜質に応じ適宜設定することができる。例えば熱処理雰囲気を真空とすることもできる。グラフェン層12を薄くするためには、成長速度が遅くなる不活性ガス中の熱処理が好ましい。グラフェン層12の形成には例えばCVD法を用いることもできる。   The second embodiment is an example in which the first embodiment is applied to a field effect transistor (FET). 6A to 8D are cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the FET according to the second embodiment. As shown in FIG. 6A, a substrate 10 is prepared as in FIG. 1A. As the cleaning of the substrate 10, for example, an RCA process may be performed. The substrate 10 may be a Si substrate on which a SiC layer is formed. When the graphene layer 12 is formed using the SiC thermal sublimation method, the uppermost surface of the substrate 10 is an SiC layer. For example, when the graphene layer 12 is formed using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the outermost surface of the substrate 10 may be a material layer other than SiC. Similarly to FIG. 1B, the graphene layer 12 is formed on the substrate 10 by using a thermal sublimation method. The heat treatment atmosphere, the heat treatment temperature, and the heat treatment time can be appropriately set according to the film thickness and film quality of the graphene layer 12. For example, the heat treatment atmosphere can be a vacuum. In order to make the graphene layer 12 thin, heat treatment in an inert gas that slows the growth rate is preferable. For example, the CVD method can be used to form the graphene layer 12.

図6Bに示すように、グラフェン層12上に蒸着法を用い、膜厚が5nmのAl(アルミニウム)膜15を形成する。Al膜15の形成は、例えばスパッタリング法を用いることもできる。図6Cに示すように、Al膜15を例えば24時間大気に曝す。これにより、Al膜15が自然酸化し、グラフェン層12上に酸化アルミニウム(Al)膜16が形成される。ゲート絶縁膜14のうちグラフェン層12に接する膜として、自然酸化以外の方法でAl膜を酸化させた酸化アルミニウム膜、酸化以外の方法で形成した酸化アルミニウム膜、または酸化アルミニウム膜以外の膜を用いてもよい。 As shown in FIG. 6B, an Al (aluminum) film 15 having a film thickness of 5 nm is formed on the graphene layer 12 by vapor deposition. The Al film 15 can be formed by using, for example, a sputtering method. As shown in FIG. 6C, the Al film 15 is exposed to the atmosphere for 24 hours, for example. As a result, the Al film 15 is naturally oxidized, and an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film 16 is formed on the graphene layer 12. As the film in contact with the graphene layer 12 in the gate insulating film 14, an aluminum oxide film obtained by oxidizing an Al film by a method other than natural oxidation, an aluminum oxide film formed by a method other than oxidation, or a film other than an aluminum oxide film is used. May be.

図6Dに示すように、酸化アルミニウム膜16上にフォトレジスト50を塗布する。フォトレジスト50を露光現像する。これにより、活性領域上のフォトレジスト50が残存し、非活性領域のフォトレジスト50は除去される。フォトレジスト50を現像するときのアルカリ系の現像液により酸化アルミニウム膜16が除去される。さらに、フォトレジスト50をマスクにグラフェン層12を除去する。グラフェン層12の除去には、酸素プラズマを用いる。グラフェン層12を除去する条件は圧力が4Pa、パワーが200Wである。その後、フォトレジスト50を除去する。   As shown in FIG. 6D, a photoresist 50 is applied on the aluminum oxide film 16. The photoresist 50 is exposed and developed. As a result, the photoresist 50 on the active region remains, and the photoresist 50 in the non-active region is removed. The aluminum oxide film 16 is removed by an alkaline developer for developing the photoresist 50. Further, the graphene layer 12 is removed using the photoresist 50 as a mask. Oxygen plasma is used to remove the graphene layer 12. The conditions for removing the graphene layer 12 are a pressure of 4 Pa and a power of 200 W. Thereafter, the photoresist 50 is removed.

図7Aに示すように、基板10上に酸化アルミニウム膜16を覆うようにCVD法を用い膜厚が30nmの酸化シリコン膜18を形成する。酸化シリコン膜18は、ゲート絶縁膜14を厚くするための膜である。良好な膜質の酸化アルミニウム膜16を厚く形成することは難しい。一方、オーミック電極25トゲート電極20との接触を防ぐためゲート絶縁膜14は厚いことが好ましい。このため、酸化アルミニウム膜16に酸化シリコン膜18を形成する。このような膜として、酸化シリコン膜18以外の膜を用いてもよいが、誘電率が小さくかつ形成しやすい絶縁膜として酸化シリコン膜18が好ましい。   As shown in FIG. 7A, a silicon oxide film 18 having a thickness of 30 nm is formed on the substrate 10 using a CVD method so as to cover the aluminum oxide film 16. The silicon oxide film 18 is a film for thickening the gate insulating film 14. It is difficult to form a thick aluminum oxide film 16 with good film quality. On the other hand, the gate insulating film 14 is preferably thick in order to prevent contact with the ohmic electrode 25 and the gate electrode 20. Therefore, a silicon oxide film 18 is formed on the aluminum oxide film 16. A film other than the silicon oxide film 18 may be used as such a film, but the silicon oxide film 18 is preferable as an insulating film having a low dielectric constant and easy to form.

図7Bに示すように、酸化シリコン膜18上に蒸着法およびリフトオフ法を用いゲート電極20を形成する。ゲート電極20は、例えばゲート絶縁膜14側から膜厚が10nmのTi(チタン)膜および膜厚が100nmの金膜である。ゲート電極20は、例えばスパッタリング法を用い形成してもよい。ゲート電極20としては、金膜以外の膜を用いてもよい。ゲート抵抗の抑制の観点から抵抗率の低い材料が好ましい。   As shown in FIG. 7B, a gate electrode 20 is formed on the silicon oxide film 18 by vapor deposition and lift-off. The gate electrode 20 is, for example, a Ti (titanium) film having a thickness of 10 nm and a gold film having a thickness of 100 nm from the gate insulating film 14 side. The gate electrode 20 may be formed using, for example, a sputtering method. As the gate electrode 20, a film other than the gold film may be used. A material having a low resistivity is preferable from the viewpoint of suppression of gate resistance.

図7Cに示すように、ドライエッチング法を用い酸化シリコン膜18および酸化アルミニウム膜16を除去する。これにより、酸化アルミニウム膜16および酸化シリコン膜18からゲート絶縁膜14を形成する。   As shown in FIG. 7C, the silicon oxide film 18 and the aluminum oxide film 16 are removed using a dry etching method. Thereby, the gate insulating film 14 is formed from the aluminum oxide film 16 and the silicon oxide film 18.

図7Dに示すように、酸化シリコン膜18の側面を、緩衝フッ酸溶液を用いエッチングする。このとき、酸化アルミニウム膜16の側面もエッチングされる。これにより、ゲート絶縁膜14は、ゲート電極20より細くなる。このように、ゲート絶縁膜14とゲート電極20とを庇状とする。これにより、ソース電極24およびドレイン電極26を含むオーミック電極25を形成したときに、オーミック電極25とゲート電極20との短絡を抑制できる。   As shown in FIG. 7D, the side surface of the silicon oxide film 18 is etched using a buffered hydrofluoric acid solution. At this time, the side surface of the aluminum oxide film 16 is also etched. Thereby, the gate insulating film 14 becomes thinner than the gate electrode 20. Thus, the gate insulating film 14 and the gate electrode 20 are formed in a bowl shape. Thereby, when the ohmic electrode 25 including the source electrode 24 and the drain electrode 26 is formed, a short circuit between the ohmic electrode 25 and the gate electrode 20 can be suppressed.

図8Aに示すように、基板10上にマスク層52を形成する。マスク層52は例えばフォトレジスト層であり、グラフェン層12の表面が露出する開口54を有する。図8Bに示すように、開口54を開始グラフェン層12の表面に紫外線オゾン処理を行なう。紫外線オゾン処理の条件は、例えば酸素流量が10sccm、処理時間が5分間である。処理条件は、効果が得られる範囲で適宜選択することができる。紫外線オゾン処理は、酸素ガスに紫外線を照射することで生成されたオゾンおよび活性酸素の少なくとも一方がグラフェン層12の表面に触れる処理であればよい。   As shown in FIG. 8A, a mask layer 52 is formed on the substrate 10. The mask layer 52 is, for example, a photoresist layer, and has an opening 54 through which the surface of the graphene layer 12 is exposed. As shown in FIG. 8B, the opening 54 is subjected to ultraviolet ozone treatment on the surface of the starting graphene layer 12. The conditions of the ultraviolet ozone treatment are, for example, an oxygen flow rate of 10 sccm and a treatment time of 5 minutes. The processing conditions can be appropriately selected within a range where the effect can be obtained. The ultraviolet ozone treatment may be a treatment in which at least one of ozone and active oxygen generated by irradiating the oxygen gas with ultraviolet rays touches the surface of the graphene layer 12.

紫外線オゾン処理以外に酸素アッシング処理を行なうことができる。酸素アッシング処理は、酸素ガスに高周波電力を印加することにより酸素プラズマを生成し、被対象物(グラフェン層12)の表面を生成した酸素プラズマに曝す表面処理である。グラフェン層12が高エネルギーの酸素プラズマに曝されるとグラフェン層12がエッチングされてしまう。よって、グラフェン層12表面に、酸素−炭素結合が切断され、炭素−炭素結合は切断されない程度に低エネルギーおよび/または低密度の酸素プラズマに曝すことが好ましい。酸素アッシング処理時間は5分である。処理条件は、効果が得られる範囲で適宜選択することができる。   In addition to ultraviolet ozone treatment, oxygen ashing treatment can be performed. The oxygen ashing treatment is a surface treatment in which oxygen plasma is generated by applying high-frequency power to oxygen gas, and the surface of the object (graphene layer 12) is exposed to the generated oxygen plasma. When the graphene layer 12 is exposed to high energy oxygen plasma, the graphene layer 12 is etched. Therefore, it is preferable to expose the surface of the graphene layer 12 to oxygen plasma with low energy and / or low density so that the oxygen-carbon bond is cut and the carbon-carbon bond is not cut. The oxygen ashing treatment time is 5 minutes. The processing conditions can be appropriately selected within a range where the effect can be obtained.

図8Cに示すように、ゲート電極20と自己整合的にソース電極24、ドレイン電極26を含むオーミック電極25を、蒸着法を用い形成する。オーミック電極25は、膜厚が15nmのニッケル層である。蒸着はプラネタリ法を用いる。マスク層52およびマスク層52上の金属層をリフトオフ法を用い除去する。これにより、ゲート絶縁膜14との間からグラフェン層12の上面が露出しないように、オーミック電極25を形成することができる。ゲート絶縁膜14が庇状に形成され、かつゲート絶縁膜14がおよびオーミック電極25より厚い。これにより、オーミック電極25とゲート電極20と、の短絡を抑制できる。オーミック電極25は、ニッケル層上に金層を含んでもよい。   As shown in FIG. 8C, an ohmic electrode 25 including a source electrode 24 and a drain electrode 26 is formed in a self-aligned manner with the gate electrode 20 by using an evaporation method. The ohmic electrode 25 is a nickel layer having a thickness of 15 nm. The planetary method is used for vapor deposition. The mask layer 52 and the metal layer on the mask layer 52 are removed using a lift-off method. Thereby, the ohmic electrode 25 can be formed so that the upper surface of the graphene layer 12 is not exposed between the gate insulating film 14 and the gate insulating film 14. The gate insulating film 14 is formed in a bowl shape, and the gate insulating film 14 is thicker than the ohmic electrode 25. Thereby, the short circuit with the ohmic electrode 25 and the gate electrode 20 can be suppressed. The ohmic electrode 25 may include a gold layer on the nickel layer.

ソース電極24およびドレイン電極26上に、蒸着法およびリフトオフ法を用いパッド30を形成する。パッド30は、ソース電極24およびドレイン電極26側から膜厚が10nmのチタン膜および膜厚が100nmの金膜である。これにより、実施例2のFETが完成する。   A pad 30 is formed on the source electrode 24 and the drain electrode 26 by vapor deposition and lift-off. The pad 30 is a titanium film having a thickness of 10 nm and a gold film having a thickness of 100 nm from the source electrode 24 and drain electrode 26 sides. Thereby, the FET of Example 2 is completed.

図7Bから図8Dのように、グラフェン層12上にゲート電極20を形成した後に、オーミック電極25を形成する例を説明したが、グラフェン層12上にオーミック電極25を形成した後に、ゲート電極20を形成してもよい。   Although the example in which the ohmic electrode 25 is formed after the gate electrode 20 is formed on the graphene layer 12 has been described as illustrated in FIGS. 7B to 8D, the gate electrode 20 is formed after the ohmic electrode 25 is formed on the graphene layer 12. May be formed.

実施例1および2によれば、ニッケルを含むオーミック電極25が接触するグラフェン層12の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は30%以上である。これにより、図5のように、オーミック電極25とグラフェン層12との接触抵抗を低減できる。炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は、40%以上が好ましく、50%以上がより好ましい。炭素原子と結合する原子を全てニッケルとすることは難しいため、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は、70%以下が好ましく、60%以下がより好ましい。   According to Examples 1 and 2, the ratio of the nickel-carbon bond to the carbon-carbon bond on the surface of the graphene layer 12 with which the ohmic electrode 25 containing nickel is in contact is 30% or more. Thereby, the contact resistance between the ohmic electrode 25 and the graphene layer 12 can be reduced as shown in FIG. The ratio of nickel-carbon bond to carbon-carbon bond is preferably 40% or more, and more preferably 50% or more. Since it is difficult to make all the atoms bonded to carbon atoms nickel, the ratio of nickel-carbon bonds to carbon-carbon bonds is preferably 70% or less, and more preferably 60% or less.

オーミック電極25は、ニッケルを含めばよいが、図1Dのように、グラフェン層12と接するニッケル層25aを含むことが好ましい。これにより、ニッケル層25aとグラフェン層12との接触抵抗をより低減できる。   The ohmic electrode 25 may include nickel, but preferably includes a nickel layer 25a in contact with the graphene layer 12 as illustrated in FIG. 1D. Thereby, the contact resistance between the nickel layer 25a and the graphene layer 12 can be further reduced.

図8Dのように、ゲート電極20はグラフェン層12上に設けられている。ソース電極24およびドレイン電極26はゲート電極20を挟むようにグラフェン層12上に設けられている。これにより、グラフェン層12をチャネルとするFETを形成できる。   As illustrated in FIG. 8D, the gate electrode 20 is provided on the graphene layer 12. The source electrode 24 and the drain electrode 26 are provided on the graphene layer 12 so as to sandwich the gate electrode 20. Thereby, an FET having the graphene layer 12 as a channel can be formed.

グラフェン層12の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は30%以上とする方法として、図1Cおよび図8Bのように、グラフェン層12の表面に紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう。これにより、グラフェン層12の表面の酸素原子と炭素原子との結合が切断される。図1Dおよび図8Cのように、グラフェン層12の紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理された表面上にオーミック電極25を形成する。これにより、グラフェン層12の表面の未結合の炭素原子の結合がニッケル原子と結合する。これによりニッケル−炭素結合の比が高くなる。よって、オーミック電極25とグラフェン層12との接触抵抗を低減できる。   As a method of setting the ratio of nickel-carbon bonds to carbon-carbon bonds on the surface of the graphene layer 12 to 30% or more, as shown in FIGS. 1C and 8B, the surface of the graphene layer 12 is subjected to ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment. Do. Thereby, the bond between the oxygen atom and the carbon atom on the surface of the graphene layer 12 is cut. As shown in FIGS. 1D and 8C, the ohmic electrode 25 is formed on the surface of the graphene layer 12 that has been subjected to the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment. Thereby, the bond of the unbonded carbon atom on the surface of the graphene layer 12 is bonded to the nickel atom. This increases the nickel-carbon bond ratio. Therefore, the contact resistance between the ohmic electrode 25 and the graphene layer 12 can be reduced.

図8Bの表面処理としては、酸素アッシング処理でもよいが、グラフェン層12が除去されないように、紫外線オゾン処理が好ましい。   The surface treatment in FIG. 8B may be an oxygen ashing treatment, but an ultraviolet ozone treatment is preferable so that the graphene layer 12 is not removed.

図8Aのように、グラフェン層12上にグラフェン層12の表面が露出する開口54を有するマスク層52を形成する。図8Bのように、開口54を介しグラフェン層12の表面に紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう。これにより、グラフェン層12の所望の表面を紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理することができる。   As shown in FIG. 8A, a mask layer 52 having an opening 54 through which the surface of the graphene layer 12 is exposed is formed on the graphene layer 12. As shown in FIG. 8B, the surface of the graphene layer 12 is subjected to ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment through the opening 54. Thereby, the desired surface of the graphene layer 12 can be subjected to ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment.

図8Bのように、紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程において、グラフェン層12の表面のうちゲート電極20が形成される領域には紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なわないことが好ましい。これにより、ゲート電極20下のグラフェン層の劣化が抑制される。   As shown in FIG. 8B, in the step of performing ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment, it is preferable not to perform ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment on the region of the graphene layer 12 where the gate electrode 20 is formed. Thereby, deterioration of the graphene layer under the gate electrode 20 is suppressed.

グラフェン層12の膜厚は、1原子層以上の膜厚とするため0.35nm以上が好ましい。グラフェン層12の膜厚は10原子層以下の膜厚とするため、3.5nm以下が好ましい。オーミック電極25のニッケル層の膜厚は2nm以上が好ましく、50nm以下が好ましい。オーミック電極25は、ニッケル層のみでもよいし、ニッケル層上には、金層またはアルミニウム層等のニッケル層より抵抗率の低い金属層を含むでもよい。電子装置の例としてFETについて説明したが、その他のトランジスタまたは電子装置に実施例1を用いることができる。   The film thickness of the graphene layer 12 is preferably 0.35 nm or more in order to obtain a film thickness of one atomic layer or more. The thickness of the graphene layer 12 is preferably 3.5 nm or less in order to have a thickness of 10 atomic layers or less. The thickness of the nickel layer of the ohmic electrode 25 is preferably 2 nm or more, and preferably 50 nm or less. The ohmic electrode 25 may be a nickel layer alone or may include a metal layer having a lower resistivity than the nickel layer, such as a gold layer or an aluminum layer, on the nickel layer. Although the FET has been described as an example of the electronic device, the first embodiment can be used for other transistors or electronic devices.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

(付記1)基板上に設けられたグラフェン層と、前記グラフェン層上に設けられ、ニッケルを含むオーミック電極と、を具備し、前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は30%以上である電子装置。
(付記2)前記オーミック電極は、前記グラフェン層と接するニッケル層を含む付記1に記載の電子装置。
(付記3)前記グラフェン層上に設けられたゲート電極を具備し、前記オーミック電極は、前記ゲート電極を挟むソース電極およびドレイン電極を含む付記1に記載の電子装置。
(付記4)基板上にグラフェン層を形成する工程と、前記グラフェン層の表面に紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程と、前記グラフェン層の前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、を含む電子装置の製造方法。
(付記5)前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程は、前記紫外線オゾン処理を行なう工程を含む付記4に記載の電子装置の製造方法。
(付記6)前記グラフェン層上に前記グラフェン層の前記表面が露出する開口を有するマスクを形成する工程を含み、前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程は、前記開口を介し前記グラフェン層の前記表面に前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程を含む付記4に記載の電子装置の製造方法。
(付記7)前記グラフェン層上にゲート電極を形成する工程を含み、前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程において、前記グラフェン層の表面のうち前記ゲート電極が形成される領域には前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なわない付記4に記載の電子装置の製造方法。
(付記8)基板上にグラフェン層を形成する工程と、前記グラフェン層の表面に表面処理を行なう工程と、前記グラフェン層の前記表面処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、を含み、前記表面処理は、前記オーミック電極が形成された後に、前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比が30%以上となるような処理である電子装置の製造方法。
(付記9)前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は70%以下である付記1に記載の電子装置。
(付記10)前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程は、前記酸素アッシング処理を行なう工程を含む付記4に記載の電子装置の製造方法。
(付記11)前記オーミック電極を形成する工程は、前記グラフェン層と接するニッケル層を形成する工程を含む付記4に記載の電子装置の製造方法。
(付記12)前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は30%以上である付記4に記載の電子装置の製造方法。
(Additional remark 1) The graphene layer provided on the board | substrate, The ohmic electrode which is provided on the said graphene layer and contains nickel is comprised, The carbon-carbon bond in the surface of the said graphene layer which the said ohmic electrode contacts An electronic device having a ratio of nickel-carbon bonds to 30% or more.
(Supplementary note 2) The electronic device according to supplementary note 1, wherein the ohmic electrode includes a nickel layer in contact with the graphene layer.
(Supplementary note 3) The electronic device according to supplementary note 1, including a gate electrode provided on the graphene layer, wherein the ohmic electrode includes a source electrode and a drain electrode sandwiching the gate electrode.
(Appendix 4) A step of forming a graphene layer on a substrate, a step of performing ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment on the surface of the graphene layer, and the surface of the graphene layer subjected to ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment Forming an ohmic electrode containing nickel on the substrate.
(Supplementary note 5) The method for manufacturing an electronic device according to supplementary note 4, wherein the step of performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment includes a step of performing the ultraviolet ozone treatment.
(Additional remark 6) The process of forming the mask which has the opening which the said surface of the said graphene layer exposes on the said graphene layer, The process of performing the said ultraviolet ozone process or an oxygen ashing process includes the said graphene layer through the said opening The manufacturing method of the electronic device according to appendix 4, including a step of performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment on the surface.
(Supplementary Note 7) In the step of forming the gate electrode on the graphene layer, and performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment, a region of the surface of the graphene layer in which the gate electrode is formed includes the ultraviolet ray The method for manufacturing an electronic device according to attachment 4, wherein the ozone treatment or the oxygen ashing treatment is not performed.
(Appendix 8) A step of forming a graphene layer on a substrate, a step of performing a surface treatment on the surface of the graphene layer, and a step of forming an ohmic electrode containing nickel on the surface-treated surface of the graphene layer And the surface treatment is such that the ratio of nickel-carbon bonds to carbon-carbon bonds on the surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode is 30% or more after the ohmic electrode is formed. Method of manufacturing an electronic device which is a complicated process.
(Supplementary note 9) The electronic device according to supplementary note 1, wherein a ratio of a nickel-carbon bond to a carbon-carbon bond on the surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode is 70% or less.
(Additional remark 10) The process of performing the said ultraviolet ozone process or an oxygen ashing process is a manufacturing method of the electronic device of Additional remark 4 including the process of performing the said oxygen ashing process.
(Additional remark 11) The process of forming the said ohmic electrode is a manufacturing method of the electronic device of Additional remark 4 including the process of forming the nickel layer which contact | connects the said graphene layer.
(Additional remark 12) The manufacturing method of the electronic device of Additional remark 4 whose ratio of the nickel-carbon bond with respect to a carbon-carbon bond in the surface of the said graphene layer which the said ohmic electrode contacts is 30% or more.

10 基板
12 グラフェン層
14 ゲート絶縁膜
15 Al膜
16 酸化アルミニウム膜
18 酸化シリコン膜
20 ゲート電極
24 ソース電極
25 オーミック電極
25a ニッケル層
25b 金層
26 ドレイン電極
30 パッド
50 フォトレジスト
52 マスク層
54 開口
60 X線
62 光電子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 12 Graphene layer 14 Gate insulating film 15 Al film 16 Aluminum oxide film 18 Silicon oxide film 20 Gate electrode 24 Source electrode 25 Ohmic electrode 25a Nickel layer 25b Gold layer 26 Drain electrode 30 Pad 50 Photoresist 52 Mask layer 54 Opening 60 X Line 62 photoelectrons

Claims (8)

基板上に設けられたグラフェン層と、
前記グラフェン層上に設けられ、ニッケルを含むオーミック電極と、
を具備し、
前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比は30%以上である電子装置。
A graphene layer provided on a substrate;
An ohmic electrode provided on the graphene layer and containing nickel;
Comprising
An electronic device in which a ratio of a nickel-carbon bond to a carbon-carbon bond on the surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode is 30% or more.
前記オーミック電極は、前記グラフェン層と接するニッケル層を含む請求項1に記載の電子装置。   The electronic device according to claim 1, wherein the ohmic electrode includes a nickel layer in contact with the graphene layer. 前記グラフェン層上に設けられたゲート電極を具備し、
前記オーミック電極は、前記ゲート電極を挟むソース電極およびドレイン電極を含む請求項1または2に記載の電子装置。
Comprising a gate electrode provided on the graphene layer;
The electronic device according to claim 1, wherein the ohmic electrode includes a source electrode and a drain electrode that sandwich the gate electrode.
基板上にグラフェン層を形成する工程と、
前記グラフェン層の表面に紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程と、
前記グラフェン層の前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、
を含む電子装置の製造方法。
Forming a graphene layer on the substrate;
A step of performing ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing treatment on the surface of the graphene layer;
Forming an ohmic electrode containing nickel on the ultraviolet ozone treatment or oxygen ashing surface of the graphene layer;
A method of manufacturing an electronic device including:
前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程は、前記紫外線オゾン処理を行なう工程を含む請求項4に記載の電子装置の製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 4, wherein the step of performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment includes a step of performing the ultraviolet ozone treatment. 前記グラフェン層上に前記グラフェン層の前記表面が露出する開口を有するマスクを形成する工程を含み、
前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程は、前記開口を介し前記グラフェン層の前記表面に前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程を含む請求項4または5に記載の電子装置の製造方法。
Forming a mask having an opening exposing the surface of the graphene layer on the graphene layer;
6. The method of manufacturing an electronic device according to claim 4, wherein the step of performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment includes a step of performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment on the surface of the graphene layer through the opening. .
前記グラフェン層上にゲート電極を形成する工程を含み、
前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なう工程において、前記グラフェン層の表面のうち前記ゲート電極が形成される領域には前記紫外線オゾン処理または酸素アッシング処理を行なわない請求項4から6のいずれか一項に記載の電子装置の製造方法。
Forming a gate electrode on the graphene layer,
7. The ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment is performed without performing the ultraviolet ozone treatment or the oxygen ashing treatment on a region of the surface of the graphene layer where the gate electrode is formed. The manufacturing method of the electronic device as described in a term.
基板上にグラフェン層を形成する工程と、
前記グラフェン層の表面に表面処理を行なう工程と、
前記グラフェン層の前記表面処理された前記表面上にニッケルを含むオーミック電極を形成する工程と、
を含み、
前記表面処理は、前記オーミック電極が形成された後に、前記オーミック電極が接触する前記グラフェン層の表面における、炭素−炭素結合に対するニッケル−炭素結合の比が30%以上となるような処理である電子装置の製造方法。
Forming a graphene layer on the substrate;
Performing a surface treatment on the surface of the graphene layer;
Forming an ohmic electrode containing nickel on the surface-treated surface of the graphene layer;
Including
The surface treatment is an electron whose ratio of nickel-carbon bonds to carbon-carbon bonds is 30% or more on the surface of the graphene layer in contact with the ohmic electrode after the ohmic electrode is formed. Device manufacturing method.
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