JP3163823B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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Description
量子化機能素子およびその製造方法に関するものであ
る。
子の研究が進められている。その一つとして電子の波長
程度の寸法を有する量子細線を含む構造とそれを形成す
る方法が必要とされている。そのような量子細線を含む
構造のひとつとしてソース、ドレイン間に量子細線によ
る配線を形成し、その間にゲート電極を含む素子を形成
しゲート電圧によりソース、ドレイン間の微弱な電流を
制御するものが考えられている。ところが従来の技術で
は量子細線及び細線の両端のソース、ドレインから基板
を介して流れるリーク電流を抑えることが難しく、量子
細線中を伝導する電流を制御する目的に悪影響を及ぼす
という問題点をもっていた。
量子細線形成技術の一例について説明する。図3は従来
の量子細線およびその形成技術の概略を示すものであ
る。シリコン基板はN型基板を用いる。シリコン基板3
1の表面に対して第1のエッチングマスクを用いてエッ
チングを行い、逆テーパー型の長さ2μm、ラインアンド
スペース800nmの溝32を形成する。(図3(a)、(a')、
(a"))次に前記溝32を含む構造に対しエチレンジアミ
ンによる異方性エッチングを行い、稜線型構造31aを
形成するとともに、頂点に一辺約100nmの逆三角型構造
38を形成する。(図3(b)、(b')、(b"))さらに前記
構造を含むシリコン基板表面を熱酸化し第2のシリコン
酸化膜35を形成し、同時に前記逆三角形構造38の内
部に一辺約50nmの量子細線36を形成する。さらに前記
量子細線の両端に接するシリコン基板表面の前記第1の
シリコン酸化膜を、10um*10umの正方形に弗酸エッチン
グにより除去する。そのうえでP型不純物Bを注入する
ことにより、ソース33、ドレイン34を形成する。
(図11)以下前記量子細線36、ソース33、ドレイ
ン34、稜線型構造31aをまとめて「量子細線を含む
構造」と呼ぶことにする。
は、量子細線36のながて方向以外の方向は第2の酸化
膜35により絶縁されているのに対し、量子細線を含む
構造とシリコン基板31とは絶縁できない。そのため、
量子細線を含む構造からシリコン基板31を介して流れ
るリーク電流を抑えることが難しいという問題点を有し
ていた。
を含む構造とシリコン基板31間を絶縁し、リーク電流
のない素子構造の製造方法を提供することを目的とす
る。
めに本発明の半導体装置の製造方法は、前記量子細線を
含む構造とシリコン基板間の絶縁を行うため、前記量子
細線を含む構造の下部のシリコン基板をエッチングによ
り除去し、リーク電流の経路を遮断するという構成を備
えたものである。
のうち量子細線を含む構造下の部分を除去し、また、前
記量子細線を含む構造の周囲を第1のシリコン酸化膜に
より囲み、前記量子細線と前記シリコン基板を前記第1
のシリコン酸化膜を介することによってのみ接触させる
ことにより、前記量子細線を含む構造から前記シリコン
基板を介するリーク電流を遮断することができる。ま
た、前記第1のシリコン酸化膜により前記量子細線を含
む構造を前記シリコン基板上に支えることができること
となる。
装置及びその製造方法について、図面を参照しながら説
明する。
置およびその製造方法を示すものである。N型シリコン
基板11の表面に縦30um、横10umの長方形の領域を囲む
幅5umの第1のシリコン酸化膜17を形成し、前記領域
中にラインアンドスペース800nm、長さ2μmの逆テーパ
ー型をした溝12を形成する。(図1(a)、(a')、
(a"))次に従来の技術を用いて稜線型構造11aと径100
nmの逆三角型構造18を形成する。(図1(b)、(b')、
(b"))また、同様に従来の技術を用いて長さ2um、寸法5
0nmの量子細線16を形成し、その両端にp型不純物B
を注入することによりソース13、ドレイン14を形成
する。(図1(c)、(c')、(c"))次にアミン系エッチャ
ントの一種、エチレンジアミンを利用して基板裏面方向
からエッチングし、シリコン基板11のうち、前記量子
細線を含む構造に接する部分を除去する。ただし前記量
子細線を含む構造は、シリコンとシリコン酸化膜、シリ
コンとP型シリコン層間のエッチングの選択比を利用し
てエッチングせずに残す。(図1(d)、(d')、(d"))結
果として第1のシリコン酸化膜17で前記量子細線を含
む構造を囲み、前記量子細線を含む構造に接する部分の
シリコン基板11を除去するこにより前記量子細線を含
む構造から前記シリコン基板11を介するリーク電流を
遮断することができる。
体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明す
る。
の製造方法を示すものである。N型シリコン基板21の
表面に縦30um、横10umの長方形の領域を囲む幅5umの第
1のシリコン酸化膜27を形成する。ここで、ソース2
3、ドレイン24の周囲に等間隔に縦横1μm、1μmの小
領域211を設け、小領域211内は第1のシリコン酸
化膜27を形成せず、シリコン基板21がむき出しの状
態にする。(図2(a)、(a')、(a"))次に、従来の技術
により稜線型構造21aと径100nmの逆三角型構造28を
形成する。(図2(b)、(b')、(b"))また、同様に従来
の技術を用いて長さ2um、寸法50nmの量子細線26を形
成し、その両端にP型不純物Bを注入することによりソ
ース23、ドレイン24を形成する。(図2(c)、
(c')、(c"))ここで第3の酸化膜212を第1のシリコ
ン酸化膜で囲まれた領域の周囲にシリコン基板21表面
を保護するように200nm形成し、その上でドライエッチ
ングにより、小領域部分をエッチングする。これによ
り、小領域部分に深さ400nmのくぼみを形成する。その
上でさらにエチレンジアミンにより小領域211から異
方性エッチングを施すことにより、前記細線を含む構造
の下側に空洞29を形成する。従って、前記細線を含む
構造とシリコン基板21の間には第1のシリコン酸化膜
のみが存在する構造を形成することができる。(図2
(d)、(d')、(d"))結果として第1のシリコン酸化膜2
7で前記細線を含む構造を囲み、前記量子細線を含む構
造に接する部分のシリコン基板21を除去するこにより
前記量子細線を含む構造から前記シリコン基板21を介
するリーク電流を遮断することができる。
構造に接するシリコン基板を除去し、前記構造の周囲を
第1の絶縁膜で囲むことにより、前記構造からシリコン
基板表面を介するリーク電流を遮断することができる。
また、前記第1の絶縁膜により前記細線を含む構造をシ
リコン基板上に支えることができることとなる。
びその製造方法の構成図
びその製造方法の構成図
びその製造方法の構成図
Claims (6)
- 【請求項1】シリコン基板表面上に、矩形の領域を囲む
第1の絶縁膜を有し、前記領域中に、キャリアが伝導可
能な伝導チャネルとソース、ドレインを有し、また前記
伝導チャネル及びソース、ドレインと前記シリコン基板
との間に空隙を有し、前記伝導チャネル及びソース、ド
レインが前記基板と接触しておらず、前記第1の絶縁膜
により支持されている構造を有することを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項2】前記伝導チャネルとして量子細線を用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】シリコン基板表面上に、矩形の領域を囲む
第1の絶縁膜を形成する第1の工程と、前記領域中に伝
導チャネルを形成する第2の工程と、前記伝導チャネル
の周囲に第2の絶縁膜を形成する第3の工程と、前記伝
導チャネルの両端に不純物を注入してソースとドレイン
を形成する第4の工程と、シリコン基板裏面方向からエ
ッチングを行い、前記シリコン基板のうち前記ソース、
ドレインに相互にまたがりリーク経路となるシリコンを
除去する第5の工程を含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項4】前記シリコン基板のうち前記ソースドレイ
ンに接するシリコンを除去する方法として、前記シリコ
ン基板の裏面方向からエッチングを行うかわりに、前記
シリコン基板表面の前記矩形領域の内側の所定の領域以
外を覆うエッチングマスクを形成後、エッチング液によ
り前記伝導チャネル、ソース、ドレインにまたがりリー
ク経路となるシリコンを除去する方法を用いることを特
徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】前記伝導チャネル、ソース、ドレインをエ
ッチングにより損なわずに、前記リーク経路となるシリ
コンを除去する方法として、それぞれ前記シリコンと第
1の絶縁膜、前記シリコンと第2の酸化膜、前記シリコ
ンと前記ソース、ドレインの間のエッチングレートの違
いを利用して前記シリコンの選択エッチングを行うこと
を特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】前記選択エッチングに使用するエッチャー
としてアミン系エッチング液を使用することを特徴とす
る請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3597293A JP3163823B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3597293A JP3163823B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06252415A JPH06252415A (ja) | 1994-09-09 |
JP3163823B2 true JP3163823B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=12456834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3597293A Expired - Lifetime JP3163823B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3163823B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7194921B2 (ja) | 2019-04-16 | 2022-12-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7102201B2 (en) | 2004-07-15 | 2006-09-05 | International Business Machines Corporation | Strained semiconductor device structures |
US8080481B2 (en) * | 2005-09-22 | 2011-12-20 | Korea Electronics Technology Institute | Method of manufacturing a nanowire device |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP3597293A patent/JP3163823B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7194921B2 (ja) | 2019-04-16 | 2022-12-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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