JP5068100B2 - 密閉ナノチューブ構造を含む半導体デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
基板と、
前記基板の第1の部分の上に形成した第1の導電性部材と、
前記基板の第2の部分の上に形成した第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層の上および前記第1の導電性部材の上に形成した導電性ナノチューブであって、前記導電性ナノチューブの下側と前記第1の導電性部材の上側との間に第1の間隙が存在するようになっており、前記導電性ナノチューブが活性化されて前記導電性ナノチューブが前記第1の導電性部材に電気的に接続するように構成されている、導電性ナノチューブと、
前記第1の絶縁層の上に、前記導電性ナノチューブに電気的に接触して形成された第2の導電性部材と、
前記第1の絶縁層の上に、前記導電性ナノチューブに電気的に接触して形成された第3の導電性部材と、
前記第2の導電性部材、前記第3の導電性部材、および前記導電性ナノチューブの上に形成された第2の絶縁層であって、前記導電性ナノチューブの上側と前記第2の絶縁層の第1の部分との間に第2の間隙が存在し、前記第2の絶縁層を通って前記第2の間隙内まで第1のバイア開口が延出し、前記第2の絶縁層を通って前記第2の間隙内まで第2のバイア開口が延出する、第2の絶縁層と、
前記第2の層、前記第1のバイア開口、および前記第2のバイア開口の上に形成された第3の絶縁層と、
を含む。
基板を設けるステップと、
前記基板の第1の部分の上に構造を形成するステップであって、前記構造が第1の導電性部材の上に形成された第1のマンドレル材料層を含む、ステップと、
前記基板の第2の部分の上に第1の絶縁層を形成するステップと、
前記第1の絶縁層の上および前記第1のマンドレル材料層の上に導電性ナノチューブを形成するステップと、
前記第1の絶縁層の上に、前記導電性ナノチューブに電気的に接触して、第2の導電性部材、第3の導電性部材、およびマンドレル構造を形成するステップであって、前記第2の導電性部材が前記第3の導電性部材とは対向する位置で前記導電性ナノチューブに電気的に接触し、前記第2の導電性部材、前記第3の導電性部材、および前記マンドレル構造の各々が前記マンドレル材料から形成される、ステップと、
前記第2の導電性部材、前記第3の導電性部材、前記マンドレル構造、および前記導電性ナノチューブの上に第2の絶縁層を形成するステップと、
前記第2の絶縁層を通って前記マンドレル構造の上に延出する第1のバイア開口および第2のバイア開口を形成する、ステップと、
前記導電性ナノチューブの下側と前記第1の導電性部材の上側との間に第1の間隙が存在し、前記導電性ナノチューブの上側と前記第2の絶縁層の第1の部分との間に第2の間隙が存在するように、前記マンドレル構造および前記第1のマンドレル材料層を除去するステップであって、前記第1のバイア開口が前記第2の間隙内まで延出し、前記第2のバイア開口が前記第2の間隙内まで延出する、ステップと、
前記第2の層、前記第1のバイア開口、および前記第2のバイア開口の上に第3の絶縁層を形成するステップと、
を含む。
9 第2の電極層
17 誘電層
20 ナノチューブ構造
27a、27c 電極構造
30 誘電層
35a、35b マンドレル除去バイア開口
37 誘電層
42 誘電層
Claims (17)
- 半導体デバイスであって、
基板と、
前記基板の第1の部分の上に形成した第1の導電性部材と、
前記基板の第2の部分の上に形成した第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層の上および前記第1の導電性部材の上に形成した導電性ナノチューブであって、前記導電性ナノチューブの下側と前記第1の導電性部材の上側との間に第1の間隙が存在するようになっており、前記導電性ナノチューブが活性化されて前記導電性ナノチューブが前記第1の導電性部材に電気的に接続するように構成されている、導電性ナノチューブと、
前記第1の絶縁層の上に、前記導電性ナノチューブに電気的に接触して形成された第2の導電性部材と、
前記第1の絶縁層の上に、前記導電性ナノチューブに電気的に接触して形成された第3の導電性部材と、
前記第2の導電性部材、前記第3の導電性部材、および前記導電性ナノチューブの上に形成された第2の絶縁層であって、前記導電性ナノチューブの上側と前記第2の絶縁層の第1の部分との間に第2の間隙が存在し、前記第2の絶縁層を通って前記第2の間隙内まで第1のバイア開口が延出し、前記第2の絶縁層を通って前記第2の間隙内まで第2のバイア開口が延出する、第2の絶縁層と、
前記第2の層、前記第1のバイア開口、および前記第2のバイア開口の上に形成された第3の絶縁層と、
を含む、半導体デバイス。 - 前記第2の絶縁層の一部と前記第3の絶縁層の一部との間に形成された第4の絶縁層を更に含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第1のバイア開口が更に前記第4の絶縁層を通って延出し、前記第2のバイア開口が更に前記第4の絶縁層を通って延出する、請求項2に記載の半導体デバイス。
- 前記第4の絶縁層が窒化シリコンを含む、請求項2に記載の半導体デバイス。
- 前記第4の絶縁層が前記第1のバイア開口の上および前記第2のバイア開口の上に延出しない、請求項2に記載の半導体デバイス。
- 前記基板、前記第1の絶縁層、前記第2の絶縁層、および前記第3の絶縁層の各々が二酸化シリコンを含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記導電性ナノチューブが、前記第1の導電性部材、前記第1の絶縁層、および前記第2の絶縁層によって形成された空隙内に密閉されている、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第2の絶縁層が少なくとも約50nmの厚さを含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記導電性ナノチューブ、前記第1の導電性部材、前記第2の導電性部材、および前記第3の導電性部材が組み合わさって不揮発性メモリ・デバイスを形成する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記導電性ナノチューブがカーボン・ナノチューブを含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 半導体デバイスを形成する方法であって、
基板を設けるステップと、
前記基板の第1の部分の上に構造を形成するステップであって、前記構造が第1の導電性部材の上に形成された第1のマンドレル材料層を含む、前記構造を形成するステップと、
前記基板の第2の部分の上に第1の絶縁層を形成するステップと、
前記第1の絶縁層の上および前記第1のマンドレル材料層の上に導電性ナノチューブを形成するステップと、
前記第1の絶縁層の上に、前記導電性ナノチューブに電気的に接触して、第2の導電性部材、第3の導電性部材、およびマンドレル構造を形成するステップであって、前記第2の導電性部材が前記第3の導電性部材とは対向する位置で前記導電性ナノチューブに電気的に接触し、前記第2の導電性部材、前記第3の導電性部材、および前記マンドレル構造の各々が前記マンドレル材料から形成される、ステップと、
前記第2の導電性部材、前記第3の導電性部材、前記マンドレル構造、および前記導電性ナノチューブの上に第2の絶縁層を形成するステップと、
前記第2の絶縁層を通って前記マンドレル構造の上に延出する第1のバイア開口および第2のバイア開口を形成する、ステップと、
前記導電性ナノチューブの下側と前記第1の導電性部材の上側との間に第1の間隙が存在し、前記導電性ナノチューブの上側と前記第2の絶縁層の第1の部分との間に第2の間隙が存在するように、前記マンドレル構造および前記第1のマンドレル材料層を除去するステップであって、前記第1のバイア開口が前記第2の間隙内まで延出し、前記第2のバイア開口が前記第2の間隙内まで延出する、ステップと、
前記第2の層、前記第1のバイア開口、および前記第2のバイア開口の上に第3の絶縁層を形成するステップと、
を含む、方法。 - 前記第2の絶縁層の一部の上に第4の絶縁層を形成するステップを更に含み、前記第4の絶縁層が前記第3の絶縁層を形成する前に形成され、前記第4の絶縁層が前記第3の絶縁層の一部と前記第2の絶縁層の前記一部との間に存在する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のバイア開口および前記第2のバイア開口を形成するステップが、前記第1のバイア開口および前記第2のバイア開口を前記第4の絶縁層を通って延出させるステップを更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第4の絶縁層が前記第1のバイア開口の上および前記第2のバイア開口の上に延出しない、請求項12に記載の方法。
- 前記第2の導電性部材、前記第3の導電性部材、および前記マンドレル構造を形成する前記ステップが、ダマシン・プロセスの使用を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記マンドレル構造および前記第1のマンドレル材料層を除去する前記ステップの結果、前記第1の導電性部材、前記第1の絶縁層、および前記第2の絶縁層によって形成された空隙内に前記導電性ナノチューブが密閉される、請求項11に記載の方法。
- 前記マンドレル構造および前記第1のマンドレル材料層を除去する前記ステップが、前記第1のバイア開口および前記第2のバイア開口を介して適用されるウェット・エッチング・プロセスの使用を含む、請求項11に記載の方法。
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