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金属ドットの製造方法およびそれを用いた半導体メモリの製造方法 コモンズ

国内特許コード P120007837
整理番号 NU-0465
掲載日 2012年8月1日
出願番号 特願2008-330536
公開番号 特開2010-153612
登録番号 特許第5231977号
出願日 平成20年12月25日(2008.12.25)
公開日 平成22年7月8日(2010.7.8)
登録日 平成25年3月29日(2013.3.29)
発明者
  • 牧原 克典
  • 宮崎 誠一
  • 池田 弥央
  • 島ノ江 和広
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 金属ドットの製造方法およびそれを用いた半導体メモリの製造方法 コモンズ
発明の概要

【課題】金属薄膜をリモートプラズマによって処理するときのガスの種類によってドットの密度を制御可能な金属ドットの製造方法を提供する。
【解決手段】SiO膜502がSiからなる半導体基板501上に形成され(工程(b))、金属薄膜504がSiO膜502上に形成される(工程(c))。その後、水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス、アンモニアガス、水素ガスとヘリウムガスとの混合ガス、水素ガスとアルゴンガスとの混合ガスおよび水素ガスと窒素ガスとの混合ガスの中から選択したガスを用いたリモートプラズマによって金属薄膜504を処理する(工程(d))。これによって、金属ドット503がSiO膜502上に形成される(工程(e))。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、金属量子ドットの製造方法として、リモート水素プラズマを用いる方法が知られている(特許文献1)。



この製造方法は、半導体基板の表面にシリコン酸化膜(SiO膜)を形成する工程と、SiO膜上に金属薄膜を形成する工程と、リモート水素プラズマによって金属薄膜を処理する工程とからなる。



そして、この製造方法を用いる場合、金属量子ドットの密度は、金属薄膜をリモート水素プラズマによって処理するときの高周波電力または圧力によって制御される。

【特許文献1】特開2008-270705号公報

産業上の利用分野


この発明は、金属ドットの製造方法およびそれを用いた半導体メモリの製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属薄膜を基板上に形成する第1のステップと、
水素ガス、ヘリウムガスおよびアルゴンガスの中から選択されたガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第2のステップとを備え、
前記金属ドットの密度を第1の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記ヘリウムガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも高い第2の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記アルゴンガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも低い第3の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記水素ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する、金属ドットの製造方法。

【請求項2】
金属薄膜を基板上に形成する第1のステップと、
素ガスとヘリウムガスとの第1の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第2のステップとを備え、
前記金属ドットの密度を第1の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第1の混合ガスにおける前記ヘリウムガスの濃度を第1の濃度に設定して前記第1の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも高い第2の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第1の混合ガスにおける前記ヘリウムガスの濃度を前記第1の濃度よりも高い第2の濃度に設定して前記第1の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも低い第3の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第1の混合ガスにおける前記ヘリウムガスの濃度を前記第1の濃度よりも低い第3の濃度に設定して前記第1の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する、金属ドットの製造方法。

【請求項3】
金属薄膜を基板上に形成する第1のステップと、
素ガスとアルゴンガスとの第2の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第2のステップとを備え、
前記金属ドットの密度を第1の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第2の混合ガスにおける前記アルゴンガスの濃度を第1の濃度に設定して前記第2の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも高い第2の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第2の混合ガスにおける前記アルゴンガスの濃度を前記第1の濃度よりも高い第2の濃度に設定して前記第2の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも低い第3の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第2の混合ガスにおける前記アルゴンガスの濃度を前記第1の濃度よりも低い第3の濃度に設定して前記第2の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する、金属ドットの製造方法。

【請求項4】
金属薄膜を基板上に形成する第1のステップと、
素ガスと窒素ガスとの第3の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第2のステップとを備え、
前記金属ドットの密度を第1の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第3の混合ガスにおける前記窒素ガスの濃度を第1の濃度に設定して前記第3の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも高い第2の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記第3の混合ガスにおける前記窒素ガスの濃度を前記第1の濃度よりも高い第2の濃度に設定して前記第3の混合ガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する、金属ドットの製造方法。

【請求項5】
金属薄膜を基板上に形成する第1のステップと、
ンモニアガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第2のステップとを備え、
前記金属ドットの密度を第1の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、圧力を第1の圧力に設定して前記アンモニアガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも高い第2の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記圧力を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力に設定して前記アンモニアガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも低い第3の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記圧力を前記第1の圧力よりも高い第3の圧力に設定して前記アンモニアガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する、金属ドットの製造方法。

【請求項6】
金属薄膜を基板上に形成する第1のステップと、
リウムガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第2のステップとを備え、
前記金属ドットの密度を第1の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記ヘリウムガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を直接処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも低い第2の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記ヘリウムガスを用いたリモートプラズマによって金属メッシュを介して前記金属薄膜を処理する、金属ドットの製造方法。

【請求項7】
金属薄膜を基板上に形成する第1のステップと、
水素ガスおよびアルゴンガスの中から選択されたガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第2のステップとを備え、
前記金属ドットの密度を第1の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記水素ガスおよび前記アルゴンガスのいずれかのガスを用いたリモートプラズマによって前記金属薄膜を直接処理し、前記金属ドットの密度を前記第1の密度よりも高い第2の密度に設定するとき、前記第2のステップにおいて、前記水素ガスおよび前記アルゴンガスのいずれかのガスを用いたリモートプラズマによって金属メッシュを介して前記金属薄膜を処理する、金属ドットの製造方法。

【請求項8】
前記第1のステップにおいて、白金薄膜またはニッケル薄膜が前記金属薄膜として前記基板上に形成される、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の金属ドットの製造方法。

【請求項9】
半導体基板の一主面にソース電極およびドレイン電極を形成する第1のステップと、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記半導体基板の一主面に絶縁膜を形成する第2のステップと、
前記絶縁膜上に半導体ドットを形成する第3のステップと、
前記半導体ドットを酸化して前記半導体ドットを覆うように酸化膜を形成する第4のステップと、
前記酸化膜上に金属薄膜を形成する第5のステップと、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の前記第2のステップを用いて前記リモートプラズマによって前記金属薄膜を処理する第6のステップとを備える半導体メモリの製造方法。

【請求項10】
前記第5のステップにおいて、白金薄膜またはニッケル薄膜が前記金属薄膜として前記基板上に形成される、請求項9に記載の半導体メモリの製造方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008330536thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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