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METHOD OF MANUFACTURING METAL DOT AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR MEMORY USING THE SAME commons

Patent code P120007837
File No. NU-0465
Posted date Aug 1, 2012
Application number P2008-330536
Publication number P2010-153612A
Patent number P5231977
Date of filing Dec 25, 2008
Date of publication of application Jul 8, 2010
Date of registration Mar 29, 2013
Inventor
  • (In Japanese)牧原 克典
  • (In Japanese)宮崎 誠一
  • (In Japanese)池田 弥央
  • (In Japanese)島ノ江 和広
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title METHOD OF MANUFACTURING METAL DOT AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR MEMORY USING THE SAME commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing metal dots in which density of dots can be controlled depending on the kind of a gas when a metal thin film is processed with remote plasma.
SOLUTION: An SiO2 film 502 is formed on a semiconductor substrate 501 made of Si (step (b)), and the metal thin film 504 is formed on the SiO2 film 502 (step (c)). Then, the metal thin film 504 is processed with remote plasma generated using a gas selected out of a hydrogen gas, a helium gas, an argon gas, a nitrogen gas, an ammonium gas, a mixed gas of a hydrogen gas and a helium gas, a mixed gas of a hydrogen gas and an argon gas, and a mixed gas of a hydrogen gas and a nitrogen gas (step (d)). Consequently, the metal dots 503 are formed on the SiO2 film 502 (step (e)).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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(SiO2膜)を形成する工程と、SiO2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

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008330536thum.jpg
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