JP2006308559A - ナノワイヤーの選択的な堆積を利用した、ナノワイヤーｃｈｅｍｆｅｔセンサ装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構を製造する方法を提供する。
【解決手段】シリコン基板３４を用意する工程と、上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層４２を堆積する工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層にパターンを形成し、エッチングする工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層および上記シリコン基板上に絶縁層４６を堆積する工程と、上記絶縁層にパターンを形成およびエッチングし、ソース領域およびドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、上記接触孔を金属化し、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点５４，５６を形成する工程と、誘電層５８を堆積し、上記絶縁層および上記接点を封止する工程と、上記封止した層にパターンを形成およびエッチングし、多結晶ＺｎＯシード層を露出する工程と、上記露出したＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造６６を成長させ、ＺｎＯナノ構造体センサ装置を形成する工程と、を含む。
【選択図】 図８
【解決手段】シリコン基板３４を用意する工程と、上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層４２を堆積する工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層にパターンを形成し、エッチングする工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層および上記シリコン基板上に絶縁層４６を堆積する工程と、上記絶縁層にパターンを形成およびエッチングし、ソース領域およびドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、上記接触孔を金属化し、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点５４，５６を形成する工程と、誘電層５８を堆積し、上記絶縁層および上記接点を封止する工程と、上記封止した層にパターンを形成およびエッチングし、多結晶ＺｎＯシード層を露出する工程と、上記露出したＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造６６を成長させ、ＺｎＯナノ構造体センサ装置を形成する工程と、を含む。
【選択図】 図８
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は、ナノテクノロジーおよび／またはマイクロエレクトロニクス、物性センサ／探知器に関するものであり、より詳細には、シード層上においてナノワイヤー群を成長させることによってＣＨＥＭＦＥＴセンサ装置を製造する方法に関する。
本発明は、ナノテクノロジーおよび／またはマイクロエレクトロニクス、物性センサ／探知器に関するものであり、より詳細には、シード層上においてナノワイヤー群を成長させることによってＣＨＥＭＦＥＴセンサ装置を製造する方法に関する。
〔発明の背景〕
汚染制御、毒ガス監視、国土安全保障、ラボオンチップ（lab on a chip）などの用途において、安価で高感度な物性ガスセンサの需要が高まっている。金属酸化物のような、ある特定の材料が、その表面の性質により、様々な気体に対して高感度を示すことが知られている。近年、これら高感度材料の平面薄膜の使用を採用した、物性ガスセンサが提案され、製造されている。様々な気体に対するセンサとしての物性金属酸化物の使用がＥｒａｎｎａらによる「Ｏｘｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｇａｓ ｓｅｎｓｏｒｓ − Ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｖｉｅｗ， Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ２９（３−４）：１１１−１８８（２００４）」に示されている。
汚染制御、毒ガス監視、国土安全保障、ラボオンチップ（lab on a chip）などの用途において、安価で高感度な物性ガスセンサの需要が高まっている。金属酸化物のような、ある特定の材料が、その表面の性質により、様々な気体に対して高感度を示すことが知られている。近年、これら高感度材料の平面薄膜の使用を採用した、物性ガスセンサが提案され、製造されている。様々な気体に対するセンサとしての物性金属酸化物の使用がＥｒａｎｎａらによる「Ｏｘｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｇａｓ ｓｅｎｓｏｒｓ − Ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｖｉｅｗ， Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ２９（３−４）：１１１−１８８（２００４）」に示されている。
マイクロエレクトロニクスセンサ装置の一例として知られるＣＨＥＭＦＥＴを、先行技術図面、図１および図２に示す。このうち図１の１０は一般的なｐＨモニターであり、Ｆｒａｄｅｎによる「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｅｎｓｏｒｓ， ２ｄ Ｅｄ， ＡＩＰ Ｐｒｅｓｓ， ｐ．４９９（１９９６）」に示されている。ｐＨモニター１０は、材料１４により封止したＣＨＥＭＦＥＴセンサ装置１２を備えており、また、基準電極１６と共に作動し、気体のｐＨを決定する。このｐＨセンサは、ゲート酸化物としてシリコン酸化物１８を使用しており、これは、もう一つのゲート絶縁層２０によって覆われている。図１において、この絶縁層２０としてＳｉ３Ｎ４を示している。
ｐＨモニター１０のソースフォロアモードにおける概略図を図２に示す。これらの装置はよく知られており、ｐＨのような値を監視するために用いられている。ＣＨＥＭＦＥＴの構造は、ゲート端子を化学的に高感度な膜で代用可能である点において、ＭＯＳトランジスタの構造と類似する。膜を気体、液体、不純物等にさらすことにより、膜表面の電荷状態が変化し、膜の表面は変性する。チャネル内の電荷キャリア濃度（伝導性）は、表面電界効果により調節される。この効果は、ＭＯＳゲートに対するバイアスの応用に等しい。ソース端子とドレイン端子との間で測定される電流は、感知する基質の濃度変化に関連している。この装置の構成は、ＦＥＴ型の構成の効果により、低消費電力および高感度であるという利点を有する。Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２およびＺｎＯのような多くの公知物質が有する、様々な気体に対する感受性は、その表面の性質に起因する。それゆえに、ナノ構造物質は、その固有の表面積が大きいことにより、センサとしての用途に適している。しかしながら、例えば電気的に測定可能である、またはＭＯＳに統合可能であるような、有用な装置を、ナノ構造物質を用いて製造する方法が問題となる。
Ｍａｒｔｉｎｓらの「Ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ ａｓ ａｎ ｏｚｏｎｅ ｓｅｎｓｏｒ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．９６（３），１３９８（２００４）」は、ガラス上に形成したＵＶ照射ＺｎＯ膜の、センサとしての使用について示している。
Ｇｏｒｄｉｌｌｏらの「Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｇａｓ ｃｈｅｍｉｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＺｎＯ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ， Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｍａｔ． Ｓｃｉ． ａｎｄ Ｔｅｃｈ．１（１）， １（１９９６）」は、ＣＯ２、Ｏ２、Ｈ２、およびＣＨ４の探知器としてのアニーリングしたＺｎＯ薄膜の使用について示している。
Ｚｈａｎｇらの「Ｌｏｗ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｒａｍａｎ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ＺｎＯ ｎａｎｏｗｉｒｅｓ ｏｎ Ｓｉ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ， ＡＰＬ ８３， ４６３２（２００３）」は、金を触媒としたシリコン基板上におけるＺｎＯナノワイヤーの形成について示している。
〔発明の要旨〕
ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構の製造方法は、シリコン基板を用意する工程と、上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層にパターンを形成し、エッチングする工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層およびシリコン基板上に絶縁層を堆積する工程と、上記絶縁層にパターンを形成およびエッチングすることによって、ソース領域、およびドレイン領域への接触孔を形成する工程と、上記接触孔を金属化することによって、ソース領域、およびドレイン領域に対する接点を形成する工程と、上記絶縁層および上記接点上に誘電層を堆積する工程と、誘電層にパターンを形成およびエッチングすることによって、ソース領域とドレイン領域との間に上記多結晶ＺｎＯシード層を露出する工程と、上記露出したＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造体を成長させ、ＺｎＯナノ構造体センサ装置を形成する工程を含む。
ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構の製造方法は、シリコン基板を用意する工程と、上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層にパターンを形成し、エッチングする工程と、上記多結晶ＺｎＯシード層およびシリコン基板上に絶縁層を堆積する工程と、上記絶縁層にパターンを形成およびエッチングすることによって、ソース領域、およびドレイン領域への接触孔を形成する工程と、上記接触孔を金属化することによって、ソース領域、およびドレイン領域に対する接点を形成する工程と、上記絶縁層および上記接点上に誘電層を堆積する工程と、誘電層にパターンを形成およびエッチングすることによって、ソース領域とドレイン領域との間に上記多結晶ＺｎＯシード層を露出する工程と、上記露出したＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造体を成長させ、ＺｎＯナノ構造体センサ装置を形成する工程を含む。
ＺｎＯナノ構造体センサ装置は封止していてもよく、これによりＣＨＥＭＦＥＴセンサを形成する。
本発明の目的は、センサゲート上に堆積したナノワイヤーを用いてＣＨＥＭＦＥＴを製造する方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、成長させるナノワイヤーと同様の物質のシード層を用いて、ＣＨＥＭＦＥＴにおいて用いるナノワイヤーを成長させる方法を提供することである。
本発明に関するこの概要は、本発明の本質を素早く理解できるようにするためのものである。好適な実施形態に関する下記の説明を図面と共に参照することで、本発明をより詳しく理解することができるであろう。
〔本発明の好ましい実施形態の詳細な説明〕
ナノワイヤーを選択的に成長させることにより、ナノ構造体であるゲート物質を備えたＣＨＥＭＦＥＴセンサを製造する方法について説明する。より詳細には、例としてＺｎＯを用いて、ナノワイヤーの成長を説明する。この方法は、Ｉｎ２Ｏ３等の、他のナノワイヤーのための適切なシード層の使用にも適用可能である。Ｃｏｎｌｅｙ，Ｊｒ．らによる米国特許出願第１０／９７７，４３０号（２００４年１０月２９日にファイルされた）「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＺｎＯ ｎａｎｏｗｉｒｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ＡＬＤ ＺｎＯ ｓｅｅｄ ｌａｙｅｒ」に示されているように、パターンを形成したＺｎＯシード層を用いて、ＺｎＯナノワイヤーを選択的に成長させる。Ｃｏｎｌｅｙ，Ｊｒ．らによる米国特許出願第１０／９５６，７８６号（２００４年１０月１日にファイルされた）「Ｎａｎｏｗｉｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」に示されているように、パターンを形成したＺｎＯシード層を用いて、ＺｎＯナノワイヤー架橋を選択的に成長させる。これらの方法は、標準的なマイクロエレクトロニクス処理技術により置き換えることが可能であり、また、ＣＭＯＳ装置と組み合わせてもよい。
ナノワイヤーを選択的に成長させることにより、ナノ構造体であるゲート物質を備えたＣＨＥＭＦＥＴセンサを製造する方法について説明する。より詳細には、例としてＺｎＯを用いて、ナノワイヤーの成長を説明する。この方法は、Ｉｎ２Ｏ３等の、他のナノワイヤーのための適切なシード層の使用にも適用可能である。Ｃｏｎｌｅｙ，Ｊｒ．らによる米国特許出願第１０／９７７，４３０号（２００４年１０月２９日にファイルされた）「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＺｎＯ ｎａｎｏｗｉｒｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ＡＬＤ ＺｎＯ ｓｅｅｄ ｌａｙｅｒ」に示されているように、パターンを形成したＺｎＯシード層を用いて、ＺｎＯナノワイヤーを選択的に成長させる。Ｃｏｎｌｅｙ，Ｊｒ．らによる米国特許出願第１０／９５６，７８６号（２００４年１０月１日にファイルされた）「Ｎａｎｏｗｉｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」に示されているように、パターンを形成したＺｎＯシード層を用いて、ＺｎＯナノワイヤー架橋を選択的に成長させる。これらの方法は、標準的なマイクロエレクトロニクス処理技術により置き換えることが可能であり、また、ＣＭＯＳ装置と組み合わせてもよい。
本発明に係る方法は、ナノ構造体であるゲート物質を用いたＣＨＥＭＦＥＴセンサの製造方法を含む。図３および図４に示すように、このセンサの製造を、工程３２に示すシリコン基板３４を用意する工程から始める。このシリコン基板３４は、ｎ型またはｐ型のいずれかであって、ドープした２つのウェル３６およびウェル３８を備えている。この２つのウェル３６およびウェル３８は互いに形状が等しく、それぞれがソース領域およびドレイン領域になる。
工程４０において、原子層堆積（ALD）、スピンオン塗布堆積（Spin on deposition）、ＲＦスパッタリング、スプレー熱分解堆積(spray pyrolysis)等の従来の堆積処理技術を用いて、ウエハ表面上に多結晶ＺｎＯ４２の薄膜を堆積する。これにより、成長基板またはシード層を形成する。この成長基板またはシード層は、本発明に係る方法において、ナノワイヤーを成長させるために用いる。Ｓｔｅｃｋｅｒらによる米国特許出願第１０／９７６，５９４号（２００４年１０月２９日にファイルされた）「ＡＬＤ ＺｎＯ Ｓｅｅｄ Ｌａｙｅｒ ｆｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＺｎＯ ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｎ ａ Ｓｉ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」に示されているように、ＺｎＯ膜はＺｎＯナノ構造体を成長させるためのシード層として用いられる。ＺｎＯ膜の膜厚は１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であればよい。選択した膜厚によってゲートの静電容量が異なるため、ＺｎＯの導電性に依存する装置の出力特性が異なる。その後、この層に、平板印刷によってパターンを形成し、エッチングする工程４４により、図５に示す構造を形成する。
次に、工程４８によりＳｉＯ２のような導電物質の層４６を堆積する。この堆積した酸化物４６に接触孔のパターンを形成し、エッチングすることで、ソース端子およびドレイン端子への電気的な接触孔を形成する。工程５２においてこの接触孔をアルミニウムのような金属で覆い、さらにパターンを形成し、エッチングすることにより、接点５４および５６を形成する。工程６０において、封止層として誘電層５８を堆積し、図６に示す構造を形成する。工程６２において、この装置にパターンを形成し、選択的にエッチングすることにより、図７に示すように、ＺｎＯシード層４２を露出させる。
次に、工程６４において、ＺｎＯナノ構造体の成長が起こる。図７に示す構造は、接点を構成する金属の融点より低い温度において、微量の酸素存在下でＺｎを蒸発させるように、ＺｎＯシード層４２を露出した構造である。前述した原子層堆積（ALD）により堆積したＺｎＯシード層においてのみ、固体蒸発メカニズムを介してナノ構造体が成長する。この時、図８に示すようにナノ構造ゲート電極６６が残り、このナノ構造ゲート電極６６が、本発明に係る方法により形成されるＺｎＯナノ構造体センサ装置６８である。
Ｚｎ蒸発の一般的な方法として、ＺｎＯと黒鉛とをそれぞれ同量含むＺｎＯ粉末の熱炭素還元を利用した方法がある。しかしながら、この方法は８８５℃以上の高温において行うため、より低い温度においてウエハを下流に設置しなければならない。Ｚｎ蒸発を起こすもう一つの方法は、Ｙｈａｎｇらによる上述した方法であり、Ｚｎ粉末の蒸発温度より低い４５０℃において行われる。この方法は同一チャンバ内で行ってもよい。一般的に、ナノ構造体を成長させるためのＺｎ気相を供給する方法であれば、同様に使用可能である。
本発明のセンサ装置は、ＺｎＯ膜を気体へさらすことによりその表面が変性し、ワイヤーの表面電荷を変化させる点において、デバイスチャネルの伝導性を順に調節するＣＨＥＭＦＥＴ装置と同様に作用する。導電率の変化は、ソースとドレインとの間で測定し、経験的に気体濃度変化と結び付けることが可能である。ナノ構造体を用いることにより表面積が増大するため、本発明に係るセンサ装置は平面的な装置よりも感受性が格段に高い。
工程７０において、センサ装置６８を適切な金属で覆うことにより、本発明に係る製造方法によるＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構が完成する。抵抗ヒーター、ｐｎ結合温度センサなどのような、ＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構が備える他の基本的な構成要素は、従来技術により形成する。
他の実施形態においては、ＺｎＯシード層４２を堆積する前に、ＳｉＯ２、または他の絶縁物質をシリコン基板３４上に堆積する。
他の製造工程においては、窒化物またはポリシリコンのダミーゲートを形成し、その範囲をＺｎＯによって満たすことにより、ゲート型を処理することも可能である。この方法によって、高温下において、ゲートに対してソース領域およびドレイン領域を自己整合するように処理することが可能である。埋め込みアニーリング後に、複数の誘電層を堆積し、および金属化することにより、複数段階において相互連結部を形成する。最終段階において、ダミーゲートのためのチャネルを開く。上述した原子層堆積（ALD）ＺｎＯおよびＺｎＯナノロッドを堆積した上を、選択的にエッチングすることによって、ダミーゲートを排除する。
このように、選択可能なナノワイヤーの堆積を利用して、ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構を製造する方法を開示した。上述の請求項に明示した本発明の範囲内において、さらなる変形および改変を加えることができることは言うまでもない。
また、本発明に係る方法は、次のように表現することもできる。
ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構を製造する方法であって、
ソース領域およびドレイン領域が形成されたシリコン基板上に、多結晶シード層を堆積する工程と、
上記多結晶シード層にパターンを形成しかつエッチングする工程と、
上記多結晶シード層および上記シリコン基板に絶縁層を堆積する工程と、
上記絶縁層にパターンを形成しかつエッチングすることによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、
上記接触孔を金属化することによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点を形成する工程と、
上記絶縁層および上記接点に誘電層を堆積することによって、上記絶縁層および上記接点を封止する工程と、
上記誘電層にパターンを形成しかつエッチングすることによって、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に多結晶シード層を露出させる工程と、
上記露出されたシード層においてナノ構造体を成長させることによって、ナノ構造体センサ装置を形成する工程と、を含む方法。
ソース領域およびドレイン領域が形成されたシリコン基板上に、多結晶シード層を堆積する工程と、
上記多結晶シード層にパターンを形成しかつエッチングする工程と、
上記多結晶シード層および上記シリコン基板に絶縁層を堆積する工程と、
上記絶縁層にパターンを形成しかつエッチングすることによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、
上記接触孔を金属化することによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点を形成する工程と、
上記絶縁層および上記接点に誘電層を堆積することによって、上記絶縁層および上記接点を封止する工程と、
上記誘電層にパターンを形成しかつエッチングすることによって、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に多結晶シード層を露出させる工程と、
上記露出されたシード層においてナノ構造体を成長させることによって、ナノ構造体センサ装置を形成する工程と、を含む方法。
３４ シリコン基板
３６、３８ ソース領域、またはドレイン領域
４２ 多結晶ＺｎＯシード層
４６ 絶縁層
５４、５６ 接点
５８ 誘電層
６６ ＺｎＯナノ構造体
６８ ＺｎＯナノ構造体センサ装置
３６、３８ ソース領域、またはドレイン領域
４２ 多結晶ＺｎＯシード層
４６ 絶縁層
５４、５６ 接点
５８ 誘電層
６６ ＺｎＯナノ構造体
６８ ＺｎＯナノ構造体センサ装置
Claims (14)
- ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構を製造する方法であって、
シリコン基板を用意する工程と、
上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程と、
上記多結晶ＺｎＯシード層にパターンを形成し、エッチングする工程と、
上記多結晶ＺｎＯシード層および上記シリコン基板上に絶縁層を堆積する工程と、
上記絶縁層にパターンを形成およびエッチングすることによって、ソース領域およびドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、
上記接触孔を金属化することによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点を形成する工程と、
上記絶縁層および上記接点上に誘電層を堆積することによって、封止する工程と、
上記誘電層にパターンを形成およびエッチングすることによって、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に多結晶ＺｎＯシード層を露出する工程と、
上記露出した多結晶ＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造体を成長させることによって、ＺｎＯナノ構造体センサ装置を形成する工程と、を含む方法。 - 上記ＺｎＯナノ構造体センサ装置を封止する工程と、上記封止したＺｎＯナノ構造体センサ装置をＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構内に組み込む工程と、をさらに含む請求項１に記載の方法。
- 上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程が、原子層堆積（ALD）、スピンオン塗布堆積（Spin on deposition）、ＲＦスパッタリング、およびスプレー熱分解堆積(spray pyrolysis)から選択される堆積方法によって、上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程を含む請求項１に記載の方法。
- 上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程が、上記シリコン基板上に、膜厚が１ｎｍ〜１００ｎｍの多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程を含む請求項１に記載の方法。
- 上記露出したＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造体を成長させる工程が、微量酸素存在下であって、接点を構成する金属の融点より低い温度条件下において、ＺｎＯシード層をＺｎ蒸気にさらす固体蒸着堆積によって、選択的にＺｎＯナノ構造体を成長させる工程を含む請求項１に記載の方法。
- ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構を製造する方法であって、
シリコン基板を用意し、ソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、
上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程と、
上記多結晶ＺｎＯシード層にパターンを形成し、エッチングする工程と、
上記多結晶ＺｎＯシード層および上記シリコン基板上にシリコン酸化物絶縁層を堆積する工程と、
上記シリコン酸化物層にパターンを形成およびエッチングすることによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、
上記接触孔を金属化することによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点を形成する工程と、
上記絶縁層および上記接点上に誘電層を堆積することによって、封止する工程と、
上記誘電層にパターンを形成およびエッチングすることによって、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に多結晶ＺｎＯシード層を露出する工程と、
上記露出した多結晶ＺｎＯシード層上にＺｎＯナノ構造体を成長させることによって、ＺｎＯナノ構造体センサ装置を形成する工程と、
上記ＺｎＯナノ構造体センサ装置を封止する工程と、
上記封止したＺｎＯナノ構造体センサ装置をＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構内に組み込む工程と、を含む方法。 - 上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程が、原子層堆積（ALD）、スピンオン塗布堆積（Spin on deposition）、ＲＦスパッタリング、およびスプレー熱分解堆積(spray pyrolysis)から選択される堆積方法によって、上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程を含む請求項６に記載の方法。
- 上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程が、上記シリコン基板上に、膜厚が１ｎｍ〜１００ｎｍの多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程を含む請求項６に記載の方法。
- 上記露出したＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造体を成長させる工程が、微量酸素存在下であって、接点を構成する金属の融点より低い温度条件下において、ＺｎＯシード層をＺｎ蒸気にさらす固体蒸着堆積によって、選択的にＺｎＯナノ構造体を成長させる工程を含む請求項６に記載の方法。
- ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構を製造する方法であって、
シリコン基板を用意する工程と、
上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程と、
上記多結晶ＺｎＯシード層にパターンを形成し、エッチングする工程と、
上記ＺｎＯシード層および上記シリコン基板上に絶縁層を堆積する工程と、
上記絶縁層にパターンを形成およびエッチングすることによって、ソース領域およびドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、
上記接触孔を金属化することによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点を形成する工程と、
上記絶縁層および上記接点上に誘電層を堆積することによって、封止する工程と、
上記誘電層にパターンを形成およびエッチングすることによって、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に多結晶ＺｎＯシード層を露出する工程と、
上記露出したＺｎＯシード層上においてＺｎＯナノ構造体を成長させることによって、ＺｎＯナノ構造体センサ装置を形成する工程であって、微量酸素存在下であって、接点を構成する金属の融点より低い温度条件下においてＺｎＯシード層をＺｎ蒸気にさらす固体蒸着堆積によって、選択的にＺｎＯナノ構造体を成長させる工程を含む、方法。 - 上記ＺｎＯナノ構造体センサ装置を封止する工程と、上記封止したＺｎＯナノ構造体センサ装置をＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構内に組み込む工程と、をさらに含む請求項１０に記載の方法。
- 上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程が、原子層堆積（ALD）、スピンオン塗布堆積（Spin on deposition）、ＲＦスパッタリング、およびスプレー熱分解堆積(spray pyrolysis)から選択される堆積方法によって、上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程を含む請求項１０に記載の方法。
- 上記シリコン基板上に多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程が、上記シリコン基板上に、膜厚が１ｎｍ〜１００ｎｍの多結晶ＺｎＯシード層を堆積する工程を含む請求項１０に記載の方法。
- ナノワイヤーＣＨＥＭＦＥＴセンサ機構を製造する方法であって、
ソース領域およびドレイン領域が形成されたシリコン基板上に、多結晶シード層を堆積する工程と、
上記多結晶シード層にパターンを形成しかつエッチングする工程と、
上記多結晶シード層および上記シリコン基板に絶縁層を堆積する工程と、
上記絶縁層にパターンを形成しかつエッチングすることによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接触孔を形成する工程と、
上記接触孔を金属化することによって、上記ソース領域および上記ドレイン領域に対する接点を形成する工程と、
上記絶縁層および上記接点に誘電層を堆積することによって、上記絶縁層および上記接点を封止する工程と、
上記誘電層にパターンを形成しかつエッチングすることによって、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に多結晶シード層を露出させる工程と、
上記露出されたシード層においてナノ構造体を成長させることによって、ナノ構造体センサ装置を形成する工程と、を含む方法。
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