(57)【要約】【課題】ナノギャップ電極間の距離が一定の素子を容易に量産することができる、ナノギャップ電極を有する素子の製造方法を提供する。【解決手段】ナノギャップ電極を有する素子１の製造方法において、第１電極２０を形成する第１電極形成ステップと、第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成するスペーサ形成ステップと、スペーサ３０の上面と接する第２電極６０を形成する第２電極形成ステップと、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成するスペーサ除去ステップと、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、前記第１電極の上方に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるナノメートルオーダーの間隙と、を備えるナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記第１電極を形成する第１電極形成ステップと、
前記第１電極の上面にスペーサを形成するスペーサ形成ステップと、
前記スペーサの上面と接する前記第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記スペーサを除去することによって、前記間隙を形成するスペーサ除去ステップと、
を有することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項２】
第１電極と、前記第１電極の上方に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるナノメートルオーダーの間隙と、を備えるナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
第１電極層を成膜する第１電極層成膜ステップと、
前記第１電極層の上面にスペーサ層を成膜するスペーサ層成膜ステップと、
前記第１電極層及び前記スペーサ層から、スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を形成する形成ステップと、
前記スペーサの上面と接する前記第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記スペーサを除去することによって、前記間隙を形成するスペーサ除去ステップと、
を有することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記スペーサの上面を露出する凹部を形成する凹部形成ステップと、
を備え、
前記第２電極形成ステップでは、前記凹部により露出された前記スペーサの上面と接するように前記第２電極を形成することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記第１電極を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記第１電極の上面を露出する凹部を形成する凹部形成ステップと、
を備え、
前記スペーサ形成ステップでは、前記凹部により露出された前記第１電極の上面に前記スペーサを形成することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサの上面にストッパを形成するストッパ形成ステップと、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記スペーサの上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
を備え、
前記第２電極形成ステップでは、前記第２凹部により露出された前記スペーサの上面と接するように前記第２電極を形成することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項６】
請求項２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサ層の上面にストッパ層を成膜するストッパ層成膜ステップを備え、
前記形成ステップでは、前記第１電極層、前記スペーサ層及び前記ストッパ層から、ストッパと、当該ストッパを上面に有するスペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を形成し、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記スペーサの上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
を備え、
前記第２電極形成ステップでは、前記第２凹部により露出された前記スペーサの上面と接するように前記第２電極を形成することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記第１電極の上面にストッパを形成するストッパ形成ステップと、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記第１電極の上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
を備え、
前記スペーサ形成ステップでは、前記第２凹部により露出された前記第１電極の上面に前記スペーサを形成することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項８】
第１電極と、前記第１電極の上方に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるナノメートルオーダーの間隙と、を備えるナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
第１電極層を成膜する第１電極層成膜ステップと、
前記第１電極層の上面にストッパ層を成膜するストッパ層成膜ステップと、
前記第１電極層及び前記ストッパ層から、ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記第１電極と、を形成する形成ステップと、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記第１電極の上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
前記第２凹部により露出された前記第１電極の上面にスペーサを形成するスペーサ形成ステップと、
前記スペーサの上面と接する前記第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記スペーサを除去することによって、前記間隙を形成するスペーサ除去ステップと、
を有することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１、４、７又は８に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサ形成ステップでは、前記第１電極の上面に所定の表面処理を施すことによって前記スペーサを形成することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサ層成膜ステップでは、前記第１電極層の上面に所定の表面処理を施すことによって前記スペーサ層を成膜することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項４〜８の何れか一項に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記絶縁膜は、酸化シリコンからなり、
前記スペーサは、窒化シリコンからなり、
前記スペーサ除去ステップでは、ＣＦ４ガスとＯ２ガスとＮ２ガスとを含む混合ガスを用いて前記スペーサを除去することを特徴とするナノギャップ電極を有する素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノギャップ電極を有する素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、デバイスの小型化、高密度化に伴い、電気素子の一層の微細化が望まれている。その一例として、微細な間隙（ナノギャップ）を隔てた２つの電極間に電圧を印加することにより、スイッチング動作が可能な素子が知られている。
具体的には、例えば、酸化シリコンと金という安定な材料からなり、傾斜蒸着という簡便な製造方法により製造され、スイッチング動作を安定的に繰り返し行うことができる素子が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
また、例えば、ナノギャップを隔てた２つの電極を上下方向に並んで配置することによって、より高密度で集積でき、かつ、集積化が容易な素子も開発されている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、特許文献２に記載の素子は、例えば、絶縁性基板の上面に下部電極（第１電極）を作成して、（ｂ）第１電極を覆うように絶縁膜を作成して、（ｃ）絶縁膜に第１電極の上面の一部を露出するための凹部（ホール上の凹部）を作成して、（ｄ）傾斜蒸着で、絶縁膜の上面、凹部の開口部及び凹部の内部に上部電極（第２電極）を作成してナノギャップ電極を形成することにより製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７９３３５号公報
【特許文献２】特開２００８−２４３９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載の素子において、凹部は、露光装置等を用いて絶縁膜上にレジストパターンを形成し、次いで、絶縁膜におけるレジストパターンが形成されていない部分のみをエッチングすることによって作成されるが、露光バラつきやエッチングバラつきなどの影響で、凹部の形状にバラつきが生じてしまう。また、特許文献２に記載の素子において、電極は、傾斜蒸着によって作成されるが、傾斜蒸着時の傾斜角度のバラつきなどの影響で、電極の形状にバラつきが生じてしまう。したがって、製造バラつきの影響で、ナノギャップ電極間の距離が一定の素子を量産することが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、ナノギャップ電極間の距離が一定の素子を容易に量産することができる、ナノギャップ電極を有する素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
第１電極と、前記第１電極の上方に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるナノメートルオーダーの間隙と、を備えるナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記第１電極を形成する第１電極形成ステップと、
前記第１電極の上面にスペーサを形成するスペーサ形成ステップと、
前記スペーサの上面と接する前記第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記スペーサを除去することによって、前記間隙を形成するスペーサ除去ステップと、
を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、
第１電極と、前記第１電極の上方に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるナノメートルオーダーの間隙と、を備えるナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
第１電極層を成膜する第１電極層成膜ステップと、
前記第１電極層の上面にスペーサ層を成膜するスペーサ層成膜ステップと、
前記第１電極層及び前記スペーサ層から、スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を形成する形成ステップと、
前記スペーサの上面と接する前記第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記スペーサを除去することによって、前記間隙を形成するスペーサ除去ステップと、
を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記スペーサの上面を露出する凹部を形成する凹部形成ステップと、
を備え、
前記第２電極形成ステップでは、前記凹部により露出された前記スペーサの上面と接するように前記第２電極を形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記第１電極を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記第１電極の上面を露出する凹部を形成する凹部形成ステップと、
を備え、
前記スペーサ形成ステップでは、前記凹部により露出された前記第１電極の上面に前記スペーサを形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、
請求項１又は２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサの上面にストッパを形成するストッパ形成ステップと、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記スペーサの上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
を備え、
前記第２電極形成ステップでは、前記第２凹部により露出された前記スペーサの上面と接するように前記第２電極を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、
請求項２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサ層の上面にストッパ層を成膜するストッパ層成膜ステップを備え、
前記形成ステップでは、前記第１電極層、前記スペーサ層及び前記ストッパ層から、ストッパと、当該ストッパを上面に有するスペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を形成し、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記スペーサと、当該スペーサを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記スペーサの上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
を備え、
前記第２電極形成ステップでは、前記第２凹部により露出された前記スペーサの上面と接するように前記第２電極を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、
請求項１に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記第１電極の上面にストッパを形成するストッパ形成ステップと、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記第１電極の上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
を備え、
前記スペーサ形成ステップでは、前記第２凹部により露出された前記第１電極の上面に前記スペーサを形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、
第１電極と、前記第１電極の上方に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるナノメートルオーダーの間隙と、を備えるナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
第１電極層を成膜する第１電極層成膜ステップと、
前記第１電極層の上面にストッパ層を成膜するストッパ層成膜ステップと、
前記第１電極層及び前記ストッパ層から、ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記第１電極と、を形成する形成ステップと、
前記ストッパと、当該ストッパを上面に有する前記第１電極と、を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成ステップと、
前記絶縁膜に、前記ストッパの上面を露出する第１凹部を形成する第１凹部形成ステップと、
前記ストッパに、前記第１電極の上面を露出する第２凹部を形成する第２凹部形成ステップと、
前記第２凹部により露出された前記第１電極の上面にスペーサを形成するスペーサ形成ステップと、
前記スペーサの上面と接する前記第２電極を形成する第２電極形成ステップと、
前記スペーサを除去することによって、前記間隙を形成するスペーサ除去ステップと、
を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、
請求項１、４、７又は８に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサ形成ステップでは、前記第１電極の上面に所定の表面処理を施すことによって前記スペーサを形成することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、
請求項２に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記スペーサ層成膜ステップでは、前記第１電極層の上面に所定の表面処理を施すことによって前記スペーサ層を成膜することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、
請求項４〜８の何れか一項に記載のナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、
前記絶縁膜は、酸化シリコンからなり、
前記スペーサは、窒化シリコンからなり、
前記スペーサ除去ステップでは、ＣＦ４ガスとＯ２ガスとＮ２ガスとを含む混合ガスを用いて前記スペーサを除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１電極と、第１電極の上方に設けられた第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられ、第１電極と第２電極との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるナノメートルオーダーの間隙と、を備えるナノギャップ電極を有する素子の製造方法において、第１電極上に配置されたスペーサの上面と接する第２電極を形成する第２電極形成ステップと、当該スペーサを除去することによって、間隙を形成するスペーサ除去ステップと、を有している。
すなわち、スペーサの厚さが、ナノギャップ電極間の距離（第１電極と第２電極との間に設けられた間隙の幅）となるため、製造バラつきに影響されず、高い再現性で、所望の幅を有する間隙を形成することができる。
したがって、ナノギャップ電極間の距離が一定の素子を容易に量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子の構成の一例を示す正面断面図である。
【図２】本実施形態の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本実施形態の製造方法のうちの第１電極形成ステップを説明するための正面断面斜視図（ａ）及び正面断面図（ｂ）である。
【図４】本実施形態の製造方法のうちのスペーサ形成ステップを説明するための正面断面斜視図（ａ）及び正面断面図（ｂ）である。
【図５】本実施形態の製造方法のうちの絶縁膜形成ステップを説明するための正面断面斜視図（ａ）及び正面断面図（ｂ）である。
【図６】本実施形態の製造方法のうちの凹部形成ステップを説明するための正面断面斜視図（ａ）及び正面断面図（ｂ）である。
【図７】本実施形態の製造方法のうちの第２電極形成ステップを説明するための正面断面斜視図（ａ）及び正面断面図（ｂ）である。
【図８】本実施形態の製造方法のうちのスペーサ除去ステップを説明するための正面断面斜視図（ａ）及び正面断面図（ｂ）である。
【図９】変形例２の製造方法のうちのスペーサ形成ステップを説明するための図（ａ）と、変形例２の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｂ）と、である。
【図１０】変形例３の製造方法のうちのスペーサ形成ステップを説明するための図（ａ）と、変形例３の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｂ）と、である。
【図１１】変形例４の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】変形例４の製造方法のうちの第１電極層成膜ステップを説明するための図（ａ）と、スペーサ層成膜ステップを説明するための図（ｂ）と、第１電極及びスペーサ形成ステップを説明するための図（ｃ）と、変形例４の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｄ）と、である。
【図１３】変形例５の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】変形例５の製造方法のうちの絶縁膜形成ステップを説明するための図（ａ）と、凹部形成ステップを説明するための図（ｂ）と、スペーサ形成ステップを説明するための図（ｃ）と、変形例５の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｄ）と、である。
【図１５】変形例６の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】変形例６の製造方法のうちのストッパ形成ステップを説明するための図（ａ）と、絶縁膜形成ステップを説明するための図（ｂ）と、第１凹部形成ステップを説明するための図（ｃ）と、第２凹部形成ステップを説明するための図（ｄ）と、変形例６の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｅ）と、である。
【図１７】変形例７の製造方法のうちのストッパ形成ステップを説明するための図（ａ）と、変形例７の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｂ）と、である。
【図１８】変形例８の製造方法のうちのスペーサ形成ステップを説明するための図（ａ）と、ストッパ形成ステップを説明するための図（ｂ）と、変形例８の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｃ）と、である。
【図１９】変形例９の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２０】変形例９の製造方法のうちのストッパ層成膜ステップを説明するための図（ａ）と、第１電極、スペーサ及びストッパ形成ステップを説明するための図（ｂ）と、変形例９の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｃ）と、である。
【図２１】変形例１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２２】変形例１０の製造方法のうちのストッパ形成ステップを説明するための図（ａ）と、絶縁膜形成ステップを説明するための図（ｂ）と、第２凹部形成ステップを説明するための図（ｃ）と、スペーサ形成ステップを説明するための図（ｄ）と、変形例１０の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｅ）と、である。
【図２３】変形例１１の製造方法のうちのストッパ形成ステップを説明するための図（ａ）と、変形例１１の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｂ）と、である。
【図２４】変形例１２の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２５】変形例１２の製造方法のうちのストッパ層成膜ステップを説明するための図（ａ）と、第１電極及びストッパ形成ステップを説明するための図（ｂ）と、変形例１１の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子を示す図（ｃ）と、である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００２０】
＜ナノギャップ電極を有する素子の構成＞
本発明の製造方法で製造されるナノギャップ電極を有する素子１（以下「ナノギャップ素子１」という）は、例えば、図１の右図に示すように、絶縁性基板１０と、絶縁性基板１０の上面に設けられた第１電極２０と、絶縁性基板１０の上面に設けられ、第１電極２０の上面と離間するように第１電極２０を覆う絶縁膜４０と、絶縁膜４０に設けられ、第１電極２０の上面の一部を露出する凹部５０と、絶縁膜４０により支持されて第１電極２０の上方に設けられた第２電極６０と、第１電極２０と第２電極６０との間に設けられたナノメートルオーダーの間隙７０と、等を備えて構成される。
ここで、第１電極２０と第２電極６０とは、微細な間隙７０（ナノギャップ）を隔てて配置されて、ナノギャップ電極を構成している。
【００２１】
具体的には、例えば、図１に示すように、絶縁性基板１０と、絶縁性基板１０の上面に接して設けられた第１電極２０と、第１電極２０の上面に接して設けられたスペーサ３０と、絶縁性基板１０の上面とスペーサ３０の上面とに接して設けられ、スペーサ３０とスペーサ３０を上面に有する第１電極２０とを覆う絶縁膜４０と、絶縁膜４０に設けられ、スペーサ３０の上面の一部を露出する凹部５０と、絶縁膜４０の上面と凹部５０の内面とスペーサ３０の上面における凹部５０により露出された部分の一部とに接して設けられた第２電極６０と、等を備えて構成される素子（図１の左図の素子）から、スペーサ３０を除去して間隙７０を形成することによって、ナノギャップ素子１（図１の右図の素子）は作製される。
【００２２】
すなわち、スペーサ３０の厚さが、ナノギャップ素子１の２つの電極（第１電極２０及び第２電極６０）の間に設けられる間隙７０の幅となる。
したがって、製造バラつきに影響されず、高い再現性で、所望の幅を有する間隙７０を形成することができる。
ここで、従来の製造方法では、露光バラつきやエッチングバラつきなどの影響で、凹部の形状にバラつきが生じてしまったり、傾斜蒸着時の傾斜角度のバラつきなどの影響で、電極の形状にバラつきが生じてしまったりして、ナノギャップ電極間の距離を一定にすることが困難であった。そのため、再現性が低く、また、ナノギャップ電極間の距離の制御も困難であった。
これに対し、本発明の製造方法では、ナノギャップ電極間の距離（間隙７０の幅）は、スペーサ３０の厚さのみに依存し、凹部５０の形状や電極２０，６０の形状には依存しない。すなわち、間隙７０の幅は、露光バラつき、エッチングバラつき、傾斜角度のバラつき等の製造バラつきの影響を受けないため、高い再現性を得ることができ、また、ナノギャップ電極間の距離の制御も容易である。特に、現在の技術では、スペーサ３０の厚み（膜厚）は０．１ｎｍレベルで制御できるため、ナノギャップ素子１を量産する場合（具体的には、例えば、１０億オーダーの個数のナノギャップ素子１を製造する場合）であっても、一定のナノギャップ電極間距離を有し、かつ、所望のナノギャップ電極間距離を有するナノギャップ素子１を製造することができる。
【００２３】
間隙７０は、第１電極２０と第２電極６０との間への所定電圧の印加により抵抗状態が切り替わるようになっており、ナノギャップ素子１のスイッチング現象（抵抗状態の切り替え現象）を発現する役割を具備している。
したがって、スペーサ３０の厚みは、第１電極２０と第２電極６０との間への所定電圧の印加によって抵抗状態が切り替わる幅を有する間隙７０を形成できるのであれば、特に限定されるものではない。
【００２４】
具体的には、間隙７０の幅（Ｇ）は、第１電極２０と第２電極６０との間への所定電圧の印加によって抵抗状態が切り替わる幅であれば任意であり、例えば、０ｎｍ＜Ｇ≦１３ｎｍであるのが好ましく、０．８ｎｍ＜Ｇ＜２．２ｎｍであるのがより好ましい。
ここで、幅Ｇの上限値を１３ｎｍとしたのは、幅Ｇが１３ｎｍより大きくなると、第１電極２０と第２電極６０との間への所定電圧の印加によって抵抗状態が切り替わらなくなるためである。
一方、幅Ｇの下限値は、０ｎｍとすると第１電極２０と第２電極６０とが短絡していることになるため、０ｎｍより大きいとしている。なお、下限値は、顕微鏡測定によって決定することは困難であるが、トンネル電流が生じうる最小距離であるということができる。すなわち、下限値は、ナノギャップ素子１が動作したときに、電流−電圧特性がオームの法則に従わずに量子力学的なトンネル効果が観測される距離の理論値である。
なお、トンネル電流の理論式に抵抗値を代入すると、幅Ｇの計算結果として０．８ｎｍ＜Ｇ＜２．２ｎｍの範囲が求められる。
【００２５】
スペーサ３０は、例えば、所定のエッチングガスを用いて除去されるようになっている。ここで、所定のエッチングガスとは、スペーサ３０はエッチングするが、ナノギャップ素子１を構成する各部（絶縁性基板１０、第１電極２０、絶縁膜４０及び第２電極６０）はエッチングしないガスのことである。
したがって、スペーサ３０の材質、ナノギャップ素子１を構成する各部の材質、スペーサ３０を除去するためのエッチングガスの種類等は、スペーサ３０のみを選択的に除去できるのであれば、特に限定されるものではない。
【００２６】
絶縁性基板１０は、ナノギャップ素子１の電極（第１電極２０）を設けるための支持体として機能する。
絶縁性基板１０の構造は、特に限定されるものではなく、絶縁性基板１０の表面の形状は、例えば、平面であっても良いし、凹凸を有していても良い。
また、絶縁性基板１０の材質は、スペーサ３０の除去（エッチング）の際に、絶縁性基板１０がエッチングされないのであれば、特に限定されるものではない。具体的には、絶縁性基板１０は、例えば、Ｓｉ等の半導体基板の表面に酸化膜等を設けたものであっても良いし、基板そのものが絶縁性とされたものであっても良い。また、絶縁性基板１０の材質としては、例えば、ガラス、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの酸化物、窒化シリコン（ＳｉxＮｙ、ＳｉxＯyＮz等）などの窒化物等が好ましく、このうち、酸化シリコン（ＳｉＯ２）が、第１電極２０との密着性と、その製造における自由度と、が大きい点で好適となっている。
【００２７】
第１電極２０は、第２電極６０と対になって、ナノギャップ素子１にスイッチング動作（抵抗状態の切り替え動作）を行わせるための所定電圧が印加される。
第１電極２０の形状は、特に限定されるものではなく、適宜任意に変更することができる。
また、第１電極２０の材質は、スペーサ３０の除去（エッチング）の際に、第１電極２０がエッチングされないのであれば、特に限定されるものではない。具体的には、第１電極２０の材質は、例えば、金、銀、白金、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、コバルト、クロム、ロジウム、銅、タングステン、タンタル、カーボン、ゲルマニウム、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。ここで、第１電極２０は、絶縁性基板１０及び絶縁膜４０との接着性を強化するために、例えば、異なる金属を２層以上重ねて用いても良い。具体的には、例えば、第１電極２０は、クロム及び金の積層（多層）構造としても良い。無論、第１電極２０は、金属以外の電極材料からなる電極であっても良い。
【００２８】
絶縁膜４０は、ナノギャップ素子１の２つの電極（第１電極２０及び第２電極６０）を隔てて設けるための支持体として機能する。
絶縁膜４０の構造は、特に限定されるものではなく、絶縁膜４０の表面の形状は、例えば、平面であっても良いし、凹凸を有していても良い。
また、絶縁膜４０の材質は、スペーサ３０の除去（エッチング）の際に、絶縁膜４０がエッチングされないのであれば、特に限定されるものではない。具体的には、絶縁膜４０の材質としては、例えば、ガラス、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの酸化物、窒化シリコン（ＳｉxＮｙ、ＳｉxＯyＮz等）などの窒化物等が好ましく、このうち、酸化シリコン（ＳｉＯ２）が、第１電極２０及び第２電極６０との密着性と、その製造における自由度と、が大きい点で好適となっている。また、絶縁膜４０は、異なる材質を２層以上重ねて形成したものであっても良い。
【００２９】
第２電極６０は、第１電極２０と対になって、ナノギャップ素子１にスイッチング動作（抵抗状態の切り替え動作）を行わせるための所定電圧が印加される。
第２電極６０の形状は、特に限定されるものではなく、適宜任意に変更することができる。
また、第２電極６０の材質は、スペーサ３０の除去（エッチング）の際に、第２電極６０がエッチングされないのであれば、特に限定されるものではない。具体的には、第２電極６０の材質は、例えば、金、銀、白金、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、コバルト、クロム、ロジウム、銅、タングステン、タンタル、カーボン、ゲルマニウム、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。ここで、第２電極６０は、絶縁膜４０との接着性を強化するために、異なる金属を２層以上重ねて用いても良い。具体的には、例えば、第２電極６０は、クロム及び金の積層（多層）構造としても良い。無論、第２電極６０は、金属以外の電極材料からなる電極であっても良い。
【００３０】
＜ナノギャップ電極を有する素子の製造方法＞
次に、ナノギャップ素子１の製造方法について、図２のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態では、ナノギャップ素子１の製造方法として、例えば、図３〜図８に示すように、アレイ状（２次元アレイ状）に配置されたナノギャップ素子１の製造方法を例示して説明することとする。
なお、図３〜図８では、２×２のアレイ状に配置されたナノギャップ素子１の製造方法を図示しているが、無論、本発明の製造方法で製造されるナノギャップ素子１は、アレイ状に配置されていない単独のもの（例えば、図１に示すナノギャップ素子１）であっても良いし、２×２以外のアレイ状に配置されたものであっても良い。
【００３１】
ナノギャップ素子１の製造方法は、例えば、図２に示すように、［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）と、［２］スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）と、［３］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３）と、［４］凹部形成ステップ（ステップＳ４）と、［５］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）と、［６］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）と、を有している。
【００３２】
［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）
第１電極形成ステップは、例えば、図３に示すように、第１電極２０を形成する工程である。
具体的には、例えば、第１電極形成ステップでは、絶縁性基板１０の上面に、第１電極２０をライン状に所定の間隔で複数並列して形成する。
より具体的には、例えば、露光装置等を用いて、絶縁性基板１０の上面に、第１電極２０及びスペーサ３０を形成するための第１レジストパターンを形成する。次いで、所定の蒸着装置を用いて、絶縁性基板１０の上面における第１レジストパターンが形成されていない部分に、第１電極２０を形成する。
【００３３】
［２］スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）
スペーサ形成ステップは、例えば、図４に示すように、第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成する工程である。
より具体的には、例えば、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）等を用いて、第１電極２０の上面略全体に、スペーサ３０を形成する。次いで、第１レジストパターンの材質に適合する剥離液を用いて、第１レジストパターンのみを除去する。
【００３４】
［３］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３）
絶縁膜形成ステップは、例えば、図５に示すように、スペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を覆う絶縁膜４０を形成する工程である。
より具体的には、例えば、ＰＥＣＶＤ等を用いて、絶縁性基板１０の上面略全体に、絶縁膜４０を形成する。
【００３５】
［４］凹部形成ステップ（ステップＳ４）
凹部形成ステップは、例えば、図６に示すように、絶縁膜４０に、スペーサ３０の上面の一部を露出する凹部５０を形成する工程である。
具体的には、例えば、凹部形成ステップでは、ライン状の第１電極２０に沿って、凹部５０をライン状に並列して複数形成する。
より具体的には、例えば、露光装置等を用いて、絶縁膜４０の上面に、凹部５０を形成するための第２レジストパターンを形成する。次いで、絶縁膜４０の材質に適合するエッチングガスを用いて、絶縁膜４０における第２レジストパターンが形成されていない部分のみを選択的に除去することによって、凹部５０を形成する。次いで、第２レジストパターンの材質に適合する剥離液を用いて、第２レジストパターンのみを除去する。
ここで、絶縁膜４０の材質に適合するエッチングガスとしては、絶縁膜４０はエッチングするが、スペーサ３０はエッチングしないガスであれば、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、絶縁膜４０が酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、スペーサ３０が窒化シリコン（例えば、ＳｉＮ）からなる場合、絶縁膜４０の材質に適合するエッチングガスとしては、Ｃ４Ｆ８等のガスを好適に用いることができる。
【００３６】
［５］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）
第２電極形成ステップは、例えば、図７に示すように、スペーサ３０の上面と接する第２電極６０を形成する工程である。
具体的には、例えば、第２電極形成ステップでは、スペーサ３０における凹部５０により露出された部分の少なくとも一部と接するように、第２電極６０を形成し、かつ、ライン状の第１電極２０と略直交するように、第２電極６０をライン状に所定の間隔で複数並列して形成する。
より具体的には、例えば、露光装置等を用いて、絶縁膜４０の上面及びスペーサ３０の上面に、第２電極６０を形成するための第３レジストパターンを形成する。次いで、所定の蒸着装置を用いて、絶縁膜４０の上面及びスペーサ３０の上面における第３レジストパターンが形成されていない部分に、第２電極６０を形成する。次いで、第３レジストパターンの材質に適合する剥離液を用いて、第３レジストパターンのみを除去する。
【００３７】
［６］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）
スペーサ除去ステップは、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成する工程である。
より具体的には、例えば、スペーサ３０の材質に適合するエッチングガスを用いて、スペーサ３０のみを選択的に除去する。
これにより、例えば、図８に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００３８】
ここで、スペーサ３０の材質に適合するエッチングガスとしては、スペーサ３０はエッチングするが、ナノギャップ素子１を構成する各部（絶縁性基板１０、第１電極２０、絶縁膜４０及び第２電極６０）はエッチングしないガスであれば、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、第１電極２０及び第２電極６０が金属からなり、絶縁性基板１０及び絶縁膜４０が酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、スペーサ３０が窒化シリコン（例えば、ＳｉＮ）からなる場合、スペーサ３０の材質に適合するエッチングガスとしては、ＣＦ４ガスとＯ２ガスとＮ２ガスとを含む混合ガスを好適に用いることができる。また、例えば、第１電極２０及び第２電極６０が金属からなり、絶縁性基板１０及び絶縁膜４０が酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、スペーサ３０がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなる場合、スペーサ３０の材質に適合するエッチングガスとしては、Ｃｌ系ガスを好適に用いることができる。
【００３９】
なお、上記のナノギャップ素子１の製造方法は、一例であって、これに限られるものではない。
凹部形成ステップ（ステップＳ４）では、絶縁膜４０に、スペーサ３０の上面の一部を露出する凹部５０を形成するようにしたが、凹部５０によりスペーサ３０の上面が露出されるのであれば、例えば、凹部５０によりスペーサ３０の上面の略全部が露出されるようにしても良い。この場合、凹部５０の幅を広くするのではなく、第１電極２０の幅を狭くすると、ナノギャップ素子１を、例えばアレイ状に配置した場合、高密度に配置することができる。
また、スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）では、スペーサ３０を、ドライエッチングで（すなわち、スペーサ３０の材質に適合するエッチングガスを用いて）除去するようにしたが、スペーサ３０のみを選択的に除去できるのであれば、例えば、ウエットエッチングで（すなわち、スペーサ３０の材質に適合するエッチング液を用いて）除去するようにしても良い。
また、スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）では、スペーサ３０の全部を除去するようにしたが、間隙７０を形成することができるのであれば、スペーサ３０の一部を除去するだけでも良い。
【００４０】
また、例えば、スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）の後に、間隙７０を保持した状態で、間隙７０を大気と遮断する封止部材を形成する工程（封止部材形成ステップ）を行っても良い。
より具体的には、例えば、ＰＥＣＶＤ等を用いて第２電極６０の上面、絶縁膜４０の上面及び凹部５０の開口部を覆うように絶縁体を成膜することにより、封止部材を形成することによって、間隙７０を大気と遮断するようにしても良い。なお、封止部材は、凹部５０の開口部を覆うものに限ることはなく、少なくとも間隙７０を保持した状態で間隙７０を大気と遮断することができるのであれば任意であり、例えば、ナノギャップ素子１全体を覆うものであっても良い。
封止部材を設けることによって、ナノギャップ素子１を任意の雰囲気中（例えば、大気中）で使用することができるようになる。また、ナノギャップ素子１（間隙７０）を所望の雰囲気中に配置させて、その状態で封止部材を形成することにより、間隙７０を所望の雰囲気中に配置した状態を保つことができるようになる。
【００４１】
以上説明した本発明のナノギャップ素子１の製造方法によれば、第１電極２０を形成する第１電極形成ステップと、第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成するスペーサ形成ステップと、スペーサ３０の上面と接する第２電極６０を形成する第２電極形成ステップと、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成するスペーサ除去ステップと、を有している。
すなわち、スペーサ３０の厚さが、ナノギャップ電極間の距離（第１電極２０と第２電極６０との間に設けられた間隙７０の幅）となるため、製造バラつきに影響されず、高い再現性で、所望の幅を有する間隙７０を形成することができる。
したがって、ナノギャップ電極間の距離が一定のナノギャップ素子１を容易に量産することができる。
【００４２】
また、以上説明した本発明のナノギャップ素子１の製造方法によれば、スペーサ３０と、そのスペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を覆う絶縁膜４０を形成する絶縁膜形成ステップと、絶縁膜４０に、スペーサ３０の上面を露出する凹部５０を形成する凹部形成ステップと、を備え、第２電極形成ステップでは、凹部５０により露出されたスペーサ３０の上面と接するように第２電極６０を形成するようになっている。
すなわち、第１電極形成ステップ及びスペーサ形成ステップを行った後に、第２電極６０を支持するための絶縁膜４０を形成して（絶縁膜形成ステップ）、絶縁膜４０に凹部５０を形成し（凹部形成ステップ）、その後、スペーサ３０における凹部５０により露出された部分と接する第２電極６０を形成して（第２電極形成ステップ）、スペーサ除去ステップを行うだけの簡易な工程で、ナノギャップ電極間の距離が一定のナノギャップ素子１を容易に量産することができる。
【００４３】
また、以上説明した本発明のナノギャップ素子１の製造方法によれば、第１電極形成ステップでは、絶縁性基板１０の上面に、第１電極２０をライン状に所定の間隔で並列して形成し、凹部形成ステップでは、ライン状の第１電極２０に沿って、凹部５０をライン状に並列して形成し、第２電極形成ステップでは、ライン状の第１電極２０と略直交するように、第２電極６０をライン状の所定の間隔で並列して形成するようになっている。
すなわち、スペーサ３０の上面は、第２電極６０と接する部分と、第２電極６０と接しない部分と、を交互に有している。
したがって、スペーサ３０の材質に適合するエッチングガス（エッチング液等であっても良い。）を用いてスペーサ３０を除去する際、まず、スペーサ３０における第２電極６０と接しない部分が除去されて、次いで、スペーサ３０における第２電極６０と接する部分が除去されることになるが、スペーサ３０における第２電極６０と接する部分は、第２電極６０と接しない部分に挟まれており、エッチングガスと接触し易いため、効率よくスペーサ３０を除去することができる。
【００４４】
また、以上説明した本発明のナノギャップ素子１の製造方法によれば、絶縁膜４０は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、スペーサ３０は、窒化シリコン（例えば、ＳｉＮ）からなり、スペーサ除去ステップでは、ＣＦ４ガスとＯ２ガスとＮ２ガスとを含む混合ガスを用いてスペーサ３０を除去するようになっている。
したがって、高い選択性でスペーサ３０のみを除去することができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４６】
＜変形例１＞
上記実施形態においては、スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）で、ＰＥＣＶＤ等を用いて第１電極２０上にスペーサ３０を形成するようにしたが、第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成することができるのであれば、例えば、第１電極２０の上面に所定の表面処理を施すことによってスペーサ３０を形成するようにしても良い。
ここで、所定の表面処理としては、スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）で、第１電極２０における当該表面処理が施されていない部分は除去されずに、当該表面処理が施された部分（スペーサ３０）のみが選択的に除去できるのであれば、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、第１電極２０が銅からなる場合、第１電極２０の上面に酸化処理を施すことによって、当該上面が酸化銅（ＣｕＯ又はＣｕ２Ｏ）になり、この酸化銅がスペーサ３０となる。この場合、スペーサ３０の材質に適合するエッチング液としては、希硫酸を好適に用いることができる。
【００４７】
＜変形例２＞
上記実施形態においては、スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）で、第１電極２０の上面の略全部にスペーサ３０を形成するようにしたが、スペーサ３０が第１電極２０の上面に形成されるのであれば、例えば、図９（ａ）に示すように、スペーサ３０を、第１電極２０の上面の一部に形成しても良い。
この場合、第１電極２０の上面におけるスペーサ３０が形成されない部分には絶縁膜４０が形成されるため、例えば、図９（ｂ）に示すような、第１電極２０の上面の一部（スペーサ３０が形成されない部分）が絶縁膜４０と接しているナノギャップ素子１が製造される。
【００４８】
＜変形例３＞
上記実施形態においては、スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）で、第１電極２０の上面のみにスペーサ３０を形成するようにしたが、スペーサ３０が第１電極２０の上面に形成されるのであれば、例えば、図１０（ａ）に示すように、スペーサ３０を、第１電極２０を覆うように形成しても良い。
この場合、間隙７０が形成された状態が維持されるよう、スペーサ３０で絶縁膜４０を支持する必要があるため、例えば、図１０（ｂ）に示すように、少なくとも第１電極２０の側面と絶縁膜４０との間及び絶縁性基板１０と絶縁膜４０との間に、スペーサ３０が残存しているナノギャップ素子１が製造される。
【００４９】
＜変形例４＞
ナノギャップ素子１の製造方法は、上記実施形態のものに限ることはなく、例えば、図１１に示すように、［１］第１電極層成膜ステップ（ステップＳ１１）と、［２］スペーサ層成膜ステップ（ステップＳ１２）と、［３］第１電極及びスペーサ形成ステップ（ステップＳ１３）と、［４］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３）と、［５］凹部形成ステップ（ステップＳ４）と、［６］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）と、［７］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）と、を有するものであっても良い。
【００５０】
［１］第１電極層成膜ステップ（ステップＳ１１）
第１電極層成膜ステップは、例えば、図１２（ａ）に示すように、第１電極２０となる第１電極層２０Ａを成膜する工程である。
より具体的には、例えば、所定の蒸着装置を用いて、絶縁性基板１０の上面略全体に、第１電極層２０Ａを形成する。
【００５１】
［２］スペーサ層成膜ステップ（ステップＳ１２）
スペーサ層成膜ステップは、例えば、図１２（ｂ）に示すように、第１電極層２０Ａの上面に、スペーサ３０となるスペーサ層３０Ａを成膜する工程である。
より具体的には、例えば、ＰＥＣＶＤ等を用いて、第１電極層２０Ａの上面略全体に、スペーサ層３０Ａを形成する。
なお、スペーサ層成膜ステップ（ステップＳ１２）は、ＰＥＣＶＤ等を用いて第１電極層２０Ａ上にスペーサ層３０Ａを形成するものに限ることはなく、第１電極層２０Ａの上面に所定の表面処理を施すことによってスペーサ層３０Ａを成膜するものであっても良い。
【００５２】
［３］第１電極及びスペーサ形成ステップ（ステップＳ１３）
第１電極及びスペーサ形成ステップは、例えば、図１２（ｃ）に示すように、第１電極層２０Ａ及びスペーサ層３０Ａから、スペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を形成する工程である。
より具体的には、例えば、露光装置等を用いて、スペーサ層３０Ａの上面に、第１電極２０及びスペーサ３０を形成するためのレジストパターンを形成する。次いで、スペーサ層３０Ａの材質に適合するエッチングガスを用いて、スペーサ層３０Ａにおける当該レジストパターンが形成されていない部分のみを選択的に除去することによって、スペーサ３０を形成する。次いで、第１電極層２０Ａの材質に適合するエッチングガスを用いて、第１電極層２０Ａにおける上面が露出された部分のみを選択的に除去することによって、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０を形成する。次いで、当該レジストパターンの材質に適合する剥離液を用いて、当該レジストパターンのみを除去する。
【００５３】
［４］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３）
絶縁膜形成ステップは、絶縁性基板１０の上面略全体に、スペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を覆う絶縁膜４０を形成する工程である。
【００５４】
［５］凹部形成ステップ（ステップＳ４）
凹部形成ステップは、絶縁膜４０に、スペーサ３０の上面の一部を露出する凹部５０を形成する工程である。
【００５５】
［６］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）
第２電極形成ステップは、スペーサ３０の上面と接する第２電極６０を形成する工程である。
【００５６】
［７］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）
スペーサ除去ステップは、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成する工程である。
これにより、例えば、図１２（ｄ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００５７】
＜変形例５＞
ナノギャップ素子１の製造方法は、上記実施形態のものに限ることはなく、例えば、図１３に示すように、［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）と、［２］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ２１）と、［３］凹部形成ステップ（ステップＳ２２）と、［４］スペーサ形成ステップ（ステップＳ２３）と、［５］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）と、［６］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）と、を有するものであっても良い。
【００５８】
［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）
第１電極形成ステップは、絶縁性基板１０の上面に、第１電極２０を形成する工程である。
【００５９】
［２］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ２１）
絶縁膜形成ステップは、例えば、図１４（ａ）に示すように、絶縁性基板１０の上面略全体に、第１電極２０を覆う絶縁膜４０を形成する工程である。
【００６０】
［３］凹部形成ステップ（ステップＳ２２）
凹部形成ステップは、例えば、図１４（ｂ）に示すように、絶縁膜４０に、第１電極２０の上面の一部を露出する凹部５０を形成する工程である。
なお、凹部形成ステップ（ステップＳ２２）は、絶縁膜４０に、第１電極２０の上面の一部を露出する凹部５０を形成するものに限ることはなく、絶縁膜４０に、第１電極２０の上面の略全部を露出する凹部５０を形成するものであっても良い。
【００６１】
［４］スペーサ形成ステップ（ステップＳ２３）
スペーサ形成ステップは、例えば、図１４（ｃ）に示すように、凹部５０により露出された第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成する工程である。
なお、スペーサ形成ステップ（ステップＳ２３）は、ＰＥＣＶＤ等を用いて第１電極２０上にスペーサ３０を形成するものに限ることはなく、第１電極２０の上面に所定の表面処理を施すことによってスペーサ３０を形成するものであっても良い。
【００６２】
［５］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）
第２電極形成ステップは、スペーサ３０の上面と接する第２電極６０を形成する工程である。
【００６３】
［６］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）
スペーサ除去ステップは、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成する工程である。
これにより、例えば、図１４（ｄ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００６４】
＜変形例６＞
ナノギャップ素子１の製造方法は、上記実施形態のものに限ることはなく、例えば、図１５に示すように、［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）と、［２］スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）と、［３］ストッパ形成ステップ（ステップＳ３１）と、［４］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３２）と、［５］第１凹部形成ステップ（ステップＳ３３）と、［６］第２凹部形成ステップ（ステップＳ３４）と、［７］第２電極形成ステップ（ステップＳ３５）と、［８］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）と、を有するものであっても良い。
【００６５】
［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）
第１電極形成ステップは、絶縁性基板１０の上面に、第１電極２０を形成する工程である。
【００６６】
［２］スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）
スペーサ形成ステップは、第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成する工程である。
【００６７】
［３］ストッパ形成ステップ（ステップＳ３１）
ストッパ形成ステップは、例えば、図１６（ａ）に示すように、スペーサ３０の上面にストッパ８０を形成する工程である。
なお、ストッパ形成ステップ（ステップＳ３１）では、スペーサ３０の上面の略全部にストッパ８０を形成しても良いし、スペーサ３０の上面の一部にストッパ８０を形成しても良い。
【００６８】
［４］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３２）
絶縁膜形成ステップは、例えば、図１６（ｂ）に示すように、絶縁性基板１０の上面略全体に、ストッパ８０と、ストッパ８０を上面に有するスペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を覆う絶縁膜４０を形成する工程である。
【００６９】
［５］第１凹部形成ステップ（ステップＳ３３）
第１凹部形成ステップは、例えば、図１６（ｃ）に示すように、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の一部を露出する第１凹部５０Ａを形成する工程である。
なお、第１凹部形成ステップ（ステップＳ３３）は、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の一部を露出する第１凹部５０Ａを形成するものに限ることはなく、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の略全部を露出する第１凹部５０Ａを形成するものであっても良い。
【００７０】
［６］第２凹部形成ステップ（ステップＳ３４）
第２凹部形成ステップは、例えば、図１６（ｄ）に示すように、ストッパ８０に、スペーサ３０の上面の一部を露出する第２凹部５０Ｂを形成する工程である。
なお、第２凹部形成ステップ（ステップＳ３４）は、ストッパ８０に、スペーサ３０の上面の一部を露出する第２凹部５０Ｂを形成するものに限ることはなく、ストッパ８０に、スペーサ３０の上面の略全部を露出する第２凹部５０Ｂを形成するものであっても良い。
【００７１】
より具体的には、第１凹部形成ステップでは、絶縁膜４０の材質に適合するエッチングガスを用いて第１凹部５０Ａを形成し、第２凹部形成ステップでは、ストッパ８０の材質に適合するエッチングガスを用いて第２凹部５０Ｂを形成する。
ここで、絶縁膜４０の材質に適合するエッチングガスとしては、絶縁膜４０はエッチングするが、ストッパ８０はエッチングしないガスであれば、特に限定されるものではなく、また、ストッパ８０の材質に適合するエッチングガスとしては、ストッパ８０はエッチングするが、スペーサ３０はエッチングしないガスであれば、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、絶縁膜４０がＳｉＯ２からなり、ストッパ８０がＡｌ２Ｏ３からなり、スペーサ３０がＳｉＮからなる場合、絶縁膜４０の材質に適合するエッチングガスとしては、Ｃ４Ｆ８ガスを好適に用いることができ、ストッパ８０の材質に適合するエッチングガスとしては、Ｃｌ２ガスを好適に用いることができる。
【００７２】
［７］第２電極形成ステップ（ステップＳ３５）
第２電極形成ステップは、第２凹部５０Ｂにより露出されたスペーサ３０の上面と接するように第２電極６０を形成する工程である。
【００７３】
［８］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）
スペーサ除去ステップは、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成する工程である。
これにより、例えば、図１６（ｅ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００７４】
＜変形例７＞
上記変形例６においては、ストッパ形成ステップ（ステップＳ３１）で、スペーサ３０の上面の略全部にストッパ８０を形成するようにしたが、ストッパ８０がスペーサ３０の上面に形成されるのであれば、ストッパ８０を、スペーサ３０の上面の一部に形成しても良いし、例えば、図１７（ａ）に示すように、ストッパ８０を、スペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を覆うように形成しても良い。
ストッパ８０を、スペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を覆うように形成した場合、例えば、図１７（ｂ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００７５】
＜変形例８＞
また、上記変形例６においては、スペーサ形成ステップ（ステップＳ２）で、スペーサ３０を第１電極２０の上面の略全部に形成するようにしたが、スペーサ３０が第１電極２０の上面に形成されるのであれば、スペーサ３０を、第１電極２０の上面の一部に形成しても良いし、例えば、図１８（ａ）に示すように、スペーサ３０を、第１電極２０を覆うように形成しても良い。
スペーサ３０を、第１電極２０を覆うように形成した場合、例えば、図１８（ｂ）に示すように、スペーサ３０を覆うように、ストッパ８０を形成すると良い。これにより、例えば、図１８（ｃ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００７６】
＜変形例９＞
ナノギャップ素子１の製造方法は、上記実施形態のものに限ることはなく、例えば、図１９に示すように、［１］第１電極層成膜ステップ（ステップＳ１１）と、［２］スペーサ層成膜ステップ（ステップＳ１２）と、［３］ストッパ層成膜ステップ（ステップＳ４１）と、［４］第１電極、スペーサ及びストッパ形成ステップ（ステップＳ４２）と、［５］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３２）と、［６］第１凹部形成ステップ（ステップＳ３３）と、［７］第２凹部形成ステップ（ステップＳ３４）と、［８］第２電極形成ステップ（ステップＳ３５）と、［９］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）と、を有するものであっても良い。
【００７７】
［１］第１電極層成膜ステップ（ステップＳ１１）
第１電極層成膜ステップは、絶縁性基板１０の上面略全体に、第１電極２０となる第１電極層２０Ａを成膜する工程である。
【００７８】
［２］スペーサ層成膜ステップ（ステップＳ１２）
スペーサ層成膜ステップは、例えば、第１電極層２０Ａの上面に、スペーサ３０となるスペーサ層３０Ａを成膜する工程である。
【００７９】
［３］ストッパ層成膜ステップ（ステップＳ４１）
ストッパ層成膜ステップは、例えば、図２０（ａ）に示すように、スペーサ層３０Ａの上面に、ストッパ８０となるストッパ層８０Ａを成膜する工程である。
【００８０】
［４］第１電極、スペーサ及びストッパ形成ステップ（ステップＳ４２）
第１電極、スペーサ及びストッパ形成ステップは、例えば、図２０（ｂ）に示すように、第１電極層２０Ａ、スペーサ層３０Ａ及びストッパ層８０Ａから、ストッパ８０と、ストッパ８０を上面に有するスペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を形成する工程である。
【００８１】
［５］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ３２）
絶縁膜形成ステップは、絶縁性基板１０の上面略全体に、ストッパ８０と、ストッパ８０を上面に有するスペーサ３０と、スペーサ３０を上面に有する第１電極２０と、を覆う絶縁膜４０を形成する工程である。
【００８２】
［６］第１凹部形成ステップ（ステップＳ３３）
第１凹部形成ステップは、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の一部を露出する第１凹部５０Ａを形成する工程である。
【００８３】
［７］第２凹部形成ステップ（ステップＳ３４）
第２凹部形成ステップは、ストッパ８０に、スペーサ３０の上面の一部を露出する第２凹部５０Ｂを形成する工程である。
【００８４】
［８］第２電極形成ステップ（ステップＳ３５）
第２電極形成ステップは、第２凹部５０Ｂにより露出されたスペーサ３０の上面と接するように第２電極６０を形成する工程である。
【００８５】
［９］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）
スペーサ除去ステップは、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成する工程である。
これにより、例えば、図２０（ｃ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００８６】
＜変形例１０＞
ナノギャップ素子１の製造方法は、上記実施形態のものに限ることはなく、例えば、図２１に示すように、［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）と、［２］ストッパ形成ステップ（ステップＳ５１）と、［３］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ５２）と、［４］第１凹部形成ステップ（ステップＳ５３）と、［５］第２凹部形成ステップ（ステップＳ５４）と、［６］スペーサ形成ステップ（ステップＳ５５）と、［７］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）と、［８］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）と、を有するものであっても良い。
【００８７】
［１］第１電極形成ステップ（ステップＳ１）
第１電極形成ステップは、絶縁性基板１０の上面に、第１電極２０を形成する工程である。
【００８８】
［２］ストッパ形成ステップ（ステップＳ５１）
ストッパ形成ステップは、例えば、図２２（ａ）に示すように、第１電極２０の上面にストッパ８０を形成する工程である。
【００８９】
［３］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ５２）
絶縁膜形成ステップは、例えば、図２２（ｂ）に示すように、絶縁性基板１０の上面略全体に、ストッパ８０と、ストッパ８０を上面に有する第１電極２０と、を覆う絶縁膜４０を形成する工程である。
【００９０】
［４］第１凹部形成ステップ（ステップＳ５３）
第１凹部形成ステップは、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の一部を露出する第１凹部５０Ａを形成する工程である。
なお、第１凹部形成ステップ（ステップＳ５３）は、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の一部を露出する第１凹部５０Ａを形成するものに限ることはなく、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の略全部を露出する第１凹部５０Ａを形成するものであっても良い。
【００９１】
［５］第２凹部形成ステップ（ステップＳ５４）
第２凹部形成ステップは、例えば、図２２（ｃ）に示すように、ストッパ８０に、第１電極２０の上面の一部を露出する第２凹部５０Ｂを形成する工程である。
なお、第２凹部形成ステップ（ステップＳ５４）は、ストッパ８０に、第１電極２０の上面の一部を露出する第２凹部５０Ｂを形成するものに限ることはなく、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の略全部を露出する第２凹部５０Ｂを形成するものであっても良い。
【００９２】
［６］スペーサ形成ステップ（ステップＳ５５）
スペーサ形成ステップは、例えば、図２２（ｄ）に示すように、第２凹部５０Ｂにより露出された第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成する工程である。
【００９３】
［７］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）
第２電極形成ステップは、スペーサ３０の上面と接する第２電極６０を形成する工程である。
【００９４】
［８］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）
スペーサ除去ステップは、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成する工程である。
これにより、例えば、図２２（ｅ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００９５】
＜変形例１１＞
上記変形例１０においては、ストッパ形成ステップ（ステップＳ５１）で、第１電極２０の上面の略全部にストッパ８０を形成するようにしたが、ストッパ８０が第１電極２０の上面に形成されるのであれば、ストッパ８０を、第１電極２０の上面の一部に形成しても良いし、例えば、図２３（ａ）に示すように、ストッパ８０を、第１電極２０を覆うように形成にしても良い。
ストッパ８０を、第１電極２０を覆うように形成した場合、例えば、図２３（ｂ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【００９６】
＜変形例１２＞
ナノギャップ素子１の製造方法は、上記実施形態のものに限ることはなく、例えば、図２４に示すように、［１］第１電極層成膜ステップ（ステップＳ１１）と、［２］ストッパ層成膜ステップ（ステップＳ６１）と、［３］第１電極及びストッパ形成ステップ（ステップＳ６２）と、［４］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ５２）と、［５］第１凹部形成ステップ（ステップＳ５３）と、［６］第２凹部形成ステップ（ステップＳ５４）と、［７］スペーサ形成ステップ（ステップＳ５５）と、［８］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）と、［９］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）と、を有するものであっても良い。
【００９７】
［１］第１電極層成膜ステップ（ステップＳ１１）
第１電極層成膜ステップは、絶縁性基板１０の上面略全体に、第１電極２０となる第１電極層２０Ａを成膜する工程である。
【００９８】
［２］ストッパ層成膜ステップ（ステップＳ６１）
ストッパ層成膜ステップは、例えば、図２５（ａ）に示すように、第１電極層２０Ａの上面に、ストッパ８０となるストッパ層８０Ａを成膜する工程である。
【００９９】
［３］第１電極及びストッパ形成ステップ（ステップＳ６２）
第１電極及びストッパ形成ステップは、例えば、図２５（ｂ）に示すように、第１電極層２０Ａ及びストッパ層８０Ａから、ストッパ８０と、ストッパ８０を上面に有する第１電極２０と、を形成する工程である。
【０１００】
［４］絶縁膜形成ステップ（ステップＳ５２）
絶縁膜形成ステップは、絶縁性基板１０の上面略全体に、ストッパ８０と、ストッパ８０を上面に有する第１電極２０と、を覆う絶縁膜４０を形成する工程である。
【０１０１】
［５］第１凹部形成ステップ（ステップＳ５３）
第１凹部形成ステップは、絶縁膜４０に、ストッパ８０の上面の一部を露出する第１凹部５０Ａを形成する工程である。
【０１０２】
［６］第２凹部形成ステップ（ステップＳ５４）
第２凹部形成ステップは、ストッパ８０に、第１電極２０の上面の一部を露出する第２凹部５０Ｂを形成する工程である。
【０１０３】
［７］スペーサ形成ステップ（ステップＳ５５）
スペーサ形成ステップは、第２凹部５０Ｂにより露出された第１電極２０の上面にスペーサ３０を形成する工程である。
【０１０４】
［８］第２電極形成ステップ（ステップＳ５）
第２電極形成ステップは、スペーサ３０の上面と接する第２電極６０を形成する工程である。
【０１０５】
［９］スペーサ除去ステップ（ステップＳ６）
スペーサ除去ステップは、スペーサ３０を除去することによって、間隙７０を形成する工程である。
これにより、例えば、図２５（ｃ）に示すような、ナノギャップ素子１が製造される。
【０１０６】
変形例６〜変形例９のナノギャップ素子１の製造方法によれば、ストッパ８０を形成して、絶縁膜４０とストッパ８０とを別々に除去し、スペーサ３０の上面を露出する凹部を徐々に形成するため、ストッパ８０を形成しない場合と比較して、スペーサ３０へのダメージを少なくすることができる。したがって、より一層、製造バラつきに影響されず、高い再現性で、所望の幅を有する間隙７０を形成することができる。
また、変形例１０〜変形例１２のナノギャップ素子１の製造方法によれば、ストッパ８０を形成して、絶縁膜４０とストッパ８０とを別々に除去し、第１電極２０の上面を露出する凹部を徐々に形成するため、ストッパ８０を形成しない場合と比較して、第１電極２０へのダメージを少なくすることができる。したがって、より一層、製造バラつきに影響されず、高い再現性で、所望の幅を有する間隙７０を形成することができる。
【０１０７】
上記実施形態では、凹部５０として、ライン状の凹部５０（すなわち、溝部）を形成するようにしたが、凹部５０の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、ホール状であっても良い。
上記変形例の凹部５０（第１凹部５０Ａ及び第２凹部５０Ｂも含む）についても同様である。
【符号の説明】
【０１０８】
１      ナノギャップ素子（ナノギャップ電極を有する素子）
１０    絶縁性基板
２０    第１電極（ナノギャップ電極）
２０Ａ  第１電極層
３０    スペーサ
３０Ａ  スペーサ層
４０    絶縁膜
５０    凹部
６０    第２電極（ナノギャップ電極）
７０    間隙
８０    ストッパ
８０Ａ    ストッパ層
【図１】
2010245471.tif 000003
【図２】
2010245471.tif 000004
【図３】
2010245471.tif 000005
【図４】
2010245471.tif 000006
【図５】
2010245471.tif 000007
【図６】
2010245471.tif 000008
【図７】
2010245471.tif 000009
【図８】
2010245471.tif 000010
【図９】
2010245471.tif 000011
【図１０】
2010245471.tif 000012
【図１１】
2010245471.tif 000013
【図１２】
2010245471.tif 000014
【図１３】
2010245471.tif 000015
【図１４】
2010245471.tif 000016
【図１５】
2010245471.tif 000017
【図１６】
2010245471.tif 000018
【図１７】
2010245471.tif 000019
【図１８】
2010245471.tif 000020
【図１９】
2010245471.tif 000021
【図２０】
2010245471.tif 000022
【図２１】
2010245471.tif 000023
【図２２】
2010245471.tif 000024
【図２３】
2010245471.tif 000025
【図２４】
2010245471.tif 000026
【図２５】
2010245471.tif 000027