(57)【要約】【課題】金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、基板上に形成された絶縁層と、絶縁層上に離隔されて形成されたソース及びドレインと、ソース及びドレインの表面にそれぞれ形成されたトンネリング障壁層と、トンネリング障壁層及び絶縁層上に形成された金属−絶縁体転移物質層と、金属−絶縁体転移物質層上に積層された誘電体層と、誘電体層上に形成されたゲート電極層と、を備える金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタである。【選択図】図１
2006319342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に離隔されて形成されたソース及びドレインと、
前記ソース及びドレインの表面にそれぞれ形成されたトンネリング障壁層と、
前記トンネリング障壁層及び前記絶縁層上に形成された金属−絶縁体転移物質層と、
前記金属−絶縁体転移物質層上に積層された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成されたゲート電極層と、を備えることを特徴とする金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項２】
前記金属−絶縁体転移物質層は、前記ソース及び前記ドレイン間の電位差により、物性が金属から絶縁体あるいはその反対に変わる物質から形成されたことを特徴とする請求項１に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項３】
前記金属−絶縁体転移物質層は、カルコゲナイド物質膜、遷移金属酸化膜、複数の遷移金属酸化物を含む合成物質膜、アルミニウム酸化膜及び複数のアルミニウム酸化物を含む合成物質膜からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項４】
前記遷移金属酸化膜をなす遷移金属は、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｎｂ及びＴａからなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項３に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項５】
前記誘電体層は、Ａｌ２Ｏ３膜、ＨｆＯ２膜及びＺｒＯ２膜のうち、いずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項６】
前記ソース及び前記ドレインは、前記金属−絶縁体転移物質層とショットキー接合をなすことができる金属膜及びシリサイド膜のうち、いずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項７】
前記金属膜は、Ａｌ膜、Ｔｉ膜及びＡｕ膜のうち、いずれか一つであることを特徴とする請求項６に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項８】
前記シリサイド膜は、ＰｔＳｉ膜またはＮｉＳｉ２膜であることを特徴とする請求項６に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項９】
前記トンネリング障壁層は、酸化層または窒化層であることを特徴とする請求項１に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ。
【請求項１０】
（イ）基板上に絶縁層を形成するステップと、
（ロ）前記絶縁層上に離隔されたソース及びドレインを形成するステップと、
（ハ）前記ソース及びドレインの表面にトンネリング障壁層を形成するステップと、
（ニ）前記トンネリング障壁層及び前記絶縁層上に金属−絶縁体転移物質層、誘電体層及びゲート電極層を順次に積層するステップと、を含むことを特徴とする金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記ゲート電極層、前記誘電体層及び前記金属−絶縁体転移物質層の一部を順次にエッチングし、前記ソース及びドレインの一部を露出させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ロ）は、
前記絶縁層の前記ソース及びドレインが形成される領域を露出させるマスクを形成するステップと、
前記絶縁層の露出された領域上に伝導性物質層を形成するステップと、
前記マスクを除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタのその製造方法。
【請求項１３】
前記金属−絶縁体転移物質層は、カルコゲナイド物質膜、遷移金属酸化膜、複数の遷移金属酸化物を含む合成物質膜、アルミニウム酸化膜及び複数のアルミニウム酸化物を含む合成物質膜からなる群のうち選択されたいずれか一つから形成することを特徴とする請求項１０に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法。
【請求項１４】
前記遷移金属酸化膜をなす遷移金属は、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｎｂ及びＴａからなる群のうち選択されたいずれか一つから形成することを特徴とする請求項１３に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ製造方法。
【請求項１５】
前記トンネリング障壁層は、前記ソース及びドレインの表面を酸化または窒化させた酸化層または窒化層であることを特徴とする請求項１０に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法。
【請求項１６】
前記トンネリング障壁層は、前記絶縁層とソース及びドレイン上に絶縁物質を塗布して形成することを特徴とする請求項１０に記載の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子及びその製造方法に係り、さらに詳細には、金属−絶縁体転移物質を含むトランジスタ素子の漏れ電流を減少させるために、ソース及びドレイン間にトンネリング障壁層を形成した、金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタとその動作及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体設計及び工程技術の発展により、集積度の高い半導体装置の必要性が非常に高まっている。半導体装置の集積度を高めるためには、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のサイズを小さくすることが必須である。しかし、これには多くの技術的な問題点が発生しうる。
【０００３】
ＦＥＴのサイズが小さくなれば、ソースとドレインとの間のチャンネル長が短くなるが、その結果、いわゆる短チャンネル効果と呼ぶ異常現象が現れる。短チャンネル効果により、ＦＥＴのスレショルド電圧が過度に低くなり、キャリア移動度が低くなるという問題点がある。また、トランジスタのサイズを小さくすれば、オン状態でのチャンネル抵抗が増加する。従って、供給できる電流値に限界を有し、ＰＲＡＭ、ＲＲＡＭまたはＭＲＡＭのような半導体素子への応用に制限を受けてしまう。
【０００４】
一般的なＣＭＯＳ構造では、熱電子による漏れ電流現象を防止するために、一定値以上のスレショルド電圧（Ｖｔｈ）を必要とする。また、必要な利得を得るためには、動作電圧を低くするのに限界がある。従って、電力消耗量が増加し、素子の発熱問題が発生し、それ以上集積度を上昇させ難い。
【０００５】
半導体素子の大きさを小さくしつつ、ゲート絶縁層を構成する物質のキャパシタンスを増大させるための研究が進められている。これは、素子が小さくなりつつ、ゲート絶縁層が薄くなる場合に発生する漏れ電流問題を少なくするためであり、特に、ｈｉｇｈ−ｋ物質を開発するための多くの研究が進められている。一方、ゲート絶縁層のキャパシタンスが増大すれば、これを充填させるが、さらに多くの時間及びエネルギー（有効電力）が必要になる。結果的に、ゲート絶縁層のキャパシタンスを高めれば、発熱現象と速度が遅くなるという問題点があり、キャパシタンスが低ければ、漏れ電流現象などによる素子の信頼性に問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述の従来技術の問題点を改善するためのものであり、低電圧動作が可能であり、かつ短チャンネル効果を減らすことができる金属−絶縁体転移物質を利用し、ソースと誘電体層との間にトンネリング障壁層を形成し、漏れ電流を減少させることができるトランジスタを提供するところにその目的がある。
【０００７】
また、本発明では、前述のようなトランジスタの製造方法を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記技術的課題を達成するために、基板と、前記基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に離隔されて形成されたソース及びドレインと、前記ソース及びドレインの表面にそれぞれ形成されたトンネリング障壁層と、前記トンネリング障壁層及び前記絶縁層上に形成された金属−絶縁体転移物質層と、前記金属−絶縁体転移物質層上に積層された誘電体層と、前記誘電体層上に形成されたゲート電極層と、を備える金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタを提供する。
【０００９】
本発明において、前記金属−絶縁体転移物質層は、前記ソース及び前記ドレイン間の電位差により、物性が金属から絶縁体あるいはその反対に変わる物質から形成されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記金属−絶縁体転移物質層は、カルコゲナイド物質膜、遷移金属酸化膜、複数の遷移金属酸化物を含む合成物質膜、アルミニウム酸化膜及び複数のアルミニウム酸化物を含む合成物質膜からなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記遷移金属酸化膜をなす遷移金属は、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｎｂ及びＴａからなる群のうち選択されたいずれか一つであることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、前記誘電体層は、Ａｌ２Ｏ３膜、ＨｆＯ２膜及びＺｒＯ２膜のうち、いずれか一つであることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、前記ソース及び前記ドレインは、前記物性変換層とショットキー接合をなすことができる金属膜及びシリサイド膜のうち、いずれか一つであることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、前記金属膜は、Ａｌ膜、Ｔｉ膜及びＡｕ膜のうち、いずれか一つであることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記シリサイド膜は、ＰｔＳｉ膜またはＮｉＳｉ２膜であることを特徴とする。
【００１６】
本発明において、前記トンネリング障壁層は、酸化層または窒化層であることを特徴とする。
【００１７】
また本発明では、（イ）基板上に絶縁層を形成するステップと、（ロ）前記絶縁層上に離隔されたソース及びドレインを形成するステップと、（ハ）前記ソース及びドレインの表面にトンネリング酸化層を形成するステップと、（ニ）前記トンネリング酸化層及び前記絶縁層上に金属−絶縁体転移物質層、誘電体層及びゲート電極層を順次に積層するステップと、を含む金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法を提供する。
【００１８】
本発明において、前記ゲート電極層、前記誘電体層及び前記金属−絶縁体転移物質層の一部を順次にエッチングし、前記ソース及びドレインの一部を露出させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明において、前記ステップ（ロ）は、前記絶縁層の前記ソース及びドレインが形成される領域を露出させるマスクを形成するステップと、前記絶縁層の露出された領域上に伝導性物質層を形成するステップと、前記マスクを除去するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記金属−絶縁体転移物質層は、カルコゲナイド物質膜、遷移金属酸化膜、複数の遷移金属酸化物を含む合成物質膜、アルミニウム酸化膜及び複数のアルミニウム酸化物を含む合成物質膜からなる群のうち選択されたいずれか一つから形成することを特徴とする。
【００２１】
本発明において、前記遷移金属酸化膜をなす遷移金属は、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｎｂ及びＴａからなる群のうち選択されたいずれか一つから形成することを特徴とする。
【００２２】
本発明において、前記トンネリング障壁層は、前記ソース及びドレインの表面を酸化または窒化させた酸化層または窒化層であることを特徴とする。
【００２３】
本発明において、前記トンネリング障壁層は、前記絶縁層とソース及びドレイン上に絶縁物質を塗布して形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のトランジスタは、金属−絶縁体転移物質層とソース及びドレインとの間にトンネリング障壁層を形成し、漏れ電流を減少させて素子の安定した作動を可能にする。よって、本発明を利用すれば、低電圧動作が可能なので、発熱現象を減少させることができるなど、半導体装置の集積化による問題点を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ及びその製造方法について詳細に説明する。ただし、図面に図示された各層の厚さは、説明のために多少誇張されて図示されている。
【００２６】
まず、図１を参照し、本発明の実施形態によるトランジスタについて説明する。
【００２７】
図１を参照すれば、基板３０上に絶縁層３１が形成されている。絶縁層３１上には、第１伝導性パターン３２ａ及び第２伝導性パターン３２ｂが形成されており、それらは、相互離隔されている。ここで、第１伝導性パターン３２ａ及び第２伝導性パターン３２ｂのうち、いずれか一つは、ソースとして使われ、残りの一つは、ドレインとして使われる。以下、第１伝導性パターン３２ａはソースとし、第２伝導性パターン３２ｂはドレインとする。ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ上には、トンネリング障壁層３３が形成されている。そして、トンネリング障壁層３３及び絶縁層３１上には、金属−絶縁体転移物質層３４、誘電体層３５及びゲート電極層３６が順次に形成されている。
【００２８】
以下、図１に開示した各層を構成する具体的な物質について説明する。基板３０は、所定の不純物がドーピングされた半導体基板であり、例えば、ｎ型またはｐ型不純物がドーピングされたＳｉ基板を使用できる。絶縁層３１は、熱酸化膜、例えばＳｉＯ２膜を使用でき、また、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ２）や窒化膜（ＳｉＮｘ）などを制限なく使用できる。ソース３２ａ及びドレイン３２ｂは、金属またはシリサイドを使用できる。ここで、前記金属としては、Ａｌ、ＴｉまたはＡｕなどが使われ、前記シリサイドとしては、白金シリサイド（ＰｔＳｉ）、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ２）などを例として挙げることができる。
【００２９】
ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ上に形成されるトンネリング障壁層３３は、基本的に絶縁物質を使用する。このとき、絶縁物質は、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂの構成成分と異なる別途の物質を使用して形成でき、酸化物または窒化物などを含む。また、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂの表面を酸化または窒化させた酸化物または窒化物でありうる。例えば、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂをＡｌから形成した場合、トンネリング障壁層３３は、Ａｌを酸化させたＡｌ２Ｏ３になりうる。
【００３０】
金属−絶縁体転移物質層３４は、カルコゲナイド系物質、遷移金属酸化物または遷移金属酸化物を含む合成物質でありうる。そして、アルミニウム酸化物及びこれを含む合成物質でありうる。前記遷移金属酸化物を形成する遷移金属の例を挙げれば、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＮｂまたはＴａなどがある。誘電体層３５は、金属−絶縁体転移物質層３４と反応性の低い物質であり、例えば、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯ２）またはジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ２）などがある。ゲート電極層３６は、一般的に、トランジスタ構造体のゲート電極として使用するＡｕ、ＰｔまたはＡｌなどが使われうる。
【００３１】
以下、図１に図示した本発明の実施形態によるトランジスタの動作について説明すれば、次の通りである。
【００３２】
まず、ゲート電極層３６に印加するゲート電圧Ｖｇを０Ｖに維持し、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差Ｖｄをソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間のスレショルド電圧Ｖｔｈより低く維持する場合（Ｖｄ＜Ｖｔｈ）、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間に形成された金属−絶縁体転移物質層３４は、半導体あるいは絶縁体のような特性を維持する。従って、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間には、電流が流れるチャンネルが形成されない。
【００３３】
次に、ゲート電極層３６に印加するゲート電圧Ｖｇを０Ｖに維持し、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差Ｖｄをスレショルド電圧Ｖｔｈより大きく維持した場合（Ｖｄ＞Ｖｔｈ）、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間に形成された金属−絶縁体転移物質層３４は、金属のような特性を有するようになる。従って、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間にチャンネルが形成され、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間に電流が流れる。
【００３４】
次に、ゲート電極層３６に印加するゲート電圧Ｖｇが０Ｖより大きい場合には、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間に形成された金属−絶縁体転移物質層３４の絶縁層３１と隣接した領域でホールの密度が上昇する。従って、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差Ｖｄがスレショルド電圧Ｖｔｈより小さな場合にも、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間に形成された金属−絶縁体転移物質層３４にチャンネルが形成され、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間に電流が流れる。すなわち、ゲート電極３６に印加するゲート電圧Ｖｇが０より大きい場合、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間のスレショルド電圧Ｖｔｈが低くなるということを意味する。
【００３５】
図２は、本発明の実施形態による物性変換層を利用したトランジスタの電気的特性を表したグラフである。
【００３６】
図２を参照すれば、ソース３２ａとドレイン３２ｂとの間に流れる電流は、ソース３２ａとドレイン３２ｂとの間の電位差がＶ１及びＶ２である場合、急激に上昇することが分かる。ここで、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差がＶ１である場合には、ゲート電極３６に印加するゲート電圧Ｖｇが０より大きい場合であり、電位差がＶ２である場合には、ゲート電極３６に印加するゲート電圧Ｖｇが０である場合である。ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差がＶ１である場合、ソース３２ａとドレイン３２ｂとの間の電流値が突然に上昇する理由は、ゲート電圧Ｖｇを０以上にかけ、スレショルド電圧が低くなることを意味する。従って、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差をＶ１とＶ２との間の電圧値に維持した状態で、ゲート電極３６に０より大きいゲート電圧Ｖｇを印加すれば、オン状態になり、ゲート電極３６に０Ｖを印加すれば、オフ状態になるスイッチング素子として使用できるということが分かる。
【００３７】
ここで、集積度を向上させるために、各層の厚さ及び大きさを縮めれば、抵抗が増大して素子の発熱が問題になり、特に、ゲート電極層３６に印加するゲート電圧Ｖｇを０Ｖに維持し、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差Ｖｄをソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間のスレショルド電圧Ｖｔｈより低く維持する場合（Ｖｄ＜Ｖｔｈ）も、金属−絶縁体転移物質層３４を介して電流が流れることができる。これは、図２に図示されているように、Ｉｏｆｆ値が次第に増大することから確認できる。従って、本発明では、トンネリング障壁層３３をソース３２ａ及びドレイン３２ｂと金属−絶縁体転移物質層３４との間に形成することにより、かかるＩｏｆｆを減少させることができる。オン、オフ状態でのトンネリング障壁層３３、金属−絶縁体転移物質層３４、及びトンネリング障壁層３３から構成されたチャンネル領域についての等価回路を図３Ａ及び図３Ｂに表した。図３Ａは、オン状態でのチャンネル領域での等価回路を表し、図３Ｂは、オフ状態でのチャンネル領域での等価回路を表したものである。
【００３８】
図３Ａを参照すれば、オン状態では、金属−絶縁体転移物質層３４は、金属と同じ特性を有するので、抵抗値Ｒｍｉｔの低い状態となる。従って、トンネリング障壁層３３に大きい電圧がかかる。同時に、トンネリング障壁層３３の抵抗も低くなりつつ、金属−絶縁体転移物質層３４にホールディング電圧以上の電圧Ｖｍｉｔがかかる。
【００３９】
図３Ｂを参照すれば、ｏｆｆ状態では、金属−絶縁体転移物質層３４が絶縁体のような特性を有するので、抵抗値Ｒｍｉｔの高い状態となる。高い抵抗状態の金属−絶縁体転移物質層３４にほとんどの電圧がかかるので、トンネリング障壁層３３によるキャリアの移動を効果的に防ぐことができる。
【００４０】
以下、図４Ａないし図４Ｆを参照し、本発明の実施形態による物性変換層を備えるトランジスタの製造方法について詳細に説明する。
【００４１】
図４Ａないし図４Ｄを参照すれば、基板３０上に絶縁層３１を形成する。そして、絶縁層３１上に伝導性物質３２を塗布し、一般的な写真及びエッチング工程を利用してパターニングし、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂを形成する。もちろん、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の絶縁層３１上に感光膜パターン（図示せず）を形成した後、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂが形成される位置に伝導層を積層し、前記感光膜パターンを除去するリフトオフ方式により形成することもできる。ソース３２ａ及びドレイン３２ｂは、金属やシリサイドから形成でき、金属としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕなどが使われ、シリサイドとしては、白金シリサイド（ＰｔＳｉ）またはニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ２）が使われうる。
【００４２】
次に、図４Ｅを参照すれば、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ上にトンネリング酸化層３３を形成する。トンネリング酸化層は、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂの表面を酸化させて形成できる。例えば、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂがＡｌ、ＴｉまたはＴａから形成されれば、これを酸化させ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２またはＴａ２Ｏ５を形成し、トンネリング酸化層３３として使用するのである。もちろん、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂの物質を利用せず、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ上に別途の絶縁性酸化物または窒化物などを塗布し、トンネリング酸化層として使用できる。
【００４３】
図４Ｆを参照すれば、絶縁層３１、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ上に金属−絶縁体転移物質を塗布し、金属−絶縁体転移物質層３４を形成する。前記金属−絶縁体転移物質層３４は、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間の電位差により、物性が金属から絶縁体あるいはその反対に変わる物質膜から形成できる。かかる金属−絶縁体転移物質層３４は、カルコゲナイド物質膜または遷移金属酸化膜から形成することもでき、また、複数の遷移金属酸化物を含む合成物質膜から形成することもできる。ここで、前記遷移金属の例を挙げれば、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＮｂまたはＴａでありうる。そして、金属−絶縁体転移物質層３４は、アルミニウム酸化膜またはそれら酸化膜の合成物質膜から形成することもできる。
【００４４】
金属−絶縁体転移物質層３４を形成した後、その上部に誘電体層３５とゲート電極層３６とを順次に形成する。誘電体層３５は、金属−絶縁体転移物質層３４との反応性が低く、かつ薄膜加工の可能な物質膜から形成でき、例えば、アルミニウム酸化膜（Ａｌ２Ｏ３）、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ２）、ジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ２）などにより形成できる。そして、誘電体層３５上にゲート電極層３６を形成する。
【００４５】
付加的に、ゲート電極層３６上に感光膜パターン（ＰＲ）を形成し、これをマスクとしてゲート電極３５の露出された部分をエッチングできる。前記エッチング工程を行いつつ、ソース３２ａ及びドレイン３２ｂのパターンを露出させて領域を限定できる。そして、前記エッチング工程後、前記感光膜パターン（ＰＲ）を除去すれば、図１のトランジスタ構造を得ることができる。
【００４６】
前記の説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものとするより、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。例えば、本発明が属する技術分野の当業者ならば、絶縁層３１を基板表面の酸化工程により形成することができ、金属−絶縁体転移物質層３４をソース３２ａ及びドレイン３２ｂ間にだけ形成することも可能である。従って、本発明の範囲は、説明された実施形態によって定めるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタ及びその製造方法は、例えば、半導体関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの断面図である。
【図２】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの電気的特性を表したグラフである。
【図３Ａ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタのｏｎ状態の等価回路図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタのｏｆｆ状態の等価回路図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法を表した図面である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法を表した図面である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法を表した図面である。
【図４Ｄ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法を表した図面である。
【図４Ｅ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法を表した図面である。
【図４Ｆ】本発明の実施形態による金属−絶縁体転移物質を利用したトランジスタの製造方法を表した図面である。
【符号の説明】
【００４９】
３０  基板
３１  絶縁層
３２  伝導性物質
３２ａ  ソース
３２ｂ  ドレイン
３３  トンネリング酸化層
３４  金属−絶縁体転移物質
３５  誘電体層
３６  ゲート電極層
【図１】
2006319342.tif 000003
【図２】
2006319342.tif 000004
【図３Ａ】
2006319342.tif 000005
【図３Ｂ】
2006319342.tif 000006
【図４Ａ】
2006319342.tif 000007
【図４Ｂ】
2006319342.tif 000008
【図４Ｃ】
2006319342.tif 000009
【図４Ｄ】
2006319342.tif 000010
【図４Ｅ】
2006319342.tif 000011
【図４Ｆ】
2006319342.tif 000012