【手続補正書】
【提出日】平成19年10月1日(2007.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に水平面を定める基板と、
前記基板から垂直に突出し、垂直側壁を含むゲート電極と、
前記垂直側壁の側面に位置するスペーサと、
前記ゲート電極と前記スペーサとの間に位置決めされ、対向する第１の端部と第２の端部との間に延び、実質的に垂直な配向を持つ半導体ナノチューブと、
前記ナノチューブと前記ゲート電極との間の前記垂直側壁上に配置されたゲート誘電体と、
前記ナノチューブの前記第１の端部と電気的に結合されたソースと、
前記ナノチューブの前記第２の端部と電気的に結合されたドレインと、
を含む、垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項２】
前記ソースは、化学気相成長プロセスによって前記半導体ナノチューブを合成するのに有効な触媒材料を含む、請求項１に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項３】
前記ドレインは、化学気相成長プロセスによって前記半導体ナノチューブを合成するのに有効な触媒材料を含む、請求項１に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項４】
前記スペーサは、隙間によって前記基板から隔てられ、前記隙間は、前記半導体ナノチューブが形成された後で絶縁材料によって埋められる、請求項１に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項５】
前記半導体ナノチューブは、配列された炭素原子で構成されている、請求項１に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項６】
前記スペーサは、通路によって前記垂直側壁から隔てられる、請求項１に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項７】
前記通路は、前記半導体ナノチューブの成長に適した水平方向の寸法と、前記ゲート電極の前記垂直側壁の垂直方向高さより長いか又はそれと等しい垂直方向の寸法とを有する、請求項６に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項８】
前記通路は、垂直方向に見ると矩形の断面形状を有する、請求項６に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項９】
前記ソースは、化学気相成長プロセスによって前記半導体ナノチューブを合成するのに有効な触媒材料で構成され、前記通路と垂直方向に位置合わせされた状態で前記基板上に位置決めされる、請求項６に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項１０】
前記スペーサは、化学気相成長プロセスによって前記半導体ナノチューブを成長させるのに有効な反応物質を前記ソースの前記触媒材料に供給するのに効果的な隙間を定めるように、前記基板から垂直方向に間隔を空けて配置される、請求項９に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項１１】
前記隙間は、前記半導体ナノチューブが化学気相成長プロセスによって成長した後で、絶縁材料によって埋められる、請求項１０に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項１２】
前記ゲート電極と前記スペーサとの間に水平に位置決めされた複数の半導体ナノチューブをさらに含み、前記複数の半導体ナノチューブの各々は、対向する第１の端部と第２の端部との間の前記通路内で垂直に延びる、請求項６に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項１３】
前記複数の半導体ナノチューブによって占有されない前記通路内の空間は、絶縁材料によって埋められる、請求項１２に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項１４】
前記ゲート電極と前記スペーサとの間に水平に位置決めされた複数の半導体ナノチューブをさらに含み、前記複数の半導体ナノチューブの各々は、対向する第１の端部と第２の端部との間で垂直に延びる、請求項１に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項１５】
前記複数の半導体ナノチューブの少なくとも１つは、前記ソースと電気的に結合された前記第１の端部と、前記ドレインと電気的に結合された前記第２の端部とを有する、請求項１４に記載の垂直型半導体デバイス構造体。
【請求項１６】
垂直型半導体デバイス構造体を形成する方法であって、
基板上に触媒パッドを形成するステップと、
前記触媒パッドに隣接してゲート電極を形成するステップと、
前記触媒パッドを覆う位置において、前記ゲート電極の垂直側壁上に第１のスペーサを形成するステップと、
前記第１のスペーサ上に第２のスペーサを形成するステップと、
前記第１のスペーサを除去し、前記第２のスペーサ及び前記ゲート電極によって囲まれた通路であって、一方の端部に開口部を有し、対向する端部に位置する前記触媒パッドを有する通路を定めるステップと、
前記垂直側壁上にゲート誘電体を形成するステップと、
前記触媒パッド上に、該触媒パッドから前記通路の前記開口部に近い自由端まで実質的に垂直に延びる半導体ナノチューブを合成するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記第１のスペーサを除去するステップは、前記ゲート電極、前記第２のスペーサ、及び前記基板に対して、前記第１のスペーサを選択的にエッチングするステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のスペーサを選択的にエッチングするステップは、前記第１のスペーサを等方性にエッチングするステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のスペーサを形成するステップは、前記第２のスペーサを異方性にエッチングするステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記ゲート誘電体を形成するステップは、前記ゲート電極の前記側壁を酸化させて前記ゲート誘電体を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１のスペーサは、前記触媒パッドへの流路となる隙間によって前記基板から垂直方向に隔てられ、前記半導体ナノチューブを合成するステップは、前記触媒パッドにおいて前記半導体ナノチューブを合成するように化学反応を起こすことができる反応物質を、前記隙間によって定められた前記流路を通して誘導するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記半導体ナノチューブを合成した後で、前記隙間を絶縁材料で埋めるステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記通路の前記開口部及び前記ゲート電極を絶縁材料の層で覆うステップと、前記絶縁材料の層に、前記半導体ナノチューブの前記自由端と電気的に結合されたコンタクトを形成するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記半導体ナノチューブを合成するステップは、前記半導体ナノチューブを成長させるのに有効な条件の下で、前記触媒パッドを反応物質にさらすステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のスペーサは、前記触媒パッドへの流路となる隙間によって前記基板から隔てられ、前記半導体ナノチューブを合成するステップは、前記触媒パッドにおいて前記半導体ナノチューブを合成するように化学反応を起こす前記反応物質を、前記隙間を通して誘導するステップを含む、請求項２４に記載の方法
【請求項２６】
前記ゲート電極及び前記触媒パッドを形成した後に、前記触媒パッドの覆われた部分に重なり、前記触媒パッドの覆われていない部分を露出させる第３のスペーサを形成するステップと、前記触媒パッドの表面面積を小さくするために、前記触媒パッドの覆われていない部分を除去するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記触媒パッドの露出された部分を除去するステップは、前記ゲート電極及び前記基板に対して、前記触媒パッドの覆われていない部分を選択的にエッチングするステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記半導体ナノチューブの前記自由端と電気的に結合されたコンタクトを形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２９】
前記半導体ナノチューブの前記自由端は、前記コンタクトを構成する金属プラグの中に突出する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記ゲート誘電体は、前記半導体ナノチューブの成長を触媒する前記触媒パッドの能力に悪影響を与えることなく形成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項３１】
前記半導体ナノチューブは、前記ゲート電極に制御電圧を印加することによって電流が調整されるチャネルを有する電界効果トランジスタのチャネル領域を定める、請求項１６に記載の方法。
【請求項３２】
前記ゲート電極と前記スペーサとの間に位置決めされ、各々が前記触媒パッドから前記通路の前記開口部に近い自由端まで延びる複数の半導体ナノチューブを合成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項３３】
前記通路の前記開口部及び前記ゲート電極を絶縁材料の層で覆うステップと、前記絶縁材料の層に、前記複数の半導体ナノチューブの少なくとも１つの前記自由端と電気的に結合されたコンタクトを形成するステップとをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記通路は、前記半導体ナノチューブの成長に適した水平方向の寸法と、前記ゲート電極の前記垂直側壁の垂直方向高さより長いか又はそれと等しい垂直方向の寸法とを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項３５】
前記通路は、垂直方向に見ると矩形の断面形状を有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記触媒パッドは、前記通路と垂直方向に位置合わせされた状態で前記基板上に位置決めされる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記スペーサは、化学気相成長プロセスによって前記半導体ナノチューブを成長させるのに有効な反応物質を前記触媒パッドに供給するのに効果的な隙間を定めるように、前記基板から垂直方向に間隔を空けて配置される、請求項３６に記載の方法。