(57)【要約】【課題】  本発明は、ショットキ・コンタクト（１６）を形成するために半導体（１４）上に導電性炭素材料（１７）を堆積する方法に関する。【解決手段】  本発明の方法は、半導体（１４）をプロセス・チャンバ（１０）内に導入するステップと、プロセス・チャンバ（１０）の内部（１０'）を所定温度に加熱するステップと、プロセス・チャンバ（１０）を第１所定圧力以下に減圧するステップと、プロセス・チャンバ（１０）の内部（１０'）を第２所定温度に加熱するステップと、少なくとも炭素を含むガス（１２）を、第１所定圧力よりも高い第２所定圧力に達するまで導入するステップと、少なくとも炭素を含むガス（１２）から、半導体（１４）上に導電性炭素材料（１７）を堆積することにより、半導体（１４）上に堆積した炭素材料（１７）がショットキ・コンタクト（１６）を形成するステップを備えている。【選択図】      図２Ｂ
2007525026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショットキ・コンタクト（１６）を形成するために半導体（１４）上に導電性炭素材料（１７）を堆積するための方法であって、
（ａ）前記半導体（１４）をプロセス・チャンバ内に導入するステップと、
（ｂ）プロセス・チャンバ（１０）の内部（１０'）を所定温度に加熱するステップと
、
（ｃ）前記プロセス・チャンバ（１０）を第１所定圧力以下に減圧するステップと、
（ｄ）プロセス・チャンバ（１０）の内部（１０'）を第２所定温度に加熱するステッ
プと、
（ｅ）少なくとも炭素を含むガス（１２）を、前記第１所定圧力よりも高い第２所定圧力に達するまで供給するステップと、
（ｆ）少なくとも炭素を含む前記ガス（１２）から、前記半導体（１４）上に前記導電性炭素材料（１７）を堆積することによって、前記半導体（１４）上に堆積した炭素材料（１７）が前記ショットキ・コンタクト（１６）を形成するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２】
前記半導体（１４）を以下の材料、
シリコン、炭化珪素、ダイアモンド、ゲルマニウム、ＩＩＩ−Ｖ半導体である、ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂの内少なくとも１つ、ＩＩ−ＶＩ半導体である、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＢｅＳ、ＢｅＳｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅの内少なくとも１つ、化合物である、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅの内少なくとも１つ、化合物である、ＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、ＡｇＦ、ＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩの内少なくとも１つ、又は、前記材料の組み合わせのうちの１つから製作することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記半導体（１４）は、ｐ型又はｎ型にドープされていることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記半導体（１４）上に堆積する炭素材料（１７）は、ショットキ・ダイオード（１８）を形成することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記半導体（１４）上に堆積する炭素材料（１７）は、ＭＥＳＦＥＴトランジスタのショットキ・ゲート（１９）を形成する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法において、
前記第１所定圧力は、１Ｐａ未満、好適には、１／８Ｐａ未満であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、
前記第２所定圧力は、１０〜１０１３ｈＰａの間の範囲内、好適には、３００〜７００ｈＰａの間にあることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法において、
前記所定の温度は、４００℃〜１２００℃の間、好適には、６００℃〜９５０℃の間にあることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において、
少なくとも炭素を含む前記ガス（１２）として、前記プロセス・チャンバ（１０）にメタンを供給することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法において、
前記ガス（１２）を前記プロセス・チャンバ（１０）に急速に供給し、所定の圧力において、堆積が直ちに行われるのではなく、前記ガスが最初に加熱し、次いで堆積が開始することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法において、
前記堆積した導電性炭素材料（１７）に、ジボラン、ＢＣｌ３、窒素、燐、又は砒素の添加によって、あるいは所定濃度でのイオン打ち込みによってドープすることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法において、
前記少なくとも炭素を含むガス（１２）を導入する前に、好適には、所定の温度において、特に窒素雰囲気において、３００〜５００Ｐａ、好適には３３０Ｐａの圧力で、所定の時間、好適には、５分間前記シリコン半導体（１４）の熱処理ステップを実行することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積の後、１０００℃から１２００℃、好適には、１０５０℃で、０．５から５分間、好適には２分の時間にわたって、後者に加熱処理を加えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積の間、所定時間の後動作を中断し、エッチング工程において、好適にはプラズマを用いて、前記堆積した導電性炭素材料層（１７'）を部分
的にエッチ・バックし、その後前記堆積動作を再開することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の前記エッチ・バック、及び堆積の再開を、ステージ毎のプロセスにおいて多数回繰り返すことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積は、１〜３００ｈＰａの間の第２の所定圧力において、活性化光子源（１３）の存在の下で、前記プロセス・チャンバ（１０）内において行われることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積は、多数の半導体ウェハと共に、バッチ・プロセスにおいて並行して行われることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積は、多数の半導体ウェハ（１４）と共に、２〜３０分、好適には、５分の時間期間バッチ・プロセスにおいて並行して行われることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８の１項に記載の方法において、
前記ショットキ・コンタクト（１６）は、前記半導体（１４）をｐ型にドープした場合、少なくとも０．８ｅＶのショットキ・バリアを有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９の１項に記載の方法において、
前記炭素層（１７）を、水素、酸素、又はエア・プラズマ及びフォトレジストを用いてパターニングすることを特徴とする方法。
【請求項２１】
半導体コンタクト・デバイスであって、
（ａ）半導体（１４）と、
（ｂ）前記半導体（１４）上に、堆積した炭素材料（１７）で作成した導電性ショットキ・コンタクト（１６）と、
を備えている、半導体コンタクト・デバイス。
【請求項２２】
請求項１７に記載の半導体コンタクト・デバイスにおいて、
前記半導体（１４）上に堆積した炭素材料（１７）がショットキ・ダイオード（１８）を形成することを特徴とする、半導体コンタクト・デバイス。
【請求項２３】
請求項１７に記載の半導体コンタクト・デバイスにおいて、
前記半導体（１４）上に堆積した炭素材料（１７）は、ＭＥＳＦＥＴトランジスタのショットキ・ゲート（１９）を形成することを特徴とする、半導体コンタクト・デバイス。
【請求項２４】
請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の半導体コンタクト・デバイスにおいて、
前記炭素材料（１７）は、前記プロセスの間におけるジボラン又はＢＣｌ３又は窒素又は燐又は砒素の添加、あるいは前記プロセス後における所定濃度でのドーピングのようなイオン打ち込みによる、硼素、窒素、燐、又は砒素を含むことを特徴とする、半導体コンタクト・デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショットキ・コンタクトを形成するために半導体上に導電性炭素材料を堆積する方法、及び半導体コンタクト・デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ショットキ・コンタクトに基づく多数の部品、例えば、ダイオード又はトランジスタでは、十分な障壁の高さを有する、再現可能なショットキ・バリアを生成することが極めて重要である。従来技術によれば、金属、例えば、モリブデンを選択的に半導体上に堆積して、ショットキ・コンタクトを形成する。これまでに用いられていた金属は、例えば、シリコン半導体の場合、エネルギ障壁が０．５５〜０．８５ｅＶ（ＳＺＥ、「半導体の物理学」、第２版、ｐ．２４５〜３１１参照）（非特許文献１）であり、金属を半導体上において選択的にパターニングしなければならないので、パターニングが難しい。メタライゼーション・プロセス及びそのパターニングは、特に、重金属を用いる場合、無害環境、及び資源を保存する処理に対する要求を満たせない。
【０００３】
高導電性は、半導体のゲート材料に対して予め定められている規定の１つに過ぎない。他にも、パターニング容易性、摂氏１２００゜までの温度安定性、及び電圧を印加したときの界面における電荷キャリアの欠乏に対する抵抗性に関して予め定められている規定がある。パターニング可能性は、特に、金属電極の場合に問題となる。何故なら、ドライ・エッチング技術を伴うパターニングは、厚さが約１ｎｍに過ぎない薄いゲート酸化物上で高い選択性をもって停止し、前記ゲート酸化物を浸食したりエッチングして除去してしまわないようにしなければならないからである。ショットキ・コンタクトの場合、ゲート酸化物上ではなく、半導体材料上で停止する必要がある。更に、金属の堆積プロセス（スパッタリング、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ等）は、コスト集約的な単一ウェハ・プロセスである。
【非特許文献１】ＳＺＥ、「半導体の物理学」、第２版、ｐ．２４５〜３１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、ショットキ・コンタクトを形成するために半導体上に導電性炭素材料を堆積する方法、ならびに低抵抗率、ショットキ・コンタクトの高エネルギ障壁、高温安定性、環境に優しい堆積及びパターニング方法、そして並列プロセスにおける実現を可能にする半導体コンタクト・デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は、請求項１に指定するようなショットキ・コンタクトを形成するために半導体上に導電性炭素材料を堆積する方法、及び請求項１８記載の半導体コンタクト・デバイスによって達成される。
【０００６】
本発明の基になる思想は、本質的に、有機ガスからの高導電性炭素層を、半導体上にその形状に合わせて堆積してショットキ・コンタクトを形成し、このショットキ・コンタクトが十分に高いエネルギ障壁を備えることにある。
【０００７】
本発明では、緒言において述べた問題を、具体的には、ショットキ・コンタクトを形成するために半導体上に導電性炭素材料を堆積する方法によって解決する。この方法は、プロセス・チャンバの内部を所定温度に加熱するステップと、半導体をプロセス・チャンバ内に導入するステップと、プロセス・チャンバを第１所定圧力以下に減圧するステップと
、プロセス・チャンバの内部を第２所定温度に加熱するステップと、少なくとも炭素を含むガスを、第１所定圧力よりも高い第２所定圧力に達するまで導入するステップと、少なくとも炭素を含むガスから、半導体上に導電性炭素材料を堆積し、半導体上に堆積した炭素材料がショットキ・コンタクトを形成するステップとを備えている。
【０００８】
本発明のそれぞれの主題の有利な実施形態及び改良は、従属項において見出される。
好適な一実施形態によれば、半導体上に堆積する炭素材料は、ショットキ・ダイオードを形成する。
【０００９】
別の好適な実施形態によれば、半導体上に堆積する炭素材料は、ＭＥＳＦＥＴトランジスタのショットキ・ゲートを形成する。
別の好適な実施形態によれば、第１所定圧力は、１Ｐａ未満、好適には、１／８Ｐａ未満である。
【００１０】
別の好適な実施形態によれば、第２所定圧力は、１０〜１０１３ｈＰａの範囲内、好適には、３００〜７００ｈＰａの間にある。
別の好適な実施形態によれば、所定の温度は、４００℃〜１２００℃の間、好適には、６００℃〜９５０℃の間にある。
【００１１】
別の好適な実施形態によれば、少なくとも炭素を含むガスとして、プロセス・チャンバにメタンを導入する。
別の好適な実施形態によれば、ガスをプロセス・チャンバに急速に導入し、所定の圧力において、堆積が直ちに行われるのではなく、ガスが最初に加熱し、次いで堆積が開始する。
【００１２】
別の好適な実施形態によれば、ジボラン又はＢＣｌ３又は窒素又は燐又は砒素の添加によって、あるいは所定濃度でのイオン打ち込みによって、堆積した導電性炭素材料に、ドープする。
【００１３】
この好適な実施形態の利点の１つは、炭素材料の導電性及び仕事関数を、堆積される導電性炭素材料のドーピングによって設定できることである。
別の好適な実施形態によれば、少なくとも炭素を含むガスを導入する前に、好適には、所定の温度において、特に窒素雰囲気において、３００〜５００Ｐａ、好適には３３０Ｐａの圧力で、所定の時間、好適には、５分間シリコン半導体の熱処理ステップを実行する。
【００１４】
別の好適な実施形態によれば、導電性炭素材料の堆積の後、１０００℃から１２００℃、好適には、１０５０℃で、０．５〜５分間、好適には２分の時間にわたって、後者に加熱処理を加える。
【００１５】
別の好適な実施形態によれば、導電性炭素材料の堆積の間、所定時間の後動作を中断し、エッチング工程において、好適にはプラズマを用いて、堆積した導電性炭素材料層を部分的にエッチ・バックし、その後堆積動作を再開する。
【００１６】
別の好適な実施形態によれば、段階毎のプロセスにおいて、導電性炭素材料のエッチ・バック、及び堆積の再開を多数回繰り返す。
別の好適な実施形態によれば、導電性炭素材料の堆積は、１〜３００ｈＰａの間の第２の所定圧力において、活性化光子源の存在の下で、プロセス・チャンバ内において行われる。
【００１７】
別の好適な実施形態によれば、導電性炭素材料の堆積は、バッチ・プロセスにおいて並行して、又は多数の半導体ウェハを用いて並行プロセスにおいて行われる。
別の好適な実施形態によれば、導電性炭素材料の堆積は、シリコン半導体のような多数の半導体ウェハと共に、２から３０分、好適には、５分の時間期間バッチ・プロセスにおいて並行して行われる。この場合、堆積の期間が炭素層の厚さを決定する。典型的な５分の期間を仮定すると、炭素層の厚さは約１００ナノメートルとなる。
【００１８】
別の好適な実施形態によれば、ショットキ・コンタクトは、半導体を１０１７／ｃｍ３でｐ−型にドープした場合、少なくとも０．８ｅＶのショットキ・バリアを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態例を図面に示し、以下の記載において更に詳細に説明する。
図面において、同一の参照記号は、同一又は機能的に同一の構成部分を示すものとする。
【００２０】
以下では、半導体構造及び半導体生産プロセスを参照しながら本発明について説明するが、本発明はそれに制限されるのではなく、むしろ多様な方法で用いることができる。
図１は、本発明の一実施形態の解明するためのプロセス・チャンバ１０の模式側断面図を示す。
【００２１】
所望の圧力であればいずれでも、例えば、ポンプ装置（図示せず）によって、プロセス・チャンバ１０に加えることができる。所望のガス１２であればいずれでも、供給管１１を通じてプロセス・チャンバ１０に導入することができる。好適には光子源も有する加熱装置１３によって、プロセス・チャンバ１０の温度を、所望に応じて、例えば、０℃〜２０００℃の間に調節することができる。図１によれば、例えば、複数の半導体ウェハの形態とした、複数のシリコン半導体１４が、プロセス・チャンバの内部１０'に配列されて
いる。
【００２２】
ショットキ・コンタクト１６を形成するための本発明による堆積プロセスについて、図１を参照しながら、実施形態の一例に基づいて以下に説明する。最初に、プロセス・チャンバ１０、例えば、炉を所定の温度、好適には、９５０℃に加熱し、好適には初期状態において常温（２０℃）であった少なくとも１枚の半導体ウェハ１４をプロセス・チャンバ１０の内部１０'に導入した後にそれに加えた１／８Ｐａ未満であることが好ましい、第
１所定圧力を有する。
【００２３】
これに続いて、好適には、供給管１１を通じて水素を添加しつつ、例えば、５分の所定期間９５０℃の熱処理工程を行い、プロセス・チャンバ１０内の圧力が約３３０Ｐａとなるようにする。次いで、少なくとも炭素、好適にはメタン（ＣＨ４）から成り３００〜８００ｈＰａの範囲内の第２所定圧力のガス１２をプロセス・チャンバ１０に充填する。この場合、ガス１２の熱分解又は分解は直ちには始まらないが、ガス１２及びシリコン半導体１４の表面が加熱され、ガス１２の分解がシリコン半導体１４の表面において始まる程度になるまでに約１分を要することが好ましい。
【００２４】
図２ａ，２ｂは、本発明にしたがって、ショットキ・コンタクトを形成するためにシリコン半導体１４上に堆積した炭素材料１７の模式断面図を示す。
図２ａによれば、図１を参照して一例として説明した方法によって、半導体基板１４上に導電性炭素材料１７を堆積する。堆積した炭素材料１７をパターニングするために、マスク１５、例えば、フォトレジストを炭素材料１７上に選択的に被着する。後続のパターニング法、例えば、リソグラフィにより、図２ｂにしたがって、堆積した炭素材料１７の構造を形成する。堆積した炭素材料１７と半導体１４との間には、これら２つの層の接合
部によってショットキ・コンタクト１６が規定され決定される。
【００２５】
図３は、本発明によるショットキ・ダイオードの好適な実施形態の断面図を示す。
ｎ＋−型にドープした半導体１４"上に、ｎ−型にドープした半導体１４'を被着する。ｎ−型にドープした半導体１４'の上において、パターニングした絶縁層２０内に切欠を
設ける。図２ａ、図２ｂを参照すると、複数の炭素材料層１７'によって、パターニング
した絶縁層２０の切欠内に導電性炭素材料１７を堆積する。
【００２６】
図３に示すショットキ・ダイオードは、シリコン半導体１４（及び１４'、１４"）のドーピングの選択について、そして構造的構成の選択についての双方の一例に過ぎない。
炭素材料１７は、あらゆる公知のショットキ・ダイオードの金属層の代用となる（ＳＺＥ、「半導体の物理学」、第２版、ｐ．２４５〜３１１参照）。
【００２７】
図４は、本発明によるＭＥＳＦＥＴのショットキ・ゲートの好適な実施形態の断面図を示す。
ＭＥＳＦＥＴ２１は、好適には、シリコン酸化物の絶縁層２０上に半導体層１４を有する。３つのパターン化切欠を有する別の絶縁層２０を、半導体層１４上に設け、ＭＥＳＦＥＴのドレイン及びソースをそれぞれ形成するためのｎ＋−型にドープした半導体層１４"を２つの外側のパターニングした切欠内に堆積する。パターニングした絶縁層２０の３
番目の中央の切欠には、図２を参照すると、炭素材料１７を堆積する。
【００２８】
炭素材料層１７と半導体１４との間に、ショットキ・コンタクト１６が形成される。
図３におけると同様、図４によっても、半導体材料（１４、１４'、１４"）のドーピングの選択、及びＭＥＳＦＥＴの構造的構成の選択も、一例に過ぎない。
【００２９】
炭素材料層１７'又は炭素材料１７で形成されたショットキ・ゲート１９は、各場合に
おいて、あらゆる公知のＭＥＳＦＥＴトランジスタの金属ゲートの代用となる（ティー．ジェー．ソーントンの「ショットキ接合ダイオードの物理学及び応用」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ、ｖｏｌ．４８、ｎｏ．１０、２００１年１０月、ｐ．２４２１参照）。
【００３０】
この場合、半導体基板は、以下の材料で構成される固体とするとよい。
−シリコン、
−炭化珪素、
−ダイアモンド、
−ゲルマニウム、
−ＩＩＩ−Ｖ半導体ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂの内少なくとも１つ、
−ＩＩ−ＶＩ半導体ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＢｅＳ、ＢｅＳｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅの内少なくとも１つ、
−化合物ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅの内少なくとも１つ、
−化合物ＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、ＡｇＦ、ＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩの内少なくとも１つ、
−又は、前記材料の組み合わせで構成する。
【００３１】
半導体は、ｐ−型にドープしても、ｎ−型にドープしてもよい。
以上、好適な実施形態例に基づいて本発明について説明したが、本発明はそれに限定さ
れるのではなく、多様な方法で変更することができる。したがって、本方法は、半導体基板以外のその他の基板又はキャリア材料にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態によるプロセス・チャンバを模式的に示す断面図。
【図２ａ】本発明にしたがって半導体上に堆積した炭素材料を模式的に示す断面図。
【図２ｂ】本発明にしたがって半導体上に堆積した炭素材料を模式的に示す断面図。
【図３】本発明によるショットキ・ダイオードの断面図。
【図４】本発明によるＭＥＳＦＥＴのショットキ・ゲートの断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１０…プロセス・チャンバ、１０'…プロセス・チャンバの内部、１１…プロセス・チャ
ンバへの供給管、１２…気体媒体、１３…好適には光子源を備えた加熱装置、１４…半導体、例えば、シリコン半導体、１４'…ｎ−ドープ半導体、１４"…ｎ＋−ドープ半導体、１５…マスク、例えば、フォトレジスト、１６…ショットキ・コンタクト、１７…炭素材料、１７'…炭素材料層、１８…ショットキ・ダイオード、１９…ＭＥＳＦＥＴ（金属半
導体ＦＥＴ、金属半導体電界効果トランジスタ）のショットキ・ゲート、２０…シリコン酸化物ＳｉＯ２、２１…ＭＥＳＦＥＴ、２２…ＭＥＳＦＥＴのソース、２３…ＭＥＳＦＥＴのドレイン。
【図１】
2007525026.tif 000003
【図２Ａ】
2007525026.tif 000004
【図２Ｂ】
2007525026.tif 000005
【図３】
2007525026.tif 000006
【図４】
2007525026.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月30日(2006.8.30)
【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】
ショットキ・コンタクト（１６）を形成するために半導体（１４）上に導電性炭素材料（１７）を堆積するための方法であって、
（ａ）前記半導体（１４）をプロセス・チャンバ内に導入するステップと、
（ｂ）プロセス・チャンバ（１０）の内部（１０'）を所定温度に加熱するステップと
、
（ｃ）前記プロセス・チャンバ（１０）を第１所定圧力以下に減圧するステップと、
（ｄ）プロセス・チャンバ（１０）の内部（１０'）を第２所定温度に加熱するステッ
プと、
（ｅ）少なくとも炭素を含むガス（１２）を、前記第１所定圧力よりも高い第２所定圧力に達するまで供給するステップと、
（ｆ）少なくとも炭素を含む前記ガス（１２）から、前記半導体（１４）上に前記導電性炭素材料（１７）を堆積することによって、前記半導体（１４）上に堆積した炭素材料（１７）が前記ショットキ・コンタクト（１６）を形成するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２】
前記半導体（１４）を以下の材料、
シリコン、炭化珪素、ダイアモンド、ゲルマニウム、ＩＩＩ−Ｖ半導体である、ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂの内少なくとも１つ、ＩＩ−ＶＩ半導体である、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＢｅＳ、ＢｅＳｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅの内少なくとも１つ、化合物である、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅの内少なくとも１つ、化合物である、ＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、ＡｇＦ、ＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩの内少なくとも１つ、又は、前記材料の組み合わせのうちの１つから製作することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記半導体（１４）は、ｐ型又はｎ型にドープされていることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記半導体（１４）上に堆積する炭素材料（１７）は、ショットキ・ダイオード（１８）を形成することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記半導体（１４）上に堆積する炭素材料（１７）は、ＭＥＳＦＥＴトランジスタのショットキ・ゲート（１９）を形成する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法において、
前記第１所定圧力は、１Ｐａ未満、好適には、１／８Ｐａ未満であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、
前記第２所定圧力は、１０〜１０１３ｈＰａの間の範囲内、好適には、３００〜７００ｈＰａの間にあることを特徴とする方法。  
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法において、
前記所定の温度は、４００℃〜１２００℃の間、好適には、６００℃〜９５０℃の間にあることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において、
少なくとも炭素を含む前記ガス（１２）として、前記プロセス・チャンバ（１０）にメタンを供給することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法において、
前記ガス（１２）を前記プロセス・チャンバ（１０）に急速に供給し、所定の圧力において、堆積が直ちに行われるのではなく、前記ガスが最初に加熱し、次いで堆積が開始することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法において、
前記堆積した導電性炭素材料（１７）に、ジボラン、ＢＣｌ３、窒素、燐、又は砒素の添加によって、あるいは所定濃度でのイオン打ち込みによってドープすることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法において、
前記少なくとも炭素を含むガス（１２）を導入する前に、好適には、所定の温度において、特に窒素雰囲気において、３００〜５００Ｐａ、好適には３３０Ｐａの圧力で、所定の時間、好適には、５分間前記シリコン半導体（１４）の熱処理ステップを実行することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積の後、１０００℃から１２００℃、好適には、１０５０℃で、０．５〜５分間、好適には２分の時間にわたって、前記導電性炭素材料（１７）に加熱処理を加えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積の間、所定時間の後動作を中断し、エッチング工程において、好適にはプラズマを用いて、前記堆積した導電性炭素材料層（１７'）を部分
的にエッチ・バックし、その後前記堆積動作を再開することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の前記エッチ・バック、及び堆積の再開を、ステージ毎のプロセスにおいて多数回繰り返すことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積は、１〜３００ｈＰａの間の第２の所定圧力において、活性化光子源（１３）の存在の下で、前記プロセス・チャンバ（１０）内において行われることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積は、多数の半導体ウェハと共に、バッチ・プロセスにおいて並行して行われることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法において、
前記導電性炭素材料（１７）の堆積は、多数の半導体ウェハ（１４）と共に、２〜３０分、好適には、５分の時間期間バッチ・プロセスにおいて並行して行われることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８の１項に記載の方法において、
前記ショットキ・コンタクト（１６）は、前記半導体（１４）をｐ型にドープした場合、少なくとも０．８ｅＶのショットキ・バリアを有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９の１項に記載の方法において、
前記炭素層（１７）を、水素、酸素、又はエア・プラズマ及びフォトレジストを用いてパターニングすることを特徴とする方法。
【請求項２１】
半導体コンタクト・デバイスであって、
（ａ）半導体（１４）と、
（ｂ）前記半導体（１４）上に、堆積した炭素材料（１７）で作成した導電性ショットキ・コンタクト（１６）と、前記半導体（１４）上に堆積した前記炭素材料（１７）がショットキ・ダイオード（１８）を形成することと、
を備えている、半導体コンタクト・デバイス。
【請求項２２】
請求項２１に記載の半導体コンタクト・デバイスにおいて、
前記半導体（１４）上に堆積した炭素材料（１７）がＭＥＳＦＥＴトランジスタのショットキ・ゲート（１９）を形成することを特徴とする、半導体コンタクト・デバイス。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載の半導体コンタクト・デバイスにおいて、
前記炭素材料（１７）は、前記プロセスの間におけるジボラン又はＢＣｌ３又は窒素又は燐又は砒素の添加、あるいは前記プロセス後における所定濃度でのドーピングのようなイオン打ち込みによる、硼素、窒素、燐、又は砒素を含むことを特徴とする、半導体コンタクト・デバイス。
【国際調査報告】
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