(57)【要約】  微小電気機械システム(MEMS)素子は、基板及び該基板によって支持されている少なくとも1の可動部を有して良い。前記少なくとも1の可動部は、各々が複数の層からなる複数の群を積層した状態で有する超格子を有して良い。その超格子の複数の層からなる群の各々は、基本となる半導体部分を画定する複数の積層した基本となる半導体分子層、及び隣接する基本となる半導体部分の結晶格子に内部に束縛された少なくとも1の非半導体分子層を有する。
2008545542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板；及び
該基板によって支持されている少なくとも1の可動部；
を有する微小電気機械システム(MEMS)素子であって、
前記少なくとも1の可動部は、各々が複数の層からなる複数の群を積層した状態で有する超格子を有し、
前記超格子の複数の層からなる群の各々は、基本となる半導体部分を画定する複数の積層した基本となる半導体分子層、及び隣接する基本となる半導体部分の結晶格子に内部に束縛された少なくとも1の非半導体分子層を有する、
MEMS素子。
【請求項２】
前記超格子が圧電性超格子を有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項３】
さらに前記少なくとも1の可動部を駆動する駆動装置を前記基板に支持された状態で有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項４】
前記少なくとも1の可動部によって支持されている第1伝導性コンタクト；及び
前記基板によって支持され、かつ前記第1伝導性コンタクトに対して位置合わせされている第2伝導性コンタクト；
をさらに有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項５】
前記第1伝導性コンタクトと接続する第1高周波(RF)信号；及び
前記第2伝導性コンタクトと接続する第2RF信号；
をさらに有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項６】
前記少なくとも1の可動部を動かすため、前記超格子にバイアス電圧を印加する1対のバイアス電圧コンタクトをさらに有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項７】
前記超格子部分は、基板から間隔を空けて設けられている、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項８】
基板によって支持されている誘電アンカーを有するMEMS素子であって、
前記少なくとも1の可動部は、前記誘電アンカーによって支持されている、
請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項９】
前記基本となる半導体がシリコンを有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１０】
前記少なくとも1の非半導体分子層が酸素を有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１１】
前記少なくとも1の非半導体分子層が、酸素、窒素、フッ素、及び炭素-酸素で構成される群から選択される非半導体を有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１２】
前記少なくとも1の非半導体分子層は単分子層の厚さである、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１３】
前記基本となる半導体部分の全てが同一層数の分子層厚さである、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１４】
前記基本となる半導体部分の少なくとも一部が異なる層数の分子層厚さである、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１５】
前記少なくとも1の超格子の複数の層からなる隣接する群に含まれる、対向する基本となる半導体部分が、共に化学結合する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１６】
微小電気機械システム(MEMS)の素子の製造方法であって：
基板を供する工程；及び
該基板によって支持されている少なくとも1の可動部を形成する工程；
を有し、
前記少なくとも1の可動部は、各々が複数の層からなる複数の群を積層した状態で有する超格子を有し、
前記超格子の複数の層からなる群の各々は、基本となる半導体部分を画定する複数の積層した基本となる半導体分子層、及び隣接する基本となる半導体部分の結晶格子に内部に束縛された少なくとも1の非半導体分子層を有する、
方法。
【請求項１７】
前記超格子が圧電性超格子を有する、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
さらに前記少なくとも1の可動部を駆動する駆動装置を前記基板に支持された状態で供する工程をさらに有する、請求項16に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも1の可動部によって支持されている第1伝導性コンタクトを形成する工程；及び
前記基板によって支持され、かつ前記第1伝導性コンタクトに対して位置合わせされている第2伝導性コンタクトを形成する工程；
をさらに有する、請求項16に記載の方法。
【請求項２０】
前記第1伝導性コンタクトと接続する第1高周波(RF)信号を形成する工程；及び
前記第2伝導性コンタクトと接続する第2RF信号を形成する工程；
をさらに有する、請求項16に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも1の可動部を動かすため、前記超格子にバイアス電圧を印加する1対のバイアス電圧コンタクト形成する工程をさらに有する、請求項16に記載の方法。
【請求項２２】
前記超格子部分は、基板から間隔を空けて設けられている、請求項16に記載の方法。
【請求項２３】
基板によって支持されている誘電アンカー形成する工程さらにを有する方法であって、
前記少なくとも1の可動部は、前記誘電アンカーによって支持されている、
請求項16に記載の方法。
【請求項２４】
前記基本となる半導体がシリコンを有し、かつ
前記少なくとも1の非半導体分子層が酸素を有する、
請求項16に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも1の非半導体分子層が、酸素、窒素、フッ素、及び炭素-酸素で構成される群から選択される非半導体を有する、請求項16に記載の方法。
【請求項２６】
前記少なくとも1の非半導体分子層は単分子層の厚さである、請求項16に記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも1の超格子の複数の層からなる隣接する群に含まれる、対向する基本となる半導体部分が、共に化学結合する、請求項16に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体分野に関する。より詳細には本発明は、超格子を有する半導体素子、及びその関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば荷電キャリアの移動度の改善のような、半導体素子の性能を改善する構造及び方法が提案されてきた。たとえば特許文献1は、シリコン、シリコン-ゲルマニウム、及び緩和したシリコンからなる歪み材料層について開示している。それらの材料層は、性能の劣化を引き起こさないように不純物を含まない領域をも有する。上部のシリコン層に2軸歪みが発生した結果、キャリア移動度が変化する。それにより、より高速及び/又はより低消費電力の素子が可能となる。特許文献2は、同様の歪みシリコン技術に基づいたCMOSインバータについて開示している。
【０００３】
特許文献3は、シリコン及びシリコン層間に挟まれた炭素層を有することで、第2シリコン層の伝導帯及び価電子帯が引っ張り歪みの影響を受ける、半導体素子について開示している。より小さな有効質量を有し、かつゲート電極に印加される電場によって誘起される電子が第2シリコン層に閉じこめられるので、n-チャネルMOSFETはより高い移動度を有すると考えられる。
【０００４】
特許文献4は、8層未満である複数の層であって、分数比又は2元の化合物半導体層を有する複数の層が、交互にエピタキシャル成長した、超格子について開示している。主として電流が流れる方向は、超格子層に対して垂直である。
【０００５】
特許文献5は、超格子中での合金散乱を減少させることで高移動度が実現されるSi-Ge短周期超格子について開示している。この方針に沿って、特許文献6は、シリコンと第2材料の合金を有するチャネル層を有するMOSFETであって、前記第2材料は、チャネル層が引っ張り歪みを受けた状態になるような割合で、前記シリコン格子中に置換された状態で存在することで、移動度が改善されたMOSFETについて開示している。
【０００６】
特許文献7は、2のバリヤ領域及び前記バリヤ層の間に挟まれたエピタキシャル成長した半導体薄膜を有する量子井戸について開示している。各バリヤ領域は、一般に2から6分子層の範囲の厚さを有するSiO2/Siの繰り返し層で構成される。かなり厚いシリコン部分は、バリヤ間に挟まれている。
【０００７】
ツー(Tsu)による「シリコンナノ構造素子での現象(“Phenomena  in  silicon  nanostructure  device”)」という題名が付けられた非特許文献1は、シリコン及び酸素からなる半導体-原子超格子(SAS)について開示している。Si/O超格子は、シリコン量子素子及び発光素子として有用であるものとして開示されている。特に、緑色エレクトロルミネッセンスダイオード構造が、構築及びテストされた。ダイオード構造での電流は、垂直、つまりSASの層に垂直に流れる。開示されたSASは、たとえば酸素原子及びCO分子のような吸着種によって分離された半導体層を有して良い。吸着した酸素分子層上でのシリコンの成長は、かなりの低欠陥密度でのエピタキシャル成長と言える。一のSAS構造は、約8原子層のシリコンである厚さ1.1nmのシリコン部分を有し、他のSAS構造は、このシリコンの2倍の厚さを有する。ルオ(Luo)他による「直接遷移型発光シリコンの化学的設計(“Chemical  Design  of  Direct-Gap  Light-Emitting  Silicon”)」という題名が付けられた非特許文献2は、ツーが作製した発光SAS構造についてさらに論じている。
【０００８】
特許文献8は、薄いシリコン及び酸素、炭素、窒素、リン、アンチモン、ヒ素又は水素で構成されることで、格子を垂直に流れる電流を4桁よりも減少させるバリヤについて開示している。絶縁層/バリヤ層は、低欠陥のシリコンを、その絶縁層上にエピタキシャル成長させることを可能にする。
【０００９】
特許文献9は、非周期フォトニックバンドギャップ(APBG)構造の原理が、電子バンドギャップエンジニアリングに合致するということを開示している。特にその出願は、たとえばバンド最小値の位置、有効質量等の材料パラメータを調節することで、所望のバンド構造特性を有する新たな非周期材料が得られる、ということを開示している。たとえば伝導率、熱伝導率、誘電率、又は透磁率のような他のパラメータもまた、材料設計を可能にするものとして開示されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第2003/0057416号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2003/0034529号明細書
【特許文献３】米国特許第6472685号明細書
【特許文献４】米国特許第4937204号明細書
【特許文献５】米国特許第5357119号明細書
【特許文献６】米国特許第5683934号明細書
【特許文献７】米国特許第5216262号明細書
【特許文献８】国際公開第2002/103767号パンフレット
【特許文献９】英国特許出願第2347520号明細書
【非特許文献１】ツー(Tsu)、Applied  Physics  and  Materials  Science  &  Processing誌、pp.391-402、2000年9月6日オンライン出版
【非特許文献２】ルオ(Luo)他、Physical  Review  Letters誌、第89巻、2002年8月12日
【非特許文献３】ロス・サント(Los  Santo)他、「ユビキタスワイヤレス接続のためのEF  MEMS(“RF  MEMS  Ubiquitous  Wireless  Connectivity”)」IEEE  Microwave誌、2004年12月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、半導体分野に関する。より詳細には本発明は、超格子を有する半導体素子、及びその関連方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
微小電気機械システム(MEMS)素子は、基板及び該基板によって支持されている少なくとも1の可動部を有して良い。前記少なくとも1の可動部は、各々が複数の層からなる複数の群を積層した状態で有する超格子を有して良い。その超格子の複数の層からなる群の各々は、基本となる半導体部分を画定する複数の積層した基本となる半導体分子層、及び隣接する基本となる半導体部分の結晶格子に内部に束縛された少なくとも1の非半導体分子層を有する。
【００１２】
より詳細には、超格子は圧電性超格子であって良い。MEMS素子はさらに、少なくとも1の可動部を駆動させる駆動装置を、基板によって支持された状態で有して良い。また、第1伝導性コンタクトが、前記少なくとも1の可動部によって支持されて良く、かつ第2伝導性コンタクトが、基板によって支持され、かつ第1伝導性コンタクトと位置合わせされて良い。
【００１３】
MEMS素子はさらに、第1伝導性コンタクトと接続する第1高周波(RF)信号、及び第2伝導性コンタクトと接続する第2RF信号を有して良い。それに加えて、前記少なくとも1の可動部を動かすため、超格子にバイアス電圧を印加する1対のバイアス電圧コンタクトが含まれて良い。さらに超格子部分は、基板から間隔を空けて設けられて良い。また、MEMS素子はさらに、基板によって支持されている誘電アンカーを有して良い。前記少なくとも1の可動部は、前記誘電アンカーによって支持されて良い。
【００１４】
超格子については、たとえば、基本となる半導体はシリコンを有し、かつ前記少なくとも1の非半導体分子層は酸素を有して良い。より詳細には、前記少なくとも1の非半導体分子層は、基本的には酸素、窒素、フッ素、及び炭素-酸素で構成される群から選択される非半導体を有して良い。さらに少なくとも1の非半導体分子層は、単分子層の厚さであって良い。基本となる半導体部分の全てが同一層数の分子層厚さであって良いし、又は、基本となる半導体部分の少なくとも一部が異なる層数の分子層厚さであっても良い。それに加えて、前記少なくとも1の超格子の複数の層からなる隣接する群に含まれる、対向する基本となる半導体部分は、共に化学結合して良い。
【００１５】
方法態様は、MEMS素子の製造方法であって、基板を供する工程、及び該基板によって支持されている少なくとも1の可動部を形成する工程を有して良い。前記少なくとも1の可動部は、各々が複数の層からなる複数の群を積層した状態で有する超格子を有して良い。その超格子の複数の層からなる群の各々は、基本となる半導体部分を画定する複数の積層した基本となる半導体分子層、及び隣接する基本となる半導体部分の結晶格子に内部に束縛された少なくとも1の非半導体分子層を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ここで本発明について、好適実施例が図示されている添付の図を参照しながら十分に説明する。しかし本発明は、多くの異なる形態での実施が可能であり、本明細書で記載されている実施例に限定されるものと解してはならない。むしろこれらの実施例は、この開示が十分かつ完全となり、そして本発明の技術的範囲を当業者に十分伝えられるように、供されている。本明細書全体を通して、同一参照番号は同一素子を指すものとし、ダッシュ記号は、代替実施例中の同様な素子を指すのに用いられる。
【００１７】
本発明は、原子又は分子レベルで半導体材料の特性を制御することによる、半導体素子の性能の改善に関する。さらに本発明は、半導体素子の伝導経路中に用いられる改善された材料の特定、作製、及び利用に関する。
【００１８】
出願人らは、本明細書に記載された特定の超格子が荷電キャリアの有効質量を減少させ、かつそれによって荷電キャリアの移動度が大きくなる、という仮説を立てる。ただし出願人らはその仮説に固執しているわけではない。有効質量は、参考文献中にある様々な定義によって記述される。有効質量が改善されたことを示す指標として、出願人らは、“伝導性逆有効質量テンソル(conductivity  reciprocal  effective  mass  tensor)”、Me-1及びMh-1を用いた。電子についての伝導性逆有効質量テンソルMe-1及び正孔についての伝導性逆有効質量テンソルMh-1は、それぞれ以下のように定義される。
【００１９】
【数１】
2008545542.tif 000003
【００２０】
【数２】
2008545542.tif 000004
ここでfはフェルミ-ディラック分布関数、EFはフェルミエネルギー、Tは温度、E(k,n)は波数ベクトルk及びn番目のエネルギーバンドに対応する状態での電子のエネルギー、指数i及びjはガリレオ座標x,y,及びzを意味し、積分はブリュアンゾーン(B.Z.)全体で取られ、かつ総和は、電子のフェルミエネルギーよりも高いエネルギーを有するバンドについて、及び正孔のフェルミエネルギーよりも低いエネルギーを有するバンドについて、それぞれ取られている。
【００２１】
出願人らによる伝導性逆有効質量テンソルの定義は、材料の伝導性についてのテンソル成分が、伝導性逆有効質量テンソルの対応する成分が大きくなることで、大きくなるようなものである。繰り返しになるが、出願人らは、本明細書に記載されている超格子が、伝導性逆有効質量テンソルの値を、たとえば好適方向での荷電キャリア輸送が典型とする、材料の伝導特性が改善されるように設定する、という仮説を立てた。ただし出願人らはその仮説に固執しているわけではない。適当なテンソル要素の逆数は、伝導性有効質量と呼ばれる。換言すれば、半導体材料の構造を評価するため、意図したキャリア輸送方向について計算された上述の電子/正孔についての伝導性有効質量を用いて、改善された材料が識別される。
【００２２】
上述の指標を用いることで、特定目的のために改善されたバンド構造を有する材料を選択することができる。そのような例の1つが、微小電気機械システム(MEMS)素子に用いられる超格子材料25（これについては以降で詳述する）である。たとえば可変キャパシタ、スイッチなどのような比較的小さな素子の使用が望ましい用途が発展してきた。堆積、被覆、又は他の追加プロセス、並びに、選択エッチング及び/若しくは他のリフトオフプロセスを組み合わせたプロセスを用いて基板上に非常に小さな可動部を形成するMEMS製造プロセスを用いることによって、そのような素子を有利に作製することが可能である。
【００２３】
そのような方法は、究極的には、機械的運動を可能にするため、部分的に解放された、すなわち浮いた状態の構造を形成する。静電力は、互いに間隔を空けて設けられた導体に電場を印加することによって発生して良い。一の共通したMEMS構造は、一の端部で支持された導電性梁によって供されるスイッチである。また反対側の端部は、印加された静電力によって隣接するコンタクトと結合して良い。
【００２４】
非特許文献3は、MEMS素子の様々な応用について論じている。非特許文献3は、RF  MEMSが、たとえばスイッチ、スイッチング可能な（2状態の）キャパシタ、可変キャパシタ（バラクタ）、インダクタ、伝送回線、及び共振器のような受動素子を供することができるので、MEMS技術は高周波(RF)/マイクロ波システムに応用できると述べている。又はこれらの素子は、たとえば端末、基地局や衛星のような、家庭内/地上、移動体中、及び、宇宙圏内で動作させるワイヤレス用途に用いられて良い。
【００２５】
最初に図1及び図2を参照して、超格子25を有する典型的なMEMS素子20（つまりスイッチ）について説明する。本明細書ではMEMSスイッチの好適実施例が記載されているとはいえ、超格子25は、すでに挙げたようなものを含む多数の種類のMEMS素子への利用が可能であることに留意して欲しい。このことは、本明細書での開示に基づけば、当業者には明らかなことである。
【００２６】
非特許文献3で述べられているように、MEMSを動作させる上で基礎となっている物理学上の法則の1つは、逆圧電効果である。圧電層全体にわたって電圧が印加されるとき、その印加された電圧によって、その層が機械的に変形する。その結果として生じた変形は、閉じたリレーを開放すること、又は開放したリレーを閉じることができる。MEMSスイッチを作製する従来の方法は、カンチレバー構造を用いてリレーを作製することである。そのような構造は望ましい機能を供するかもしれないが、作製は難しいと思われる。
【００２７】
MEMS素子20では、超格子25は電気的に極性を有することで圧電性となることで、前述したようにMEMS素子の可動部を供する。詳細には、図示されているように、MEMS素子20は、たとえば半導体基板（たとえばシリコン、SOI等）のような基板21をさらに有する。溝22が、超格子25の周囲及び直下に位置する基板21内に形成される。それにより図示されているように、超格子部分は基板（つまり基板の下面）から間隔を空けて設けられ、かつ、誘電アンカー23は超格子を、溝の底部の上で基板に固定させる。勿論他の構成が用いられても良い。このことは当業者には明らかなことである。
【００２８】
図示されているように、MEMS素子20はさらに、超格子25つまり可動部を駆動させる駆動回路24を、基板21に指示された状態で有して良い。図示されたMEMSスイッチの実施例では、第1伝導性コンタクト26が可動部によって支持され、かつ第2伝導性コンタクト27は、基板21によって支持され、かつ第1伝導性コンタクトに対して位置合わせされている（図1）。それに加えて、図示されているように、たとえばRF信号線のような第1信号線28は第1伝導性コンタクト26と接続し、第2信号線29（これもまたRF信号線であって良い）は第2伝導性コンタクト27と接続する。
【００２９】
可動部を動かすため、超格子25にバイアス電圧を印加する1対のバイアス電圧コンタクト30,31は、超格子25と結合する。具体的には、バイアス電圧コンタクト30,31は、図示されているように超格子25内に形成される導電性ビアであって良い。とはいえ実施例によっては、表面コンタクト又はメタライゼーションが用いられても良い。導電性トレース/メタライゼーション32は、バイアス電圧コンタクト30を駆動回路24の正のコネクタと接続し、かつ導電性トレース/メタライゼーション33は、バイアス電圧コンタクト31を駆動回路24の負のコネクタと接続する。そのようなものとして、駆動回路24が、バイアス電圧コンタクト30,31を介して、バイアス電圧を超格子25に印加するとき、超格子の機械的変形が生じることで、図1の両頭矢印に示されているように、第1電気コンタクト26は、第2電気コンタクト27へ向かって変動する。これは、有利となるようにスイッチを閉じ、かつ第1信号線28と第2信号線29との間での信号（たとえばRF信号）の伝送を可能にする。しかもバイアス電圧が取り除かれるときには、可動部は、第1コンタクト26を、第2コンタクト27から遠ざかるように変動させる。それによりスイッチは開放される。このことは当業者には明らかなことである。
【００３０】
酸化膜34（図2）が、超格子半導体領域全体にわたって形成される。また酸化膜34は、超格子材料とのコンタクトをとることが望ましい領域では、選択的に除去される。図示された実施例では、溝22及び可動部の側部/底部は、保護されていない状態で図示されている。しかし実施例によっては、所望の場合に、露出された半導体材料上にたとえばSiO2のような誘電層を形成することが可能である。このことは当業者には明らかなことである。
【００３１】
ここで加えて図3及び図4を参照すると、超格子25は、原子又は分子レベルで制御され、かつ既知の原子又は分子層堆積法を用いた作製が可能な構造を有する。図2の概略的断面図を詳細に参照することで理解できるように、超格子25は、積層した状態で配置されている複数の層からなる群45a-45nを有する。
【００３２】
超格子25の複数の層からなる群45a-45nの各々は、各対応する基本となる半導体部分46a-46nを画定する、複数の積層された基本となる半導体分子層46、及びその上にエネルギーバンド修正層50を有する。エネルギーバンド修正層50は、わかりやすくするため、図3では点刻されて図示されている。
【００３３】
図示されているように、エネルギーバンド修正層50は、隣接する基本となる半導体部分の結晶格子内部に束縛された1層の非半導体分子層を有する。つまり、複数の層からなる隣接した群45a-45n内の対向する基本となる半導体分子層46は、共に化学結合している。たとえばシリコン分子層46の場合では、複数の分子層からなる群46aの上側に位置する半導体分子層中に含まれるシリコン原子の一部は、群46bの下側に位置する半導体分子層中に含まれるシリコン原子の一部と共有結合する。このため、結晶格子は、（複数の）非半導体分子層（たとえば（複数の）酸素分子層）が存在するにもかかわらず、複数の層からなる群を介して連続することができる。当然のことだが、隣接する群45a-45nの対向するシリコン層46同士での完全又は純粋な共有結合は存在しない。なぜならこれらの層の各々に含まれる複数のシリコン原子は非半導体原子（つまり本実施例では酸素）と結合するからである。このことは、当業者には明らかなことである。
【００３４】
他の実施例では、2層以上の非半導体層を用いることも可能である。例として、エネルギーバンド修正層50での非半導体分子層の数は、所望のエネルギーバンド修正特性を供するため、約5分子層未満であることが好ましいだろう。
【００３５】
非半導体分子又は半導体分子について言及する際には、分子層に用いられる材料が、バルクの状態で形成されたときの非半導体又は半導体である、ことを意味することに留意して欲しい。つまりたとえば半導体のような材料の1分子層は、必ずしもバルク又は比較的厚い状態で形成されたときの同じ特性を示さなくても良い。これは当業者には明らかなことである。
【００３６】
出願人らは、エネルギーバンド修正層50及び隣接する基本となる半導体部分46a-46nによって、超格子25は、それらが存在しなかった従来技術よりも、荷電キャリアの適切な伝導性有効質量が、平行な層の方向において小さくなる、という仮説を立てた。ただし出願人らはその仮説に固執しているわけではない。別の考え方をすると、この平行方向は、積層方向に対して垂直である。バンド修正層50はまた、超格子25が共通のエネルギーバンド構造を有するようにして良い。その一方でバンド修正層50は、超格子の上及び下に位置する層又は領域間の絶縁体として有利に機能する。しかもこの構造はまた、超格子25を上下に挟む層の間でのドーパント及び/若しくは材料の流出又は拡散に対するバリヤを有利に供する。それに加えて、超格子25は、圧電性となるように電気的に極性を有することができる、という仮説を立てた。電気的に極性を有することで圧電性となる、というのは当業者には明らかなことである。ただし出願人らはこの仮説に固執するわけではない。
【００３７】
また超格子25は、伝導性有効質量が小さくなることに基づいて、超格子が存在しない場合よりも、より高い荷電キャリアの移動を供する、という仮説をも立てた。当然のことだが、超格子25に係る上記特性の全てが、全ての用途において利用される必要があるわけではない。たとえば用途によっては、超格子25は、そのドーパントブロック/絶縁特性、又はその改善された移動度のみが利用されるだろう。あるいは別な用途では、そのドーパントブロック/絶縁特性とその改善された移動度の両方が利用されるだろう。このことは当業者には明らかなことである。
【００３８】
キャップ層52は、超格子25の上側に位置する層の群45nの上に存在する。キャップ層52は、2から100層の基本となる半導体を有して良く、より好適には10から50分子層を有する。他の厚さの半導体が用いられても良い。
【００３９】
各基本となる半導体部分46a-46nは、IV族半導体、III-V族半導体、及びII-VI族半導体からなる群から選択される基本となる半導体を有して良い。当然のこととして、IV族半導体という語は、IV-IV族半導体をも含む。これは当業者には明らかなことである。より具体的には、基本となる半導体は、たとえばシリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも1を有して良い。
【００４０】
各エネルギーバンド修正層50は、たとえば酸素、窒素、フッ素、及び炭素-酸素からなる群から選択される非半導体を有して良い。非半導体はまた、次の層を堆積している間も熱的に安定であるので、作製上の補助となる。他の実施例では、非半導体は、所与の半導体プロセスとの相性が良い別の無機元素若しくは有機元素又は化合物であって良い。これは当業者には明らかなことである。より詳細には、基本となる半導体は、たとえばシリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも1を有して良い。
【００４１】
“分子層”という語は、単原子層及び単分子層をも含むことを意味していることに留意すべきである。また単分子層によって供されるエネルギーバンド修正層50は、全ての可能なサイトが占められていない分子層をも含むことを意味していることに留意すべきである。たとえば図3の原子スケールの図を詳細に参照すると、基本となる半導体材料としてシリコンが、そしてエネルギーバンド修正材料として酸素が用いられている、4/1繰り返し構造が図示されている。酸素についての可能なサイトは、わずか半分しか占められていない。
【００４２】
他の実施例及び/又は各異なる材料では、当業者には明らかなことであるように、このように1/2が占められるというのは、必ずしも問題となるわけではない。特にこの概略図中にさえも、所与の分子層中の個々の酸素原子が、平面に沿って厳密な位置に存在していないことが分かる。これは当業者にとっては明らかなことである。例として、好適な占有範囲は、可能な酸素の全サイトの約1/8から1/2である。とはいえ、実施例によっては他の数が用いられても良い。
【００４３】
シリコン及び酸素は、従来の半導体プロセスにおいて、現状で広範に用いられている。従って製造者らは、本明細書に記載されているこれらの材料をすぐに用いることができる。原子又は分子堆積もまた、現在広く用いられている。従って本発明に従った超格子25を含む半導体素子は、すぐに導入され、かつ実施可能である。これは当業者には明らかなことである。
【００４４】
たとえばSi/O超格子のような超格子については、たとえばシリコン分子層数は、7層以下であることが望ましく、それにより超格子のエネルギーバンドは、全体的に共通又は比較的均一となることで所望の利点を実現する、という仮説を立てた。しかし実施例によっては8層以上の層が用いられて良い。図2及び図3に図示されている、Si/Oの4/1繰り返し構造は、X方向における電子及び正孔の移動度が改善されていることを示すようにモデル化された。たとえば電子についての計算された伝導性有効質量は0.26（バルクシリコンでは等方的である）、X方向における4/1SiO超格子では、電子の有効質量は0.12となるので、比は0.46となる。同様に、正孔について計算すると、バルクシリコンでは0.36の値が得られ、4/1のSi/O超格子では0.16の値が得られる。その結果、比は0.44となる。
【００４５】
そのような方向の選択性という特徴は、特定の半導体素子では望ましいが、他の素子は、複数の層からなる群に平行な如何なる方向での移動度が、より均一に増大することによる利点を享受するだろう。電子と正孔の両方の移動度を増大させることが有利なこともあれば、又はこれらの種類の荷電キャリアのうちの1種類だけの移動度を増大させることが有利な場合もある。これは当業者には明らかなことである。
【００４６】
超格子25に係る4/1のSi/O実施例についての小さな伝導性有効質量は、従来技術に係る伝導性有効質量の2/3未満である。このことは、電子と正孔の両方に当てはまる。超格子25にドーピングを行うのが適切な場合もある。しかし実装されているMEMS素子の特定の種類、及びその素子内での超格子の位置に依存して、超格子25の複数の層45からなる1以上の群は、ドーピングされないままであっても良いことに留意すべきである。こんことは当業者には明らかなことである。
【００４７】
ここでさらに図5を参照すると、本発明の実施例に従った、様々な特性を有する超格子25’の別な実施例が記載されている。この実施例では、3/1/5/1の繰り返しパターンが図示されている。より詳細には、最底部の基本となる半導体部分46a’は3分子層を有し、最底部の次に位置する基本となる半導体部分46b’は5分子層を有する。このパターンは、超格子25’全体にわたって繰り返されている。エネルギーバンド修正層50’はそれぞれ、1分子層を有して良い。Si/Oを有するそのような超格子25’にとっては、荷電キャリア移動度の改善は、層の面内配向に独立している。具体的な言及のない図5の他の素子は、先に図3を参照して論じたものと同一であるため、ここでさらに論じる必要はない。
【００４８】
素子の実施例の中には、超格子25の基本となる半導体部分46a-46n全ては、同一の分子層数厚さであって良い。別な素子の実施例では、少なくとも一部の基本となる半導体部分46a-46nが異なる層数の分子層厚さであって良い。また別な素子の実施例では、超格子25の基本となる半導体部分46a-46n全てが、異なる層数の分子層厚さであって良い。
【００４９】
図5A-5Cでは、密度汎関数理論(DFT)を用いて計算されたバンド構造が与えられている。DFTがバンドギャップの絶対値を小さく見積もってしまうことは当業者にはよく知られている。従ってギャップより上のすべてのバンドは、適切な“シザーズ補正(scissors  correction)”によってシフトされるだろう。しかしバンドの形状は、かなりの信頼性があることが知られている。縦軸のエネルギーは、この観点を考慮した上で解釈されなければならない。
【００５０】
図6Aは、γ点(G)について計算されたバルクシリコンのバンド構造（連続線で表されている）と図3に図示されている4/1のSi/O超格子25のバンド構造（破線で表されている）を表す。図中に示されている方向は、4/1のSi/O構造のユニットセルを意味しており、Siについて通常用いられるユニットセルを表しているわけではない。とはいえ、図中の(001)方向は、Siについて従来用いられるユニットセルの(001)方向に対応するので、予想されるSiの伝導帯の最小値の位置を示す。図中の(100)及び(010)方向は、Siについて従来用いられるユニットセルの(110)方向及び(-110)方向に対応する。図に記載されているシリコンのバンドは、4/1のSi/O構造についての適切な逆格子方向でのバンドを表すために折りたたまれていることは、当業者には明らかなことである。
【００５１】
バルクシリコン(Si)とは対照的に、4/1のSi/O構造の伝導帯の最小値がγ点に位置する一方で、価電子帯の最大値は、我々がZ点と呼んでいる、(001)方向でのブリュアンゾーン端部に位置しているのが分かる。付加された酸素層によって導入される摂動によるバンド分裂のため、4/1のSi/O構造の伝導帯最小値の曲率は、Siの伝導帯最小値の曲率よりも大きくなっているのも分かるだろう。
【００５２】
図6Bは、Z点について計算されたバルクシリコンのバンド構造（連続線で表されている）と4/1のSi/O超格子25のバンド構造（破線で表されている）を表す。この図は、(100)方向での価電子帯の曲率が改善されていることを示している。
【００５３】
図6Cは、γ点及びZ点について計算されたバルクシリコンのバンド構造（連続線で表されている）と図5の超格子25’の5/1/3/1のSi/O構造のバンド構造（破線で表されている）を表す。5/1/3/1のSi/O構造が有する対称性のため、(100)方向について計算されたバンド構造と(010)方向について計算されたバンド構造とは等価である。よって伝導性有効質量及び移動度は、層に平行、つまり(001)積層方向に対して垂直な面内で等方的であることが予想される。5/1/3/1のSi/O構造の例では、伝導帯最小値と価電子帯最大値の両方が、Z点又はその付近に位置していることを明記しておく。
【００５４】
たとえ曲率の増大が有効質量の減少を示すとはいえ、伝導性逆有効質量テンソルを介して、適切な比較及び区別を行って良い。これにより、出願人らは、5/1/3/1の超格子25’が実質的に直接遷移型のバンドギャップであるという仮説をさらに立てた。当業者には明らかな通り、光学遷移についての適切な行列要素は、直接遷移型バンドギャップと間接遷移型バンドギャップとの振る舞いを区別する別な指標である。
【００５５】
出願人らは、上の段落で述べた格子変形によって、超格子半導体材料が、非圧電性であるシリコンとは異なり、圧電性となる、という仮説を立てた。ただし出願人らはこの仮説に固執するわけではない。
【００５６】
MEMS素子に用いる超格子25を作製する様々なプロセスフローについてここで説明する。一般的には、MEMS素子20は、超格子25を有する圧電性の領域又は膜を溝の側壁に沿って形成することによって作製される。膜が形成され、かつメタライズされた後、その膜はエッチングされることで、一端を除いては機械的に支持のない状態となる（つまりその膜の下には溝22が形成されている）。その一端とは、図1及び図2の実施例においては、一端だけは誘電アンカー23によって支持されている。
【００５７】
図7A-7Fに移ると、第1プロセスフローが記載されている。このプロセス手順は、絶縁体上のシリコン(SOI)基板中のエッチングされた溝70を埋める堆積工程を用いる。より詳細には、SOI基板は、誘電体（たとえばSiO2）層71及びその誘電層上に半導体（たとえばシリコン）層72を有する。パッドである酸化膜73が半導体層72上に形成される。その後、窒化物（たとえばシリコン窒化物）膜74が酸化膜73に堆積されて、フォトマスク工程及びエッチング工程が実行されることで、溝70が形成される。
【００５８】
続いて超格子75（たとえば上述したようなもの）が、溝70の壁上に選択的に堆積される。続いて誘電体76、誘電体サンドイッチ、又は溝を埋める他の材料が、超格子75及び窒化膜74上にわたって堆積される。それに続いて、窒化膜上の全材料を除去する平坦化工程（図7D）が実行される。続いて窒化膜74及びパッドである酸化膜73が除去され、その後半導体層72が除去される。溝70を埋めるのに用いられる材料（つまり誘電体76）がエッチングされる。そのエッチングされた場所では、基板は、上述のMEMS素子（又は他のMEMS素子）を作製するための、酸化、コンタクト形成、及びリリースエッチングの準備が整う。
【実施例１】
【００５９】
図8A-図8Fを参照すると、さらに、エッチングによって形成された溝を埋める工程を同じように用いる他のプロセスフローが記載されている。これらのプロセスフロー及び以降で述べる一連のフローダイヤグラムにおいては、同一構成要素は、10だけ増やした数で指定することに留意して欲しい（たとえば誘電体層71は誘電体層81,91等と同一である）。そのようなわけで、これらの構成要素は、その要素が最初に出てきた際にのみ説明が与えられる。
【００６０】
図8A-図8Fに図示されているプロセスは、先に図7A-図7Fに記載された方法と同一である。ただし超格子85の堆積中に、単結晶の超格子半導体材料が溝80の壁上に作製され、他方で多結晶の超格子半導体材料87（わかりやすく図示するために点刻して示されている）は、溝底部及び窒化膜84上に作製される点は異なる。溝を埋める工程及び平坦化工程（図8C及び図8D）後、多結晶シリコン87の一部がエッチングによって除去され、かつ残った多結晶シリコン87は、酸化されることで酸化膜88を形成する（図8E）。窒化膜84及びパッドである酸化膜83は除去（つまりエッチング）される。よって基板は、上述のように、酸化、コンタクト形成、及びリリースエッチングの準備が整う（図8F）。
【実施例２】
【００６１】
図9-図12を参照すると、溝の各側壁に沿って作製されている、各々が独立した横方向の圧電性カンチレバー超格子構造4のプロセスフローが記載されている。より詳細には、図9A-図9Fに図示されているプロセスは、図7A-図7Fに図示されているプロセスと同一である。ただし溝全体を埋めるのとは対照的に、超格子95が、溝の壁90上に選択的に堆積されている点を除く。
【００６２】
図9A-図9Fに図示されているプロセスと同一である他のプロセスが、図10A-図10Fに図示されている。このプロセスは、SOI基板とは対照的である標準的な半導体基板102によって開始される。他の違いは、溝の側壁上に超格子105を選択的に堆積する（図10B）前に、溝100の底部に酸化膜が形成されることである。図11A-図11Fに図示されている他のプロセスは、図8A-図8Fに図示されているプロセスと同一である。ただし超格子115が、溝全体を埋めるのとは対照的に、溝110の側壁上に選択的に堆積される点を除く。さらに図12A-図12Gに図示されている他のプロセスは、図10A-図10Fに図示されているプロセスと同一である。ただし先の図8A-図8Fに記載されているような多結晶シリコンの堆積を含む点は異なる。図9-図12に図示された全プロセス手順では、コンタクト開口部が形成される前に、二酸化シリコン層が圧電性超格子の上部に存在する。
【００６３】
上記説明及び関連する図に示される教示による利益を有する当業者には、本発明の修正型及び他の実施例が数多く思いつく。従って、本発明は開示された特定の実施例に限定されてはならず、かつ修正型及び変化型は「特許請求の範囲」の請求項の技術的範囲内に含まれることに留意して欲しい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】超格子を有する本発明に従った微小電気機械システム(MEMS)素子の上面図である。
【図２】線2-2沿ってとられた図1のMEMS素子の断面図である。
【図３】図1に図示された超格子をかなり拡大した概略的断面図である。
【図４】図3に図示された超格子の一部の原子スケールでの概略的斜視図である。
【図５】図1の素子で利用可能な超格子の別な実施例をかなり拡大した概略的断面図である。
【図６Ａ】従来技術としてのバルクシリコンについてγ点(G)で計算されたバンド構造のグラフと、図2に図示された4/1のSi/O超格子についてγ点(G)で計算されたバンド構造のグラフである。
【図６Ｂ】従来技術としてのバルクシリコンについてZ点で計算されたバンド構造のグラフと、図1に図示された4/1のSi/O超格子についてZ点で計算されたバンド構造のグラフである。
【図６Ｃ】従来技術としてのバルクシリコンについてγ点(G)とZ点の両方で計算されたバンド構造のグラフと、図5に図示された5/1/3/1のSi/O超格子についてγ点(G)とZ点の両方で計算されたバンド構造のグラフである。
【図７Ａ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する方法を図示した一連の断面図である。
【図７Ｂ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する方法を図示した一連の断面図である。
【図７Ｃ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する方法を図示した一連の断面図である。
【図７Ｄ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する方法を図示した一連の断面図である。
【図７Ｅ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する方法を図示した一連の断面図である。
【図７Ｆ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する方法を図示した一連の断面図である。
【図８Ａ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する別の方法を図示した一連の断面図である。
【図８Ｂ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する別の方法を図示した一連の断面図である。
【図８Ｃ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する別の方法を図示した一連の断面図である。
【図８Ｄ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する別の方法を図示した一連の断面図である。
【図８Ｅ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する別の方法を図示した一連の断面図である。
【図８Ｆ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製する別の方法を図示した一連の断面図である。
【図９Ａ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図９Ｂ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図９Ｃ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図９Ｄ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図９Ｅ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図９Ｆ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１０Ａ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１０Ｂ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１０Ｃ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１０Ｄ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１０Ｅ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１０Ｆ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１０Ｇ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１１Ａ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１１Ｂ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１１Ｃ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１１Ｄ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１１Ｅ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１１Ｆ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１２Ａ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１２Ｂ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１２Ｃ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１２Ｄ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１２Ｅ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１２Ｆ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１２Ｇ】本発明に従ったMEMS素子用の超格子を作製するさらに別の方法を図示した一連の断面図である。
【図１】
2008545542.tif 000005
【図２】
2008545542.tif 000006
【図３】
2008545542.tif 000007
【図４】
2008545542.tif 000008
【図５】
2008545542.tif 000009
【図６Ａ】
2008545542.tif 000010
【図６Ｂ】
2008545542.tif 000011
【図６Ｃ】
2008545542.tif 000012
【図７Ａ】
2008545542.tif 000013
【図７Ｂ】
2008545542.tif 000014
【図７Ｃ】
2008545542.tif 000015
【図７Ｄ】
2008545542.tif 000016
【図７Ｅ】
2008545542.tif 000017
【図７Ｆ】
2008545542.tif 000018
【図８Ａ】
2008545542.tif 000019
【図８Ｂ】
2008545542.tif 000020
【図８Ｃ】
2008545542.tif 000021
【図８Ｄ】
2008545542.tif 000022
【図８Ｅ】
2008545542.tif 000023
【図８Ｆ】
2008545542.tif 000024
【図９Ａ】
2008545542.tif 000025
【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
2008545542.tif 000029
【図９Ｆ】
2008545542.tif 000030
【図１０Ａ】
2008545542.tif 000031
【図１０Ｂ】
2008545542.tif 000032
【図１０Ｃ】
2008545542.tif 000033
【図１０Ｄ】
2008545542.tif 000034
【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
2008545542.tif 000037
【図１１Ａ】
2008545542.tif 000038
【図１１Ｂ】
2008545542.tif 000039
【図１１Ｃ】
2008545542.tif 000040
【図１１Ｄ】
2008545542.tif 000041
【図１１Ｅ】
2008545542.tif 000042
【図１１Ｆ】
2008545542.tif 000043
【図１２Ａ】
2008545542.tif 000044
【図１２Ｂ】
2008545542.tif 000045
【図１２Ｃ】
2008545542.tif 000046
【図１２Ｄ】
2008545542.tif 000047
【図１２Ｅ】
2008545542.tif 000048
【図１２Ｆ】
2008545542.tif 000049
【図１２Ｇ】
2008545542.tif 000050
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月29日(2007.3.29)
【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】
基板；及び
該基板によって支持されている少なくとも1の可動部；
を有する微小電気機械システム(MEMS)素子であって、
前記少なくとも1の可動部は、各々が複数の層からなる複数の群を積層した状態で有する超格子を有し、
前記超格子の複数の層からなる群の各々は、基本となる半導体部分を画定する複数の積層した基本となる半導体分子層、及び隣接する基本となる半導体部分の結晶格子に内部に束縛された少なくとも1の非半導体分子層を有し、かつ
前記少なくとも1の超格子の複数の層からなる隣接する群に含まれる、対向する基本となる半導体部分が、共に化学結合する、
MEMS素子。
【請求項２】
前記超格子が電気的に極性を有する超格子を有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項３】
さらに前記少なくとも1の可動部を駆動する駆動装置を前記基板に支持された状態で有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項４】
前記少なくとも1の可動部によって支持されている第1伝導性コンタクト；及び
前記基板によって支持され、かつ前記第1伝導性コンタクトに対して位置合わせされている第2伝導性コンタクト；
をさらに有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項５】
前記第1伝導性コンタクトと接続する第1高周波(RF)信号；及び
前記第2伝導性コンタクトと接続する第2RF信号；
をさらに有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項６】
前記少なくとも1の可動部を動かすため、前記超格子にバイアス電圧を印加する1対のバイアス電圧コンタクトをさらに有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項７】
前記超格子部分は、基板から間隔を空けて設けられている、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項８】
基板によって支持されている誘電アンカーを有するMEMS素子であって、
前記少なくとも1の可動部は、前記誘電アンカーによって支持されている、
請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項９】
前記基本となる半導体がシリコンを有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１０】
前記少なくとも1の非半導体分子層が酸素を有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１１】
前記少なくとも1の非半導体分子層が、酸素、窒素、フッ素、及び炭素-酸素で構成される群から選択される非半導体を有する、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１２】
前記少なくとも1の非半導体分子層は単分子層の厚さである、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１３】
前記基本となる半導体部分の全てが同一層数の分子層厚さである、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１４】
前記基本となる半導体部分の少なくとも一部が異なる層数の分子層厚さである、請求項1に記載のMEMS素子。
【請求項１５】
微小電気機械システム(MEMS)の素子の製造方法であって：
基板を供する工程；及び
該基板によって支持されている少なくとも1の可動部を形成する工程；
を有し、
前記少なくとも1の可動部は、各々が複数の層からなる複数の群を積層した状態で有する超格子を有し、
前記超格子の複数の層からなる群の各々は、基本となる半導体部分を画定する複数の積層した基本となる半導体分子層、及び隣接する基本となる半導体部分の結晶格子に内部に束縛された少なくとも1の非半導体分子層を有し、かつ
前記少なくとも1の超格子の複数の層からなる隣接する群に含まれる、対向する基本となる半導体部分が、共に化学結合する、
方法。
【請求項１６】
前記超格子が圧電性超格子を有する、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
さらに前記少なくとも1の可動部を駆動する駆動装置を前記基板に支持された状態で供する工程をさらに有する、請求項15に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも1の可動部によって支持されている第1伝導性コンタクトを形成する工程；及び
前記基板によって支持され、かつ前記第1伝導性コンタクトに対して位置合わせされている第2伝導性コンタクトを形成する工程；
をさらに有する、請求項15に記載の方法。
【請求項１９】
前記第1伝導性コンタクトと接続する第1高周波(RF)信号を形成する工程；及び
前記第2伝導性コンタクトと接続する第2RF信号を形成する工程；
をさらに有する、請求項15に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも1の可動部を動かすため、前記超格子にバイアス電圧を印加する1対のバイアス電圧コンタクト形成する工程をさらに有する、請求項15に記載の方法。
【請求項２１】
前記超格子部分は、基板から間隔を空けて設けられている、請求項15に記載の方法。
【請求項２２】
基板によって支持されている誘電アンカー形成する工程さらに有する方法であって、
前記少なくとも1の可動部は、前記誘電アンカーによって支持されている、
請求項15に記載の方法。
【請求項２３】
前記基本となる半導体がシリコンを有し、かつ
前記少なくとも1の非半導体分子層が酸素を有する、
請求項15に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも1の非半導体分子層が、酸素、窒素、フッ素、及び炭素-酸素で構成される群から選択される非半導体を有する、請求項15に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも1の非半導体分子層は単分子層の厚さである、請求項15に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図6Aは、γ点(G)について計算されたバルクシリコンのバンド構造（連続線で表されている）と4/1のSi/O超格子25（図3に図示されている）のバンド構造（破線で表されている）を表す。図中に示されている方向は、4/1のSi/O構造のユニットセルを意味しており、Siについて通常用いられるユニットセルを表しているわけではない。とはいえ、図中の(001)方向は、Siについて従来用いられるユニットセルの(001)方向に対応するので、予想されるSiの伝導帯の最小値の位置を示す。図中の(100)及び(010)方向は、Siについて従来用いられるユニットセルの(110)方向及び(-110)方向に対応する。図に記載されているシリコンのバンドは、4/1のSi/O構造についての適切な逆格子方向でのバンドを表すために折りたたまれていることは、当業者には明らかなことである。
【国際調査報告】
2008545542.tif 000051
2008545542.tif 000052
2008545542.tif 000053