(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルコゲン原子によって終端する第１面を有する遷移金属ダイカルコゲナイドであって、前記第１面の第１部分及び第２部分の各々において少なくとも１つの遷移金属原子が露出する遷移金属ダイカルコゲナイドと、
前記第１部分に接続された第１金属と、
前記第２部分に接続された第２金属と
を含むことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記第１部分に接続された前記第１金属をソース電極とし、
前記第２部分に接続された前記第２金属をドレイン電極とし、
前記遷移金属ダイカルコゲナイドの、前記第１部分と前記第２部分との間の前記第１面上に積層された絶縁膜と、
前記絶縁膜の、前記遷移金属ダイカルコゲナイドと反対の側に積層されたゲート電極と
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
カルコゲン原子によって終端する第１面を有する遷移金属ダイカルコゲナイドであって、前記第１面の第１部分及び第２部分の各々において少なくとも１つの遷移金属原子が露出する遷移金属ダイカルコゲナイドを形成する工程と、
前記第１部分に第１金属を接続する工程と、
前記第２部分に第２金属を接続する工程と
を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１部分に接続された前記第１金属をソース電極とし、
前記第２部分に接続された前記第２金属をドレイン電極とし、
前記遷移金属ダイカルコゲナイドの、前記第１部分と前記第２部分との間の前記第１面上に積層される絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の、前記遷移金属ダイカルコゲナイドと反対の側に積層されるゲート電極を形成する工程と
を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置及び電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遷移金属ダイカルコゲナイド（Transition Metal DiChalcogenide；ＴＭＤＣ）は、モリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）等の遷移金属原子Ｔに対して硫黄（Ｓ）やセレン（Ｓｅ）等のカルコゲン原子Ｘが上下に結合した、化学式ＴＸ2で表される層状化合物である。
【０００３】
遷移金属ダイカルコゲナイドが有する機械的及び電気的な特性を利用し、遷移金属ダイカルコゲナイドを、電子装置に含まれる電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor；ＦＥＴ）に用いる技術等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０６２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
遷移金属ダイカルコゲナイドを用いる電子装置では、遷移金属ダイカルコゲナイドへの電流供給或いは遷移金属ダイカルコゲナイドからの電流取り出しのための電極として、金属が当該遷移金属ダイカルコゲナイドに接続される場合がある。この場合、電極金属と遷移金属ダイカルコゲナイドとの間の接触抵抗が大きいと、遷移金属ダイカルコゲナイドの電気的な特性を活かした電子装置を得ることができないことが起こり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、カルコゲン原子によって終端する第１面を有する遷移金属ダイカルコゲナイドであって、前記第１面の第１部分及び第２部分の各々において少なくとも１つの遷移金属原子が露出する遷移金属ダイカルコゲナイドと、前記第１部分に接続された第１金属と、前記第２部分に接続された第２金属とを含む電子装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の一観点によれば、カルコゲン原子によって終端する第１面を有する遷移金属ダイカルコゲナイドであって、前記第１面の第１部分及び第２部分の各々において少なくとも１つの遷移金属原子が露出する遷移金属ダイカルコゲナイドを形成する工程と、前記第１部分に第１金属を接続する工程と、前記第２部分に第２金属を接続する工程とを含む電子装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、遷移金属ダイカルコゲナイドとそれに接続される金属との間の接触抵抗の増大を抑えた電子装置を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】遷移金属ダイカルコゲナイド（ＴＭＤＣ）の構造の説明図である。
【図２】ＴＭＤＣを用いたトランジスタの第１の例を示す図である。
【図３】ＴＭＤＣを用いたトランジスタの第２の例を示す図である。
【図４】ＴＭＤＣと電極との接続部の一例を示す図である。
【図５】ＴＭＤＣと電極との接続部の第１の例を示す図である。
【図６】トランジスタモデルについてシミュレーションにより電流値の比較を行った結果の一例を示す図である。
【図７】ＴＭＤＣと電極との接続部の第２の例を示す図である。
【図８】ＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法の一例の説明図（その１）である。
【図９】ＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法の一例の説明図（その２）である。
【図１０】ＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法の別例の説明図（その１）である。
【図１１】ＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法の別例の説明図（その２）である。
【図１２】開口部を有するＴＭＤＣを用いたトランジスタの構成例を示す図（その１）である。
【図１３】開口部を有するＴＭＤＣを用いたトランジスタの構成例を示す図（その２）である。
【図１４】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その１）である。
【図１５】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その２）である。
【図１６】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その３）である。
【図１７】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その４）である。
【図１８】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その５）である。
【図１９】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その６）である。
【図２０】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その７）である。
【図２１】トランジスタ形成方法の一例の説明図（その８）である。
【図２２】トランジスタ形成方法の別例の説明図（その１）である。
【図２３】トランジスタ形成方法の別例の説明図（その２）である。
【図２４】ＴＭＤＣを用いた導体部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は遷移金属ダイカルコゲナイド（ＴＭＤＣ）の構造の説明図である。図１（Ａ）には、単層のＴＭＤＣの要部断面模式図を示し、図１（Ｂ）には、単層のＴＭＤＣの要部平面模式図を示している。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の点線で囲んだ領域は、周期的に繰り返される単位セル構造である。
【００１１】
ＴＭＤＣは、遷移金属原子Ｔの上下にカルコゲン原子Ｘが結合した、化学式ＴＸ2で表される単位セル構造を有する層状化合物である。遷移金属原子Ｔは、モリブデン、タングステン等であり、カルコゲン原子Ｘは、硫黄、セレン、テルル（Ｔｅ）等である。単層のＴＭＤＣは、図１（Ａ）に示すように、断面視で、遷移金属原子Ｔの層の上下をカルコゲン原子Ｘの層が挟む、３原子層の構造を有する。また、単層のＴＭＤＣは、図１（Ｂ）に示すように、平面視で、グラフェン等と同様に、原子が蜂の巣状（六角格子状）に並んだ構造を有する。
【００１２】
ＴＭＤＣは、フレキシブルであるという特性や、透明であるという特性を有する。また、ＴＭＤＣは、遷移金属原子Ｔがモリブデン、タングステンといった６族元素である場合、単層においてシリコン（Ｓｉ）と同程度のバンドギャップ、例えば単層において１ｅＶ〜２ｅＶの直接遷移型のバンドギャップを示すという特性を有する。例えば、このような特性を有するＴＭＤＣが、半導体装置、電子装置に利用される。
【００１３】
一例として、単層のＴＭＤＣをトランジスタのチャネルの材料に用いた例を、図２及び図３に示す。
図２はＴＭＤＣを用いたトランジスタの第１の例を示す図である。図２には、第１の例に係るトランジスタの要部斜視模式図を示している。
【００１４】
図２に示すトランジスタ１０は、基板１１、絶縁膜１２、ＴＭＤＣ１３、ソース電極１４ａ、ドレイン電極１４ｂ、ゲート絶縁膜１５及びゲート電極１６を有する。
基板１１には、各種基板を用いることができる。絶縁膜１２には、各種絶縁材料を用いることができ、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）が用いられる。このような絶縁膜１２上に、チャネルとなる単層のＴＭＤＣ１３が設けられる。
【００１５】
ＴＭＤＣ１３には、例えば、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）が用いられる。この場合、単層のＴＭＤＣ１３は、例えば、二硫化モリブデンのバルク単結晶から粘着テープによって剥離する方法により得られた単層の二硫化モリブデンを、絶縁膜１２上に転写することで、設けられる。
【００１６】
トランジスタ１０では、絶縁膜１２上に設けられたＴＭＤＣ１３の一方向の両端部（各々、終端部及び終端部から内側の領域）である端部１３ａ及び端部１３ｂの上にそれぞれ、ソース電極１４ａ及びドレイン電極１４ｂが設けられる。ソース電極１４ａ及びドレイン電極１４ｂには、モリブデン、タングステン、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）等の金属が用いられる。
【００１７】
このようなソース電極１４ａとドレイン電極１４ｂとの間のＴＭＤＣ１３上に、ゲート絶縁膜１５を介してゲート電極１６が設けられる。
図２に示すトランジスタ１０は、所謂トップゲート型のトランジスタである。トランジスタ１０では、ゲート電極１６の電位が制御されることで、ＴＭＤＣ１３を用いたチャネルのオン、オフの状態が制御される。
【００１８】
また、図３はＴＭＤＣを用いたトランジスタの第２の例を示す図である。図３には、第２の例に係るトランジスタの要部斜視模式図を示している。
図３に示すトランジスタ２０は、基板２１、絶縁膜２２、ＴＭＤＣ２３、ソース電極２４ａ及びドレイン電極２４ｂを有する。
【００１９】
基板２１には、導電性を有する基板が用いられ、例えば、所定導電型の不純物元素を添加したシリコン基板等の半導体基板が用いられる。絶縁膜２２には、各種絶縁材料を用いることができ、例えば、酸化シリコンが用いられる。このような絶縁膜２２上に、チャネルとなる単層のＴＭＤＣ２３、例えば二硫化モリブデンが、上記同様、転写等の方法を用いて設けられる。
【００２０】
トランジスタ２０では、絶縁膜２２上に設けられたＴＭＤＣ２３の一方向の両端部（各々、終端部及び終端部から内側の領域）である端部２３ａ及び端部２３ｂの上にそれぞれ、ソース電極２４ａ及びドレイン電極２４ｂが設けられる。ソース電極２４ａ及びドレイン電極２４ｂには、モリブデン、タングステン、チタン、コバルト、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、インジウム、銅、銀、白金、金等の金属が用いられる。
【００２１】
図３に示すトランジスタ２０は、所謂バックゲート型のトランジスタである。トランジスタ２０では、導電性の基板２１がゲート電極として機能し、基板２１の電位が制御されることで、ＴＭＤＣ２３を用いたチャネルのオン、オフの状態が制御される。
【００２２】
ＴＭＤＣを用い、例えば、上記の図２や図３に例示するような構成を有するトランジスタを得ることができる。
尚、トランジスタのチャネルにＴＭＤＣを用いる場合、ソース電極及びドレイン電極として機能する電極は、ＴＭＤＣの上層側に限らず、ＴＭＤＣの下層側に設けることもできる。
【００２３】
ここで、ＴＭＤＣと電極との接続について述べる。
図４はＴＭＤＣと電極との接続部の一例を示す図である。図４には、単層のＴＭＤＣと電極との接続部の一例を模式的に示している。
【００２４】
図４には、接続部の一例として、単層のＴＭＤＣ２の一部２ａ（図４に点線枠で図示）と、そこに積層される金属の電極３との接続部（積層部）１Ｂの要部断面模式図を示している。
【００２５】
接続部１ＢのＴＭＤＣ２には、二硫化モリブデン、二セレン化タングステン等が用いられる。ＴＭＤＣ２は、モリブデンやタングステン等の遷移金属原子Ｔと、その上下に結合する硫黄やセレン等のカルコゲン原子Ｘとを含む単位セル構造を有する。
【００２６】
接続部１Ｂの電極３には、モリブデン、タングステン、チタン、パラジウム等の金属が用いられる。電極３は、多数の金属原子Ｍが互いに金属結合された結晶構造を有する。
単層のＴＭＤＣ２をチャネルに用いたトランジスタにおいては、ＴＭＤＣ２の両端部に、金属の電極３が積層され、それらに流される電流のオン、オフが、ＴＭＤＣ２に対向して配置されるゲート電極（図４では図示せず）によって制御される。
【００２７】
単層のＴＭＤＣ２と、金属の電極３との接続（積層）においては、通常の半導体と金属との接続界面と同様にショットキー障壁が存在し、このショットキー障壁が接触抵抗（Ｒｃ）を増大させる一因となる。また、ＴＭＤＣ２と電極３との接続界面にトンネル障壁５（図４に鎖線で図示）ができ、それらの接触抵抗を増大させる。
【００２８】
ＴＭＤＣ２をチャネルに用いたトランジスタにおいて、ソース電極、ドレイン電極となる金属の電極３と、チャネルとなる単層のＴＭＤＣ２との間の接触抵抗が高いと、その高い接触抵抗によってトランジスタ特性が律速され得る。金属の電極３と、チャネルとなるＴＭＤＣ２との間の接触抵抗が増大すると、ＴＭＤＣ２の特性を活かした、トランジスタの高速化、低消費電力化が難しくなる。
【００２９】
一方、ＴＭＤＣ２と電極３の材料の組み合わせによっては、それらの接触抵抗の増大を抑えることが可能になる場合がある。
例えば、ＴＭＤＣ２として二硫化モリブデンを用い、電極３としてモリブデンやチタンを用いた場合には、ＴＭＤＣ２と電極３との間でオーミック接合が実現され得る。このほか、ＴＭＤＣ２として二セレン化タングステン（ＷＳｅ2）を用い、電極３としてタングステンやパラジウムを用いた場合も同様に、ＴＭＤＣ２と電極３との間でオーミック接合が実現され得る。このようにＴＭＤＣ２と電極３の材料の組み合わせによってオーミック接合を実現し、それらの接触抵抗の増大を抑えることができる場合もある。
【００３０】
しかし、接触抵抗の増大が抑えられる材料の組み合わせが限定的で、ＴＭＤＣ２に用いることのできる材料の種類、電極３に用いることのできる材料の種類が、少数に限定される。
【００３１】
例えば、この図４のような接続部１Ｂを、上記のトランジスタ１０，２０（図２，図３）に採用した場合には、前述のように、その高速化、低消費電力化が難しくなってしまう。また、ＴＭＤＣ１３，２３並びにソース電極１４ａ，２４ａ及びドレイン電極１４ｂ，２４ｂの材料の組み合わせが限定的となってしまう。
【００３２】
このような点に鑑み、ここでは、次の図５に示すような手法を採用する。
図５はＴＭＤＣと電極との接続部の第１の例を示す図である。図５には、単層のＴＭＤＣと電極との接続部の一例を模式的に示している。
【００３３】
図５には、接続部の第１の例として、単層のＴＭＤＣ２の一部２ａ（図５に点線枠で図示）と、そこに積層される金属の電極３との接続部（積層部）１Ａの要部断面模式図を示している。
【００３４】
図５に示す接続部１ＡのＴＭＤＣ２及び電極３には、上記図４に示した接続部１ＢのＴＭＤＣ２及び電極３と同様の材料が用いられる。
接続部１ＡのＴＭＤＣ２には、二硫化モリブデン、二セレン化タングステン等が用いられる。ＴＭＤＣ２は、モリブデンやタングステン等の遷移金属原子Ｔと、その上下に結合する硫黄やセレン等のカルコゲン原子Ｘとを含む単位セル構造を有する。
【００３５】
接続部１Ａの電極３には、各種金属、例えば、モリブデン、タングステン、チタン、コバルト、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、インジウム、銅、銀、白金若しくは金、又はこれらのうちの２種以上を含む金属が用いられる。電極３は、多数の金属原子Ｍが互いに金属結合された結晶構造を有する。
【００３６】
図５に示す接続部１Ａでは、ＴＭＤＣ２の一部２ａにおいて、少なくとも１つの遷移金属原子Ｔが、部分的にカルコゲン原子Ｘと結合されないことで露出し、当該一部２ａの、遷移金属原子Ｔが露出する側に、金属の電極３が積層される。図５には、ＴＭＤＣ２の、部分的にカルコゲン原子Ｘと結合されないことで露出する遷移金属原子Ｔとして、２つの遷移金属原子Ｔ１を例示している。
【００３７】
図５に示す接続部１Ａでは、このように遷移金属原子Ｔ１が露出するＴＭＤＣ２の一部２ａに金属の電極３が積層され、ＴＭＤＣ２の露出する遷移金属原子Ｔ１と、当該一部２ａに積層される電極３の金属原子Ｍとの間に、金属−金属結合４が形成される。これにより、ＴＭＤＣ２と電極３との間でオーミック接合が実現され、それらの接触抵抗の増大が抑えられる。
【００３８】
このように、ＴＭＤＣ２の、電極３と接続される一部２ａにおいて、少なくとも１つの遷移金属原子Ｔ１を露出させ、その遷移金属原子Ｔ１と、電極３の金属原子Ｍとの間に、金属−金属結合４を形成する。ＴＭＤＣ２の遷移金属原子Ｔ１と、電極３の金属原子Ｍとの間に、金属−金属結合４を形成することで、ＴＭＤＣ２と電極３との間の接触抵抗の増大を抑える。
【００３９】
例えば、この図５のような接続部１Ａを、上記のトランジスタ１０，２０（図２，図３）に採用すれば、ＴＭＤＣ１３，２３と、ソース電極１４ａ，２４ａ及びドレイン電極１４ｂ，２４ｂとの接触抵抗の増大抑制により、高速化、低消費電力化が可能になる。また、ＴＭＤＣ１３，２３並びにソース電極１４ａ，２４ａ及びドレイン電極１４ｂ，２４ｂの材料の組み合わせが限定的となるのを抑えることが可能になる。
【００４０】
ここで、この図５に示したような接続部１Ａの構造を採用したトランジスタモデルＡと、上記図４に示したような接続部１Ｂの構造を採用したトランジスタモデルＢについて、シミュレーションにより電流値の比較を行った結果の一例を、図６に示す。
【００４１】
図６のシミュレーションに用いたトランジスタモデルＡは、図５の接続部１Ａのような、ＴＭＤＣ２と、その遷移金属原子Ｔを露出させた両端部上にそれぞれ接続された金属の電極３とを含む。トランジスタモデルＢは、図４の接続部１Ｂのような、ＴＭＤＣ２と、その遷移金属原子Ｔを露出させていない（即ちカルコゲン原子Ｘが露出する）両端部上にそれぞれ接続された金属の電極３とを含む。
【００４２】
このようなトランジスタモデルＡ及びトランジスタモデルＢの、各ＴＭＤＣ２の両端部上の電極３間にバイアスを印加した時に流れる電流を、シミュレーションによって見積もる。図６において、横軸はバイアス［Ｖ］を表し、縦軸は電流比ＩA／ＩB［−］を表す。電流比ＩA／ＩBは、バイアス印加時にトランジスタモデルＡで得られる電流値ＩAと、トランジスタモデルＢで得られる電流値ＩBとの比である。
【００４３】
図６より、印加されるバイアスが０．１Ｖ以上の範囲で、トランジスタモデルＡでは、トランジスタモデルＢの８倍〜２０倍程度の電流値が得られる。即ち、ＴＭＤＣ２の遷移金属原子Ｔが露出する部分に金属の電極３を接続する構造（図５）では、遷移金属原子Ｔが露出しない部分に電極３を接続する構造（図４）に比べて、接触抵抗が１／８〜１／２０程度に低減される。
【００４４】
上記図５に示したような、ＴＭＤＣ２の遷移金属原子Ｔと、電極３の金属原子Ｍとの間に、金属−金属結合４を形成する手法によれば、オーミック接合を実現し、接触抵抗の増大を効果的に抑えることが可能になる。
【００４５】
更に、この手法では、金属−金属結合４を形成してオーミック接合を実現するため、ＴＭＤＣ２と電極３の材料が、特定の組み合わせに限定されず、ＴＭＤＣ２と電極３の双方に、様々な材料を用いることが可能になる。
【００４６】
ところで、ＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法としては、例えば、ＴＭＤＣの、遷移金属原子層を挟むカルコゲン原子層の、金属電極が接続される面側のカルコゲン原子層に含まれる、少なくとも１つのカルコゲン原子を除去する手法がある。これは即ち、上記図５に示したような手法である。
【００４７】
このほか、ＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法としては、例えば、ＴＭＤＣの、金属電極が接続される部分に、少なくとも１つの開口部を設ける手法がある。このような手法について、次の図７を参照して説明する。
【００４８】
図７はＴＭＤＣと電極との接続部の第２の例を示す図である。図７には、単層のＴＭＤＣと電極との接続部の一例を模式的に示している。
図７には、接続部の第２の例として、単層のＴＭＤＣ２の一部２ａ（図７に点線枠で図示）と、そこに積層される金属の電極３との接続部（積層部）１Ｃの要部断面模式図を示している。この図７に示す接続部１ＣのＴＭＤＣ２及び電極３には、上記図５に示した接続部１ＡのＴＭＤＣ２及び電極３と同様の材料が用いられる。
【００４９】
図７の例では、ＴＭＤＣ２の一部２ａに開口部２ｂが設けられる。このような開口部２ｂが設けられることで、ＴＭＤＣ２の一部２ａには、その開口部２ｂのエッジに、遷移金属原子Ｔが露出するようになる。尚、便宜上、図７では、露出する遷移金属原子Ｔを、遷移金属原子Ｔ１としている。開口部２ｂが設けられ、遷移金属原子Ｔ１が露出するＴＭＤＣ２の一部２ａに、金属の電極３が積層される。
【００５０】
図７に示す接続部１Ｃでは、開口部２ｂのエッジに露出する遷移金属原子Ｔ１と、電極３の金属原子Ｍとの間に、金属−金属結合４が形成される。これにより、ＴＭＤＣ２と電極３との間でオーミック接合が実現され、それらの接触抵抗の増大が抑えられる。
【００５１】
このようにＴＭＤＣに開口部を設けて遷移金属原子を露出させる手法について、更に説明する。
図８及び図９はＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法の一例の説明図である。図８には、開口部を有するＴＭＤＣの一例の要部平面模式図を示している。図９には、開口部を有するＴＭＤＣの原子配置の一例を示している。
【００５２】
例えば、図８に示すように、ＴＭＤＣ３０の、金属電極が積層される一部３０ａに、少なくとも１つの開口部３１が設けられる。図８には、ＴＭＤＣ３０の一部３０ａに、複数の平面円形状の開口部３１が周期的に並んで設けられた形態を示している。図９には、ＴＭＤＣ３０の、図８のような平面円形状の一開口部３１付近の、平面視の原子配置を示している。
【００５３】
ＴＭＤＣ３０の一部３０ａには、開口部３１が設けられることで、当該開口部３１のエッジに、遷移金属原子Ｔが露出するようになる。例えば、開口部３１の個数、サイズ、配置により、ＴＭＤＣ３０の一部３０ａに露出させる遷移金属原子Ｔの個数、配置を調整することができる。
【００５４】
遷移金属原子Ｔを露出させたＴＭＤＣ３０の一部３０ａ上に、金属電極が積層され、ＴＭＤＣ３０の遷移金属原子Ｔと、金属電極の金属原子との間に、金属−金属結合が形成される。これにより、接触抵抗の増大を抑えたＴＭＤＣ３０と金属電極との接続構造が得られる。
【００５５】
図１０及び図１１はＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させる手法の別例の説明図である。図１０には、開口部を有するＴＭＤＣの一例の要部平面模式図を示している。図１１には、開口部を有するＴＭＤＣの原子配置の一例を示している。
【００５６】
図１０には、ＴＭＤＣ３０の、金属電極が積層される一部３０ａに、複数の平面三角形状の開口部３２が周期的に並んで設けられた形態を示している。図１１には、ＴＭＤＣ３０の、図１０のような平面三角形状の一開口部３２付近の、平面視の原子配置を示している。
【００５７】
ＴＭＤＣ３０の一部３０ａには、開口部３２が設けられることで、当該開口部３２のエッジに、遷移金属原子Ｔが露出するようになる。例えば、開口部３２の個数、サイズ、配置により、ＴＭＤＣ３０の一部３０ａに露出させる遷移金属原子Ｔの個数、配置を調整することができる。
【００５８】
遷移金属原子Ｔを露出させたＴＭＤＣ３０の一部３０ａ上に、金属電極が積層され、ＴＭＤＣ３０の遷移金属原子Ｔと、金属電極の金属原子との間に、金属−金属結合が形成される。これにより、接触抵抗の増大を抑えたＴＭＤＣ３０と金属電極との接続構造が得られる。
【００５９】
一例として、上記のように開口部を設けて遷移金属原子を露出させたＴＭＤＣを備えるトランジスタを、次の図１２及び図１３に示す。
図１２及び図１３は開口部を有するＴＭＤＣを用いたトランジスタの構成例を示す図である。尚、図１２は開口部を有するＴＭＤＣを用いたトランジスタの一例の要部断面模式図である。図１３は開口部を有するＴＭＤＣを用いたトランジスタの一例の要部平面模式図であって、ＴＭＤＣ及び金属電極を、ＴＭＤＣ側から見た時の平面模式図（Ｌ−Ｌ矢視平面模式図）である。
【００６０】
図１２に示すトランジスタ４０は、上記図３に示したトランジスタ２０と同様に、基板４１上の絶縁膜４２に積層されたＴＭＤＣ４３の、その端部４３ａ及び端部４３ｂ上にそれぞれ、ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂが接続された構造を有する。
【００６１】
基板４１には、導電性を有する基板が用いられ、例えば、所定導電型の不純物元素を添加したシリコン基板等の半導体基板が用いられる。絶縁膜４２には、各種絶縁材料を用いることができ、例えば、酸化シリコンが用いられる。
【００６２】
このような絶縁膜４２上に、二硫化モリブデン等の単層のＴＭＤＣ４３が設けられる。ＴＭＤＣ４３は、その端部４３ａ及び端部４３ｂにそれぞれ、少なくとも１つ、ここでは一例として複数の開口部４３ｃを有する。ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃは、例えば、上記図８及び図９に示したような平面円形状の開口部（開口部３１）、或いは上記図１０及び図１１に示したような平面三角形状の開口部（開口部３２）とされる。また、ＴＭＤＣ４３には、開口部４３ｃとして、上記図８及び図９に示したような平面円形状の開口部（開口部３１）と、上記図１０及び図１１に示したような平面三角形状の開口部（開口部３２）とが、混在していてもよい。図１２及び図１３には一例として、複数の平面円形状の開口部４３ｃを設けたＴＭＤＣ４３を示している。尚、開口部４３ｃを有するＴＭＤＣ４３の形成方法の一例については後述する。
【００６３】
ＴＭＤＣ４３に接続されるソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂには、各種金属、例えば、モリブデン、タングステン、チタン、コバルト、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、インジウム、銅、銀、白金若しくは金、又は、これらのうちの２種以上を含む金属が用いられる。
【００６４】
トランジスタ４０では、ＴＭＤＣ４３がチャネルとして用いられ、ＴＭＤＣ４３の、開口部４３ｃが設けられた一方の端部４３ａ上に、ソース電極４４ａが接続され、開口部４３ｃが設けられた他方の端部４３ｂ上に、ドレイン電極４４ｂが接続される。導電性の基板４１がゲート電極として機能し、基板４１の電位が制御されることで、ＴＭＤＣ４３を用いたチャネルのオン、オフの状態が制御される。
【００６５】
ＴＭＤＣ４３の端部４３ａ及び端部４３ｂにそれぞれ、開口部４３ｃが設けられることで、開口部４３ｃのエッジに露出する遷移金属原子と、ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂの金属原子との間に、金属−金属結合が形成される。これにより、ＴＭＤＣ４３の一方の端部４３ａとソース電極４４ａとの間、及びＴＭＤＣ４３の他方の端部４３ｂとドレイン電極４４ｂとの間の接触抵抗の増大が抑えられた、トランジスタ４０が実現される。
【００６６】
続いて、上記のような構成を有するトランジスタの形成方法の一例について説明する。
ここでは、上記図１２及び図１３に示したトランジスタ４０を例に、その形成方法の一例について説明する。
【００６７】
図１４〜図２１はトランジスタ形成方法の一例の説明図である。以下、ＴＭＤＣを用いたトランジスタの各形成工程の一例について、図１４〜図２１を参照して順に説明する。
図１４はＴＭＤＣ転写工程の一例の要部断面模式図である。
【００６８】
まず、二硫化モリブデンのバルク単結晶からの粘着テープによる剥離の方法を用いて、単層の二硫化モリブデンを、開口部４３ｃを形成する前のＴＭＤＣ４３として準備する。そして、準備したＴＭＤＣ４３を、図１４に示すように、ｐ+型シリコン基板等の導電性の基板４１上に形成された、酸化シリコン等の絶縁膜４２の上に、転写する。
【００６９】
図１５はマスク形成工程の一例の要部断面模式図である。
基板４１上の絶縁膜４２の上に、準備したＴＭＤＣ４３を転写した後、図１５に示すように、そのＴＭＤＣ４３を含む領域上に、酸化シリコン膜５１、ランダム共重合体膜５２、ブロック共重合体膜５３を順に形成する。
【００７０】
酸化シリコン膜５１は、ＴＭＤＣ４３の保護膜として機能し、例えば、厚さ１０ｎｍで堆積する。
ランダム共重合体膜５２には、スチレン−メタクリル酸メチルランダム共重合体（poly(styrene-random methyl methacrylate)；Ｐ（Ｓ−ｒ−ＭＭＡ））を用いることができる。Ｐ（Ｓ−ｒ−ＭＭＡ）を１ｗｔ％含有するトルエン溶液を酸化シリコン膜５１上にスピンコートし、１７０℃で７２時間アニールを行うことで、Ｐ（Ｓ−ｒ−ＭＭＡ）をランダム共重合体膜５２として酸化シリコン膜５１上に固定する。その後、トルエンを用いて洗浄を行い、酸化シリコン膜５１上に固定されていないＰ（Ｓ−ｒ−ＭＭＡ）を除去する。
【００７１】
ブロック共重合体膜５３には、スチレン−メタクリル酸メチルブロック共重合体（poly(styrene-block methyl methacrylate)；Ｐ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ））を用いることができる。Ｐ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ）を１ｗｔ％含有するトルエン溶液をランダム共重合体膜５２上にスピンコートし、Ｐ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ）をブロック共重合体膜５３としてランダム共重合体膜５２上に形成する。例えば、２５００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍでスピンコートし、厚さ２５ｎｍ〜３５ｎｍのブロック共重合体膜５３を形成する。
【００７２】
図１６はアニール工程の一例の要部断面模式図である。
酸化シリコン膜５１、ランダム共重合体膜５２及びブロック共重合体膜５３の形成後、アニールを行う。アニールは、例えば、１８０℃で１２時間の条件で行う。所定の条件でアニールを行うことで、ランダム共重合体膜５２上に形成されたブロック共重合体膜５３中に、厚さ方向に配向（垂直配向）する円筒状又は略円筒状のドメイン（シリンダ）５３ａが周期的に形成される。
【００７３】
ブロック共重合体膜５３をランダム共重合体膜５２の上に形成しておくことで、所定の条件のアニールにより、垂直配向性の良好なシリンダ５３ａを含むブロック共重合体膜５３を得ることができる。
【００７４】
シリンダ５３ａの配置（周期）、サイズは、ブロック共重合体膜５３に用いるＰ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ）の分子量（分子鎖長）、スチレンとメタクリル酸メチルの組成比等によって調整することができる。
【００７５】
図１７はマスク開口形成工程の一例の要部断面模式図である。
アニール後、シリンダ５３ａを含むブロック共重合体膜５３に対し、紫外線を照射する。例えば、波長２９５ｎｍの紫外線を３０分間照射する。ブロック共重合体膜５３に対し、所定の条件で紫外線を照射することで、ブロック共重合体膜５３中のシリンダ５３ａを選択的に分解する。
【００７６】
次いで、紫外線の照射によって選択的に分解されたシリンダ５３ａを、所定の液を用いて除去する。シリンダ５３ａの除去に用いる液としては、例えば、酢酸、好ましくは氷酢酸を用いる。例えば、このような液に、紫外線照射後の構造体を２０分間浸漬し、紫外線照射によって選択的に分解されたシリンダ５３ａを除去し、その後、純水を用いて洗浄する。
【００７７】
このような紫外線照射によるシリンダ５３ａの分解とその除去を行うことで、図１７に示すような、周期的にシリンダ状の開口部５３Ａａが形成されたポリスチレン膜５３Ａが得られる。
【００７８】
この開口部５３Ａａを有するポリスチレン膜５３Ａは、続くエッチング工程（図１８）におけるテンプレート（マスク）として用いられる。
図１８は第１エッチング工程の一例の要部断面模式図である。
【００７９】
開口部５３Ａａを有するポリスチレン膜５３Ａの形成後は、まず図１８に示すように、ポリスチレン膜５３Ａ上の、トランジスタ４０のチャネルの形成領域に対応する領域を覆うように、レジスト膜５４を形成する。
【００８０】
そして、このレジスト膜５４をマスクとし、開口部５３Ａａを有するポリスチレン膜５３Ａをテンプレートとして、ランダム共重合体膜５２のエッチングを行う。ランダム共重合体膜５２のエッチングは、例えば、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）で行うことができる。ランダム共重合体膜５２のＲＩＥは、例えば、１０ｍＴｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ≒１３３．３２２Ｐａ）の圧力下において、５０Ｗのプラズマパワーで、酸素（Ｏ2）ガスを１０ｓｃｃｍ（standard cc/min）の流量で供給しながら行う。
【００８１】
このようにしてランダム共重合体膜５２のエッチングを行うことで、図１８に示すように、ランダム共重合体膜５２の、トランジスタ４０のソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂの形成領域に対応する領域に、開口部５２ａを形成する。ランダム共重合体膜５２の開口部５２ａは、レジスト膜５４で覆われていないポリスチレン膜５３Ａ下の、その開口部５３Ａａに対応する領域に、周期的に形成される。
【００８２】
尚、エッチングにより開口部５２ａを形成する際には、オーバーエッチングを行えば、ランダム共重合体膜５２の開口部５２ａのサイズを、ポリスチレン膜５３Ａの開口部５３Ａａのサイズよりも広げることが可能である。
【００８３】
この開口部５２ａを有するランダム共重合体膜５２は、続くエッチング工程（図１９）におけるテンプレート（マスク）として用いられる。
図１９は第２エッチング工程の一例の要部断面模式図である。
【００８４】
ランダム共重合体膜５２に開口部５２ａを形成した後は、レジスト膜５４及びポリスチレン膜５３Ａを除去し、開口部５２ａを有するランダム共重合体膜５２をマスクとして、酸化シリコン膜５１のエッチングを行う。酸化シリコン膜５１のエッチングは、例えば、ＲＩＥで行うことができる。酸化シリコン膜５１のＲＩＥは、例えば、６０ｍＴｏｒｒの圧力下において、３００Ｗのプラズマパワーで、トリフロロメタン（ＣＨＦ3）ガスを４５ｓｃｃｍ、酸素ガスを５ｓｃｃｍの流量で供給しながら行う。
【００８５】
このようにして酸化シリコン膜５１のエッチングを行うことで、図１９に示すように、酸化シリコン膜５１の、トランジスタ４０のソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂの形成領域に対応する領域に、開口部５１ａを形成する。酸化シリコン膜５１の開口部５１ａは、ランダム共重合体膜５２下の、その開口部５２ａに対応する領域に、周期的に形成される。
【００８６】
尚、エッチングにより開口部５１ａを形成する際には、オーバーエッチングを行えば、酸化シリコン膜５１の開口部５１ａのサイズを、ランダム共重合体膜５２の開口部５２ａのサイズよりも広げることが可能である。
【００８７】
この開口部５１ａを有する酸化シリコン膜５１は、続くエッチング工程（図２０）におけるテンプレート（マスク）として用いられる。
図２０は第３エッチング工程の一例の要部断面模式図である。
【００８８】
酸化シリコン膜５１に開口部５１ａを形成した後は、酸化シリコン膜５１をマスクとして、ＴＭＤＣ４３のエッチングを行う。ＴＭＤＣ４３のエッチングは、例えば、ＲＩＥで行うことができる。ＴＭＤＣ４３のＲＩＥは、例えば、１０ｍＴｏｒｒの圧力下において、９０Ｗのプラズマパワーで、酸素ガスを２５ｓｃｃｍの流量で供給しながら行う。
【００８９】
このようにしてＴＭＤＣ４３のエッチングを行うことで、図２０に示すように、ＴＭＤＣ４３の、トランジスタ４０のソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂの形成領域に対応する端部４３ａ及び端部４３ｂに、開口部４３ｃを形成する。ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃは、酸化シリコン膜５１下の、その開口部５１ａに対応する領域に、周期的に形成される。
【００９０】
尚、この例では、ＴＭＤＣ４３の、トランジスタ４０のソース電極４４ａとドレイン電極４４ｂとの間のチャネルの形成領域に対応する領域には、開口部４３ｃは形成されない。
【００９１】
ＴＭＤＣ４３の端部４３ａ及び端部４３ｂに開口部４３ｃを形成した後は、酸化シリコン膜５１を除去する。酸化シリコン膜５１の除去は、例えば、フッ酸（ＨＦ）を用いて行うことができる。
【００９２】
ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃの周期は、例えば、ブロック共重合体膜５３に用いるＰ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ）の分子量によって調整することができる。開口部４３ｃの周期は、用いるＰ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ）の分子量が小さくなるほど短くなる傾向がある。例えば、分子量が４７７００ｇｍｏｌ-1のＰ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ）を用いた場合、開口部４３ｃの周期は２７ｎｍになり、分子量が７７０００ｇｍｏｌ-1のＰ（Ｓ−ｂ−ＭＭＡ）を用いた場合、開口部４３ｃの周期は３９ｎｍになる。
【００９３】
ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃのサイズは、酸化シリコン膜５１の開口部５１ａのサイズ、ランダム共重合体膜５２の開口部５２ａのサイズ、ポリスチレン膜５３Ａの開口部５３Ａａのサイズ、ブロック共重合体膜５３のシリンダ５３ａのサイズによって調整することができる。尚、各開口部５１ａ，５２ａ，５３Ａａのサイズは、シリンダ５３ａのサイズや、エッチングで形成する際のエッチング時間（オーバーエッチング）によって調整することが可能である。
【００９４】
更に、ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃのサイズは、開口部５１ａを設けた酸化シリコン膜５１をマスクとしたＴＭＤＣ４３のエッチング時間によっても調整することができる。開口部４３ｃのサイズは、エッチング時間が長くなるほど大きくなる傾向がある。
【００９５】
図２１は電極形成工程の一例の要部断面模式図である。
ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃの形成後、ＴＭＤＣ４３の、開口部４３ｃが形成された端部４３ａ及び端部４３ｂに、金属を形成し、それにより、図２１に示すようなソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂを形成する。
【００９６】
ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂには、各種金属を用いることができる。例えば、ＴＭＤＣ４３の、開口部４３ｃが形成された端部４３ａ上及び端部４３ｂ上に、チタン層及び金層を順に堆積し、チタン／金積層構造をソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂとして形成する。ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂの形成（金属の堆積）には、例えば、電子線ビーム蒸着法を用いることができる。
【００９７】
形成されるソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂの金属原子と、ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃのエッジに露出する遷移金属原子との間に、金属−金属結合が形成される。これにより、ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂとＴＭＤＣ４３との接触抵抗の増大が抑えられる。
【００９８】
以上のような工程により、基板４１がゲート電極として機能し、ソース電極４４ａとドレイン電極４４ｂがそれぞれ接続されるＴＭＤＣ４３の端部４３ａと端部４３ｂの間がチャネルとして機能する、バックゲート型のトランジスタ４０が形成される。即ち、基板４１の電位制御によってチャネルとなるＴＭＤＣ４３のオン、オフの状態が制御されるトランジスタ４０が形成される。
【００９９】
尚、トランジスタ４０のチャネルに用いられるＴＭＤＣ４３には、単層の二硫化モリブデンのほか、単層の二セレン化タングステン等、他のＴＭＤＣが用いられてもよい。また、トランジスタ４０のチャネルに用いられるＴＭＤＣ４３には、このような二硫化モリブデン等の単層のＴＭＤＣを多層化したものが用いられてもよい。
【０１００】
図１４〜図２１には、基板４１をゲート電極として用いるトランジスタ４０の形成方法を例示した。このほか、チャネルとなるＴＭＤＣ４３上に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成し、トランジスタを得ることもできる。
【０１０１】
図２２及び図２３はトランジスタ形成方法の別例の説明図である。以下、ＴＭＤＣを用いたトランジスタの形成工程の別例について、図２２及び図２３を参照して説明する。
この方法では、まず適当な基板４１Ａ上に形成された酸化シリコン等の絶縁膜４２Ａの上に、上記同様、バルク単結晶からの剥離法を用いて準備された、開口部４３ｃを形成する前のＴＭＤＣ４３を転写する。
【０１０２】
その後、上記図１５〜図２１に示したような各工程を実施し、図２２に示すような、ＴＭＤＣ４３の、開口部４３ｃを設けた端部４３ａ上及び端部４３ｂ上にそれぞれ、ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂが形成された構造を得る。ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂの金属原子と、ＴＭＤＣ４３の開口部４３ｃのエッジに露出する遷移金属原子との間に、金属−金属結合が形成され、ソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂとＴＭＤＣ４３との接触抵抗の増大が抑えられる。
【０１０３】
次いで、図２３に示すように、ソース電極４４ａとドレイン電極４４ｂとの間のＴＭＤＣ４３上に、ゲート絶縁膜４５を形成し、ソース電極４４ａとドレイン電極４４ｂとの間のゲート絶縁膜４５上に、ゲート電極４６を形成する。ゲート絶縁膜４５には、各種絶縁材料を用いることができ、例えば、酸化シリコンを用いることができる。ゲート電極４６には、各種導体材料を用いることができ、例えば、所定導電型のシリコンやポリシリコン、金属等を用いることができる。
【０１０４】
このような工程により、ゲート電極４６の電位制御によってチャネルとなるＴＭＤＣ４３のオン、オフの状態が制御される、トップゲート型のトランジスタ４０Ａが形成される。
【０１０５】
尚、トランジスタ４０Ａのチャネルに用いられるＴＭＤＣ４３には、単層の二硫化モリブデンのほか、単層の二セレン化タングステン等、他のＴＭＤＣが用いられてもよい。また、トランジスタ４０Ａのチャネルに用いられるＴＭＤＣ４３には、このような二硫化モリブデン等の単層のＴＭＤＣを多層化したものが用いられてもよい。
【０１０６】
上記のソース電極４４ａ及びドレイン電極４４ｂのような金属電極と、ＴＭＤＣとを接続する場合、金属電極は、ＴＭＤＣの上層側に限らず、ＴＭＤＣの下層側に設けることもできる。
【０１０７】
ＴＭＤＣの上層側に金属電極を設ける場合には、例えば上記トランジスタ４０，４０Ａの形成方法について述べたのと同様に、所定基板上のＴＭＤＣの所定部分に開口部を形成し、その開口部を形成した部分の上に、金属電極を形成すればよい。
【０１０８】
ＴＭＤＣの下層側に金属電極を設ける場合には、金属電極を形成した所定基板（又は層）、或いは金属電極を表層部に埋設した所定基板（又は層）の、その金属電極を含む領域上にＴＭＤＣを設ける。そして、そのＴＭＤＣの、金属電極の上方の部分に、上記図１５〜図２０の例に従って開口部を形成すればよい。
【０１０９】
また、ＴＭＤＣは、それをチャネルに用いるトランジスタのほか、電子装置内の素子間或いは部品間を電気的に接続する配線等の導体部にも適用可能である。
図２４はＴＭＤＣを用いた導体部の構成例を示す図である。図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）にはそれぞれ、ＴＭＤＣを用いた導体部の要部構成例を模式的に図示している。
【０１１０】
図２４（Ａ）に示す導体部１００Ａは、ＴＭＤＣ１１０と、そのＴＭＤＣ１１０の下層に設けられた導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂとを含む。導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂには、金属が用いられる。導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂは、配線やビア等である。ＴＭＤＣ１１０の、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂと接続される部分には、少なくとも１つ、ここでは一例として複数の開口部１１０ａが設けられる。
【０１１１】
導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂの金属原子と、ＴＭＤＣ１１０の開口部１１０ａから露出する遷移金属原子との間に、金属−金属結合が形成され、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂと、ＴＭＤＣ１１０との接触抵抗の増大が抑えられる。
【０１１２】
導体部１００Ａでは、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂが、それらの上層に設けられたＴＭＤＣ１１０を通じて、電気的に接続される。
この図２４（Ａ）に示すような導体部１００Ａを形成する際は、例えば、まず導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂを形成した層或いはそれらを表層部に埋設した層の、その導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂを含む領域上に、ＴＭＤＣ１１０を設ける。そして、そのＴＭＤＣ１１０の、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂの上方の部分に、上記図１５〜図２０の例に従って開口部１１０ａを形成する。このような方法により、図２４（Ａ）に示すような導体部１００Ａを得ることができる。
【０１１３】
尚、図２４（Ａ）には、ＴＭＤＣ１１０の下層に導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂを設ける場合を例示したが、ＴＭＤＣ１１０の上層に導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂを設け、それらを、ＴＭＤＣ１１０を通じて電気的に接続することもできる。このような構成とする場合は、まず所定基板上に設けたＴＭＤＣ１１０の、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂを接続する部分に開口部１１０ａを形成し、その開口部１１０ａを形成した部分の上に、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂを形成すればよい。
【０１１４】
また、図２４（Ｂ）に示す導体部１００Ｂは、ＴＭＤＣ１１０と、そのＴＭＤＣ１１０の下層及び上層にそれぞれ設けられた導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂとを含む。導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂは、配線やビア等であって、金属が用いられて形成される。ＴＭＤＣ１１０の、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂと接続される部分には、少なくとも１つ、ここでは一例として複数の開口部１１０ａが設けられる。
【０１１５】
導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂの金属原子と、ＴＭＤＣ１１０の開口部１１０ａから露出する遷移金属原子との間に、金属−金属結合が形成され、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂと、ＴＭＤＣ１１０との接触抵抗の増大が抑えられる。
【０１１６】
導体部１００Ｂでは、導体層１２０ａ及び導体層１２０ｂが、それらの層間に設けられたＴＭＤＣ１１０を通じて、電気的に接続される。
この図２４（Ｂ）に示すような導体部１００Ｂを形成する際は、まず導体層１２０ａを形成した層或いは導体層１２０ａを表層部に埋設した層の、その導体層１２０ａを含む領域上に、ＴＭＤＣ１１０を設ける。次いで、そのＴＭＤＣ１１０の、導体層１２０ａの上方の部分、及びもう一方の導体層１２０ｂを接続する部分に、開口部１１０ａを形成する。そして、このようなＴＭＤＣ１１０を設けた層上の、開口部１１０ａを形成した部分（導体層１２０ｂを接続する部分）の上に、導体層１２０ｂを形成する。このような方法により、図２４（Ｂ）に示すような導体部１００Ｂを得ることができる。
【０１１７】
また、図２４（Ｃ）に示す導体部１００Ｃは、導体層１２０と、その導体層１２０の下層及び上層にそれぞれ設けられたＴＭＤＣ１１０とを含む。導体層１２０は、配線やビア等であって、金属が用いられて形成される。下層及び上層のＴＭＤＣ１１０の、導体層１２０と接続される部分には、少なくとも１つ、ここでは一例として複数の開口部１１０ａが設けられる。
【０１１８】
導体層１２０の金属原子と、下層と上層のＴＭＤＣ１１０の開口部１１０ａから露出する遷移金属原子との間に、金属−金属結合が形成され、導体層１２０と、下層と上層のＴＭＤＣ１１０との接触抵抗の増大が抑えられる。
【０１１９】
導体部１００Ｃでは、下層と上層のＴＭＤＣ１１０が、それらの層間に設けられた導体層１２０を通じて、電気的に接続される。
この図２４（Ｃ）に示すような導体部１００Ｃを形成する際は、まず開口部１１０ａを形成したＴＭＤＣ１１０を含む層の、その開口部１１０ａを形成した部分の上に、導体層１２０を形成する。そして、その導体層１２０を含む層の、導体層１２０を含む領域上に、ＴＭＤＣ１１０を設け、その導体層１２０の上方の部分に、開口部１１０ａを形成する。このような方法により、図２４（Ｃ）に示すような導体部１００Ｃを得ることができる。
【０１２０】
尚、上記の導体部１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃに用いるＴＭＤＣ１１０には、単層のＴＭＤＣのほか、多層のＴＭＤＣを用いることもできる。
図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）に示すような導体部１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、各種電子装置の導体部に採用することができる。例えば、導体部１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、半導体素子、回路基板に実装された半導体素子を含む半導体装置、樹脂層内に半導体素子等の電子部品を埋設した擬似ＳｏＣ（System On a Chip）、回路基板等に採用し得る。より具体的には、半導体素子の多層配線内に設ける導体部、回路基板内に設ける導体部、擬似ＳｏＣの再配線層内に設ける導体部等に採用し得る。
【０１２１】
図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）に示すような、ＴＭＤＣ１１０を含む導体部１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを採用することで、ＴＭＤＣ１１０と導体層１２０ａ，１２０ｂ，１２０との接触抵抗の増大を抑えた電子装置を実現することが可能になる。ＴＭＤＣ１１０を含む導体部１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを採用することで、高速で低消費電力の電子装置を実現することが可能になる。
【０１２２】
ここでは、導体層１２０ａ，１２０ｂ，１２０と接続されるＴＭＤＣ１１０として、開口部１１０ａを有するものを例にした。このほか、導体層１２０ａ，１２０ｂ，１２０と接続されるＴＭＤＣ１１０として、導体層１２０ａ，１２０ｂ，１２０側のカルコゲン原子層の少なくとも一部が除去されて少なくとも１つの遷移金属原子が露出したものを用いてもよい。このようなＴＭＤＣ１１０を用いた場合も、導体層１２０ａ，１２０ｂ，１２０の金属原子と、ＴＭＤＣ１１０の露出する遷移金属原子との間に、金属−金属結合が形成される。これにより、上記同様、導体層１２０ａ，１２０ｂ，１２０とＴＭＤＣ１１０との接触抵抗の増大を抑え、高速で低消費電力の電子装置を実現することが可能になる。
【０１２３】
以上説明したような、金属を、ＴＭＤＣの遷移金属原子を露出させた部分に接続する手法は、トランジスタ、トランジスタを備える各種電子装置、配線のような導体部を備える各種電子装置に適用可能である。
【０１２４】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  少なくとも１つの遷移金属原子が露出する第１部分を有する遷移金属ダイカルコゲナイドと、
前記第１部分に接続された第１金属と
を含むことを特徴とする電子装置。
【０１２５】
（付記２）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドの前記第１部分に露出する遷移金属原子と、前記第１金属の金属原子との、金属−金属結合を有することを特徴とする付記１に記載の電子装置。
【０１２６】
（付記３）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドは、前記第１部分に第１開口部を有し、前記第１開口部のエッジに少なくとも１つの遷移金属原子が露出することを特徴とする付記１又は２に記載の電子装置。
【０１２７】
（付記４）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドは、少なくとも１つの遷移金属原子が露出する第２部分を有し、
前記第２部分に接続された第２金属を更に含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の電子装置。
【０１２８】
（付記５）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドの前記第２部分に露出する遷移金属原子と、前記第１金属の金属原子との、金属−金属結合を有することを特徴とする付記４に記載の電子装置。
【０１２９】
（付記６）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドは、前記第２部分に第２開口部を有し、前記第２開口部のエッジに少なくとも１つの遷移金属原子が露出することを特徴とする付記４又は５に記載の電子装置。
【０１３０】
（付記７）  前記第１部分に接続された前記第１金属をソース電極とし、
前記第２部分に接続された前記第２金属をドレイン電極とし、
前記遷移金属ダイカルコゲナイドの、前記第１部分と前記第２部分との間に積層された絶縁膜と、
前記絶縁膜の、前記遷移金属ダイカルコゲナイドと反対の側に積層されたゲート電極と
を更に含むことを特徴とする付記４乃至６のいずれかに記載の電子装置。
【０１３１】
（付記８）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドは、前記第１部分と前記第２部分との間に、遷移金属原子が露出する部分を有しないことを特徴とする付記７に記載の電子装置。
（付記９）  少なくとも１つの遷移金属原子が露出する第１部分を有する遷移金属ダイカルコゲナイドを形成する工程と、
前記第１部分に第１金属を接続する工程と
を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
【０１３２】
（付記１０）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドは、前記第１部分に第１開口部を有し、前記第１開口部のエッジに遷移金属原子が露出することを特徴とする付記９に記載の電子装置の製造方法。
【０１３３】
（付記１１）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドを形成する工程では、前記第１部分と、少なくとも１つの遷移金属原子が露出する第２部分とを有する前記遷移金属ダイカルコゲナイドを形成し、
前記第２部分に第２金属を接続する工程を更に含むことを特徴とする付記９又は１０に記載の電子装置の製造方法。
【０１３４】
（付記１２）  前記遷移金属ダイカルコゲナイドは、前記第２部分に第２開口部を有し、前記第２開口部のエッジに少なくとも１つの遷移金属原子が露出することを特徴とする付記１１に記載の電子装置の製造方法。
【０１３５】
（付記１３）  前記第１部分に接続された前記第１金属をソース電極とし、
前記第２部分に接続された前記第２金属をドレイン電極とし、
前記遷移金属ダイカルコゲナイドの、前記第１部分と前記第２部分との間に積層される絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の、前記遷移金属ダイカルコゲナイドと反対の側に積層されるゲート電極を形成する工程と
を更に含むことを特徴とする付記１１又は１２に記載の電子装置の製造方法。
【０１３６】
（付記１４）  遷移金属ダイカルコゲナイドの、少なくとも１つの遷移金属原子が露出する部分に、金属を接続する工程を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１３７】
Ｔ，Ｔ１  遷移金属原子
Ｘ  カルコゲン原子
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  接続部
２，１３，２３，３０，４３，１１０  遷移金属ダイカルコゲナイド（ＴＭＤＣ）
２ａ，３０ａ  一部
２ｂ，３１，３２，４３ｃ，５１ａ，５２ａ，５３Ａａ，１１０ａ  開口部
３  電極
４  金属−金属結合
５  トンネル障壁
１０，２０，４０，４０Ａ  トランジスタ
１１，２１，４１，４１Ａ  基板
１２，２２，４２，４２Ａ  絶縁膜
１３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ，４３ａ，４３ｂ  端部
１４ａ，２４ａ，４４ａ  ソース電極
１４ｂ，２４ｂ，４４ｂ  ドレイン電極
１５，４５  ゲート絶縁膜
１６，４６  ゲート電極
５１  酸化シリコン膜
５２  ランダム共重合体膜
５３  ブロック共重合体膜
５３ａ  シリンダ
５３Ａ  ポリスチレン膜
５４  レジスト膜
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  導体部
１２０，１２０ａ，１２０ｂ  導体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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