(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板上に構造物を作製する方法を提供すること。【解決手段】溝部を形成するために、パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、基層の部分の上に該パターン化層が形成される。自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）が、パターン化層と並べて、ただしパターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合される。基層は目標領域内で除去される。配線は、第１のＳＡＭが目標領域内で第２のＳＡＭと交換されることを除き同様な方法により、形成される。次いで、目標領域の外側の基層が除去されるか、もしくは、導電性金属結晶が目標領域内で成長される。このような構造は、電界効果トランジスタなど多くの能動または受動電子デバイスの製造で有利に使用できる。【選択図】図１Ｃ
2005033184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、基層の部分の上に前記パターン化層を形成する工程と、
自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させる工程であって、前記ＳＡＭは前記目標領域内で未組織性領域を含む工程と、
前記目標領域内の前記基層をエッチングする工程と
を含む、基層に溝部を作製する方法。
【請求項２】
エッチング工程はさらに、前記縁部に配置された前記ＳＡＭを介して拡散可能なエッチャントに前記基層を曝露し、それによって目標領域内の前記基層の部分を選択的に除去する工程を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記目標領域から前記基層の前記部分を除去した後、前記パターン化層を除去する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記目標領域から前記基層の前記部分を除去した後、前記ＳＡＭを除去する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳＡＭは、前記基層に対して有機分子を化学的に結合させることが可能な官能基を有する１つまたは複数の前記有機分子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、基層の部分の上に前記パターン化層を形成する工程と、
第１の自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させる工程であって、前記ＳＡＭは前記目標領域内で未組織性領域を含む工程と、
前記目標領域内で前記第１のＳＡＭを第２のＳＡＭと交換する工程と
を含む、基層上に配置された配線を作製する方法。
【請求項７】
前記目標領域の外側に配置された前記基層をエッチングする工程をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基層をエッチングする工程は、前記パターン化層をパターン化層のエッチャントに曝露し、それにより前記パターン化層を除去して、前記基層の前記部分の被覆を取り除く工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記除去工程は、前記基層のエッチャントが前記第１のＳＡＭを介して拡散可能となるような基層エッチャントに前記基層を曝露し、それにより前記第１のＳＡＭの下方の近傍にある前記基層を除去する工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
基礎基板上に絶縁層を配置する工程と、
前記絶縁層上に基層を堆積する工程と、
前記基層に溝部を形成する工程であって、
パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、前記基層の部分の上に前記パターン化層を形成する工程、
自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させ、前記ＳＡＭは前記目標領域内で未組織性領域を含む工程、および、
前記目標領域内の前記基層をエッチングして前記絶縁層を露出させ、それによりソースおよびドレインを形成する工程
を含む工程と、
前記溝部内にゲート誘電体を形成する工程と、
前記パターン化層を除去する工程と、
前記ゲート誘電体ならびに前記ソースおよびドレイン上に半導体構造を形成する工程と
を含む、電界効果トランジスタを作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に構造物、および構造物を作製する方法に関し、より具体的には、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）の未組織性（ｄｉｓｏｒｄｅｒ）を利用して構造物を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノエレクトロニクス、情報記憶装置および光学機器の用途向けにナノ構造物（最小寸法が約１００ｎｍ以下の構造物）を製造する、費用効果の高い方法を開発することに大きな関心が持たれている。そのような構造物を作製するいくつかの方法が、光学リソグラフィ・プロセスを置き換えるために提案されているが、それぞれ限界がある。例えば、電子線描画は、順次処理（ｓｅｒｉａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ）であり、量産に耐えるものではない。Ｘ線および極紫外線リソグラフィは共に、それを使用する手順の複雑さのために限界がある。マイクロコンタクト・プリンティングは、エラストマー製スタンプを用いてアルカンチオール分子のパターンを転写するが、このパターン自体が組織状単分子層に形成され、銀や金等の金属と結合し、それにより金属用のエッチング・レジストとして作用する。しかし、印刷段階でのアルカンチオールの拡散により、その最小横寸法は約１００ｎｍに制限される。さらに、アルカンチオールで被覆されたエッチング表面上で欠陥が見出される。自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を用いてパターニングする化学リソグラフィ・プロセスを開発する以前の試みにも問題があった。例えば、そのような方法は、銀上に銀が載った構造のように非平坦金属表面で溝部を形成するのに使用できるだけである。そのような方法はまた、様々なチェーン長のＳＡＭに対して異なるエッチング耐性を有する金属に溝部を形成することに限定される。
【非特許文献１】Ｏｒｌｏｖ  Ｏ．Ａ．ｅｔ  ａｌ．、Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２７７：９２６−３０（１９９７）
【非特許文献２】Ｍ．Ｌ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ  ｅｔ  ａｌ．、Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ  １９：４７１−４９５（１９８９）
【非特許文献３】「Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ」、Ｄｕｒｓｔｏｃｋ  Ｍ．Ｆ．およびＲｕｂｎｅｒ  Ｍ．Ｆ．Ｌａｎｇｍｕｉｒ、１７：７８６５−７２（２００１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、広範な種類の金属および非金属表面に好適な構造を形成する方法であって、その表面は当該方法が終了した際に平坦になるような方法にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の問題点に対処するために、本発明の一実施形態は、基層に溝部を作製する方法を提供する。該方法は、パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、基層の部分の上に前記パターン化層を形成する工程を含む。該方法はまた、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させる工程を含む。前記ＳＡＭは前記目標領域内で未組織性領域を含んでいる。該方法はさらに、前記目標領域内の前記基層をエッチングする工程を含む。
【０００５】
本発明の別の実施形態は、基層上に配置された配線を作製する方法である。該方法は、パターン化層がその縁部に隣接して配置された目標領域を形成するように、基層の部分の上に前記パターン化層を形成する工程を含む。該方法はさらに、第１の自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を前記パターン化層と並べて、ただし前記パターン化層は除いて前記基層に対して化学的に結合させる工程を含む。前記ＳＡＭは前記目標領域内で未組織性領域を含んでいる。該方法はまた、前記目標領域内で前記第１のＳＡＭを第２のＳＡＭと交換する工程を含む。
【０００６】
本発明のさらに別の実施形態は、電界効果トランジスタを作製する方法である。該方法は、基礎基板上に絶縁層を配置する工程と、前記絶縁層上に基層を堆積する工程とを含む。該方法はまた、上述のように前記基層に溝部を形成して、前記絶縁層を露出させ、それによりソースおよびドレインを形成する工程を含む。該方法はさらに、前記溝部内にゲート誘電体を形成する工程と、前記パターン化層を除去する工程と、前記ゲート誘電体ならびに前記ソースおよびドレイン上に半導体構造を形成する工程とを含む。
【０００７】
本発明は、添付の図面と共に読むことで下記の詳細な説明から最もよく理解される。種々の形状は一定の寸法比では示されておらず、説明を明確にするために任意に拡大または縮小できるものとする。下記の説明は、添付図面と併せて参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、基層の平坦表面中にまたはその上における狭小構造の形成を容易にするために、基層上でのパターン化層の堆積を利用することが有利であることを認識している。ＳＡＭで保護されていないので、パターン化層は後続の処理によって容易に除去可能であり、それによって基層の平坦表面をその中または上に該構造が形成された状態にすることになる。平坦表面中またはその上にそのような構造を形成することは、能動または受動デバイス構造を形成する後続の加工工程を簡単にするので、望ましいことである。さらに、基層上において、パターン化層と並べて、しかしその上ではないところにＳＡＭを形成すると、基層とパターン化層との間の縁部界面でＳＡＭのより狭小な未組織性領域が形成される。このことにより、様々な基層により狭小な構造をより精密に形成できるので有利である。
【０００９】
図１Ａ〜１Ｈは、溝部１０１を作製する方法の一実施形態による中間構造の断面図を示す。溝部１０１は、基礎基板１１０上に配置された基層１０５中にある。ある実施形態では基礎基板１１０は半導体基板１１０であるが、ガリウム砒素またはゲルマニウムなど他の多くの材料が好適な基礎基板１１０となり得ることが当業者は理解されよう。基層１０５は、蒸着など通常の技法で基礎基板１１０上に形成される（図１Ａ）。基層１０５は、ＳＡＭ１０７と結合可能な金属または非金属からなる（図１Ｅ）。例示的な基層材料１０５には、金、銀、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、もしくはそれらの混合物、またはシリコンが含まれる。通常の相補性金属酸化膜半導体プロセスに適合するパラジウムなどの基層に溝部１０１を作製するために、上記方法を使用すると有利である。この方法は、異なるチェーン長を有する複数のＳＡＭ１０７間でエッチング耐性に差がない場合にパラジウムなどの基層に溝部１０１を作製することにも有利に適用できる。
【００１０】
図１Ｂ〜１Ｄに示すように、当該方法は、基層１０５の部分１１７上にパターン化層１１５を形成することを含む。パターン化層１１５は、その縁部１２５に目標領域１２０が隣接配置して形成されるように形成される。パターン化層１１５は、基層１０５上でフォトレジスト１３０の通常の堆積を行い、次いでフォトリソグラフィでパターニングすることにより形成される。ある好適な実施形態では、図１Ｃに示すように、パターン化層１１５は、フォトレジスト１３０および基層１０５上に堆積される。図１Ｄに示すように、フォトレジスト１３０の通常のリフト・オフの後、パターン化層１１５は基層１０５の部分１１７上に残留する。代替実施形態では、パターン化層１１５は、ステンシル・マスクを通したパターン化層１１５の通常の蒸着により基層１０５上に形成される。
【００１１】
パターン化層１１５は、基層１０５のエッチャントに対して不活性であり、基層１０５に化学的に結合可能であるが、ＳＡＭ１０７に対しては化学的に結合可能ではない化合物である。ある実施形態では、パターン化層１１５は、基層１０５とは異なる金属、例えばクロムまたはチタンである。他の実施形態では、パターン化層１１５は、フォトレジスト１３０などの有機化合物である。パターン化層１１５に有機化合物を用いると、パターン化層１１５を除去するのに腐食性エッチャントを用いる必要性を回避できる。腐食性エッチャント、例えばフッ化水素は、他の構成要素を損傷する恐れがある。フォトレジスト１３０を使用すると、通常の光学リソグラフィ技法を用いてパターン化層１１５を形成できるので、特に有利である。ＳＡＭ１０７に化学的に結合しない好適なフォトレジスト化合物の例には、フッ素系脂肪族ポリマーエステル（ｆｌｕｏｒｏａｌｉｐｈａｔｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｅｓｔｅｒ）を含有するジアゾ系光活性型フォトレジストが含まれる。好適な一実施例では、パターン化層１１５は、製品番号Ｓｈｉｐｌｅｙ１８０５（Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国マサチューセッツ州、モールボロ市）からなる。
【００１２】
図１Ｅに示すように、当該方法はまた、ＳＡＭ１０７を基層１０５に対してパターン化層１１５と並べて化学的に結合させることを含む。ＳＡＭ１０７を基層１０５に対して化学的に結合させることは、ＳＡＭ１０７の分子を含有する溶液または蒸気に基層１０５を曝露することを含む。曝露は、分子がＳＡＭ１０７に自己組織化し、かつ基層１０５に化学的に結合または接着することが可能になるように十分な時間で行う。
【００１３】
ＳＡＭ１０７はパターン化層１１５から除かれる。パターン化層１１５は、ＳＡＭ１０７の分子がパターン化層１１５に化学的に結合または接着しないために、被覆されない状態とされる。もちろん、微量のＳＡＭ１０７が静電力などの弱い非共有結合力によりパターン化層１１５にかすかに密着している場合があることを理解されたい。しかし、パターン化層１１５上にあるこのような微量のＳＡＭ１０７分子は、後述するようにエッチャントでパターン化層を除去する際の妨げにはなるまでには至らない。したがって、未被覆のパターン化層１１５は、後述するようにエッチャントで除去できる。
【００１４】
図１Ｆに示すように、当該方法はまた、目標領域１２０内の基層１０５を除去するためのエッチングを含んでいる。目標領域１２０は、ＳＡＭ１０７の未組織化部分が縁部１２５に近接しているために、概部分の下方に配置されている。基層１０５に対するエッチャントはＳＡＭの未組織化領域を介してより容易に拡散し、それによって目標領域１２０内にある基層１０５の部分を選択的に除去する。好適な基層エッチャントとしては、下記に例示するように、フェロシアン化物、フェリシアン化物、チオ硫酸塩、および水酸化物を含む各種水溶液、ならびに、燐酸、硝酸、酢酸、硫酸またはそれらの組み合わせなどの各種酸性水溶液がある。
【００１５】
溝部１０１の幅１４０は、基層エッチャントに対する曝露時間に応じて拡大または縮小可能である。一例として、基層１０５が金であり、パターン化層１１５がチタンであり、エタノール中のｎ−ヘキサデカンチオールの０．０１Ｍ溶液に対して基層１０５を少なくとも２時間曝露することによってＳＡＭ１０７が形成される、好適な一実施形態を考察する。基層１０５は、１０ｍＭのフェロシアン化カリウム、１ｍＭのフェリシアン化カリウム、１００ｍＭのチオ硫酸ナトリウム、および１Ｍの水酸化ナトリウムからなる水溶液を含んだエッチャントに異なる時間で曝露される。エッチングにより、約６〜約１２分の曝露後は約５０ｎｍの幅１４０を有する溝部が生成し、約１６分の曝露後は約７０ｎｍの幅１４０を有する溝部が生成し、約６０分の曝露後は約２４０〜約２５０ｎｍの幅１４０を有する溝部が生成する。
【００１６】
当該方法により形成された溝部１４２（図１Ｆ）の縁部を用いて、第２の溝部を形成するための他の目標領域を生成できることを当業者は理解されよう。エッチング時間を変化させて当該方法を反復して適用することにより、デュアル・ダマシン構造など、基層中に種々の複雑な溝構造を作成できる。このような構造が、集積回路内の能動部品および受動部品の作製を容易にすることになる。
【００１７】
図１Ｇに示すように、当該方法はさらに、基層１０５に溝部１０１をエッチング形成した後、パターン化層１１５を除去することを含んでいる。パターン化層１１５のエッチャントの組成はパターン化層１１５の組成によって決まることを当業者は理解されよう。例えば、パターン化層１１５がチタンである場合、エッチャントはフッ化水素を含むことが好ましく、例えば、フッ化水素の１％水溶液である。あるいは、パターン化層１１５がフォトレジスト１３０である場合、エッチャントはアセトンまたは類似の有機溶剤である。
【００１８】
図１Ｈに示すように、当該方法はまた、基層１０５に溝部１０１をエッチング形成した後、ＳＡＭ１０７を除去することを含んでいる。やはり、ＳＡＭエッチャントの組成はＳＡＭ１０７の組成によって決まることを当業者は同様に理解するであろう。ＳＡＭ１０７がアルカンチオールを含む場合は、エッチャントは、活性エッチャントとして酸素プラズマを用いる反応性イオン・エッチャント（ＲＩＥ）を含む。ある好適な実施形態では、ＲＩＥは、４０ｍＴｏｒｒの酸素、約１０秒で約８０ＷのＲＦ電力を含んでいる。
【００１９】
ＳＡＭ１０７は、有機分子を基層１０５に化学的に結合させる官能基を有する有機分子を含んでいる。基層１０５が金属である実施形態では、有機分子は非分岐のアルカン鎖であり、官能基はチオールであることが好ましい。例としては、ＨＳ−（ＣＨ２）ｎ−Ｘ（ただし、ｎは２と２０の間、Ｘは−ＣＨ３または−ＣＯ２Ｈ）なる化学式を有する有機分子が含まれる。基層１０５がＡｌ上のＡｌ２Ｏ３層である場合、好ましくは、有機分子は非分岐アルカン鎖であり、官能基はホスホン基である。例としては、ＰＯ（ＯＨ）２−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ３（ただし、ｎは２と２０の間）なる化学式を有する有機分子が含まれる。基層１０５がＳｉ上のＳｉＯ２層である場合、好ましくは、有機分子は非分岐アルカン鎖であり、官能基はシランである。例としては、Ｓｉ（Ｃｌ）３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ３（ただし、ｎは２と２０の間）なる化学式を有する有機分子が含まれる。
【００２０】
図２Ａ〜２Ｈは、基礎基板２１０上に配線２０１を作製する方法の実施形態の構成を示している。類似の参照番号が、図１Ａ〜１Ｈに示した類似構造を示すのに用いられる。上述した手順および実施形態はいずれも、図２Ａ〜２Ｈに示した方法に適用できる。
【００２１】
図２Ａは、パターン化層２１５がその縁部２２５に隣接配置した目標領域２２０を形成するように、基層２０５の部分２１７上にパターン化層２１５を形成することを示す。基層２０５が基礎基板２１０上に形成され、その上にパターン化層２１５が、前述し図１Ａ〜１Ｄに示した同じ工程を用いて形成される。図２Ｂは、上述し図１Ｅに示した工程と類似の工程を用いて、第１のＳＡＭ２０７を基層２０５に対してパターン化層２１５と並べて、しかしパターン化層２１５の上にはならないように化学的に結合させることを示している。
【００２２】
図２Ｃは、目標領域２２０内で第１のＳＡＭ２０７を第２のＳＡＭ２４５と交換することを示している。第１のＳＡＭ２０７は、平坦領域２３５よりも縁部２２５の近傍でより未組織性が高い。したがって、目標領域２２０内では第１のＳＡＭ２０７を第２のＳＡＭ２４５と選択的に交換することが可能である。基層２０５が金属層である場合、第１のＳＡＭ２０７は、ＨＳ−（ＣＨ２）ｎ−Ｘ（ただし、ｎは２と１０の間、Ｘは−ＣＨ３または−ＣＯ２Ｈ）なる化学式を有する短鎖アルカンチオールである。そのような実施形態では、第２のＳＡＭ２４５は、ＨＳ−（ＣＨ２）ｎ−Ｘ（ただし、ｎは１１と２０の間、Ｘは−ＣＨ３または−ＣＯ２Ｈ）なる化学式を有する長鎖アルカンチオールである。例として、好適な一実施形態では、第１のＳＡＭ２０７は、基層２０５をエタノール中１０ｍＭのＨＳ−（ＣＨ２）２−ＣＯ２Ｈの溶液に室温で１０時間曝露することによって、金の基層２０５に結合される。次いで、第１のＳＡＭ２０７は、第１のＳＡＭ２０７をエタノール中１０ｍＭのＨＳ−（ＣＨ２）１５−ＣＯ２Ｈを含む溶液に室温で１時間曝露することによって、目標領域２２０で第２のＳＡＭ２４５と選択的に交換される。
【００２３】
図２Ｄおよび２Ｅは、配線２０１を作製する方法の第１の実施形態を示す。この方法は、目標領域２２０の外側に配置された基層２０５をエッチングすることを含んでいる。図２Ｄに示すように、基層２０５をエッチングすることはさらに、上述したようにパターン化層のエッチャントにパターン化層２１５に曝露して、パターン化層２１５を除去し、それによって基層２０５の部分２１７の被覆を取り除く。図２Ｅは、目標領域２２０の外側に配置された基層２０５をエッチングすることがさらに、基層エッチャントに基層２０５を曝露することを含むことを示している。基層のエッチャントは、第２のＳＡＭ２４５よりも第１のＳＡＭ２０７を介してより容易に拡散し、そのため目標領域２２０の外側の基層２０５を選択的に除去し、それによって配線２０１を形成する。例えば、チタンのパターン化層２１５を除去した後、上述のようなフッ化水素に対する曝露を経て、金の基層２０５は基層エッチャント（例えば、１０ｍＭのフェロシアン化カリウム、１ｍＭのフェリシアン化カリウム、１００ｍＭのチオ硫酸ナトリウム、および１Ｍの水酸化ナトリウムからなる水溶液）に約４０秒曝露される。
【００２４】
図２Ｆは、配線２０１を形成する方法の第２実施形態を示す。この方法は、目標領域２２０における導電性金属結晶２０１の核成長を含んでいる。このような実施形態では、基層２０５はＳｉ上のＳｉＯ２等の非導電性材料を含むことが好ましい。ある好適な実施例では、第１のＳＡＭ２０７を構成する有機分子は、Ｓｉ（Ｃｌ）３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ３（ただし、ｎは２と２０の間）なる化学式を有し、第２のＳＡＭ２４５は、Ｓｉ（Ｃｌ）３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯ２Ｈ（ただし、ｎは２と２０の間）なる化学式を有する。
【００２５】
配線２０１を構成する導電性金属結晶の核成長は、第１実施形態の図２Ｄに示したようにパターン化層２１５をエッチャントに暴露して、パターン化層２１５を除去し、それにより基層２０５の部分２１７の被覆を取り除くことを含んでよい。図２Ｆはさらに、目標領域２２０内の配線２０１の導電性金属結晶の核成長がさらに、硫化カドミウムなどの金属塩を含有する溶液に基層２２０を曝露して配線２０１を形成することを含むことを示している。
第１または第２の上述の諸工程を行った後、必要であれば、第２のＳＡＭ２４５は、前述したＲＩＥ手順など、ＳＡＭエッチャントに曝露することにより除去してよい。
【００２６】
配線２０１を作製する方法はまた、基層２０５または基礎基板２１０上における線形構造の形成にも非線形構造の形成にも使用できることを当業者は理解されよう。ある実施形態では、例えば、配線２０１は量子ドットとして知られる円形構造を形成する。円形構造は、相互接続された量子ドット上の個々の電子の位置を特定することにより論理状態の符号化を容易にするための、量子ドットを有する論理回路の製作に有利に使用できる。このことは、例えば、Ｏｒｌｏｖ  Ｏ．Ａ．ｅｔ  ａｌ．、Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２７７：９２６−３０（１９９７）、またはＭ．Ｌ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ  ｅｔ  ａｌ．、Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ  １９：４７１−４９５（１９８９）に記載されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。
【００２７】
別の実施形態は、電界効果トランジスタ３００を作製する方法である。図３Ａ〜３Ｅに示したこの方法は、上述の溝部３０１を形成する方法（図３Ｃ）を組み込んでいる。溝部３０１を作製する上述の方法のいずれもが、電界効果トランジスタ３００の作製に使用できる。図３に示す実施形態に加えて多くの代替トランジスタ構造が本発明の構造を有利に組み込むことが可能であることを当業者は理解されよう。
【００２８】
図１ならびに図２に示した構造と類似の構造を示す参照番号を用いると、トランジスタ３００を作製する方法は、半導体基板３１０上に絶縁層３５０を配置することを含んでいる（図３Ａ）。ある好適な実施形態では、基礎基板３１０は、ポリシリコンなどの半導体基板を含み、絶縁層３５０は二酸化シリコンを含む。そのような実施形態では、基礎基板３１０の一部分が、トランジスタ３００のゲートとして働く。
【００２９】
図３Ｂに示すように、金などの導電性材料からなる基層３０５が絶縁層３５０上に堆積される。図３Ｃは、基層３０５に溝部３０１を形成して、絶縁層３５０の曝露を行い、それにより基層３０５から別々にソースおよびドレイン電極３５５、３６０を形成することを示している。好適な実施形態では、溝部３０１は約１００ｎｍ未満の幅３４０を有し、より好ましくは約５０ｎｍの幅３４０を有する。溝部３０１の幅が狭小であることにより、後述するようにトランジスタ３００のチャネルの全長が縮小されるので有利である。ある好適な実施形態では、溝部３０１は、約１０ｎｍから２０ｎｍの間の深さ３６５を有し、より好ましくは約１５ｎｍの深さを有する。このような浅い溝深さ３６５は、ゲート誘電体３７０（図３Ｄ）の形成を容易にするので、好ましい。
【００３０】
図３Ｄに示すように、ゲート誘電体３７０は、二酸化シリコンなどの誘電体材料で溝部３０１を充填する通常の工程を用いて形成される。別法として、ある好適な実施形態では、溝部３０１の充填は、絶縁層３５０を負に帯電させること、例えば、硫酸および過酸化水素の溶液で処理し、次いで水酸化アンモニウムおよび過酸化水素での処理を行うことによって促進される。好ましい実施形態では、次いで、基層３０５はアルキル終端チオール溶液中に浸漬され、これはＡｕ電極３５５および３６０のみに選択的に結合して、Ａｕ電極３５５、３６０の頂部に高分子電解質（ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）が付着するのを阻止する。これに続いて、１種または複数種の荷電高分子電解質を含むゲート誘電体材料３７０の多層堆積を行う。例えば、ある好ましい実施形態では、荷電高分子電解質は、ポリアリルアミン、ポリアクリル酸、またはそれらの混合物である。溝部３０１内に配置されると、高分子電解質は電荷中性となり、それによりゲート誘電体材料を中性にし、したがって絶縁性にする。種々の上記のような層毎の堆積が利用可能であることを当業者は理解されよう。例えば、「Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ」、Ｄｕｒｓｔｏｃｋ  Ｍ．Ｆ．およびＲｕｂｎｅｒ  Ｍ．Ｆ．Ｌａｎｇｍｕｉｒ、１７：７８６５−７２（２００１）（これは全体を参照として本明細書に組み込まれる）を参照されたい。
【００３１】
図３Ｅに示すように、次いで、半導体構造３７５がゲート誘電体３７０ならびにゲートおよびドレイン３５５、３６０上に形成される。例えば、ある実施形態では、半導体構造３７５は、パターニングされたマスクを介して堆積される。半導体構造３７５は電子移動度の低い材料からなり、それによりゲート３１０に電圧が印加された場合を除いて非導電的になるようになっている。このような材料は当業者にはよく知られており、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）またはテトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）を含む。溝部３０１の幅は、ゲート誘電体３７０と半導体３７５との間の界面に配置されたチャネル３８０の寸法を定義する。
本発明を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更、置換および改変が可能であることを当業者は理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図１Ｂ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図１Ｃ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図１Ｄ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図１Ｅ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図１Ｆ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図１Ｇ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図１Ｈ】基層に溝部を作製する方法により形成した中間構造の断面図である。
【図２Ａ】製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。
【図２Ｂ】製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。
【図２Ｃ】製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。
【図２Ｄ】製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。
【図２Ｅ】製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。
【図２Ｆ】製造の各種中間段階での、基層上に配置した配線を作製する工程を示す断面図である。
【図３Ａ】製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図３Ｂ】製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図３Ｃ】製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図３Ｄ】製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図３Ｅ】製造の各種中間段階での、電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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