(57)【要約】【課題】ソース電極、ドレイン電極の高さを低減して、ソース電極、ドレイン電極との接触領域でチャネル層を形成するもので、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成される層が断切れを生じさせないようにして、トランジスタ特性の向上を図る。【解決手段】基体１１上に電極（ソース電極、ドレイン電極）１５を有し、電極１５上および電極１５上間の前記基体１１上に導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜を備えた半導体装置であって、電極（ソース電極、ドレイン電極）１５の基体１１上の厚さは、電極（ソース電極、ドレイン電極）１５が電極として使用できる抵抗率以下となる厚さ以上、２５ｎｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上にソース電極とドレイン電極とを有し、
前記ソース電極上とドレイン電極上とを含む前記ソース電極上とドレイン電極上との間の前記基体上に導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜を備えた半導体装置であって、
前記ソース電極およびドレイン電極の前記基体上の厚さは、前記ソース電極およびドレイン電極が電極として使用できる抵抗率以下となる厚さ以上、２５ｎｍ以下である
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基体上にソース電極とドレイン電極とを有し、
前記ソース電極上とドレイン電極上とを含む前記ソース電極上とドレイン電極上との間の前記基体上に導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜を備えた半導体装置であって、
前記ソース電極およびドレイン電極は前記基体に埋め込まれている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
基体上にソース電極とドレイン電極とを有し、
前記ソース電極上とドレイン電極上とを含む前記ソース電極上とドレイン電極上との間の前記基体上に導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記ソース電極およびドレイン電極を形成する工程は、
前記基体に電極形成溝を形成する工程と、
前記電極形成溝内に密着層を形成する工程と、
前記電極形成溝内を埋め込むように前記密着層を介して電極形成材料を成膜する工程と、
前記基体上の余剰な前記電極形成材料および前記密着層を除去して、前記電極形成溝の内部に残した前記電極形成材料で前記ソース電極およびドレイン電極を形成する工程とからなる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア移動度の向上を図った半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタの研究・開発現場では、より安価でより高速な動作を実現する上で必須であるサイズ縮小の限界が言われているが、現時点までの技術の発展から外挿すると、２０１６年にはサイズの縮小化が物理的限界に達し、以後大きな性能向上は見込めないと言う（例えば、非特許文献１参照。）。その困難を克服するため、半導体リソグラフィー技術で作製可能なサイズよりも小さく、構成単位がオングストローム〜数ナノメートルである物質や、分子を利用した半導体装置の研究が行われている。例えば、ドナー分子とアクセプター分子を結合させたダイオード（例えば、非特許文献２参照。）、カーボンナノチューブ（例えば、非特許文献３参照。）、自己組織化単分子膜（例えば、非特許文献４参照。）、フタロシアニン、フラーレン、ペンタセンのそれぞれを利用したトランジスタなど、多数の技術が開示されている。
【０００３】
また、微粒子を分子によってネットワーク化したトランジスタ（導体または半導体からなる微粒子とそれに結合した有機半導体分子によって導伝路が形成され、その導伝性が電界によって制御可能な半導体装置）が作製され、その有望性が見出されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
これら次世代の半導体装置では、キャリア移動度が７．９×１０4ｃｍ2／Ｖｓと単結晶のシリコンに比べ約８０倍も高く、その将来性に多くの期待が掛かっているものもあり（例えば、非特許文献５参照。）、ナノ・分子スケールの半導体装置には多くの可能性が秘められている。
【０００５】
しかし、これら発展途上の次世代半導体装置の研究では、新しい半導体材料の開発やその特性・物理の解明に関する研究が多く、現状の半導体技術で用いられている知見を単純にスライドし援用している場合が多々あるなど、半導体層・電極・絶縁膜・基板等についての材質や構造が総合的に考慮され、発現され得る特性の最適化が必ずしも行われているわけではない。
【０００６】
全体の構造を考慮した研究や開発はまだまだ不十分な感は否めず、現在のシリコンを利用した半導体装置のキャリア移動度やオンオフ比などの特性を超える物質が発見されても、その他の部分で性能を発揮できない状況に遭遇し、物質そのものの高い性能が十分に発揮出来ない場合も考えられる。特に現状では今までの半導体技術で用いられていた電極構造・厚みを用いることが多いが、電極と半導体層のヘテロ界面はエネルギー障壁が生じる場所であり、キャリア輸送の律速になり得る。キャリアの発生源・吸い込み口である電極を含め、新規物質に適した構造にすることは、その特性を十分に引き出し、正しく評価する上で最も重要な事項の一つであると考えられる。
【０００７】
基体上に形成されたソース電極およびドレイン電極上に、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電路からなるチャネル層を形成した電界効果型トランジスタが提案されている。このトランジスタのソース電極、ドレイン電極は、５０ｎｍの厚さに形成されている。このような高さの電極上に、上記導電路を形成した場合、電極とチャネル層との接触部分で断切れを生じることがある。これによって、トランジスタ特性の劣化、特にキャリアとラップの発生、チャネル層の電流値の低下、移動度の低下等が生じる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−０８８０９０号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ  ２００４／００６３７７  Ａ１  パンフレット
【非特許文献１】V. V. Zhirnov, R. K. Cavin, J. A. Hutchby, and G. I. Bourianoff著  IEEE. 91, 1934  ２００３年
【非特許文献２】] R. M. Metzger著  Acc. Chem. Res. 32, 950  １９９９年
【非特許文献３】T. Durkop, S. A. Getty, Enrique Cobas, and M. S. Fuhrer著  Nano Lett., 4, 35  ２００４年
【非特許文献４】P. Abouris, J. Appenzeller, R. Martel and S. J. Wind著  IEEE. 91,p1772  ２００３年
【非特許文献５】M. A. Reed, and T. Lee, Ed.著  「Molecular Nanoelectronics.」American Scientific Publishers, California  ２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、電極とチャネル層との接触部分で断切れを生じることによって、トランジスタ特性の劣化が生じる点である。
【００１０】
本発明は、ソース電極、ドレイン電極の高さを調整して、ソース電極、ドレイン電極との接触領域でチャネル層を形成するもので、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成される層が断切れを生じさせないようにして、トランジスタ特性の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の半導体装置は、基体上にソース電極とドレイン電極とを有し、前記ソース電極上とドレイン電極上とを含む前記ソース電極上とドレイン電極上との間の前記基体上に導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜を備えた半導体装置であって、前記ソース電極およびドレイン電極の前記基体上の厚さは、前記ソース電極およびドレイン電極が電極として使用できる抵抗率以下となる厚さ以上、２５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
上記半導体装置では、前記ソース電極およびドレイン電極が電極として使用できる抵抗率以下となる厚さ以上、２５ｎｍ以下であることから、抵抗率が高くならず、かつ電極の厚さが薄くなったことにより、ソース電極上およびドレイン電極上に、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成される導電膜を形成した場合、電極上に形成される導電膜と基体上に形成される導電膜とが連続的に繋がって形成される。
【００１３】
本発明の半導体装置は、基体上にソース電極とドレイン電極とを有し、前記ソース電極上とドレイン電極上とを含む前記ソース電極上とドレイン電極上との間の前記基体上に導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜を備えた半導体装置であって、前記ソース電極およびドレイン電極は前記基体に埋め込まれていることを特徴とする。
【００１４】
上記半導体装置では、ソース電極およびドレイン電極は前記基体に埋め込まれていることから、基体表面とソース電極表面およびドレイン電極表面との段差が解消され、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成される導電膜をソース電極およびドレイン電極に重なるように形成した場合、電極上に形成される導電膜と基体上に形成される導電膜とが断切れを生じることなく連続的に繋がった状態に形成される。
【００１５】
本発明の半導体装置の製造方法は、基体上にソース電極とドレイン電極とを有し、前記ソース電極上とドレイン電極上とを含む前記ソース電極上とドレイン電極上との間の前記基体上に導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜を備えた半導体装置の製造方法であって、前記ソース電極およびドレイン電極を形成する工程は、前記基体に電極形成溝を形成する工程と、前記電極形成溝内に密着層を形成する工程と、前記電極形成溝内を埋め込むように前記密着層を介して電極形成材料を成膜する工程と、前記基体上の余剰な前記電極形成材料および前記密着層を除去して、前記電極形成溝の内部に残した前記電極形成材料で前記ソース電極およびドレイン電極を形成する工程とからなることを特徴とする
【００１６】
上記半導体装置の製造方法では、ソース電極およびドレイン電極が前記基体に埋め込まれるように形成されることから、基体表面とソース電極表面およびドレイン電極表面との段差が解消され、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成される導電膜をソース電極およびドレイン電極に重なるように形成した場合、電極上に形成される導電膜と基体上に形成される導電膜とが断切れを生じることなく連続的に繋がった状態に形成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体装置およびその製造方法によれば、基体とソース電極、ドレイン電極との段差が低減もしくは解消されているため、半導体層（チャネル層）と電極の接触面での断切れの発しを無くすことができる。これによって、電極との界面でのキャリアトラップの減少、半導体層と電極との接触面積が大きくなることによる電流値の向上、移動度の向上が図れるという利点がある。また、半導体層の形成過程での断切れを無くすことができるので、製造工程での不確定要素を無くすことができ、均一な半導体層を形成することができる。これによって、半導体装置の性能向上、信頼性の向上を図ることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の半導体装置に係る一実施の形態の第１例を、図１の模式的に示した概略構成断面図によって説明する。
【００１９】
図１に示すように、基体１１は、例えばシリコン基板２１上に絶縁膜２２が形成されたものである。この絶縁膜２２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜で、例えば１５０ｎｍの厚さに形成されている。上記絶縁膜２２上には、下地の絶縁膜２２と後に形成される金属電極との密着性を高めるために、密着層１３が形成されている。この密着層１３は、例えば、真空蒸着装置によって、クロムを０．５ｎｍの厚さに蒸着して形成される。この密着層１３には、ニッケル、クロム、チタン、銅、またはこれらの合金を用いることができる。
【００２０】
上記密着層１３上には電極（例えば、ソース電極、ドレイン電極）１５が形成されている、この電極１５は、例えば、真空蒸着装置によって、金（Ａｕ）を１５ｎｍの厚さに蒸着して形成した。この電極１５は、金、アルミニウム、パラジウム、白金、銀、銅、またはこれらの合金で形成することも構わない。上記電極１５は、上記基体１１上の厚さが、電極として使用できる抵抗率以下となる厚さ以上、２５ｎｍ以下に形成されている。この電極の厚さの限定理由については後に説明する製造工程の項目で詳述する。
【００２１】
さらに、上記基体１１上には上記電極１５に接続する導電膜（図示せず）が形成されている。この導電膜は、例えば、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成されたものである。この微粒子には、金、パラジウム、白金、クロム、ニッケル、またはこれらの合金を用いてもよい。ここで微粒子は平均粒径をｒAVE、微粒子の粒径の標準偏差をσとしたとき、σ／ｒAVE≦０．５を満足することが好ましい。尚、ｒAVEの範囲として５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-6ｍ、好ましくは５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-8ｍであることが望ましい。
【００２２】
上記半導体装置では、電極が電極として使用できる抵抗率以下となる厚さ以上、２５ｎｍ以下であることから、抵抗率が高くならず、かつ電極の厚さが薄くなったことにより、電極上に、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成される導電膜を形成した場合、電極１５上に形成される導電膜と基体１１上に形成される導電膜とが断切れを生じることなく、連続的に繋がって形成されるようになる。
【００２３】
次に、上記半導体装置の製造方法に係る一例を、図２の模式的に示した製造工程断面図によって説明する。
【００２４】
図２（１）に示すように、基体１１上にマスク層１２を形成する。上記基体１１は、例えばシリコン基板２１上に絶縁膜２２が形成されたものである。この絶縁膜２２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜で、例えば１５０ｎｍの厚さに形成されている。
【００２５】
上記マスク層１２は、例えば回転塗布法によりレジストを塗布して形成する。このレジストには、ポジ型レジストもしくはネガ型レジストのいずれを用いてもよい。ここでは、一例としてポジ型レジストを用いる。次いで、リソグラフィー技術によって、最終的に作製したい電極構造に適したマスク（図示せず）を用いてレジストに紫外線を照射し、現像液によって紫外線の当たった部分を除去して、電極を形成する領域上を開口したマスク層１２を形成する。
【００２６】
次に、図２（２）に示すように、下地の酸化シリコンからなる絶縁膜２２と後に形成される金属電極との密着性を高めるために、上記マスク層１２の開口部内の上記基体１１表面に、密着層１３を形成する。この密着層１３は、例えば、真空蒸着装置によって、クロムを０．５ｎｍの厚さに蒸着して形成した。この密着層１３には、ニッケル、クロム、チタン、銅、またはこれらの合金を用いることができる。
【００２７】
その後、上記密着層１３上に電極形成膜１４を形成する、この電極形成膜１４は、例えば、真空蒸着装置によって、金（Ａｕ）を１５ｎｍの厚さに蒸着して形成した。この電極形成膜１４は、金、アルミニウム、パラジウム、白金、銀、銅、またはこれらの合金で形成することも構わない。
【００２８】
その後、上記マスク層１２を除去する。ここでは、リムーバーにより除去した。この結果、図２（３）に示すように、基体１１上に密着層１３を介してソース電極、ドレイン電極となる電極１５が形成される。
【００２９】
次に、アミノ基を有する分子が表面に多数結合した金微粒子（直径約５ｎｍ）からなるレングミュール（Langmuir）膜（金微粒子単層膜）を水面上に単層で十分広い領域（上記で作製した電極（ソース及びドレイン電極）間が金微粒子単層膜によって連続的に繋がる程度）に形成し、上記電極１５が形成された基体１１上に転写する。ここで微粒子は平均粒径をｒAVE、微粒子の粒径の標準偏差をσとしたとき、σ／ｒAVE≦０．５を満足することが好ましい。尚、ｒAVEの範囲として５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-6ｍ、好ましくは５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-8ｍであることが望ましい。微粒子は金以外に、パラジウム、白金、クロム、ニッケルを用いてもよい。
【００３０】
次に、基体１１上の水分が十分蒸発するまで自然乾燥し、４,４’−ビフェニルジチオールを有機溶媒に溶かした溶液に数時間浸漬させ、その溶液から取り出し、エタノール等の有機溶媒によってシリコン基板表面を数回すすぎ、溶媒を自然乾燥させ、金微粒子を分子で繋ぎネットワーク化させる。
【００３１】
その結果、図３の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に示すように、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって二次元的にネットワーク化された金属微粒子からなる導電膜は、電極１５との接触箇所において、断切れを生じることなく形成される。このときの上記電極１５の幅は５μｍである。
【００３２】
一方、図４の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真に示すように、電極の厚さが５０ｎｍのものでは、上記同様なプロセスによって、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって二次元的にネットワーク化された金属微粒子からなる導電膜は、電極１５との接触箇所において、断切れを生じていた。このときの電極の幅は５μｍである。
【００３３】
このように、電極１５の厚さを薄くすることによって、電極１５との接触部における上記導電膜は、２次元的ネットワークを保った構造を実現することができる。
【００３４】
また、上記電極１５自体の抵抗率を測定した。その結果を図５に示す。この測定では、電極１５に金電極を用いた。この図５では、縦軸にドレイン電流を示し、横軸にドレイン電圧を示し、１０ｎｍの厚さの電極の場合と２５ｎｍの厚さの電極の場合を示した。
【００３５】
図５に示すように、電極の厚さが２５ｎｍでは、抵抗率ρが１．３２×１０-4Ωcｍであり、電極の厚さが１０ｎｍでは、抵抗率ρが９．５７×１０-4Ωcｍであった。このため、電極の厚さはより好ましくは２５ｎｍと、厚さが厚い方が好ましい。また、電極の厚さが１０ｎｍよりも薄くなると電極を構成する金属材料の結晶性が著しく悪化する。この点からも、電極の厚さは１０ｎｍ以上が必要となる。
【００３６】
また、直径約５ｎｍの金微粒子を用いてレングミュール（Langmuir）膜を形成する場合は、それが連続的に繋る必要がある電極の厚さによるソース電極、ドレイン電極間の上記導電膜の抵抗率の分布を測定した。電極の厚さが５０ｎｍの場合、図６に示すように、導電膜の抵抗率の分布は、１０-1Ωｃｍ程度から１０6Ωｃｍ程度と広い範囲に分布した。一方、電極の厚さが１５ｎｍの場合、図７に示すように、導電膜の抵抗率の分布は、１０Ωｃｍ程度から１０2Ωｃｍ程度と狭い範囲に分布した。また、この分布傾向は、電極の厚さが２５ｎｍの場合にも同様に見られた。これは、電極の厚さが薄くなれば、上記導電膜は断切れを生じることなく形成されることを意味している。すなわち、電極の厚さを２５ｎｍ以下とすれば、導電膜は、ウエハ間においてほぼ均一に形成することが可能になる。
【００３７】
このように、上記厚さの薄い電極に形成された導電膜をチャネル層に用いたトランジスタでは、移動度が、最大で１０5倍程度改善し、１０-2ｃｍ2／Ｖｓ程度になった。
【００３８】
次に、本発明の半導体装置に係る一実施の形態の第２例を、図８の模式的に示した概略構成断面図によって説明する。
【００３９】
図８に示すように、基体１１は、例えばシリコン基板２１上に絶縁膜２２が形成されたものである。この絶縁膜２２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜で、例えば１５０ｎｍの厚さに形成されている。上記絶縁膜２２には、電極形成溝５１が形成され、この電極形成溝５１の内面には、下地の絶縁膜２２と後に形成される金属電極との密着性を高めるために、密着層５２が形成されている。この密着層５２は、例えば、真空蒸着装置によって、クロムを０．５ｎｍの厚さに蒸着して形成される。この密着層５２には、ニッケル、クロム、チタン、銅、またはこれらの合金を用いることができる。
【００４０】
さらに、上記電極形成溝５１の内部には、上記密着層５２を介して電極５３が形成されている。この電極５３は、金、アルミニウム、パラジウム、白金、銀、銅、またはこれらの合金で形成することができる。そして、上記絶縁膜２２表面に対して上記電極５３は平坦化されている。
【００４１】
さらに、上記基体１１上には上記電極５３に接続する導電膜５４が形成されている。この導電膜５４は、例えば、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成されたものである。この微粒子には、金、パラジウム、白金、クロム、ニッケル、またはこれらの合金を用いてもよい。ここで微粒子は平均粒径をｒAVE、微粒子の粒径の標準偏差をσとしたとき、σ／ｒAVE≦０．５を満足することが好ましい。尚、ｒAVEの範囲として５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-6ｍ、好ましくは５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-8ｍであることが望ましい。
【００４２】
上記半導体装置では、電極５３は上記基体１１（絶縁膜２２）に埋め込まれていることから、基体１１表面と電極５３表面との段差が解消され、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成される導電膜５４を電極５３に重なるように形成した場合、電極５３上に形成される導電膜５４と基体１１上に形成される導電膜５４とが断切れを生じることなく連続的に繋がった状態に形成される。
【００４３】
次に、上記半導体装置の製造方法に係る一例を、図９および図１０の模式的に示した製造工程断面図によって説明する。
【００４４】
図９（１）に示すように、基体１１上にマスク層１２を形成する。上記基体１１は、例えばシリコン基板２１上に絶縁膜２２が形成されたものである。この絶縁膜２２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜で、例えば１５０ｎｍの厚さに形成されている。
【００４５】
上記マスク層１２は、例えば回転塗布法によりレジストを塗布して形成する。このレジストには、ポジ型レジストもしくはネガ型レジストのいずれを用いてもよい。ここでは、一例としてポジ型レジストを用いる。次いで、リソグラフィー技術によって、最終的に作製したい電極構造に適したマスク（図示せず）を用いてレジストに紫外線を照射し、現像液によって紫外線の当たった部分を除去して、電極を形成する領域上を開口したマスク層１２を形成する。
【００４６】
次に、反応性イオンエッチングにより上記絶縁膜２２をエッチングして電極形成溝５１となる凹みを形成する。その後、リムーバーによりレジストを除去する。
【００４７】
次に、図９（２）に示すように、下地の酸化シリコンからなる絶縁膜２２と後に形成される金属電極との密着性を高めるために、上記電極形成溝５１の内面および上記絶縁膜２２表面に、密着層５２を形成する。この密着層５２は、例えば、真空蒸着装置によって、クロムを０．５ｎｍの厚さに蒸着して形成した。この密着層５２には、ニッケル、クロム、チタン、銅、またはこれらの合金を用いることができる。
【００４８】
その後、上記密着層５２を介して上記電極形成溝５１を埋め込む電極形成膜５５を形成する。この電極形成膜５５は、例えば、真空蒸着装置によって、金（Ａｕ）を数１０ｎｍの厚さに蒸着して形成した。この電極形成膜５５の厚さは、上記電極形成溝５１を完全に埋め込むように形成されるため、上記電極形成溝５１の深さによって適宜決定される。この電極形成膜５５は、金、アルミニウム、パラジウム、白金、銀、銅、またはこれらの合金で形成することも構わない。
【００４９】
その後、化学的機械研磨（Chemical Mechanical Polishing（ＣＭＰ））により、絶縁膜２２上の余剰な電極形成膜５５、密着層５２を除去し、図９（３）に示すように、電極形成溝５１の内部に密着層５２を介してソース電極、ドレイン電極となるもので電極形成膜５５からなる電極５３が形成される。その際、絶縁膜２２表面に対して電極５３表面は平坦化されている。
【００５０】
次に、アミノ基を有する分子が表面に多数結合した金微粒子（直径約５ｎｍ）からなるレングミュール（Langmuir）膜（金微粒子単層膜）を水面上に単層で十分広い領域（上記で作製した電極（ソース及びドレイン電極）間が金微粒子単層膜によって連続的に繋がる程度）に形成し、上記電極５３が形成された基体１１上に転写する。ここで微粒子は平均粒径をｒAVE、微粒子の粒径の標準偏差をσとしたとき、σ／ｒAVE≦０．５を満足することが好ましい。尚、ｒAVEの範囲として５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-6ｍ、好ましくは５．０×１０-10ｍ≦ｒAVE≦１．０×１０-8ｍであることが望ましい。微粒子は金以外に、パラジウム、白金、クロム、ニッケルを用いてもよい。
【００５１】
次に、基体１１上の水分が十分蒸発するまで自然乾燥し、４,４’−ビフェニルジチオールを有機溶媒に溶かした溶液に数時間浸漬させ、その溶液から取り出し、エタノール等の有機溶媒によってシリコン基板表面を数回すすぎ、溶媒を自然乾燥させ、金微粒子を分子で繋ぎネットワーク化させ、図１０（４）に示すように、電極５３上に接続するもので、導体もしくは半導体からなる微粒子とこの微粒子と結合した有機半導体分子とによって形成された導電膜５４を形成する。
【００５２】
上記半導体装置の製造方法では、ソース電極およびドレイン電極となる電極５３が基体１１の絶縁膜２２に埋め込まれるように形成されることから、基体１１（絶縁膜２２）表面とソース電極およびドレイン電極の各電極５３表面との段差が解消され、上記導電膜５４を各電極５３に重なるように形成した場合、電極５３上に形成される導電膜５４と絶縁膜２２上に形成される導電膜５４とが断切れを生じることなく連続的に繋がった状態に形成される。
【００５３】
上記各半導体装置およびその製造方法によれば、基体（絶縁膜２２）とソース電極、ドレイン電極となる各電極との段差が低減もしくは解消されているため、導電層で形成される半導体層（チャネル層）と電極との接触面での断切れの発生を無くすことができる。これによって、電極との界面でのキャリアトラップの減少、半導体層と電極との接触面積が大きくなることによる電流値の向上、移動度の向上が図れるという利点がある。また、半導体層の形成過程での断切れを無くすことができるので、製造工程での不確定要素を無くすことができ、均一な半導体層を形成することができる。これによって、半導体装置の性能向上、信頼性の向上を図ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の半導体装置に係る一実施の形態の第１例を模式的に示した概略構成断面図である。
【図２】第１例の半導体装置の製造方法に係る一例を模式的に示した製造工程断面図である。
【図３】本発明による導電膜の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図４】従来技術による導電膜の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図５】電極の厚さによる抵抗率の相違を示す電流−電圧図である。
【図６】電極の厚さが５０ｎｍの場合の導電膜の抵抗率の分布図である。
【図７】電極の厚さが１５ｎｍの場合の導電膜の抵抗率の分布図である。
【図８】本発明の半導体装置に係る一実施の形態の第２例を模式的に示した概略構成断面図である。
【図９】第２例の半導体装置の製造方法に係る一例を模式的に示した製造工程断面図である。
【図１０】第２例の半導体装置の製造方法に係る一例を模式的に示した製造工程断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１…基体、１５…電極（ソース電極、ドレイン電極）
【図１】
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【図２】
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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３】
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【図４】
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