(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界効果トランジスタ構造を形成する方法であって、
Ａ）チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、アルミン酸ランタン（ＬＡＯ）、アルミン酸ランタン・ストロンチウム（ＳＬＡＯ）、チタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢＳＴ）及びガレイン酸ネオジウム（ＮＧＯ）を含むグループから選択される基板を提供するステップと、
Ｂ）前記基板上に、ランタン・ストロンチウム・コバルト酸化物（ＬＳＣＯ）及びランタン・ニッケル酸化物（ＬＮＯ）を含むグループから選択される下側導電性酸化物層を付着するステップと、
Ｃ）前記下側導電性酸化物層上にルテニウム酸ストロンチウム（ＳＲＯ）である上側導電性酸化物コーティングを付着するステップと、
Ｄ）前記上側導電性酸化物コーティングをイオン・ミリングによりパターニングすることにより、前記上側導電性酸化物コーティングを通じて、少なくとも前記下側導電性酸化物層の深さまで伸びるが、前記基板までは達せずに、前記下側導電性酸化物層の１部を露出するキャビティを形成するステップと、
Ｅ）前記キャビティの底部から前記下側導電性酸化物層の露出した部分を化学エッチングまたは選択的反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）により除去して、前記基板の領域を露出し、露出した基板の領域により互いに電気的に及び横方向に分離されるソース電極及びドレイン電極を形成するステップと、
Ｆ）前記露出した基板の領域上に、ランタン銅酸化物（ＬＣＯ）、イットリウム・プラセオジム・バリウム銅酸化物（ＹＰＢＣＯ）、イットリウム・バリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）及びネオジム銅酸化物（ＮＣＯ）を含むグループから選択されるチャネル酸化物層を付着し、前記キャビティを充填し、前記上側導電性酸化物コーティング上まで伸長するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記化学エッチングが硝酸または塩酸を用いて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップＦ）の後に、
Ｇ）前記チャネル酸化物層上にゲート酸化物材料層を付着するステップと、
Ｈ）前記ゲート酸化物材料層内に、各々が前記ゲート酸化物材料層及び前記チャネル酸化物層を通じて伸び、それぞれ前記ソース電極及び前記ドレイン電極で終端する第１のコンタクト開口及び第２のコンタクト開口を形成するステップと、
Ｉ）前記第１及び第２のコンタクト開口を導電金属で充填するステップと、
Ｊ）前記第１及び第２の充填コンタクト開口の間に横方向に位置決めされるゲート電極を、前記ゲート酸化物材料上に付着するステップと
を含む請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
ステップＪ）の後に、前記電界効果トランジスタ構造の周囲にトレンチを開けるステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
電界効果トランジスタ構造であって、
Ａ）基板と、
Ｂ）前記基板の第１の領域上に配置される下側導電性酸化物と、前記下側導電性酸化物上に配置される上側導電性酸化物とを含むソース電極と、
Ｃ）前記ソース電極から横方向に分離され、前記基板の第２の領域上に配置される前記下側導電性酸化物と、前記下側導電性酸化物上に配置される前記上側導電性酸化物とを含むドレイン電極と、
Ｄ）前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に配置され、両者を横方向に分離する基板の露出領域上と、前記ソース及びドレイン電極上とに形成され、前記露出領域を覆う部分が素子内のチャネルを形成するチャネル酸化物層と、
Ｅ）前記チャネル酸化物層を覆うゲート酸化物材料層と、
Ｆ）各々が前記ゲート酸化物材料層及び前記チャネル酸化物層を通じて、前記ソース及びドレイン電極の前記上側導電性酸化物の深さまで伸び、各々が導電金属により充填される、第１及び第２の充填コンタクト開口と、
Ｇ）前記ゲート酸化物材料上に配置され、前記第１及び第２の充填コンタクト開口の間に横方向に位置決めされるゲート電極と
を含む構造であって、
前記基板がチタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、アルミン酸ランタン（ＬＡＯ）、アルミン酸ランタン・ストロンチウム（ＳＬＡＯ）、チタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢＳＴ）及びガレイン酸ネオジウム（ＮＧＯ）を含むグループから選択され、
前記下側導電性酸化物が、ランタン・ストロンチウム・コバルト酸化物（ＬＳＣＯ）及びランタン・ニッケル酸化物（ＬＮＯ）を含むグループから選択され、
前記上側導電性酸化物がルテニウム酸ストロンチウム（ＳＲＯ）であり、
前記チャネル酸化物層が、ランタン銅酸化物（ＬＣＯ）、イットリウム・プラセオジム・バリウム銅酸化物（ＹＰＢＣＯ）、イットリウム・バリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）及びネオジム銅酸化物（ＮＣＯ）を含むグループから選択される、
構造。
【請求項６】
前記ゲート酸化物材料層が、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸バリウム・ストロンチウム（ＳＢＮ）及びチタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢＳＴ）を含むグループから選択される、請求項５に記載の構造。
【請求項７】
前記第１及び第２の充填コンタクト開口を充填する前記導電金属が、白金または金である、請求項５に記載の構造。
【請求項８】
前記ゲート電極が白金を含む、請求項５に記載の構造。
【請求項９】
前記電界効果トランジスタの外周にトレンチを含む、請求項５に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、電界効果トランジスタの準備に関し、特に、こうした素子において使用されるペロブスカイト導電性酸化物電極の準備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ペロブスカイト酸化物を設計に組み込む酸化物チャネル電界効果トランジスタ（ＯｘＦＥＴ）が開発された。これらの素子は、アーキテクチャ的には、ソース、ドレイン及びゲート電極と、チャネルとを有する従来の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と類似である。しかしながら、シリコンなどの半導体材料を使用する代わりに、チャネルが、室温において電界誘導モット金属−絶縁体転移を発生できる材料から成る。典型的なチャネル材料には、高温超伝導体に関連付けられるペロブスカイト構造材料の銅酸化物族からの酸化物が含まれる。
【０００３】
ペロブスカイト酸化物は、化学組成、温度、電界及び磁界に応じて、広範囲の振舞いを示す。絶縁、金属及び超伝導フェーズが識別され、高ＴＣジョセフソン・トンネル接合、超格子及び前述の酸化物チャネル電界効果トランジスタ（ＯｘＦＥＴ）などのエピタキシャル・ヘテロ構造にもとづく素子が形成され、益々魅力的なものとなりつつある。酸化物チャネル電界効果トランジスタ（ＯｘＦＥＴ）は、シリコンのスケーリング制限を超えて、こうした素子をスケールできる潜在性により、及び酸化物内に不純物ドーピングが存在しないことにより、更にソース及びドレイン・コンタクトにおける電荷分離層が、約１００  ではなしに約１  であることからとりわけ関心を集めている。
【０００４】
前述のように、ＯｘＦＥＴ内のモット転移チャネルは、好適には、ペロブスカイト構造銅酸化物化合物として選択される。これらの材料は、チタン酸ストロンチウム（化学式ＳｒＴｉＯ3）（以下ＳＴＯ）、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌＯ3）（以下ＬＡＯ）、アルミン酸ランタン・ストロンチウム（ＳｒＬａＡｌＯ4）（以下ＳＬＡＯ）、チタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3）（以下ＢＳＴ）、ガレイン酸ネオジウム（ＮｄＧａＯ4）（以下ＮＧＯ）などの、単結晶材料と融和性を有する利点を有する。これらの全ては優れた電気絶縁体であり、基板材料として有用である。更に、ペロブスカイト・チャネル材料は、ＳＴＯ、ＬＡＯ、ＳＬＡＯ、ＢＳＴまたはＮＧＯの単結晶基板上でエピタキシャル成長する。こうしたチャネル酸化物の例には、ランタン銅酸化物（Ｌａ2ＣｕＯ4）（以下ＬＣＯ）、イットリウム・プラセオジム・バリウム銅酸化物（ＹxＰｒ1-xＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ）（以下ＹＰＢＣＯ）及びイットリウム・バリウム銅酸化物（ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ）（以下ＹＢＣＯ）があり、これらはｐ型材料である。これらの他にも、ネオジム銅酸化物（Ｎｄ2ＣｕＯ4）（以下ＮＣＯ）や他のｎ型材料が存在する。
【０００５】
ＯｘＦＥＴ素子設計では、チャネル酸化物が、ゲート酸化物材料の下側に埋め込まれる。図１は、あるこうしたＯｘＦＥＴ素子１０の断面図であり、モット転移酸化物チャネル１９５がゲート酸化物材料２００の下側に埋め込まれる。電気コンタクトを形成するために、この設計は、ソース６０及びドレイン７０として示される、埋め込み電極を要求する。素子の形成の間、ソース６０及びドレイン７０の電極は、活性酸化物層１９５及び２００の付着の間、基板１２０上に存在する。後者すなわち活性酸化物層２００の付着は、基板温度Ｔが５００℃以上で行われ、また電極に物理的に近いことにより、ゲート酸化物２００及びチャネル酸化物１９５の電極との反応性及びエピタキシャル融和性が、これらの複雑な素子の性能に影響する重要なパラメータとなる。ソース６０及びドレイン７０の電極は従来、白金や他の導電金属により形成されたが、残念ながら、ペロブスカイト酸化物はこうした金属電極との間で接触抵抗を示し、特定の複雑度を有する素子を形成することは困難である。
【０００６】
ランタン・ストロンチウム・コバルト酸化物（ＬａＳｒＣｏＯ3）（以下ＬＳＣＯ）やランタン・ニッケル酸化物（ＬａＮｉＯ3）（以下ＬＮＯ）などの、エピタキシャル金属酸化物電極を有する薄膜キャパシタが、準備された。一般に、これらの電極は、パルス・レーザ・アブレーション技術を用いて、ストロンチウム・チタン酸化物（ＳｒＴｉＯ3）（以下ＳＴＯ）やランタン・アルミ酸化物（ＬａＡｌＯ3）（以下ＬＡＯ）などの単結晶基板上に付着される。こうした功績がT.Yuらにより、"Mater. Lett."、26、291-94で報告されている。これらの電極はペロブスカイト酸化物と反応しないので、キャパシタ内で使用される優れた電気コンタクトを提供する。しかしながら、これらの電極を埋め込み酸化物ＦＥＴ素子設計において単独で使用することは非実用的である。なぜなら、必要な機械及び化学処理手法が、下側にある基板を損傷したり、十分なエッチング停止を提供しないために、酸化物チャネルのエピタキシャル成長を阻むからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、埋め込みペロブスカイト酸化物ＦＥＴ素子から最大の利点を得るために、チャネル酸化物との良好なオーム（電気）接触を提供する電極の開発が必要であることが明らかである。接触抵抗を最小化するために、こうした電極は純粋な導電金属ではなく、導電性金属酸化物などの材料から形成されるべきである。更に、こうした電極の形成は、チャネル酸化物の良好なエピタキシャル成長のために基板の関連部分を保持すべきである。こうした導電性金属酸化物電極を埋め込みソース及びドレイン電極として組み込み、埋め込み酸化物チャネル設計を組み込むＯｘＦＥＴ構造が待望される。これらのニーズに応えるために、電極及びＦＥＴ構造を準備する方法も所望される。本発明はこれらのニーズに応えるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
概略的に、１態様では、本発明はペロブスカイト酸化物電極を形成する方法を提供する。こうした電極は特に、埋め込み酸化物チャネルを有するＯｘＦＥＴ型素子内の、埋め込みソース及びドレイン電極として有用である。電極を準備する方法の予期せぬ利点は、下側にある基板が形成プロセスの間に損傷されないことである。特にソース及びドレイン電極として有用な２つの電極（第１及び第２の電極）を形成する本方法は、
Ａ）基板を提供するステップと、
Ｂ）基板上に下側導電性酸化物層を付着するステップと、
Ｃ）下側導電性酸化物層上に上側導電性酸化物のコーティングを付着するステップと、
Ｄ）上側導電性酸化物コーティングをパターニングすることにより、上側導電性酸化物コーティングを通じて、少なくとも下側導電性酸化物層の深さまで伸びるが、基板までは達せずに、下側導電性酸化物層の１部を露出するキャビティを形成するステップと、
Ｅ）キャビティの底部から下側導電性酸化物層の露出部分を除去し、基板の領域を露出することにより、各々が下側及び上側導電性酸化物を含み、露出された基板領域により、互いに電気的に及び横方向に分離される、第１及び第２の電極を形成するステップと
を含む。第１の電極は基板の第１の領域を覆い、第２の電極は基板の第２の領域を覆う。
【０００９】
別の態様では、本発明は前記の方法により準備される第１及び第２の電極を提供する。前述のように、第１及び第２の電極は特に、ＯｘＦＥＴ素子内のそれぞれソース及びドレイン電極として有用である。
【００１０】
更に別の態様では、本発明は前記形成された電極を、活性酸化物の下側に埋め込まれるソース及びドレイン電極として組み込む、電界効果トランジスタ構造を提供する。この構造は、
Ａ）基板と、
Ｂ）基板の第１の領域上に配置される下側導電性酸化物と、下側導電性酸化物上に配置される上側導電性酸化物とを含むソース電極と、
Ｃ）ソース電極から横方向に分離され、基板の第２の領域上に配置される下側導電性酸化物と、下側導電性酸化物上に配置される上側導電性酸化物とを含むドレイン電極と、
Ｄ）ソース電極とドレイン電極との間に配置され、両者を横方向に分離する基板の露出領域上と、ソース及びドレイン電極上とに形成され、露出領域を覆う部分が素子内のチャネルを形成するチャネル酸化物層と、
Ｅ）チャネル酸化物層を覆うゲート酸化物材料と、
Ｆ）各々がゲート酸化物材料及びチャネル酸化物層を通じて、ソース及びドレイン電極の上側導電性酸化物の深さまで伸び、各々が導電金属により充填される、第１及び第２の充填コンタクト開口と、
Ｇ）ゲート酸化物材料上に配置され、第１及び第２の充填コンタクト開口の間に横方向に位置決めされるゲート電極と
を含む。
【００１１】
更に別の態様では、本発明は前記の電界効果トランジスタ素子を形成する方法を提供する。本方法は、
Ａ）基板を提供するステップと、
Ｂ）基板上に下側導電性酸化物層を付着するステップと、
Ｃ）下側導電性酸化物層上に上側導電性酸化物のコーティングを付着するステップと、
Ｄ）上側導電性酸化物コーティングをパターニングすることにより、上側導電性酸化物コーティングを通じて、少なくとも下側導電性酸化物層の深さまで伸びるが、基板までは達せずに、下側導電性酸化物層の１部を露出するキャビティを形成するステップと、
Ｅ）キャビティの底部から下側導電性酸化物層の露出部分を除去し、基板の領域を露出することにより、各々が下側及び上側導電性酸化物を含み、露出された基板領域により、互いに電気的に及び横方向に分離される、ソース電極及びドレイン電極を形成するステップであって、ソース電極が基板の第１の領域を覆い、ドレイン電極が基板の第２の領域を覆い、
Ｆ）露出基板領域上にチャネル酸化物層を付着し、キャビティを充填し、上側導電性酸化物コーティング上まで伸長するステップと、
Ｇ）チャネル酸化物層上にゲート酸化物材料を付着するステップと、
Ｈ）ゲート酸化物材料内に、各々がゲート酸化物材料及びチャネル酸化物層を通じて伸び、それぞれソース電極及びドレイン電極で終端する第１のコンタクト開口及び第２のコンタクト開口を形成するステップと、
Ｉ）第１及び第２のコンタクト開口を導電金属で充填するステップと、
Ｊ）第１及び第２の充填コンタクト開口の間に横方向に位置決めされるゲート電極を、ゲート酸化物材料上に付着するステップと
を含む。
【００１２】
好適な実施例では、第１及び第２の電極が、ＦＥＴのそれぞれソース電極及びドレイン電極である。更に基板は好適には、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、アルミン酸ランタン（ＬＡＯ）、アルミン酸ランタン・ストロンチウム（ＳＬＡＯ）、ガレイン酸ネオジウム（ＮＧＯ）、チタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢＳＴ）などであるが、ＳＴＯが最適である。好適な下側導電性酸化物材料は、ランタン・ストロンチウム・コバルト酸化物（ＬＳＣＯ）やランタン・ニッケル酸化物（ＬＮＯ）であり、好適な上側導電性酸化物材料は、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ3）（以下ＳＲＯ）である。上側導電性酸化物材料をパターニングする好適な方法は、イオン・ミリングであり、下側導電性酸化物材料を除去する好適な方法は、上側導電性酸化物層及び基板に影響しないウェット化学エッチングである。こうして、良質のペロブスカイト酸化物チャネルが、プロセスにより露出された基板領域上にエピタキシャル成長される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
前述のように、本発明はペロブスカイト型銅酸化物など、他の酸化物との良好な電気コンタクトを提供する導電性酸化物電極を形成する方法を含む。更に、これらの新規の電極は、高温付着の間に酸化物と化学的に反応しないので、埋め込みチャネル酸化物素子内で使用される。また電極を準備する本方法は、下側にある基板の関連部分を、良好なエピタキシャル成長のために保持する。本発明は、例えばルテニウム酸ストロンチウム（ＳＲＯ）などの特定の導電性酸化物が、半導体や、超伝導体または強誘体電特性として使用される多くの複雑なペロブスカイト酸化物との、良好なオーム接触を提供するだけでなく、ＳＲＯが化学エッチングに耐性があるという事実を利用する。
【００１４】
添付の図面を参照すると、異なる図面を通じて、同一の参照番号が同一のまたは類似のコンポーネントを指し示すために使用されている。図２乃至図４は、ＯｘＦＥＴ構造の１部分１００の断面図であり、これはペロブスカイト型酸化物と融和的に使用される、第１及び第２の導電性酸化物電極を形成する方法を示す。概要を述べると、図２は、予め提供された絶縁酸化物基板１２０上に配置される、導電性酸化物の２重層（１３０及び１４０）を示す。両方の層（１３０及び１４０）は、本質的に電気的に導体性でなければならず、上側の層１４０は化学エッチングまたは反応性イオン・エッチングに対して、耐性を有さねばならない。酸化物層は従来、当業者には既知のパルス・レーザ・アブレーションまたはスパッタリング法により付着された。下側の導電酸化物層１３０は、化学的にエッチングされるか、反応性イオン・エッチングにより、エッチング可能でなければならない。
【００１５】
下側の導電性酸化物層１３０として使用される酸化物には、ランタン・ストロンチウム・コバルト酸化物ＬａＳｒＣｏＯ3（ＬＳＣＯ）や、ランタン・ニッケル酸化物ＬａＮｉＯ3（ＬＮＯ）などが含まれる。下側の導電性酸化物層１３０は、基板１２０上に約５ｎｍ乃至約５０ｎｍの厚さで付着され、これは好適には、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、アルミン酸ランタン（ＬＡＯ）、チタン酸ストロンチウム・バリウムＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3（ＢＳＴ）、アルミン酸ランタン・ストロンチウムＳｒＬａＡｌＯ4（ＳＬＡＯ）、ガレイン酸ネオジウムＮｄＧａＯ3（ＮＧＯ）などの単結晶絶縁酸化物である。次に、好適にはルテニウム酸ストロンチウムＳｒＲｕＯ3（ＳＲＯ）から成る上側の導電性酸化物コーティング１４０が、従来のパルス・レーザ・アブレーションまたはスパッタリングにより、下側の導電性酸化物層１３０上に、約５ｎｍ乃至約５０ｎｍの厚さで付着される。好適な実施例は、基板１２０としてＳＴＯ、下側の導電性酸化物層１３０としてＬＳＣＯ、及び上側の導電性酸化物層１４０としてＳＲＯを含む。
【００１６】
２重層（１３０及び１４０）が付着された後、電極構造を有するパターンが、従来のリソグラフィにより、フォトレジスト（図示せず）を用いて画定される。図２は最初に、上側の導電性酸化物コーティング１４０を選択的に除去する好適な手法として、イオン・ミリングまたはイオン衝撃が実行され、続いて、ウェット化学エッチングまたは反応性イオン・エッチングにより、下側の導電性酸化物層１３０が除去される様子を示す。図３に示されるように、サンプル１００は、好適にはイオン・ミリングによりパターニングされ、キャビティ１５０が形成される。キャビティは、上側の導電性酸化物コーティング１４０を通じて、少なくとも下側の導電性酸化物層１３０の深さまで伸びるが、キャビティ１５０は界面１３５を超えて下側に伸びてもよい。しかしながら、イオン・ミリングは基板１２０に達する前に打ち切られ、こうしたプロセスによる基板の損傷を回避する。キャビティ１５０は、下側の導電性酸化物層１３０の１部１３６を露出させる。
【００１７】
パターニングにより、キャビティ１５０を形成後、下側の導電性酸化物（例えばＬＳＣＯまたはＬＮＯ）層１３０の露出領域１３６が、好適には、例えば５％の硝酸の希釈液を用いて、エッチングにより容易に除去される。別の化学エッチング用の典型的な化学溶液は、５％の塩酸（ＨＣｌ）の溶液である。しかしながら当業者であれば、他のエッチング溶液も明らかであろう。エッチングにおいて使用される化学溶液は、基板１２０（例えばＳＴＯ、ＬＡＯ、ＳＬＡＯ、ＮＧＯ、またはＢＳＴ）及び上側の導電性酸化物層１４０（ＳＲＯ）のどちらとも反応しない、または影響しないことが必要である。例えば硝酸溶液などの化学溶液が、キャビティ１５０の底部において、下側の導電性酸化物層１３０の露出部分１３６を除去し、露出基板領域１８０の両側に、第１及び第２の電極１６０及び１７０（図４参照）を画定する。硝酸溶液は、上側の層１４０をパターニングするために使用されるフォトレジスト（図示せず）を侵食するが、既にパターニングされた上側の導電性酸化物層１４０（ＳＲＯ）は、続くウェット・エッチング・プロセスのためのマスクとして作用する。或いは化学エッチングの代わりに、従来技術である選択的反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）が、既知の化学種である例えばＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3、ＨＢｒ、Ｃｌ2などを用いて、同様に使用されてもよい。
【００１８】
図４は、前述のように、第１の電極１６０及び第２の電極１７０が形成された後の、構造１００の断面図を示す。このように形成される第１及び第２の電極１６０及び１７０は、露出基板領域１８０及びキャビティ１５０により、互いに電気的に且つ横方向に分離される。第１の電極１６０は基板１２０の第１の領域１２５を覆い、第２の電極１７０は基板１２０の第２の領域１２７を覆う。前述のように、これらの電極は埋め込みチャネル酸化物設計において、それぞれソース１６０及びドレイン１７０電極として特に有用である。なぜなら、基板１２０の露出表面領域１８０が、形成プロセスにより損傷されずに維持されるからである。意外にも本方法は、基板１２０上にエピタキシのために確保されるローカス１８０を保持する。チャネル酸化物層の良好なエピタキシャル成長が、露出基板領域１８０上で達成される。更に、これらの電極１６０及び１７０は、酸化物と化学反応せず、従って、酸化物と反応する金属の代わりに、ペロブスカイトまたは他の酸化物のための埋め込みコンタクトとして使用される。
【００１９】
図５は、完成したＯｘＦＥＴ構造１１０の断面図を示し、これは前述の方法に従い形成された埋め込みソース及びドレイン電極１６０及び１７０を組み込む。前述のように、これらの素子では、モット転移チャネル酸化物層１９０がゲート酸化物２００の下側に埋め込まれる。
【００２０】
本発明に従う形成プロセスは、基板１２０を提供することにより開始し、基板は一般に、ＳＴＯ、ＬＡＯ、ＳＬＡＯ、ＢＳＴまたはＮＧＯの単結晶である。次に、ソース電極１６０及びドレイン電極１７０を形成する、前述のプロシージャが続く。ソース電極１６０は、基板１２０の第１の領域１２５上に配置され、ドレイン電極１７０は、基板１２０の第２の領域１２７上に配置される。ソース及びドレイン電極１６０及び１７０が形成された後、サンプル１１０は一般に、約１００ミリＴｏｒｒのＯ2内で、７００℃で約３時間アニールされる。次に、従来のパルス・レーザ・アブレーション（ＰＬＡ）により、露出された単結晶ＳＴＯ表面１８０上に、チャネル１９５がエピタキシャル成長される。チャネル１９５は、厚さ約５ｎｍ乃至約１０ｎｍの酸化物層１９０として付着される。酸化物層１９０は、基板１２０の露出領域１８０（チャネル領域１９５）上だけでなく、ソース及びドレイン電極１６０及び１７０、及び残りの露出基板上にも伸びる。一般にチャネル層１９０、従ってチャネル１９５は、Ｌａ2ＣｕＯ4（ＬＣＯ）、ＹxＰｒ1-xＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ（ＹＰＢＣＯ）、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ（ＹＢＣＯ）、またはＮｄ2ＣｕＯ4（ＮＣＯ）などのモット転移ペロブスカイト酸化物を含む。当業者であれば、他の好適なチャネル酸化物材料も明らかであろう。次に、ゲート酸化物材料２００が、約８０ｎｍ乃至約５０ｎｍの厚さにレーザ付着される。ゲート酸化物は一般に、ＳＴＯ、ＢＳＴ、ジルコン酸チタン酸鉛ＰｂＺｒxＴｉ1-xＯ3（ＰＺＴ）、またはニオブ酸バリウム・ストロンチウムＳｒ1-xＢａxＮｂ2Ｏ6（ＳＢＮ）などの絶縁体である。チャネル酸化物層１９０（チャネル１９５）は、前述のように、一般に約１０ミリＴｏｒｒのＯ2内で、約７００℃で基板表面１８０上に付着される。それに対して、ＳＴＯゲート酸化物材料２００では、基板温度は一般に約７６０℃であり、Ｏ2圧力は２５０ミリＴｏｒｒである。レーザ付着は一般に、４Ｈｚの周波数及び２Ｊ／ｃｍ2のフルエンスで実施され、１秒当たり単層の約１０分の１の付着速度となる。
【００２１】
チャネル酸化物層１９０及びゲート酸化物材料２００が付着された後、第１のコンタクト開口２１０及び第２のコンタクト開口２２０が、ゲート酸化物材料２００内に形成され、それぞれソース電極１６０及びドレイン電極１７０に達する。これは、例えばＨＦの希釈液を用いるウェット・エッチングと、リソグラフィック・マスクを通じるイオン・ミリングとの組み合わせにより達成される。コンタクト開口は、ゲート酸化物材料２００及び下側にあるチャネル酸化物層１９０を通じて、電極１６０及び１７０の深さまで伸びる。これはまた、チャネル１９５を残りの層１９０から分離する。次に、第１及び第２のコンタクト開口２１０及び２２０が、一般に、例えば白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）などの導電材料により充填される。当業者であれば明らかなように、他の非反応導電金属が使用されてもよい。プロセスは次に、リソグラフィック・マスクの使用により、従来のゲート電極２３０の付着により継続される。ゲート電極２３０は一般に、白金などの導電金属から成り、ゲート酸化物材料２００上に付着される。ゲート電極２３０は、第１及び第２の充填コンタクト開口２１０及び２２０の間に、横方向に位置決めされる。一般にプロセスは、各ＯｘＦＥＴ素子１１０の外周にトレンチ２４０を開け、各素子を分離することにより完了する。尚、トレンチの形成には、コンタクト開口２１０及び２２０を開けるために使用されたのと同一の方法が使用される。
【００２２】
図６は、前述のように形成された埋め込み酸化物電極を有する素子から測定された、ＹＢＣＯチャネル酸化物層１９５の導電率を示す。この図は、コンタクト（１６０及び１７０）が容量的寄与を受けず、低インピーダンス（２ＫΩ）が、同一条件下で１ＭΩ以上のインピーダンスを示す従来の白金電極と比較して、著しく低い接触抵抗であることを示す。同じグラフ内に位相が示されており、低い正位相が低い接触抵抗を示す。なぜなら好ましくないコンタクトは、高い負の位相値を生じる容量的な振舞いを示すからである。
【００２３】
以上、本発明は特に、好適な実施例に関連して述べられてきたが、当業者であれば、その形態及び詳細における様々な変更が、本発明の趣旨及び範囲から逸れることなく見いだすことができよう。
【００２４】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００２５】
（１）第１及び第２の電極を形成する方法であって、
Ａ）基板を提供するステップと、
Ｂ）前記基板上に下側導電性酸化物層を付着するステップと、
Ｃ）前記下側導電性酸化物層上に上側導電性酸化物のコーティングを付着するステップと、
Ｄ）前記上側導電性酸化物コーティングをパターニングすることにより、前記上側導電性酸化物コーティングを通じて、少なくとも前記下側導電性酸化物層の深さまで伸びるが、前記基板までは達せずに、前記下側導電性酸化物層の１部を露出するキャビティを形成するステップと、
Ｅ）前記キャビティの底部から前記下側導電性酸化物層の前記露出部分を除去し、前記基板の領域を露出することにより、各々が前記下側及び上側導電性酸化物を含み、前記露出基板領域により、互いに電気的に及び横方向に分離される、第１及び第２の電極を形成するステップと
を含み、前記第１の電極は前記基板の第１の領域を覆い、前記第２の電極は前記基板の第２の領域を覆う方法。
（２）前記下側導電性酸化物が、ランタン・ストロンチウム・コバルト酸化物（ＬＳＣＯ）及びランタン・ニッケル酸化物（ＬＮＯ）を含むグループから選択される、前記（１）記載の方法。
（３）前記基板及び前記上側酸化物の各々が、化学エッチング及びまたは反応性イオン・エッチングにより影響を受けない、前記（１）記載の方法。
（４）前記上側導電性酸化物がルテニウム酸ストロンチウム（ＳＲＯ）である、前記（３）記載の方法。
（５）前記基板がチタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、アルミン酸ランタン（ＬＡＯ）、アルミン酸ランタン・ストロンチウム（ＳＬＡＯ）、チタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢＳＴ）及びガレイン酸ネオジウム（ＮＧＯ）を含むグループから選択される、前記（３）記載の方法。
（６）前記キャビティが前記下側及び上側導電性酸化物の界面より下方の深さまで伸びる、前記（１）記載の方法。
（７）前記上側導電性酸化物コーティングが、前記パターニング・ステップ（Ｃ）の間に、イオン・ミリングにより選択的に除去される、前記（１）記載の方法。
（８）前記キャビティの底部の前記下側導電性酸化物層の前記露出部分が、ステップＤ）において、化学エッチングまたは選択的反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）により除去される、前記（１）記載の方法。
（９）前記化学エッチングが硝酸または塩酸を用いて行われる、前記（８）記載の方法。
（１０）前記（１）記載のプロセスにより準備される第１及び第２の電極。
（１１）電界効果トランジスタ構造であって、
Ａ）基板と、
Ｂ）前記基板の第１の領域上に配置される下側導電性酸化物と、前記下側導電性酸化物上に配置される上側導電性酸化物とを含むソース電極と、
Ｃ）前記ソース電極から横方向に分離され、前記基板の第２の領域上に配置される前記下側導電性酸化物と、前記下側導電性酸化物上に配置される前記上側導電性酸化物とを含むドレイン電極と、
Ｄ）前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に配置され、両者を横方向に分離する基板の露出領域上と、前記ソース及びドレイン電極上とに形成され、前記露出領域を覆う部分が素子内のチャネルを形成するチャネル酸化物層と、
Ｅ）前記チャネル酸化物層を覆うゲート酸化物材料と、
Ｆ）各々が前記ゲート酸化物材料及び前記チャネル酸化物層を通じて、前記ソース及びドレイン電極の前記上側導電性酸化物の深さまで伸び、各々が導電金属により充填される、第１及び第２の充填コンタクト開口と、
Ｇ）前記ゲート酸化物材料上に配置され、前記第１及び第２の充填コンタクト開口の間に横方向に位置決めされるゲート電極と
を含む構造。
（１２）前記基板がチタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、アルミン酸ランタン（ＬＡＯ）、アルミン酸ランタン・ストロンチウム（ＳＬＡＯ）、チタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢＳＴ）及びガレイン酸ネオジウム（ＮＧＯ）を含むグループから選択される、前記（１１）記載の構造。
（１３）前記下側導電性酸化物が、ランタン・ストロンチウム・コバルト酸化物（ＬＳＣＯ）及びランタン・ニッケル酸化物（ＬＮＯ）を含むグループから選択される、前記（１１）記載の構造。
（１４）前記上側導電性酸化物がルテニウム酸ストロンチウム（ＳＲＯ）である、請求１１記載の構造。
（１５）前記第１及び第２の充填コンタクト開口を充填する前記導電金属が、白金または金である、前記（１１）記載の構造。
（１６）前記チャネル酸化物層が、ランタン銅酸化物（ＬＣＯ）、イットリウム・プラセオジム・バリウム銅酸化物（ＹＰＢＣＯ）、イットリウム・バリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）及びネオジム銅酸化物（ＮＣＯ）を含むグループから選択される、前記（１１）記載の構造。
（１７）前記ゲート酸化物材料が、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸バリウム・ストロンチウム（ＳＢＮ）及びチタン酸ストロンチウム・バリウム（ＢＳＴ）を含むグループから選択される、前記（１１）記載の構造。
（１８）前記ゲート電極が白金を含む、前記（１１）記載の構造。
（１９）前記電界効果トランジスタの外周にトレンチを含む、前記（１１）記載の構造。
（２０）電界効果トランジスタ構造を形成する方法であって、
Ａ）基板を提供するステップと、
Ｂ）前記基板上に下側導電性酸化物層を付着するステップと、
Ｃ）前記下側導電性酸化物層上に上側導電性酸化物のコーティングを付着するステップと、
Ｄ）前記上側導電性酸化物コーティングをパターニングすることにより、前記上側導電性酸化物コーティングを通じて、少なくとも前記下側導電性酸化物層の深さまで伸びるが、前記基板までは達せずに、前記下側導電性酸化物層の１部を露出するキャビティを形成するステップと、
Ｅ）前記キャビティの底部から前記下側導電性酸化物層の前記露出部分を除去し、前記基板の領域を露出することにより、各々が前記下側及び上側導電性酸化物を含み、前記露出基板領域により、互いに電気的に及び横方向に分離される、ソース電極及びドレイン電極を形成するステップであって、前記ソース電極が前記基板の第１の領域を覆い、前記ドレイン電極が前記基板の第２の領域を覆い、
Ｆ）前記露出基板領域上にチャネル酸化物層を付着し、前記キャビティを充填し、前記上側導電性酸化物コーティング上まで伸長するステップと、
Ｇ）前記チャネル酸化物層上にゲート酸化物材料を付着するステップと、
Ｈ）前記ゲート酸化物材料内に、各々が前記ゲート酸化物材料及び前記チャネル酸化物層を通じて伸び、それぞれ前記ソース電極及び前記ドレイン電極で終端する第１のコンタクト開口及び第２のコンタクト開口を形成するステップと、
Ｉ）前記第１及び第２のコンタクト開口を導電金属で充填するステップと、
Ｊ）前記第１及び第２の充填コンタクト開口の間に横方向に位置決めされる前記ゲート電極を、前記ゲート酸化物材料上に付着するステップと
を含む方法。
（２１）ステップＪ）の後に、前記電界効果トランジスタ構造の周囲にトレンチを開けるステップを含む、前記（２０）記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】白金から成る埋め込みソース及びドレイン電極を有する、従来のＯｘＦＥＴ素子の断面図である。
【図２】本発明に従うペロブスカイト電極の形成を示す１実施例の断面図であり、予め提供された絶縁酸化物基板上に配置される、導電性酸化物の２重層を示す図である。
【図３】本発明に従うペロブスカイト電極の形成を示す１実施例の断面図であり、パターニングにより、導電性酸化物層内にキャビティを形成するステップを示す図である。
【図４】本発明に従うペロブスカイト電極の形成を示す１実施例の断面図であり、第１及び第２の電極を形成するステップを示す図である。
【図５】本発明に従い図４に示すように形成された、埋め込みソース及びドレイン酸化物電極を有する、完成したＯｘＦＥＴ素子の好適な実施例の断面図である。
【図６】本発明に従い、埋め込み酸化物電極を有する酸化物チャネル材料のインピーダンス（ＫΩ）、対周波数（ＫＨｚ）及び位相（deg）対周波数の関係を示す図である。
【符号の説明】
６０  ソース
７０  ドレイン
１２０  絶縁酸化物基板
１３０  上側導電性酸化物層
１３５  界面
１４０  下側導電性酸化物層
１５０  キャビティ
１６０  第１の電極（ソース電極）
１７０  第２の電極（ドレイン電極）
１９０  モット転移チャネル酸化物層
１９５  モット転移酸化物チャネル
２００  活性酸化物層（ゲート酸化物）
２１０、２２０  コンタクト開口
２３０  ゲート電極
２４０  トレンチ
【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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