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公開番号2025029801
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023134630
出願日2023-08-22
発明の名称グラフェン素子、グラフェン素子の製造方法及び電子装置
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人扶桑国際特許事務所
主分類H10D 30/67 20250101AFI20250228BHJP()
要約【課題】優れた電気特性を有するグラフェン素子を実現する。
【解決手段】グラフェン素子1は、基板10の面10aに設けられるグラフェン層30を含む。グラフェン素子1は、グラフェン層30の面30aの部位31,33に接続されて基板10の面10aに延びる電極50,60と、グラフェン層30の面30aの部位31,33に隣接する部位32を覆う酸化アルミニウム層40とを含む。グラフェン素子1の製造において、グラフェン層30は、面30aに酸化アルミニウム層40を介して形成されるレジストを用いてパターニングされることで、面30aにおけるレジスト残渣の形成が抑えられる。そして、面30aの部位31,33から酸化アルミニウム層40が除去されて電極50,60が接続される。グラフェン層30と電極50,60との間のレジスト残渣の介在が抑えられ、コンタクト抵抗の上昇等が抑えられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板の第１面に設けられるグラフェン層と、
前記グラフェン層の、前記基板とは反対側の第２面の第１部位に接続され、前記第１部位から前記基板の前記第１面に延びる第１電極と、
前記グラフェン層の前記第２面の、前記第１部位に隣接する第２部位を覆う酸化アルミニウム層と、
を含む、グラフェン素子。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記酸化アルミニウム層は、外面に露出する、請求項１に記載のグラフェン素子。
【請求項３】
前記グラフェン層の前記第２面の、前記第２部位を介して前記第１部位と対向する第３部位に接続され、前記第３部位から前記基板の前記第１面に延びる第２電極を更に含む、請求項１に記載のグラフェン素子。
【請求項４】
基板の第１面にグラフェン層を形成する工程と、
前記グラフェン層の、前記基板とは反対側の第２面に酸化アルミニウム層を形成する工程と、
前記酸化アルミニウム層の一部を除去する工程と、
除去後に残存する前記酸化アルミニウム層から露出する前記グラフェン層を除去する工程と、
除去後に残存する前記グラフェン層の、前記第２面の第１部位の前記酸化アルミニウム層を除去し、前記第２面の、前記第１部位に隣接する第２部位に前記酸化アルミニウムを残存させる工程と、
前記グラフェン層の前記第２面の前記第１部位に接続され、前記第１部位から前記基板の前記第１面に延びる第１電極を形成する工程と、
を含む、グラフェン素子の製造方法。
【請求項５】
前記酸化アルミニウム層の前記一部を除去する工程は、
前記酸化アルミニウム層を残存させる領域にレジストを形成する工程と、
前記レジストをマスクとして、前記レジストから露出する前記酸化アルミニウム層をエッチングにより除去する工程と、
を含む、請求項４に記載のグラフェン素子の製造方法。
【請求項６】
前記酸化アルミニウム層から露出する前記グラフェン層を除去する工程は、
前記レジスト及び前記レジストをマスクとするエッチング後に残存する前記酸化アルミニウム層をマスクとして、前記酸化アルミニウム層から露出する前記グラフェン層をエッチングにより除去する工程を含む、請求項５に記載のグラフェン素子の製造方法。
【請求項７】
前記酸化アルミニウム層の前記一部をウェットエッチングにより除去し、前記グラフェン層をドライエッチングにより除去する、請求項６に記載のグラフェン素子の製造方法。
【請求項８】
前記酸化アルミニウム層と前記グラフェン層とをドライエッチングにより除去する、請求項６に記載のグラフェン素子の製造方法。
【請求項９】
前記酸化アルミニウム層から露出する前記グラフェン層を除去する工程後に、
前記レジストを除去する工程を含み、
前記グラフェン層の、前記第２面の前記第１部位の前記酸化アルミニウム層を除去する工程は、
前記第１部位の前記酸化アルミニウム層に形成される前記レジストの残渣を、前記第１部位の前記酸化アルミニウム層と共に除去する工程を含む、請求項６に記載のグラフェン素子の製造方法。
【請求項１０】
基板と、
前記基板の第１面に設けられるグラフェン層と、
前記グラフェン層の、前記基板とは反対側の第２面の第１部位に接続され、前記第１部位から前記基板の前記第１面に延びる第１電極と、
前記グラフェン層の前記第２面の、前記第１部位に隣接する第２部位を覆う酸化アルミニウム層と、
を含むグラフェン素子を備える、電子装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラフェン素子、グラフェン素子の製造方法及び電子装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ベース基板上に順に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソースドレイン電極、グラフェン層及び保護層を形成し、グラフェン層及び保護層を同時にエッチングした後、ソースドレイン電極に通じる開口部を備えた平坦化層を形成する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、絶縁基板上に、トランジスタのチャネルサイズのグラフェン層及び遷移金属酸化物の保護層を形成し、保護層の両端部位をエッチングしてソース電極及びドレイン電極を形成した後、保護層上にゲート絶縁層を介してゲート電極を形成する技術が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第２０１４／００９１２８０号明細書
特開２０１３－２３６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子伝導経路として機能するグラフェン層を備えるグラフェン素子では、グラフェン層に電極が接続される。例えば、グラフェン層上にレジストが形成され、そのレジストをマスクとしたエッチングによりパターニング（加工）されたグラフェン層上に、電極が接続される。しかし、この場合、グラフェン層には、そのパターニング時に用いたレジストの残渣が残ることがある。レジストの残渣がグラフェン層とそれに接続される電極との間に介在すると、グラフェン層と電極との間のコンタクト抵抗の上昇や、グラフェン層の電子移動度の低下等、グラフェン素子の電気特性の低下を招く恐れがある。
【０００６】
１つの側面では、本発明は、優れた電気特性を有するグラフェン素子を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、基板と、前記基板の第１面に設けられるグラフェン層と、前記グラフェン層の、前記基板とは反対側の第２面の第１部位に接続され、前記第１部位から前記基板の前記第１面に延びる第１電極と、前記グラフェン層の前記第２面の、前記第１部位に隣接する第２部位を覆う酸化アルミニウム層と、を含む、グラフェン素子が提供される。
【０００８】
また、別の態様では、基板の第１面にグラフェン層を形成する工程と、前記グラフェン層の、前記基板とは反対側の第２面に酸化アルミニウム層を形成する工程と、前記酸化アルミニウム層の一部を除去する工程と、除去後に残存する前記酸化アルミニウム層から露出する前記グラフェン層を除去する工程と、除去後に残存する前記グラフェン層の、前記第２面の第１部位の前記酸化アルミニウム層を除去し、前記第２面の、前記第１部位に隣接する第２部位に前記酸化アルミニウムを残存させる工程と、前記グラフェン層の前記第２面の前記第１部位に接続され、前記第１部位から前記基板の前記第１面に延びる第１電極を形成する工程と、を含む、グラフェン素子の製造方法が提供される。
【０００９】
また、別の態様では、上記のようなグラフェン素子を備える電子装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
１つの側面では、優れた電気特性を有するグラフェン素子を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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