FR2940798A1 - Via a forte densite de nanotubes ou nanofils et leur procede de fabrication. - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un faisceau droit à haute densité de nanotubes ou nanofils relié au niveau de l'une des ses extrémités à un composant, qui comprend les étapes suivantes : - réalisation d'une structure de croissance ayant la forme d'une cavité ; - croissance de nanotubes ou de nanofils à partir de la zone latérale et du fond de la structure de croissance ; - élimination de la structure de croissance.

Description

VIA A FORTE DENSITE DE NANOTUBES OU NANOFILS ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention porte sur un procédé permettant la croissance de nanotubes de carbone ou de nanofils de silicium sous forme d'un faisceau droit et dense, destiné à assurer la connexion électrique entre deux composants.
10 Plus précisément, ce procédé repose sur la réalisation d'une cavité de confinement apte à assurer la croissance et la densification desdits nanotubes ou nanofils, cette structure de croissance étant éliminée en fin de procédé.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE 15 Les nanotubes de carbone (CNT) apparaissent comme une nouvelle voie technologique prometteuse pour la fabrication de via traversants ou d'interconnexions de puces (Awano et al. Phys. Stat. Sol. (a) 203, No 14, 3611-16 ; Fig.1). Ils viennent ainsi compléter, voire remplacer, la solution actuelle des connexions en cuivre lorsque 20 les dimensions deviennent très faibles.
En effet, il est possible de réaliser une connexion électrique par nanotubes de carbone placés dans une cavité ou via : ces derniers établissent un contact entre le fond conducteur de la cavité et un autre composant venant fermer la cavité. Ainsi, le principe de conception des via est de confiner latéralement, dans une matrice isolante 1, des nanotubes de carbone 2 qui sont, quant à eux, en contact électrique avec une surface conductrice au fond du via 3, 3' (Fig. 2).
30 Comme cela a été décrit dans le document US 7,094,692 pour les connexions des circuits intégrés ou dans le document US 2007/0228926 pour les interconnexions à base de nanotubes de carbone, le via a pour base un substrat 4, sur lequel une couche adhérente et métallique 3, 3', d'épaisseur comprise entre 10 et 100 nanomètres, est déposée. Puis cette couche est recouverte d'une matrice isolante 1 dans laquelle les 35 motifs seront gravés. 25 Deux types de via peuvent être distingués.
Le premier type, illustré à la figure 2A, correspond au premier niveau d'interconnexions. Il connecte les sources et drains des transistors avec des lignes supérieures. Le substrat 4 est donc réalisé en silicium, la couche métallique déposée 3 doit ainsi combiner une bonne adhérence et une forte conductivité électrique. Il s'agit par exemple d'une couche de Ti, Al, TiN...
Le second type de via, illustré à la figure 2B, correspond aux autres niveaux d'interconnexions et connecte un support conducteur, tel qu'une ligne de Cu, avec un niveau supérieur. Dans ce cas, la première couche déposée 3 a pour fonction de limiter la diffusion du cuivre. Cette couche barrière est généralement réalisée en Ta, Ti,... Puis, on dépose une couche conductrice 3' et la matrice isolante 1.
La première propriété requise pour les nanotubes de carbone élaborés au fond des via est de posséder une résistance électrique faible, afin d'assurer au mieux la conductivité électrique entre les différents niveaux des puces.
Intrinsèquement, les nanotubes de carbone ont une résistance minimum d'accès à leur structure à une dimension. Cette résistance pour des nanotubes mono-paroi est théoriquement de 6,45 kf. Par conséquent, la principale possibilité pour diminuer la résistance de la connexion est d'accroître la densité des nanotubes dans un via, afin de diminuer la résistance totale du faisceau de nanotubes. Y. Awano et al. (Phys. Stat. Sol. (a) 203, No 14, 3611-16) ont ainsi mesuré une résistance résultante de 0,59 52 dans un via de 2 m de diamètre contenant environ 1000 nanotubes de carbone.
Les dimensions des via, notamment leur diamètre, vont progressivement se réduire afin de répondre aux nouvelles contraintes d'intégration des dispositifs. Ceci impliquera donc une diminution de la surface sur laquelle les nanotubes peuvent croître et être électriquement en contact. Par conséquent, de manière corrélée à cette diminution de taille, le nombre de nanotubes de carbone dans les via va se réduire, constituant ainsi un verrou technologique. A titre d'exemple, la figure 3 illustre la croissance à 450°C d'une dizaine de nanotubes de carbone à partir du fond d'un via de diamètre égal à 160 mm. 2 A terme, il est donc nécessaire d'augmenter fortement la densité des nanotubes pour conserver des résistivités équivalentes à celles obtenues avec du cuivre.
Un second point important dans la conception d'un via est le contact électrique supérieur. Pour répondre aux contraintes d'intégration, cette surface doit être limitée en termes de superficie. Idéalement, les nanotubes présents dans le via doivent donc se regrouper et converger vers ce point de contact.
Pour répondre au problème de densité de nanotubes, les recherches et les solutions envisagées se sont concentrées sur l'amélioration des procédés de croissance des nanotubes. Dans les techniques d'élaboration par dépôt par voie chimique CVD ( Chemical Vapor Deposition ) ou assisté par plasma PE-CVD, la nucléation d'un nanotube de carbone s'appuie sur la présence d'une goutte active de catalyseur qui constitue le germe de croissance du nanotube. Augmenter la densité de nanotubes implique donc d'augmenter la densité de ces gouttes. Ainsi, les solutions proposées utilisent divers moyens pour déposer ces germes directement (dépôt d'agrégats,...), ou pour obtenir ces gouttes par démouillage d'un film continu de catalyseur préalablement déposé.
En ce qui concerne le contact supérieur, les solutions envisagées portent également sur les procédés de croissance. Ils s'appuient là encore sur l'augmentation de la densité de nanotubes afin de former des faisceaux par un effet dit d'encombrement.
Il existe toutefois le besoin de développer des solutions techniques alternatives permettant d'avoir une plus grande densité de courant acceptable pour ces connexions, notamment en augmentant le nombre de nanotubes de carbone dans un via et donc en réalisant des via à forte densité de nanotubes.
EXPOSE DE L'INVENTION
Ainsi, la présente invention propose un nouveau procédé qui permet d'obtenir un faisceau dense de nanotubes, constituant ainsi l'arrangement le plus compact de nanotubes au débouché du via.35 Le procédé selon l'invention repose sur l'élaboration temporaire d'une structure de croissance, dont la géométrie permet également d'accroître la surface utile pour la croissance de nanotubes, augmentant ainsi leur densité vis-à-vis des architectures classiques. Ainsi, la présente invention concerne un procédé de réalisation d'un faisceau droit à haute densité de nanotubes ou nanofils destiné à servir de dispositif de connexion électrique entre deux composants.
10 Un tel procédé comprend essentiellement les étapes suivantes : - réalisation d'une structure de croissance ayant la forme d'une cavité ; - croissance de nanotubes ou de nano fils à partir de la zone latérale et du fond de ladite structure de croissance ; - élimination de la structure de croissance. 15 En pratique et à l'issue d'un tel procédé, il est obtenu un faisceau droit et dense de nanofils ou nanotubes relié au niveau de l'une des ses extrémités à un composant.
Dans le cadre de l'invention, on adopte les termes de nanofils ou nanotubes , 20 pour désigner plus généralement des nano-objets . En pratique, il s'agit avantageusement de nanotubes de carbone et de nano fils à base de silicium et/ou de germanium et/ou de métal. Leurs procédés de croissance, à l'aide de catalyseur, sont bien connus de l'homme du métier. Ainsi, un catalyseur de croissance est classiquement choisi dans le groupe comprenant : Au, Fe, Ni, Pd, Co, Rh, Pt, ou un 25 alliage de ceux-ci. Il peut se présenter sous la forme d'une couche d'agrégats.
La première étape consiste donc en l'élaboration d'une cavité de confinement dans laquelle va avoir lieu la croissance des nanotubes ou nanofils. Une telle cavité se caractérise par la présence d'un fond et d'une zone latérale. De manière classique, la 30 cavité est localisée au moins en partie dans un matériau isolant, par exemple du SiO2.
Dans un second temps, la croissance des nanotubes ou nanofils est assurée à la fois à partir du fond et de la zone latérale de cette structure de croissance.
35 La caractéristique originale de la présente invention réside donc dans la présence de la structure de croissance et de densification des nanotubes, qui permet une croissance verticale classique, mais également une croissance latérale. A priori, cette association5 de croissances verticale et horizontale aurait dû donner deux réseaux de nanotubes. De façon surprenante, ces nanotubes à croissance horizontale s'entremêlent avec les nanotubes verticaux et obligent ces derniers à se rassembler : cela permet ainsi de fabriquer un toron compact, dont l'extrémité libre est facile à connecter à la sortie de la cavité.
Après cette étape, la structure de croissance est éliminée. Cette élimination permet en outre de se débarrasser de la base ou racine du faisceau de nano fils ou nanotubes, qui présente l'inconvénient de ne pas être droit et d'être imprégné de catalyseur de croissance.
L'avantage de l'invention est donc de favoriser la formation d'un faisceau dense de nanotubes ou de nanofils, et de rendre compatible la réduction des dimensions des via avec l'obtention d'une forte densité de nanotubes ou nanofils dans le via. Deux modes de réalisation distincts peuvent notamment être envisagés pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans les deux cas, le fond de la structure de croissance est positionné de manière sensiblement parallèle à la surface d'un composant, soit en vis-à-vis de celui-ci, soit à sa surface. 20 Ainsi et selon un premier mode de réalisation, la structure de croissance et de densification des nanotubes ou nanofils se présente sous la forme d'une cavité de confinement localisée au-dessus et positionnée en regard de la cavité débouchant sur le composant à connecter.
Cette cavité de confinement est avantageusement réalisée en un matériau isolant.
Dans ce cas de figure, la croissance est réalisée jusqu'à ce que le faisceau entre en contact avec la surface du composant situé en regard.
L'élimination de la structure de croissance permet de libérer la seconde extrémité qui peut alors être connectée à un second composant.
De manière adaptée, la structure de croissance réalisée dans le cadre de ce premier 35 mode de réalisation présente des ouvertures permettant l'arrivée de gaz réactifs de la croissance des nanotubes ou nanofils. 25 30 Un second mode de réalisation repose sur l'élaboration d'une structure de croissance à la surface d'un composant.
Ainsi, dans un mode de réalisation proche de l'art antérieur où le via correspond à une cavité ayant pour base le composant et creusée dans une matrice isolante, la structure de croissance peut se présenter sous la forme d'une couche de confinement localisée au fond de la cavité, à l'interface du matériau isolant et du composant à connecter.
Dans cette configuration, la croissance des nanotubes ou nanofils est assurée à la fois à partir des flancs de cette couche de confinement et à partir du fond de la structure. Les nanotubes ou nano fils convergent ainsi au centre du via, où ils se regroupent en un faisceau unique qui croît vers le haut de la structure.
De fait, avec cette architecture, une partie de la paroi du via contribue à la croissance 15 des nanotubes ou nanofils. Une plus grande surface de nucléation pour les nanotubes ou nanofils est donc offerte, tout en conservant une faible dimension latérale de via.
A titre d'illustration, la surface sur laquelle les nanotubes de carbone peuvent croître est triplée si l'épaisseur de cette couche intermédiaire est égale au rayon R de la cavité. 20 Par conséquent, la densité est multipliée par 3 pour une même dimension latérale de la cavité. De manière encore plus avantageuse, la cavité présente donc une forme cylindrique de rayon R et la couche de confinement présente une épaisseur au moins égale à R.
25 Ainsi, on propose de faire croître des nanotubes à partir certes du fond de la cavité mais aussi à partir des bords.
La section transversale de la cavité, au niveau de la couche de confinement, est préférentiellement supérieure à la section transversale de la cavité au niveau du 30 matériau isolant
Le catalyseur favorisant la croissance des nanotubes de carbone ou des nano fils de silicium peut être déposé sous la forme d'une couche sur le composant, puis pulvérisé sous forme de gouttes. 35 Selon un autre mode de réalisation, une couche isolante peut être insérée entre le composant et la couche de confinement, avantageusement sur toute la surface du composant.
Une fois la croissance des nanotubes ou nanofils achevée, il est nécessaire d'éliminer la structure de croissance. Dans ce cas particulier, le composant ayant servi de base à la structure de croissance est éliminée simultanément. En pratique, ceci est avantageusement réalisé en remplissant la cavité, à l'issue de la croissance des nanotubes ou nanofils, à l'aide d'un matériau de remplissage, avantageusement de la résine ou un isolant (silice, alumine, ...), puis en planarisant sa surface. Cette surface plane est alors mise en contact avec le composant d'intérêt et l'autre extrémité du faisceau est libérée par élimination de la structure de croissance et du premier composant.
A l'issue du procédé selon l'invention, on obtient donc un composant présentant, à sa surface, un faisceau droit à haute densité de nanotubes ou nanofils. Une telle structure présente deux avantages majeurs par rapport à des structures similaires obtenues à l'aide des procédés de l'art antérieur : - le faisceau présente un taux de remplissage, défini comme le rapport entre le volume des nanofils ou nanotubes et le volume de la cavité, supérieur ou égal à 10% (contre environ 1% estimé pour l'art antérieur) ; - le composant est dépourvu de catalyseur ayant servi à la croissance du faisceau de nanotubes ou nanofils.
EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées.
La figure 1 représente le schéma d'un dispositif utilisant des via traversants à base de nanotubes de carbone d'après Awano et al. (Phys. Stat. Sol. (a) 203, No 14, 3611-16). La figure 2 représente le schéma de principe de via traversants à base de nanotubes de carbone selon l'art antérieur, impliqués dans un premier niveau d'interconnexions (A) ou dans un niveau intermédiaire d'interconnexions (B).
La figure 3 correspond à une image réalisée par microscopie électronique à balayage (MEB) d'un via de nanotubes de carbone ayant crû à 450°C à partir du fond du via selon l'art antérieur. La figure 4 est une représentation schématique de la surface utile de croissance des 5 nanotubes dans le cas d'un via selon l'art antérieur (à gauche) ou selon la présente invention (à droite). La figure 5 représente les différentes étapes (A à F) d'élaboration d'une architecture selon l'invention intégrant une couche de confinement. La figure 6 représente une première variante concernant le dépôt du catalyseur dans la 10 structure de croissance des nanotubes selon l'invention. La figure 7 représente une seconde variante concernant le dépôt du catalyseur dans la structure de croissance des nanotubes selon l'invention, selon laquelle le catalyseur est déposé au fond du via (A) puis pulvérisé (B). La figure 8 représente les étapes de connexion à un composant, d'un faisceau de 15 nanotubes élaboré à partir d'une structure de structure de croissance située à la surface d'un premier composant. La figure 9 représente les différentes étapes (A à m) d'élaboration d'une structure de croissance de nanotubes en regard d'un composant et de connexion à deux composants.
20 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Le principe de base selon l'invention repose donc sur l'élaboration temporaire d'une structure en forme de cavité. Dans cette configuration, les nanotubes ou les nano fils poussent à la fois sur les flancs et dans le fond de la structure, convergeant ainsi au 25 centre du via. A ce niveau, ils se regroupent en un faisceau unique de nanotubes ou de nanofils et croissent vers l'ouverture de la structure.
Dans le cas particulier d'une structure de croissance réalisée par une couche de confinement 5 localisée entre la matrice isolante 1 et le substrat à connecter 4 (comme 30 décrit ci-après), la figure 4 illustre le fait que, dans le cas où l'épaisseur de la couche intermédiaire 5 est égale au rayon du via 6, la surface sur laquelle les nanotubes de carbone peuvent croître est triplée. Par conséquent, la densité est multipliée par 3 pour une même dimension latérale du via.
I/ STRUCTURE DE CROISSANCE SITUEE A LA SURFACE D'UN COMPOSANT :
Selon un premier mode de réalisation, la structure de croissance s'appuie sur un substrat 4. En pratique, elle prend la forme d'une couche de confinement 5, localisée entre la matrice isolante 1 et le substrat 4, qui peut être soit un semi conducteur, soit un conducteur, soit un isolant.
Selon cette architecture, une partie de la paroi du via contribue à la croissance des nanotubes de carbone. L'invention offre ainsi une plus grande surface de nucléation 10 pour les nanotubes, tout en conservant une faible dimension latérale de via.
1/ Croissance du faisceau :
Les différentes étapes d'élaboration d'une telle structure et de croissance des 15 nanotubes sont schématisées à la figure 5.
Sur un substrat 4, par exemple de silicium, la couche de confinement 5 est réalisée au moyen du dépôt d'une couche métallique. Ensuite, une couche isolante 1, généralement en SiO2 est déposée. L'épaisseur de la couche de confinement 5 et de la 20 couche isolante 1 doit être supérieure à la hauteur du futur via (Fig. 5A).
Suivant des procédés classiques de lithographie et notamment à l'aide d'un disque du diamètre du via, les motifs des futurs via sont inscrits sur une résine 7, puis transférés par gravure à la couche isolante 1. L'attaque est poursuivie jusqu'à percer la couche de 25 confinement 5 et s'arrête sur le silicium 4 (Fig. 5B). Si la couche de confinement 5 est du titane, et la couche isolante 1 du SiO2, le gaz SF6 peut être utilisé pour la réalisation de la gravure souhaitée.
Dans une étape suivante, la couche de résine 7 ayant servi à définir le motif est 30 supprimée (Fig. 5C).
Suit alors l'étape de dépôt conforme du catalyseur 8, soit par une technique type ALD ( atomic layer deposition ), soit par dépôt IBS ( ion beam sputtering ), ou évaporation à l'aide d'un canon à électrons, sous incidence. Dans ce dernier cas, le 35 dispositif est localisé sur un planétaire tournant et le catalyseur recouvre l'ensemble de la surface (Fig. 5D).
Le catalyseur 8, par exemple 1 nanomètre de fer (ou Au, Pt, Ni, Pd, Co, Rh, ... ou d'un alliage) est alors déposé par évaporation à l'aide d'un canon à électrons sur toute la structure. Une autre possibilité est de déposer une couche d'agrégats comme catalyseur.
Pour inhiber la croissance de nanotubes de carbone sur l'isolant 1, une couche supplémentaire isolante 9, de quelques nanomètres, est déposée de manière quasi rasante par rapport à la surface, afin de ne pas pénétrer trop profondément à l'intérieur des via. La couche peut être de même nature que l'isolant (pour enterrer la couche de catalyseur) ou d'une autre nature (Fig. 5E). L'angle d'incidence est réglé de façon à ne pas couvrir la couche de confinement 5. La croissance possible des nanotubes de carbone 2 sur le bas de la partie isolante du via vient renforcer la cohésion du faisceau (Fig. 5F).
Une variante concernant l'intégration du catalyseur est illustrée à la figure 6.
Les premières étapes correspondant à la réalisation du via (Fig. 6A et 6B) restent inchangées. Une sur-gravure de la silice 1 peut être réalisée au moyen d'une attaque chimique anisotrope (Fig. 6C).
La variante de dépôt du catalyseur consiste à déposer le catalyseur 8 en conservant la résine 7. Ce dépôt se fait à l'aide d'un canon à électrons perpendiculairement à la surface (Fig. 6D). Avantageusement, la sur-gravure de la couche isolante 1 permet d'effectuer le dépôt du catalyseur 8 sous un léger angle d'inclinaison par rapport à la surface, pour recouvrir également les flancs de la couche de confinement 5, sans en déposer pour autant sur les flancs de la couche isolante 1.
Puis, la couche de catalyseur 8 située en haut de la structure, sur la résine 7, est supprimée par lift off de cette dernière (Fig. 6E). Finalement, on réalise la 30 croissance des nanotubes (Fig. 6F).
Une autre variante concernant l'intégration du catalyseur est représentée à la figure 7.
Sur un substrat 4, la couche de catalyseur (Au, Pt, Fe, Co, Pd, Ni, Fe + alumine, Fe + 35 silicium, ...) 8 est déposée avant la couche de confinement 5 (Fig. 7A). Les étapes de lithographie et de gravure restent les mêmes (gravure de l'isolant et du métal), tout en s'assurant que l'agent gravant ne détériore pas le catalyseur.
Avant la montée en température, lors du procédé de croissance des nanotubes, un plasma à haute énergie est appliqué afin de pulvériser la couche de catalyseur du fond du via et ainsi en déposer sur les flancs de la structure.
Puis, le démouillage génère des gouttes de catalyseur sur le fond et le flanc du via (Fig. 7B). Cette étape de plasma permet donc la croissance de nanotube de carbone sur le flanc de la couche de confinement. 2/ Connexion à un composant : Après la croissance des nanotubes à partir de la structure 5 en surface du composant 4 (Figure 8A), la cavité 6 est comblée à l'aide d'un matériau de remplissage qui noie le faisceau de nanotubes 2 et vient à l'aplomb de l'isolant 1 (Figure 8B).
15 Dans l'étape suivante (Figure 8C), la surface ainsi formée est rendue plane et rapportée sur un autre composant 4' (Figure 8D). La partie située au-dessus du faisceau droit de nanotubes 2, incluant la structure de croissance 5, le premier composant 4 et les racines du faisceau, est alors éliminée (Figure 8E), notamment par gravure chimique, par rodage ou polissage, par clivage. 20 II/ STRUCTURE DE CROISSANCE SITUEE EN REGARD DU COMPOSANT :
Dans ce mode de réalisation majeur, une structure adaptée à la croissance et à la densification des nanotubes ou nanofils est réalisée au dessus du via. Ceci permet, à 25 l'issue du procédé, de supprimer les racines des nano-objets et ainsi de ne garder que la partie rectiligne du faisceau. Il s'agit donc d'une solution alternative au procédé détaillé ci-dessus.
En pratique, un tel procédé de fabrication est illustré à la figure 9. Il consiste à faire 30 croître les nano-objets 2 du haut vers le bas, de sorte que la zone de croissance soit accessible en fin de procédé. Pour cela, une structure à part entière de croissance et de densification des nano-objets 6, prenant la forme d'une cavité, est créée temporairement au dessus du via. Une fois la croissance des nano-objets réalisée, cette structure de croissance et de densification est supprimée et le via est terminé. 35 Dans une première étape (Fig. 9A) et comme décrit ci-dessus, un via est réalisé dans un matériau isolant 1, sur un substrat conducteur 4, avec un masque dur 13, qui délimite une ouverture plus petite que la taille définitive du via. L'isolant 1 est gravé au moyen d'une combinaison de gravure sèche et d'une gravure humide pour former le via de taille souhaitée. Le conducteur métallique 4 peut être recouvert d'une couche permettant d'assurer un bon contact électrique des nanotubes sur cette surface, par exemple une couche de palladium. La fonction du masque dur 13 est d'éviter le rebouchage du via au cours des étapes suivantes.
Dans un second temps, une couche isolante 14 ou un système de couches est déposé, avantageusement sous incidence pour éviter de reboucher le via. Le profil réalisé est illustré à la figure 9B. Ce profil consiste en une couche comportant un téton au dessus du futur via et ayant une largeur supérieure au diamètre du via. Le matériau isolant 14 est différent du matériau isolant du via 1.
On dépose alors la couche catalytique 8 ou un empilement de couches catalytiques permettant la croissance ultérieure des nanotubes (Fig. 9C). Cette couche peut être de l'or, du palladium, du platine, du fer, du cobalt, du nickel, voire un système multicouche fer-silicium ou fer-alumine. On dépose ensuite une résine 7 que l'on ne laisse subsister qu'au dessus et sur les flancs du téton (Fig. 9E). Ainsi, on grave tous les matériaux catalyseur 8, isolant 14, et masque dur 13 jusqu'à l'isolant entourant le via 1 (Fig. 9D).
25 On dépose alors un troisième isolant 15, par exemple de l'alumine, qui encapsule tout le système (Fig. 9E).
A partir de cette étape, les deux directions X et Y orthogonales dans le plan de l'échantillon ne sont, désormais, plus équivalentes. On grave l'isolant 15 jusqu'à l'isolant 1 dans une direction parallèle à y, de façon à mettre à nu l'isolant 14, alors que dans la direction parallèle à x on laisse subsister l'isolant 15 (Fig. 9F). 30 On grave l'isolant 14 par voie chimique, de façon à réaliser non seulement la cavité de confinement pour la croissance des nanotubes, mais également pour ménager des ouvertures latérales débouchant vers l'extérieur et ainsi assurer l'arrivée des gaz réactifs nécessaires à la croissance (Fig. 9G). On grave le masque dur 13 encore présent sous la cavité par voie chimique pour ouvrir totalement le via (Fig. 9H).
On fait pousser les nanotubes qui forment un faisceau dense de nanotubes 2 grâce à la 10 cavité de confinement 6. La localisation de la structure de croissance fait que le faisceau rentre dans le via. Pendant la croissance, les nanotubes s'auto contactent sur la surface conductrice au fond du via (Fig. 9I).
Une fois la croissance réalisée, il est possible d'imprégner tout le composant avec un 15 isolant 16 (Fig. 9J).
Par exemple par polissage mécano-chimique, non seulement on supprime la structure de croissance des nanotubes présente au dessus du via, mais également on règle la hauteur des nano-objets et/ou du via (Fig. 9K, 9L). Le contact métallique supérieur est alors réalisé (Fig. 9M), établissant ainsi un contact électrique entre les composants 4 et 4'.
Ce mode de réalisation particulier présente les avantages suivants : 25 ^ réalisation d'un faisceau dense de nanotubes ou nano fils auto connecté à la surface conductrice inférieure du via ; ^ découplage de la structure de croissance et de celle du contact électrique : la cavité est réalisée dans un matériau optimisé pour la croissance de nanotubes ou nanofils, par exemple de l'alumine ou de la silice. Cette cavité n'a pas à 30 assurer simultanément la fonction de contact électrique ce qui pose de nombreux problèmes ; ^ forte densité d'intégration possible par le biais de la structure de densification et de croissance qui est supprimée du dispositif final. 20

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'un faisceau droit à haute densité de nanotubes ou nanofils (2) relié au niveau de l'une des ses extrémités à un composant (4, 4'), comprenant les étapes suivantes : - réalisation d'une structure de croissance ayant la forme d'une cavité (6) ; - croissance de nanotubes ou de nanofils à partir de la zone latérale et du fond de la structure de croissance (6) ; - élimination de la structure de croissance (6).
  2. 2. Procédé de réalisation d'un faisceau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de croissance (6) est positionnée en regard du composant (4), et en ce que la croissance des nanotubes ou nanofils est réalisée jusqu'au contact avec la surface du composant (4).
  3. 3. Procédé de réalisation d'un faisceau selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure de croissance (6) présente des ouvertures latérales pour l'introduction des gaz réactifs de croissance. 20
  4. 4. Procédé de réalisation d'un faisceau selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - la structure de croissance (6) est positionnée sur un composant (4) ; - après la croissance des nanofils ou nanotubes et avant l'élimination de la structure de croissance (6), la cavité est comblée à l'aide d'un matériau de 25 remplissage, dont la surface est rendue plane ; - cette surface est mise en contact avec un second composant (4') ; - la structure de croissance (6) et le premier composant (4) sont éliminés.
  5. 5. Procédé de connexion électrique entre deux composants (4, 4') comprenant : 30 - la réalisation d'un faisceau droit à haute densité de nanotubes ou nanofils (2) relié au niveau de l'une des ses extrémités à un composant (4, 4') à l'aide du procédé selon l'une des revendications 1 à 4 ; - la mise en contact du faisceau de nanotubes ou nano fils (2) libéré par l'élimination de la structure de croissance (6) avec un second composant (4, 35 4'). 5
  6. 6. Composant (4, 4') comprenant à sa surface un faisceau de nanotubes ou nanofils droit obtenu à l'aide du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le faisceau de nanotubes ou nanofils droit présente un taux de remplissage supérieur ou égal à 10%.
  7. 7. Composant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le composant (4, 4') est dépourvu du catalyseur ayant servi à la croissance du faisceau de nanotubes ou nanofils (2).
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