FR2940799A1 - Architecture favorisant la formation de faisceaux denses de nanotubes ou de nanofils. - Google Patents

Architecture favorisant la formation de faisceaux denses de nanotubes ou de nanofils. Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif comprenant des nanotubes ou des nanofils (2) et une structure de confinement et/ou de croissance (5) permettant de regrouper les nanotubes ou nanofils en un faisceau, la section du faisceau dans sa partie droite étant inférieure à la surface de croissance d'où sont issus les nanotubes ou nanofils.

Description

ARCHITECTURE FAVORISANT LA FORMATION DE FAISCEAUX DENSES DE NANOTUBES OU DE NANOFILS
DOMAINE DE L'INVENTION L'invention porte sur un dispositif permettant de confiner des nanotubes ou nano fils sous forme d'un faisceau présentant un arrangement compact maximum.
La présente invention présente des applications notamment pour les connectiques 10 thermique, électrique et mécanique.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
La croissance de nanotubes de carbone (CNT) ou nanofils de silicium par voie 15 chimique (CVD) s'appuie sur la présence d'un catalyseur, préalablement déposé sur une surface. La densité de ces nanotubes ou nanofils est donc directement liée à celle des nanoparticules catalytiques.
Toutefois, cette densité ne peut être augmentée de façon arbitraire : en partant de 20 nanoparticules individualisées à basse température, celles-ci coalescent lors de la montée en température nécessaire à la croissance, dans le cas où ces particules sont trop denses. Alternativement, en partant d'un film catalytique continu, c'est la thermodynamique qui impose la densité des nanoparticules formées lors de la mise en température du système, et là encore, cette densité est limitée. 25 Suite à la croissance, les nanotubes ou nano fils obtenus peuvent se présenter sous différentes morphologies : entremêlés sur la surface (Fig. lA) ou alignés verticalement (Fig. 1B).
30 En fonction des applications visées, une morphologie donnée des nanotubes ou nanofils est préférée. Dans le domaine de la nanoélectronique et pour le cas précis des via, des nanotubes verticalement alignés sont recherchés.
Ainsi, le principe de conception des via est de confiner latéralement, dans une matrice 35 isolante 1, des nanotubes de carbone 2 qui sont, quant à eux, en contact électrique avec une surface conductrice au fond du via 3 (Fig. 2B).
Actuellement, les études menées visent à augmenter la densité des nanotubes dans des via de plus en plus petits (Fig. 2A).
De manière générale, il existe un besoin persistant de développer des solutions techniques permettant d'obtenir des densités de nanotubes très fortes, pouvant aller jusqu'à un arrangement compact maximum, aussi bien dans le domaine de la connectique thermique, mécanique ou électrique.
EXPOSE DE L'INVENTION 10 L'invention réside dans une structure dite de confinement et/ou de croissance capable de conférer une morphologie particulière pour les nanotubes et nanofils. Ainsi et grâce à cette structure, ceux-ci croissent sous la forme d'un faisceau essentiellement droit et de forte densité qui présente une extrémité libre et, à l'autre extrémité, des racines 15 élargies.
Ainsi et plus précisément, l'invention concerne un dispositif comprenant des nanotubes ou des nano fils et une structure de confinement et/ou de croissance permettant de regrouper les nanotubes ou nanofils en un faisceau. De manière 20 caractéristique, la section du faisceau dans sa partie droite est inférieure à la surface de croissance d'où sont issus les nanotubes ou nanofils.
Dans le cadre de l'invention, on adopte les termes de nanofils ou nanotubes , pour désigner plus généralement des nano-objets . En pratique, il s'agit 25 avantageusement de nanotubes de carbone et de nano fils à base de silicium et/ou de germanium et/ou de métal.
De manière générale, la structure de confinement et/ou de croissance se présente sous la forme d'une couche de confinement comportant une cavité, le faisceau de nanotubes 30 ou nanofils étant sensiblement parallèle à l'axe de la cavité.
La surface de croissance peut appartenir ou non à la structure de confinement et/ou de croissance.
35 Dans un premier mode de réalisation, la structure de confinement et/ou de croissance comprend un goulot d'étranglement. 5 Ainsi, la forme particulière du faisceau est obtenue même si, comme dans l'art antérieur, la surface de croissance est perpendiculaire à l'axe de la cavité. Dans ce cas, la structure de confinement est tridimensionnelle et moule l'ensemble des nanotubes ou nanofils élaborés sur la surface de croissance en un faisceau, un voile, ou une lame. Dans le cas où la surface de croissance est perpendiculaire à l'axe de la cavité, la section d'ouverture du goulot d'étranglement est inférieure à la surface de croissance.
Selon un second mode de réalisation, la surface de croissance des nanofils ou Io nanotubes comprend au moins une partie non perpendiculaire à l'axe de la cavité de la structure de confinement et/ou de croissance, ce qui en fait une différence essentielle avec l'art antérieur.
De manière privilégiée, une partie au moins de la surface de croissance appartient à la 15 surface de la structure de confinement et/ou de croissance. Dans ce cas, la structure de confinement et/ou de croissance est élaborée de manière à focaliser les nanotubes en un point de convergence, afin de former un faisceau, ou un voile suivant l'application. A cet effet, la surface de croissance comporte au moins une zone où la croissance des nanotubes ou nano fils ne se fait pas, initialement, dans la direction de l'axe du faisceau 20 de nanotubes résultant.
Avantageusement, la surface de croissance des nano fils ou nanotubes correspond à la surface de la cavité de la structure de confinement et/ou de croissance. Cette cavité peut posséder un fond et des flancs sensiblement perpendiculaires, ou bien prendre la 25 forme d'une cuvette.
Bien évidemment, ces deux modes de réalisation peuvent être combinés de sorte que la structure de confinement et/ou de croissance selon l'invention comprend à la fois une surface de croissance et une zone de moulage. 30 Lorsque la structure de confinement et/ou de croissance est impliquée dans la croissance des nano fils ou nanotubes, le ou les matériaux constitutifs de celle-ci sont avantageusement recouverts d'au moins un catalyseur dit de croissance. Ledit catalyseur est par exemple choisi dans le groupe comprenant : Fe, Ni, Pd, Co, Rh, Au, 35 Pt ou d'un alliage de ceux-ci ou de multicouches (par exemple Fe + alumine ou Fe + silicium), et peut se présenter sous la forme d'une couche d'agrégats.
De plus, le matériau support de catalyseur peut lui-même améliorer la croissance : il est avantageusement choisi parmi l'alumine, le silicium ou le nitrure de titane.
Dans le cadre de l'invention, la structure de confinement et/ou de croissance peut être réalisée à l'aide d'un seul matériau, notamment isolant.
Alternativement, la structure de confinement et/ou de croissance est réalisée par empilement d'au moins deux matériaux distincts. Ainsi et avantageusement, la zone latérale de la structure peut correspondre à la section d'une couche de confinement. l0 Dans cette configuration particulière, particulièrement adaptée à la réalisation de via, le fond de la cavité de la structure de confinement et/ou de croissance peut être constitué d'un composant à connecter ou d'une couche déposée sur celui-ci, qui sert avantageusement de surface de croissance.
15 Dans le cadre de la réalisation de via, le dispositif selon l'invention a pour but de connecter électriquement deux composants. En pratique, la structure de confinement et/ou de croissance est disposée à la surface d'un des composants à connecter. L'extrémité libre du faisceau droit est destinée à entrer en contact avec l'autre composant à connecter, avantageusement de manière perpendiculaire à sa surface. 20 Ainsi et dans le cadre plus spécifique de cette application, de nombreuses variantes peuvent être envisagées: ^ la couche de confinement est avantageusement conductrice ou semi-conductrice, encore plus avantageusement métallique, par exemple réalisée en titane ou à l'aide 25 d'un semi-conducteur ; ^ le composant à connecter est, avantageusement et au moins dans la zone correspondant au fond de la cavité, réalisé en métal ou à l'aide d'un semi-conducteur, voire recouvert d'un matériau conducteur. Il s'agit par exemple de silicium pour un premier niveau d'interconnexion ; 30 ^ une couche métallique supplémentaire peut être ajoutée entre le composant à connecter et la couche de confinement, avantageusement sur toute la surface du composant à connecter ; ^ une couche d'arrêt, avantageusement conductrice, peut également être ajoutée entre cette couche métallique et la couche de confinement, avantageusement 35 suivant la surface de la couche de confinement ; ^ la couche de confinement peut être gravée dans la couche métallique supplémentaire, située sur toute la surface du composant à connecter ; 30 ^ la couche de confinement peut ne pas occuper toute la surface de la couche métallique supplémentaire ou plus généralement la surface du composant à connecter ; ^ 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 matériau isolant.
Une autre application possible de la présente invention concerne l'application aux dispositifs de type NEMS ( Nano Electro Mechanical System ). La section transversale de la cavité dans laquelle sont insérés les nanotubes ou nanofils est alors avantageusement rectangulaire ou carrée, lesdits nanotubes ou nanofils formant ainsi un voile de densité, mais également de rigidité contrôlées. Le dispositif selon l'invention se caractérise alors comme comportant une structure de confinement et/ou de croissance constituant une gorge rectangulaire ou carrée.
Selon d'autres applications, le dispositif selon l'invention peut servir : - à réaliser des connexions horizontales : dans ce cas, la structure de confinement et/ou de croissance possède une surface de croissance focalisante et/ou une zone de moulage isolante ; - pour connecter plusieurs composants dans différents plans via des connexions coudées : plus précisément, le dispositif selon l'invention est utilisé pour connecter deux ou plusieurs composants, dont la surface est en contact avec la structure de confinement et/ou de croissance à au moins un composant connecté via le faisceau de nanotubes ou nanofils. Dans la mesure où la connexion se fait par la partie latérale de la couche de confinement, et non plus par le fond de la structure, une couche isolante est avantageusement insérée entre le substrat et la couche de confinement.
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.
35 La figure 1 correspond à une image réalisée par microscopie électronique à balayage (MEB) de nanotubes ou nanofils qui, à l'issue de la croissance, sont entremêlés sur la surface (A) ou alignés verticalement (B).
La figure 2 illustre l'art antérieur en termes de via, avec 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 (A), et le schéma de principe de via à base de nanotubes de carbone impliqués dans un premier niveau d'interconnexions (B).
La figure 3 illustre un dispositif selon l'invention associant un faisceau de nanotubes et une structure de confinement (A) et de croissance (B). La figure 4 schématise des vues en section d'un faisceau de croissance selon l'invention, selon l'axe z, y ou x, respectivement. La figure 5 représente le schéma d'un dispositif utilisant des via à base de nanotubes de carbone d'après Y. Awano et al. (Phys. Stat. Sol. A 203(2006) 3611-16). La figure 6 représente le schéma de principe de via à base de nanotubes ou nano fils selon la présente invention, intégrant une couche de confinement avec des flancs perpendiculaires au substrat (A), ou en forme de cuvette (B). La figure 7 représente une variante des via à base de nanotubes ou nano fils selon la présente invention, dans laquelle la couche de confinement est gravée dans la couche métallique déposée sur le substrat, cette couche ayant un fond et des flancs perpendiculaires (A), ou ayant une forme de cuvette (B). La figure 8 représente une variante des via à base de nanotubes ou nano fils selon la présente invention, dans laquelle la couche de confinement n'est pas élaborée sur toute 20 la surface de la couche métallique déposée sur le substrat. La figure 9 représente une variante des via à base de nanotubes ou nano fils selon la présente invention, selon laquelle la gravure anisotrope de la couche de confinement confère une forme en profilé au via. La figure 10 représente une variante des via à base de nanotubes ou nanofils selon la 25 présente invention, intégrant une couche métallique supplémentaire sur le substrat. La figure 11 représente une variante des via à base de nanotubes ou nanofils selon la présente invention, intégrant une couche métallique supplémentaire sur le substrat et une couche d'arrêt. La figure 12 représente une variante des via à base de nanotubes ou nanofils selon la 30 présente invention, dans laquelle le catalyseur est déposé au fond du via (A) puis pulvérisé (B). La figure 13 représente les différentes étapes (A à F) d'élaboration d'une architecture selon l'invention intégrant une couche de confinement. La figure 14 représente une variante, au niveau du dépôt du catalyseur, du procédé 35 d'élaboration d'une architecture selon l'invention intégrant une couche de confinement.
La figure 15 représente un schéma en vue de dessus d'un dispositif d'interconnexion horizontal selon l'invention, avant (A) et après (B) la croissance des nanotubes dans la structure de confinement. La figure 16 représente la mise en oeuvre d'une structure de confinement selon l'invention pour la réalisation de lames de nanotubes dans le contexte de NEMS. La figure 17 schématise une connexion coudée ou en T inversé selon l'invention, permettant de relier un dispositif A et un dispositif B à un autre dispositif situé à un niveau supérieur.
MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
Le principe innovant de la présente invention, impliquant une structure de confinement et/ou de croissance, est illustré à la figure 3 à l'aide de deux grands modes de réalisation. Pour le second mode de réalisation, la figure 4 illustre des vues en section selon les différentes directions du faisceau de nanotubes ou nano fils ainsi obtenu.
Comme déjà dit, un dispositif selon l'invention associant une structure de confinement et/ou de croissance et un faisceau à haute densité de nanotubes ou nano fils peut trouver de nombreuses applications et variations, illustrées ci-après : 1/ Réalisation de via Les nanotubes de carbone (CNT) apparaissent comme une nouvelle voie technologique prometteuse pour la fabrication de via traversants ou d'interconnexions de puces (Fig.5 ; Y. Awano et al., Phys. Stat. Sol. A 203(2006) 3611-16). Ils viennent ainsi compléter, voire remplacer la solution actuelle des connexions en cuivre, lorsque les dimensions deviennent très faibles.
Le principe de conception de via est de confiner latéralement, dans une matrice isolante, des nanotubes de carbone qui sont, quant à eux, en contact électrique avec 30 deux composants chacun à leur extrémités.
Les dimensions des via, notamment leur diamètre, vont progressivement se réduire afin de répondre aux nouvelles contraintes d'intégration des dispositifs. Ceci impliquera une diminution de la surface sur laquelle les nanotubes peuvent croître et peuvent être 35 électriquement en contact. Par conséquent, avec cette diminution de taille, le nombre de nanotubes de carbone dans les via se réduira (Fig. 2) constituant ainsi un verrou technologique.
Il est donc nécessaire d'augmenter fortement la densité des nanotubes pour conserver des résistivités équivalentes à celles obtenues avec du cuivre.
Pour répondre au problème de densité de nanotubes, les axes de recherches et les solutions envisagées portent sur l'amélioration des procédés de croissance des nanotubes. Dans les techniques d'élaboration par dépôt par voie chimique CVD ( chemical vapor deposition ), plasma assisté PE-CVD, ... la nucléation d'un nanotube de carbone s'appuie sur la présence d'une goutte active de catalyseur (R.T.K. Baker et al. , J. Phys. E 5 (1972) 793 ; Carbon 27 (1989) 315) 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 moyen pour déposer ces germes directement (dépôt d'agrégats,...) ou pour obtenir ces gouttes par démouillage d'un film continu de catalyseur préalablement déposé.
La présente invention décrit de fait une structure de croissance et de confinement adaptée aux via, qui favorise la formation de faisceau dense de nanotubes dans le via, constituant ainsi l'arrangement le plus compacte de nanotubes au déboucher du via. La géométrie de cette nouvelle architecture accroît également la surface utile pour la croissance de nanotubes augmentant ainsi leur densité vis-à-vis des architectures actuelles.
Ainsi, 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 (Fig. 6A), il apparaît que, dans le cas où l'épaisseur de la couche intermédiaire 5 est égale au rayon du via, la surface sur laquelle les nanotubes ou nano fils 2 peuvent croître est triplée. Par conséquent, la densité est multipliée par 3 pour une même dimension latérale du via.
Ce mode de réalisation de la présente invention, particulièrement adaptée à la réalisation de via, est illustré à la figure 6. Dans ce cas particulier, la structure de croissance et de confinement prend la forme d'une couche supplémentaire, dite couche de confinement, par rapport aux structures classiques. Cette couche de confinement 5 est localisée entre la matrice isolante 1 et la surface du substrat 4 (métal ou semi-conducteur). La figure 6 représente deux configurations distinctes, selon lesquelles les nanotubes poussent à la fois sur les flancs de cette couche de confinement et dans le fond de la structure, convergeant ainsi au centre du via. Là, ils se regroupent en un faisceau unique de nanotubes et croissent vers le haut de la structure. 15 De plus, avec cette nouvelle 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 pour les nanotubes tout en conservant une faible dimension latérale de via. Dans ce cas de figure, si la couche de confinement est conductrice la résistance du via sera également diminuée grâce à l'augmentation de la surface de nucléation et donc de nanotubes.
L'avantage de l'invention est de favoriser la formation de faisceau dense de nanotubes de carbone et de rendre compatible la réduction des dimensions des via avec 10 l'obtention d'une forte densité de nanotubes de carbone dans le via.
Toujours concernant la réalisation de via intégrant une structure de croissance et de confinement selon l'invention, différentes variantes peuvent être envisagées, concernant notamment : A/ des morphologies différentes de la couche de confinement 5 (Fig. 7 à 9)
Dans la variante illustrée à la figure 7, la couche de confinement 5 est gravée dans le conducteur à connecter 10. Elle présente, au niveau de la zone de croissance, soit des 20 flancs sensiblement perpendiculaires au substrat 4 (fig. 7A), soit une forme en cuvette (Fig. 7B).
Dans la variante illustrée à la figure 8, la couche de confinement 5 n'est pas élaborée sur toute la surface, de façon à conserver l'épaisseur nominale de l'isolant 1 sur la 25 majeure partie du dispositif. L'objectif est de limiter les risques de court circuit entre les conducteurs à relier.
Dans la variante illustrée à la figure 9, l'empilement de la couche de confinement 5 et isolante 1 est le même que dans le concept de base (Fig. 6). Toutefois, cette variante 30 consiste à utiliser un procédé de gravure anisotrope de la couche conductrice de confinement 5, afin de l'attaquer également latéralement. Cette gravure anisotrope de la couche donne ainsi une forme profilé au via, forme qui accentue la mise en faisceau des nanotubes de carbone.
B/ des spécificités d'ordre technologique sur la réalisation de cette couche de confinement (Fig. 10 et 11).
Selon une première variante illustrée à la figure 10, deux couches métalliques sont successivement déposées sur le substrat 4 : la première 10, standard dans la fabrication d'un via ayant pour fonction d'assurer la conductivité électrique avec le substrat, et la seconde de confinement 5. La gravure doit être sélective afin de transférer les motifs dans la matrice isolante 1 et la couche de confinement 5, mais doit s'arrêter à la couche métallique 10.
Une seconde variante, illustrée à la figure 11, présente un intérêt dans le cas où la gravure entre les deux couches métalliques 5, 10 n'est pas sélective : il est utile de déposer entre elles une couche dite d'arrêt 11. De ce fait, la gravure sera stoppée au niveau de la couche d'arrêt. Une étape supplémentaire de gravure devra alors percer la couche d'arrêt sans endommager la gravure réalisée précédemment.
Pour que l'invention conserve ses avantages, cette couche d'arrêt doit être conductrice. C/ l'intégration du catalyseur (Fig. 12) Sur un substrat 4, la couche de catalyseur (Au, Pt, Fe, Co, Pd, Ni, Fe + alumine, Fe + silicium...) 8 est déposée avant la couche métallique de confinement 5 (Fig. 12A).
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. 12B).
L'intégration de telles structures de croissance et/ou de confinement dans des procédés d'élaboration de via sont représentés aux figures 13 et 14.
Sur un substrat 4 (de silicium, si l'on considère le premier niveau d'interconnexion), la couche de confinement 5 est réalisée au moyen du dépôt d'une couche métallique. Puis une couche isolante 1 est déposée. L'épaisseur de la couche de confinement et de la couche isolante correspond presqu'à la hauteur du futur via (Fig. 13A).
Suivant des procédés classiques de lithographie, les motifs des via (disque du diamètre du via) sont inscrits sur une résine 7, puis transférés par gravure à la couche isolante 1 (généralement en SiO2). L'attaque est poursuivie jusqu'à percer la couche de confinement 5 et s'arrête sur le silicium 4 (Fig. 13B). Si la couche de confinement 5 est du Ti ou TiN, et la couche isolante 1 du SiO2, le gaz SF6 est utilisé pour la réalisation de la gravure souhaitée.
Puis, la couche de résine 7 ayant servi à définir le motif est supprimée (Fig. 13C). Suit 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 dispositif est localisé sur un planétaire tournant et le catalyseur recouvre l'ensemble de la surface (Fig. 13D).
Le catalyseur 8, 1 nanomètre de fer (ou Au, Pt, Ni, Pd, Co, Rh, Fe + alumine, Fe + silicium, ... et alliages) 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 ou une multicouche à base de Fe et d'aluminium ou de silicium.
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. 13E). L'angle d'incidence est réglé de façon à ne pas couvrir la couche de confinement 5. La croissance, possible, de nanotubes de carbone sur le bas de la partie isolante du via vient renforcer la cohésion du faisceau sans pour autant gêner la transmission du signal électrique. Finalement, on réalise la croissance des nanotubes (Fig. 13F).
Une variante concernant l'intégration du catalyseur 8, applicable aux différentes variantes des via présentées ci-dessus, est illustré à la figure 14.
Les premières étapes correspondent à la réalisation du via (Fig. 14A et 14B). Une sur-gravure de la silice 1 peut être réalisée au moyen d'une attaque chimique anisotrope (Fig. 14C). La variante de dépôt de 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. 14D). Avantageusement, la sur-gravure de la couche isolante 1 permet d'effectuer le dépôt du catalyseur 8 sous un léger angle 35 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. 14E). Finalement, on réalise la croissance des nanotubes (Fig. 14F).
2/ Réalisation de connexions horizontales
Dans ce mode de réalisation illustré à la figure 15, la structure de confinement 5 est Io composée d'une structure de croissance focalisante et d'une zone de moulage isolante qui sert à guider les tubes en direction du plot B à connecter 4'.
Le plot A 4 comporte du catalyseur 8 sur la surface concave. Le plot B 4', quant à lui, peut comporter un matériau conducteur, comme du palladium, favorisant la connexion 15 électrique du faisceau.
Un autre mode de réalisation consiste à supprimer, par la suite, la zone de moulage. 3/ Réalisation de lames de nanotubes ou de nanofils 20 Dans ce cas, la morphologie n'est plus celle d'un faisceau mais se présente sous la forme d'un voile ou d'une lame (Fig. 16). L'une des extrémités des nanotubes de carbone 2 est libre. La couche de confinement 5 conserve sa fonction première, à savoir faire converger les nanotubes de carbone, mais elle permet en plus un contrôle 25 relatif de la rigidité du voile de nanotubes, obtenu par le biais de l'épaisseur de la couche de confinement.
Cette lame est intégrable dans divers dispositifs de type NEMS. 30 4/ Réalisation de connexions coudées
Le dispositif à connecter se fait par l'intermédiaire de la couche de confinement 5, ce qui se différencie donc des via pour lequel le dispositif à connecter se fait par le fond du via. De plus, le nombre de dispositif à connecter ne se limite plus à deux. Plusieurs dispositifs (A, B, ...), présents sur un substrat 4, peuvent ainsi être reliés à un autre composant disposé à un niveau supérieur, tel que représenté en figure 17.
Le signal électrique ne provient alors plus du substrat 4, mais de la couche de confinement 5 (couche latérale métallique ou semi-conductrice).
Une partie de cette couche, celle en contact avec les dispositifs, doit donc être conductrice, le reste de la couche de confinement pouvant être isolante. Le confinement des nanotubes obtenu par l'architecture forme ainsi une connexion coudée et/ou un T inversé.
Les nanotubes de carbone élaborés au fond, sur l'isolant 12, ont un rôle de guide Io pour regrouper les nanotubes en faisceau 2 et les diriger vers le haut de la structure. 15

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif comprenant des nanotubes ou des nano fils (2) et une structure de confinement et/ou de croissance (5) permettant de regrouper les nanotubes ou nanofils en un faisceau, la section du faisceau dans sa partie droite étant inférieure à la surface de croissance d'où sont issus les nanotubes ou nanofils.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de confinement et/ou de croissance (5) comporte une cavité, et en ce que le faisceau lo de nanotubes ou nanofils (2) est sensiblement parallèle à l'axe de la cavité.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de croissance des nanofils ou nanotubes (2) comprend au moins une partie non perpendiculaire à l'axe de la cavité.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de croissance des nano fils ou nanotubes (2) correspond à la surface de la structure de confinement et/ou de croissance (5) au niveau de sa cavité. 20
  5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la cavité de la structure de confinement et/ou de croissance (5) présente un fond et des flancs sensiblement perpendiculaires au fond.
  6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la cavité 25 de la structure de confinement et/ou de croissance (5) se présente sous la forme d'une cuvette.
  7. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de confinement et/ou de croissance (5) comprend un goulot 30 d'étranglement.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface de croissance est perpendiculaire à l'axe de la cavité. 35
  9. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de croissance est recouverte de catalyseur (8).
  10. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de confinement et/ou de croissance (5) est réalisée à l'aide d'un seul matériau.
  11. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la structure de confinement et/ou de croissance (5) est réalisée par empilement d'au moins deux matériaux distincts, la zone latérale de la structure correspondant à la section d'une couche de confinement.
  12. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de confinement et/ou de croissance (5) est disposée à la surface d'un composant (4) à connecter.
  13. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le composant à connecter (4) est, au moins dans la zone correspondant au fond de la cavité, réalisé en métal ou à l'aide d'un semi-conducteur, ou recouvert d'un matériau conducteur (10).
  14. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de confinement et/ou de croissance (5) est conductrice ou semi-conductrice, avantageusement métallique.
  15. 15. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend une couche métallique (10) située entre le composant à connecter (4) et la couche de confinement (5), avantageusement sur toute la surface du composant à connecter (4).
  16. 16 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de confinement et/ou de croissance (5) constitue une gorge rectangulaire ou carrée, le faisceau de nanotubes ou nano fils (2) étant intégré à un dispositif de type NEMS.
  17. 17. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications précédentes pour connecter deux ou plusieurs composants dont la surface est en contact avec la structure de confinement et/ou de croissance (5) à au moins un composant connecté via le faisceau de nanotubes ou nanofils (2).
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