JP2002141633A - 垂直にナノ相互接続された回路デバイスからなる製品及びその製造方法 - Google Patents
垂直にナノ相互接続された回路デバイスからなる製品及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 等長ナノワイヤ及び該ナノワイヤを用いて垂
直に相互接続された回路デバイスを提供する。 【解決手段】 少なくとも2つの回路層と、該回路層間
に配置された複数の等長ナノワイヤとを有する垂直に相
互接続された回路デバイスにより解決される。ナノワイ
ヤは、その長さに沿って存在するヘテロ接合を有する複
合物からなり、多数のデバイス用途に使用できる。回路
デバイスの製造方法は、(a)複数のナノワイヤを除去可
能な基板上に成長させるステップと、(b)ナノワイヤの
長さを均等化させ、複数のナノワイヤの各々の長さを概
ね等しくするステップと、(c)移送し、複数のナノワイ
ヤの露出端部を第1の回路層に接合させるステップと、
(d)基板を除去するステップとからなる。第1の回路層
に接合されたナノワイヤを第2の回路層へ更に接合させ
ることにより垂直に相互接続された回路デバイスを形成
できる。
直に相互接続された回路デバイスを提供する。 【解決手段】 少なくとも2つの回路層と、該回路層間
に配置された複数の等長ナノワイヤとを有する垂直に相
互接続された回路デバイスにより解決される。ナノワイ
ヤは、その長さに沿って存在するヘテロ接合を有する複
合物からなり、多数のデバイス用途に使用できる。回路
デバイスの製造方法は、(a)複数のナノワイヤを除去可
能な基板上に成長させるステップと、(b)ナノワイヤの
長さを均等化させ、複数のナノワイヤの各々の長さを概
ね等しくするステップと、(c)移送し、複数のナノワイ
ヤの露出端部を第1の回路層に接合させるステップと、
(d)基板を除去するステップとからなる。第1の回路層
に接合されたナノワイヤを第2の回路層へ更に接合させ
ることにより垂直に相互接続された回路デバイスを形成
できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はナノ相互接続された
又はナノパッケージされた回路を製造する構造物及びそ
の製造方法に関する。更に詳細には、本発明は導電性ナ
ノワイヤを用いた垂直電気接続に関する。
又はナノパッケージされた回路を製造する構造物及びそ
の製造方法に関する。更に詳細には、本発明は導電性ナ
ノワイヤを用いた垂直電気接続に関する。
【0002】
【従来の技術】直径が1〜100ナノメータ、長さが
0.1〜100μm程度の非常に微小なサイズスケール
を有するカーボンナノチューブのようなナノスケールワ
イヤは最近、大きな注目を浴びている。このようなナノ
スケールワイヤは例えば、Liu etal., SCIENCE, Vol. 2
80, p. 1253 (1998); Ren et al., SCIENCE, Vol. 282,
p. 1105 (1998); Lie et al., SCIENCE, Vol. 274, p.
1701 (1996); Frank etal., SCIENCE, Vol. 280, p. 17
44 (1998); J. Tans et al., NATURE, Vol. 36,p. 474
(1997); Fan et al., SCIENCE, Vol. 283, p. 512 (199
9); Collins etal., SCIENCE, Vol. 278, p. 100 (199
7); Kong et al., NATURE, Vol. 395, p. 878 (1998);
及びEbbensen et al., NATURE, Vol. 382, p. 54 (199
6)などに記載されている。
0.1〜100μm程度の非常に微小なサイズスケール
を有するカーボンナノチューブのようなナノスケールワ
イヤは最近、大きな注目を浴びている。このようなナノ
スケールワイヤは例えば、Liu etal., SCIENCE, Vol. 2
80, p. 1253 (1998); Ren et al., SCIENCE, Vol. 282,
p. 1105 (1998); Lie et al., SCIENCE, Vol. 274, p.
1701 (1996); Frank etal., SCIENCE, Vol. 280, p. 17
44 (1998); J. Tans et al., NATURE, Vol. 36,p. 474
(1997); Fan et al., SCIENCE, Vol. 283, p. 512 (199
9); Collins etal., SCIENCE, Vol. 278, p. 100 (199
7); Kong et al., NATURE, Vol. 395, p. 878 (1998);
及びEbbensen et al., NATURE, Vol. 382, p. 54 (199
6)などに記載されている。
【0003】カーボンナノチューブは独特な原子配列、
ナノスケール構造及び興味深い物理的性質(例えば、一
次元的な電気的挙動、量子コンダクタンス及び衝撃輸送
特性など)を示す。Frankらにより報告されているよう
に、カーボンナノチューブにおける衝撃輸送は、幾つか
の超伝導体における電流密度に匹敵するか又は凌駕する
大きさの電流密度で、電子回路内を巨大な電流が通過す
ることを可能にする。カーボンナノチューブは最小寸法
のナノワイヤ材料の一例であり、一般的に、高アスペク
ト比と、単壁ナノチューブの場合には〜1nmの小さな
直径を有し、多壁ナノチューブの場合には〜50nm未
満の直径を有する。これらについては、Rinzler et al,
APPLIED PHYSICS, Vol. A67, p. 6612 (1994)及びKian
g et al,PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 81, p. 1869
(1998)に記載されている。
ナノスケール構造及び興味深い物理的性質(例えば、一
次元的な電気的挙動、量子コンダクタンス及び衝撃輸送
特性など)を示す。Frankらにより報告されているよう
に、カーボンナノチューブにおける衝撃輸送は、幾つか
の超伝導体における電流密度に匹敵するか又は凌駕する
大きさの電流密度で、電子回路内を巨大な電流が通過す
ることを可能にする。カーボンナノチューブは最小寸法
のナノワイヤ材料の一例であり、一般的に、高アスペク
ト比と、単壁ナノチューブの場合には〜1nmの小さな
直径を有し、多壁ナノチューブの場合には〜50nm未
満の直径を有する。これらについては、Rinzler et al,
APPLIED PHYSICS, Vol. A67, p. 6612 (1994)及びKian
g et al,PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 81, p. 1869
(1998)に記載されている。
【0004】高品質の単壁カーボンナノチューブは一般
的に、レーザ・アブレーション又はアーク技術により、
ランダムな方向に、針状又はスパゲッティ状のもつれた
ナノチューブとして成長する。(黒鉛又はアモルファス
相、触媒金属などのような非ナノチューブ物質を除去す
るために、アーク技術による生成されたカーボンナノチ
ューブについては一般的に、化学的な精製処理が必要で
ある。)Renら、Fanら及びLiらにより使用されたような
化学的気相成長(CVD)法は、基板に付着した多壁ナ
ノチューブを生成する傾向がある。この場合、しばし
ば、基板に対して垂直な、半整列又は整列されたパラレ
ル成長を示す。これらの文献に記載されているように、
温度、時間、先駆体濃度、流量などのような反応パラメ
ータが最適化されると、エチレン、メタン又はベンゼン
などのような炭化水素含有先駆体の触媒分解によりカー
ボンナノチューブが生成される。Ni、Co、Feの錫
被膜のような核形成層はしばしば意図的に基板表面に追
加され、様々な単離ナノチューブを核形成する。また、
カーボンナノチューブは、前記のような金属核形成層を
使用することなく、1種類以上のこれらの触媒金属原子
を含有する化学成分(例えば、フェロセン)と混合され
た炭化水素含有先駆体を使用することにより、基板上に
核形成させ、かつ成長させることもできる。化学的気相
成長中に、これらの金属原子は基板面へのナノチューブ
の核形成を促進する。これについては、Cheng et al.,
CHEM. PHYSICS LETTERS, Vol. 289, p. 602 (1998)に記
載されている。
的に、レーザ・アブレーション又はアーク技術により、
ランダムな方向に、針状又はスパゲッティ状のもつれた
ナノチューブとして成長する。(黒鉛又はアモルファス
相、触媒金属などのような非ナノチューブ物質を除去す
るために、アーク技術による生成されたカーボンナノチ
ューブについては一般的に、化学的な精製処理が必要で
ある。)Renら、Fanら及びLiらにより使用されたような
化学的気相成長(CVD)法は、基板に付着した多壁ナ
ノチューブを生成する傾向がある。この場合、しばし
ば、基板に対して垂直な、半整列又は整列されたパラレ
ル成長を示す。これらの文献に記載されているように、
温度、時間、先駆体濃度、流量などのような反応パラメ
ータが最適化されると、エチレン、メタン又はベンゼン
などのような炭化水素含有先駆体の触媒分解によりカー
ボンナノチューブが生成される。Ni、Co、Feの錫
被膜のような核形成層はしばしば意図的に基板表面に追
加され、様々な単離ナノチューブを核形成する。また、
カーボンナノチューブは、前記のような金属核形成層を
使用することなく、1種類以上のこれらの触媒金属原子
を含有する化学成分(例えば、フェロセン)と混合され
た炭化水素含有先駆体を使用することにより、基板上に
核形成させ、かつ成長させることもできる。化学的気相
成長中に、これらの金属原子は基板面へのナノチューブ
の核形成を促進する。これについては、Cheng et al.,
CHEM. PHYSICS LETTERS, Vol. 289, p. 602 (1998)に記
載されている。
【0005】電子回路設計、相互接続及びパッケージン
グにおける最近の傾向は一層微細なフィーチャー(featu
re)を使用する方向に向かっている。このようなサブミ
クロンフィーチャーサイズはつい最近になって到達した
サイズである。所望の超高密度電子パッケージングを生
成するために、垂直に集積された回路層を有する3次元
多層形状と同様に、微小な線幅の回路ラインが重要であ
る。しかし、現在利用可能な方法により成長されたナノ
ワイヤはこのような目的には不適当である。レーザ・ア
ブレーション又はアーク技術により一般的に合成された
ような成長したままの単壁ナノチューブ(SWNT)は
スパゲッティ状の形状を有し、しばしば互いにもつれあ
っている。化学的気相成長法により一般的に形成された
ような多壁ナノチューブ(MWNT)は一層簡単に、整
列されたパラレル形状に生成することができる。しか
し、Renら及びLiらにより報告されたような、これらの
成長したままのナノチューブは高さ又は長さが異なる。
電気的短絡又は開放の無い高信頼性の回路相互接続の場
合、等しい所定の長さを有するナノチューブを生成する
ことが望ましい。更に、自立性ワイヤとしてナノチュー
ブを形成することが好都合である。その結果、これらの
ナノチューブは例えば、室温又は比較的低い温度(例え
ば、300℃以下)における回路相互接続のための、移
送、配置及びボンディングなどについて精巧に操作する
ことができる。所望の回路パッド上に直接に成長された
カーボンナノチューブのようなナノチューブの選択的な
CVD成長は、触媒層の選択的なエリアパターニングを
用いて実施することができる。しかし、大抵の場合、デ
リケートな半導体回路及びコンポーネントを高温(例え
ば、600〜1000℃)及びナノチューブのCVD析
出に伴う化学環境に暴露することは望ましくない。
グにおける最近の傾向は一層微細なフィーチャー(featu
re)を使用する方向に向かっている。このようなサブミ
クロンフィーチャーサイズはつい最近になって到達した
サイズである。所望の超高密度電子パッケージングを生
成するために、垂直に集積された回路層を有する3次元
多層形状と同様に、微小な線幅の回路ラインが重要であ
る。しかし、現在利用可能な方法により成長されたナノ
ワイヤはこのような目的には不適当である。レーザ・ア
ブレーション又はアーク技術により一般的に合成された
ような成長したままの単壁ナノチューブ(SWNT)は
スパゲッティ状の形状を有し、しばしば互いにもつれあ
っている。化学的気相成長法により一般的に形成された
ような多壁ナノチューブ(MWNT)は一層簡単に、整
列されたパラレル形状に生成することができる。しか
し、Renら及びLiらにより報告されたような、これらの
成長したままのナノチューブは高さ又は長さが異なる。
電気的短絡又は開放の無い高信頼性の回路相互接続の場
合、等しい所定の長さを有するナノチューブを生成する
ことが望ましい。更に、自立性ワイヤとしてナノチュー
ブを形成することが好都合である。その結果、これらの
ナノチューブは例えば、室温又は比較的低い温度(例え
ば、300℃以下)における回路相互接続のための、移
送、配置及びボンディングなどについて精巧に操作する
ことができる。所望の回路パッド上に直接に成長された
カーボンナノチューブのようなナノチューブの選択的な
CVD成長は、触媒層の選択的なエリアパターニングを
用いて実施することができる。しかし、大抵の場合、デ
リケートな半導体回路及びコンポーネントを高温(例え
ば、600〜1000℃)及びナノチューブのCVD析
出に伴う化学環境に暴露することは望ましくない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、便利な垂直相互接続に好適な自立性ユニットとして
形成することができる概ね等しい長さのナノワイヤ及び
このようなナノワイヤを用いて垂直に相互接続された回
路デバイスを提供することである。
は、便利な垂直相互接続に好適な自立性ユニットとして
形成することができる概ね等しい長さのナノワイヤ及び
このようなナノワイヤを用いて垂直に相互接続された回
路デバイスを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題は、少なくとも
2つの回路層と、該回路層間に配置された複数の概ね等
しい長さのナノワイヤとを有する垂直に相互接続された
回路デバイスにより解決される。本発明のナノワイヤ
は、例えば、その長さに沿って存在するヘテロ接合を有
する複合物からなり、多数のデバイス用途に使用でき
る。また、本発明の回路デバイスの製造方法は、(a)複
数のナノワイヤを除去可能な基板上に成長させるステッ
プと、(b)ナノワイヤの長さを均等化させる(例えば、
その結果、複数のナノワイヤの各々の長さが概ね等しく
なる)ステップと、(c)移送し、そして複数のナノワイ
ヤの露出端部を第1の回路層に接合させるステップと、
(d)基板を除去するステップとからなる。第1の回路層
に接合されたナノワイヤを、第2の回路層へ更に接合さ
せることにより垂直に相互接続された回路デバイスを形
成することができる。
2つの回路層と、該回路層間に配置された複数の概ね等
しい長さのナノワイヤとを有する垂直に相互接続された
回路デバイスにより解決される。本発明のナノワイヤ
は、例えば、その長さに沿って存在するヘテロ接合を有
する複合物からなり、多数のデバイス用途に使用でき
る。また、本発明の回路デバイスの製造方法は、(a)複
数のナノワイヤを除去可能な基板上に成長させるステッ
プと、(b)ナノワイヤの長さを均等化させる(例えば、
その結果、複数のナノワイヤの各々の長さが概ね等しく
なる)ステップと、(c)移送し、そして複数のナノワイ
ヤの露出端部を第1の回路層に接合させるステップと、
(d)基板を除去するステップとからなる。第1の回路層
に接合されたナノワイヤを、第2の回路層へ更に接合さ
せることにより垂直に相互接続された回路デバイスを形
成することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明はカーボンナノチューブの
ような導電性のナノワイヤの製造方法に関する。このカ
ーボンナノチューブは、回路デバイス層間の、ナノスケ
ールの垂直接合用ワイヤとして、かつ、隣接する電気的
接点パッド間の平面内の接続ワイヤとして有用である。
2つの回路層間又は嵌合デバイスのような回路相互接続
の場合、多数の細分されたパラレル導電パスの使用は整
列されたナノワイヤにより達成される。ナノワイヤは、
例えば、望ましからざる応力により発生する短期信頼性
及び長期信頼性問題を避けるのに好都合な相互接続媒体
の弾性コンプライアンス及び柔軟性を提供する。相互接
続媒体に長期にわたって持続的に加えられる共通応力源
は例えば、局所温度勾配、デバイス内で使用されている
異なる材料間の熱膨張率のミスマッチにより生起する応
力、電子泳動誘発性応力及びデバイスの組み立て、取り
扱い、試験又は輸送中に導入される機械応力及び熱応力
などである。本発明によれば、相互接続媒体又は回路部
品の疲労、クリープ又は変形破損などのような応力によ
り生起される信頼性問題を避けるか又は最小化すること
ができる。微小直径のナノワイヤを使用する場合、本発
明は高密度又は超高密度回路相互接続を達成するのに有
用である。
ような導電性のナノワイヤの製造方法に関する。このカ
ーボンナノチューブは、回路デバイス層間の、ナノスケ
ールの垂直接合用ワイヤとして、かつ、隣接する電気的
接点パッド間の平面内の接続ワイヤとして有用である。
2つの回路層間又は嵌合デバイスのような回路相互接続
の場合、多数の細分されたパラレル導電パスの使用は整
列されたナノワイヤにより達成される。ナノワイヤは、
例えば、望ましからざる応力により発生する短期信頼性
及び長期信頼性問題を避けるのに好都合な相互接続媒体
の弾性コンプライアンス及び柔軟性を提供する。相互接
続媒体に長期にわたって持続的に加えられる共通応力源
は例えば、局所温度勾配、デバイス内で使用されている
異なる材料間の熱膨張率のミスマッチにより生起する応
力、電子泳動誘発性応力及びデバイスの組み立て、取り
扱い、試験又は輸送中に導入される機械応力及び熱応力
などである。本発明によれば、相互接続媒体又は回路部
品の疲労、クリープ又は変形破損などのような応力によ
り生起される信頼性問題を避けるか又は最小化すること
ができる。微小直径のナノワイヤを使用する場合、本発
明は高密度又は超高密度回路相互接続を達成するのに有
用である。
【0009】図1A〜1Dは、基板10上に成長された
様々な形状のナノワイヤの模式図である。ナノワイヤ
は、カーボンナノチューブ、例えば、Si、Ge又はG
aAsにより形成された半導体ナノワイヤ又は金属類、
合金類、酸化物類、カーバイド類、窒化物類、ホウ化物
類若しくは混合セラミック類などのような当業者に公知
のその他の導電性又は非導電性材料から形成されたナノ
ワイヤから構成することができる。ナノワイヤの製造方
法は、レーザ・アブレーション、アーク放電又は先駆体
ガス若しくは先駆体ガス混合物の化学的気相成長などか
らなる。微小直径ナノワイヤは、気相の触媒分解により
核形成し、そして基板から上方へ成長させることができ
る。この場合、触媒薄膜を基板上に蒸着し、この薄膜の
局所核形成を気相中で触媒分解することにより開始させ
る。例えば、ガラス回路基板を準備し、遷移金属からな
る触媒薄膜をガラス基板上に蒸着し、次いで、この薄膜
基板上でC2H4を分解することによりカーボンナノチュ
ーブを形成することができる。この触媒薄膜はこの明細
書において触媒核形成薄膜とも呼ばれ、この薄膜はN
i、Co又はFe若しくは当業者に公知のその他の材料
から構成することができる。
様々な形状のナノワイヤの模式図である。ナノワイヤ
は、カーボンナノチューブ、例えば、Si、Ge又はG
aAsにより形成された半導体ナノワイヤ又は金属類、
合金類、酸化物類、カーバイド類、窒化物類、ホウ化物
類若しくは混合セラミック類などのような当業者に公知
のその他の導電性又は非導電性材料から形成されたナノ
ワイヤから構成することができる。ナノワイヤの製造方
法は、レーザ・アブレーション、アーク放電又は先駆体
ガス若しくは先駆体ガス混合物の化学的気相成長などか
らなる。微小直径ナノワイヤは、気相の触媒分解により
核形成し、そして基板から上方へ成長させることができ
る。この場合、触媒薄膜を基板上に蒸着し、この薄膜の
局所核形成を気相中で触媒分解することにより開始させ
る。例えば、ガラス回路基板を準備し、遷移金属からな
る触媒薄膜をガラス基板上に蒸着し、次いで、この薄膜
基板上でC2H4を分解することによりカーボンナノチュ
ーブを形成することができる。この触媒薄膜はこの明細
書において触媒核形成薄膜とも呼ばれ、この薄膜はN
i、Co又はFe若しくは当業者に公知のその他の材料
から構成することができる。
【0010】整列処理が無い場合、ナノワイヤは図1A
及び図1Bにそれぞれ示されるように、ランダムな方向
に向かって成長したり或いは縺れ(もつれ)合うように
成長しやすい。ナノワイヤ14’のもつれた形態(図1
B)はレーザ・アブレーションの使用によっても得られ
る。しかし、垂直相互接続において都合良く使用するに
は、ナノワイヤは概ね垂直に整列されていることが好ま
しい。例えば、印加電界、ガス濃度勾配又は温度勾配の
使用により、ナノワイヤが形成されるに応じて、ナノワ
イヤを整列させることができる。また、基板中の凹陥垂
直キャビティを使用する物理的技法により又は密集化
(例えば、ナノワイヤの“密林”(例えば、単位面積当
たりの高濃度)の同時形成)により成長させるに応じて
ナノワイヤを整列させることができる。ナノワイヤの整
列成長を促進させるために、触媒核形成薄膜と共に、多
孔質セラミック又はシリコン層を併用することもでき
る。図1Cに示されるように、整列ナノワイヤは不均一
な長さ14”であるか、又は図1Dに示されるように、
均一な長さ14であることができる。図1Dに示される
ような態様、すなわちナノワイヤが概ね整列され、か
つ、概ね等しい長さであるような態様が好ましい。各ナ
ノワイヤの長さは平均ナノワイヤ長さから20%未満ま
で、一層好ましくは10%未満までしか変動しないこと
が好ましい。
及び図1Bにそれぞれ示されるように、ランダムな方向
に向かって成長したり或いは縺れ(もつれ)合うように
成長しやすい。ナノワイヤ14’のもつれた形態(図1
B)はレーザ・アブレーションの使用によっても得られ
る。しかし、垂直相互接続において都合良く使用するに
は、ナノワイヤは概ね垂直に整列されていることが好ま
しい。例えば、印加電界、ガス濃度勾配又は温度勾配の
使用により、ナノワイヤが形成されるに応じて、ナノワ
イヤを整列させることができる。また、基板中の凹陥垂
直キャビティを使用する物理的技法により又は密集化
(例えば、ナノワイヤの“密林”(例えば、単位面積当
たりの高濃度)の同時形成)により成長させるに応じて
ナノワイヤを整列させることができる。ナノワイヤの整
列成長を促進させるために、触媒核形成薄膜と共に、多
孔質セラミック又はシリコン層を併用することもでき
る。図1Cに示されるように、整列ナノワイヤは不均一
な長さ14”であるか、又は図1Dに示されるように、
均一な長さ14であることができる。図1Dに示される
ような態様、すなわちナノワイヤが概ね整列され、か
つ、概ね等しい長さであるような態様が好ましい。各ナ
ノワイヤの長さは平均ナノワイヤ長さから20%未満ま
で、一層好ましくは10%未満までしか変動しないこと
が好ましい。
【0011】ナノワイヤ14は基板に対して垂直に整列
され、かつ、概ね並列に配列されていることが好まし
い。ナノワイヤの完全に垂直な整列(例えば、図1Dに
示されるように、基板の表面11とナノワイヤの長さと
の間の角度φが90゜であること)は不要である。しか
し、完全垂直整列からの変動は微小であることが好まし
い。すなわち、この変動は完全垂直(90゜)整列から
約25゜未満、好ましくは15゜未満である。
され、かつ、概ね並列に配列されていることが好まし
い。ナノワイヤの完全に垂直な整列(例えば、図1Dに
示されるように、基板の表面11とナノワイヤの長さと
の間の角度φが90゜であること)は不要である。しか
し、完全垂直整列からの変動は微小であることが好まし
い。すなわち、この変動は完全垂直(90゜)整列から
約25゜未満、好ましくは15゜未満である。
【0012】垂直相互接続の形成における使用を容易化
するために、ナノワイヤを溶解可能な別の基板上に成長
させることができる。例えば、図2は、触媒核形成薄膜
26を使用して成長された、溶解性基板22上の不均一
な長さの垂直整列ナノワイヤ14”を示す。溶解性基板
は下記で説明するように、回路相互接続の形成における
ナノワイヤの移転を手助けする。溶解性基板層は水、
酸、塩基又は溶剤に溶解させることができる。例えば、
塩化ナトリウム結晶を使用し、水溶性基板を形成するこ
とができる。酸溶解性基板を形成するには、Cu、N
i、Co、Mo、Fe、V、Au、Ag又はこれらの合
金類などのような金属類を使用することができる。塩基
溶解性基板を形成するには、Alのような金属類を使用
することができる。例えば、CVD法によるナノワイヤ
成長温度が、使用される基板材料の融点以下となるよう
に、基板を選択しなければならない。別法として、別の
基板層を形成するために溶解性ポリマー材料を使用する
こともできる。このようなポリマー材料は、ポリビニル
アルコール、ポリビニルアセテート、ポリアクリルアミ
ド、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン又は揮発
性物質(例えば、ポリメチルメタクリレート(PMM
A))などである。ポリマーを使用する場合、ナノワイ
ヤの処理において使用される温度は、分解、物理形状の
変化又は化学特性の変化などのようなポリマーの損傷を
避けるために、十分に低い温度でなければならない。材
料を併用することによっても溶解性基板層を形成するこ
ともできる。ナノワイヤを成長させるために、溶解性基
板に触媒核形成薄膜26(例えば、Ni、Fe又はC
o)を被覆することもできる。ナノワイヤが成長された
後、溶解性基板を除去することができる。触媒核形成薄
膜は例えば、スパッタリング、蒸着又は電気化学メッキ
により連続層として若しくはスポット的又はパターン的
形態で、溶解性層上に堆積させることができる。
するために、ナノワイヤを溶解可能な別の基板上に成長
させることができる。例えば、図2は、触媒核形成薄膜
26を使用して成長された、溶解性基板22上の不均一
な長さの垂直整列ナノワイヤ14”を示す。溶解性基板
は下記で説明するように、回路相互接続の形成における
ナノワイヤの移転を手助けする。溶解性基板層は水、
酸、塩基又は溶剤に溶解させることができる。例えば、
塩化ナトリウム結晶を使用し、水溶性基板を形成するこ
とができる。酸溶解性基板を形成するには、Cu、N
i、Co、Mo、Fe、V、Au、Ag又はこれらの合
金類などのような金属類を使用することができる。塩基
溶解性基板を形成するには、Alのような金属類を使用
することができる。例えば、CVD法によるナノワイヤ
成長温度が、使用される基板材料の融点以下となるよう
に、基板を選択しなければならない。別法として、別の
基板層を形成するために溶解性ポリマー材料を使用する
こともできる。このようなポリマー材料は、ポリビニル
アルコール、ポリビニルアセテート、ポリアクリルアミ
ド、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン又は揮発
性物質(例えば、ポリメチルメタクリレート(PMM
A))などである。ポリマーを使用する場合、ナノワイ
ヤの処理において使用される温度は、分解、物理形状の
変化又は化学特性の変化などのようなポリマーの損傷を
避けるために、十分に低い温度でなければならない。材
料を併用することによっても溶解性基板層を形成するこ
ともできる。ナノワイヤを成長させるために、溶解性基
板に触媒核形成薄膜26(例えば、Ni、Fe又はC
o)を被覆することもできる。ナノワイヤが成長された
後、溶解性基板を除去することができる。触媒核形成薄
膜は例えば、スパッタリング、蒸着又は電気化学メッキ
により連続層として若しくはスポット的又はパターン的
形態で、溶解性層上に堆積させることができる。
【0013】図1C及び図2に示されるように、ナノワ
イヤは最初、不均一な長さに成長させ、次いで、等長化
処理を施すことにより、図1Dに示されるように、概ね
等しい長さのナノワイヤを形成することができる。前記
のように、等しい長さのナノワイヤが好ましい。このこ
とは例えば、米国特許出願第09/354928号明細
書に記載されている。等長化方法の一例は図3A〜図3
Dに模式的に図示されている。この実施例における等長
化方法は概ね3つのステップからなる。すなわち、(1)
不均一な長さのナノワイヤを概ね均一な厚さの溶解性犠
牲層30内に埋め込むステップ(図3A〜3B)と、
(2)犠牲層から突き出ているナノワイヤの余分な長さ3
4を除去するステップ(図3C)と、(3)犠牲層を除去
するステップ(図3D)とからなる。言うまでもなく、
レーザ切断及びホットブレード切断などのようなその他
の等長化方法も使用できる。これについては、米国特許
出願第09/236933号明細書に記載されている。
イヤは最初、不均一な長さに成長させ、次いで、等長化
処理を施すことにより、図1Dに示されるように、概ね
等しい長さのナノワイヤを形成することができる。前記
のように、等しい長さのナノワイヤが好ましい。このこ
とは例えば、米国特許出願第09/354928号明細
書に記載されている。等長化方法の一例は図3A〜図3
Dに模式的に図示されている。この実施例における等長
化方法は概ね3つのステップからなる。すなわち、(1)
不均一な長さのナノワイヤを概ね均一な厚さの溶解性犠
牲層30内に埋め込むステップ(図3A〜3B)と、
(2)犠牲層から突き出ているナノワイヤの余分な長さ3
4を除去するステップ(図3C)と、(3)犠牲層を除去
するステップ(図3D)とからなる。言うまでもなく、
レーザ切断及びホットブレード切断などのようなその他
の等長化方法も使用できる。これについては、米国特許
出願第09/236933号明細書に記載されている。
【0014】図3A〜3Dの実施例における方法では、
第1のステップは、概ね均一な厚さの犠牲層を堆積させ
ることである。図3Aは、電気メッキ装置及び不均一な
長さのナノワイヤ14”を有する基板22上に犠牲層3
0を堆積させる方法を示す。この実施例では、銅(C
u)溶解性基板層22を準備し、この基板層上に膜厚が
約1〜100nmのニッケル(Ni)からなる触媒核形
成薄膜26を堆積させる。言うまでもなく、前記のよう
なその他の材料も溶解性基板層22又は核形成薄膜26
のために使用できる。図3Aでは、触媒核形成薄膜26
は連続層として図示されている。しかし、触媒核形成薄
膜は(例えば、連続層として堆積されている場合であっ
ても)、例えば、化学的気相成長及びナノワイヤ成長に
おいて加熱されたときに、断片状又は島状に破断される
ことがある。触媒核形成薄膜のこのような断片化は、導
電性金属膜を被せることなく、減少されたナノワイヤ間
に溶解性基板の表面を残す。溶解性基板を構成する材料
に応じて、基板及び断片化触媒核形成薄膜に金属犠牲層
30を被覆することが困難なことがある(図3C、下記
で説明する)。これは、例えば、溶解性基板が絶縁性で
ある(例えば、塩化ナトリウムから構成されている)よ
うな場合である。従って、触媒核形成薄膜を堆積させる
前に、溶解性基板上に先ず非触媒性導電性下地層(図示
されていない)を堆積させることができる。換言すれ
ば、図2において、溶解性基板22と触媒核形成薄膜2
6との間に下地層を間挿させることができる。この下地
層はMo又は当業者に公知のその他の非触媒性導電性材
料から構成することができる。
第1のステップは、概ね均一な厚さの犠牲層を堆積させ
ることである。図3Aは、電気メッキ装置及び不均一な
長さのナノワイヤ14”を有する基板22上に犠牲層3
0を堆積させる方法を示す。この実施例では、銅(C
u)溶解性基板層22を準備し、この基板層上に膜厚が
約1〜100nmのニッケル(Ni)からなる触媒核形
成薄膜26を堆積させる。言うまでもなく、前記のよう
なその他の材料も溶解性基板層22又は核形成薄膜26
のために使用できる。図3Aでは、触媒核形成薄膜26
は連続層として図示されている。しかし、触媒核形成薄
膜は(例えば、連続層として堆積されている場合であっ
ても)、例えば、化学的気相成長及びナノワイヤ成長に
おいて加熱されたときに、断片状又は島状に破断される
ことがある。触媒核形成薄膜のこのような断片化は、導
電性金属膜を被せることなく、減少されたナノワイヤ間
に溶解性基板の表面を残す。溶解性基板を構成する材料
に応じて、基板及び断片化触媒核形成薄膜に金属犠牲層
30を被覆することが困難なことがある(図3C、下記
で説明する)。これは、例えば、溶解性基板が絶縁性で
ある(例えば、塩化ナトリウムから構成されている)よ
うな場合である。従って、触媒核形成薄膜を堆積させる
前に、溶解性基板上に先ず非触媒性導電性下地層(図示
されていない)を堆積させることができる。換言すれ
ば、図2において、溶解性基板22と触媒核形成薄膜2
6との間に下地層を間挿させることができる。この下地
層はMo又は当業者に公知のその他の非触媒性導電性材
料から構成することができる。
【0015】Cu基板層22は、この方法においてはカ
ソードとして機能し、アノード24(例えば、ニッケル
アノード)に隣接し、電源23によりアノードに結合さ
れた電解質浴25内に配置されている。電解質25は堆
積されるべき金属のイオンを含有している。例えば、N
iSO4含有溶液からNiを堆積させるか又はCuSO4
溶液からCuを堆積させる。電解質浴25は、触媒核形
成薄膜26又は導電性下地層のイオンと同じタイプのイ
オンを含有していることが好ましい。このようにして、
化学親和力により、犠牲層36の電気メッキは、ナノワ
イヤ14”(例えば、カーボン又はシリコンナノワイ
ヤ)上にではなく、触媒核形成薄膜26の表面上で起こ
る。例えば、犠牲層30は触媒核形成薄膜と同じ金属特
性を有し、ナノワイヤとは大幅に異なる特性を有する。
犠牲層は、ナノワイヤの所望の長さと概ね同じ膜厚にま
で堆積される。このパラメータ(ナノワイヤ長さ)は所
望のセンサの適用に応じて変化するが、一般的に、前記
のように1〜100nmの範囲内である。犠牲層の膜厚
は、時間、電解質濃度、電流密度などのような作業変数
により制御することができる。言うまでもなく、図3A
は犠牲層を堆積する方法の一例を示すだけである。犠牲
層は、無電解メッキ、化学的気相成長又は物理蒸着(例
えば、スパッタリング、蒸着、レーザ・アブレーション
又はイオンビーム蒸着)のようなその他の方法によって
も堆積させることができる。
ソードとして機能し、アノード24(例えば、ニッケル
アノード)に隣接し、電源23によりアノードに結合さ
れた電解質浴25内に配置されている。電解質25は堆
積されるべき金属のイオンを含有している。例えば、N
iSO4含有溶液からNiを堆積させるか又はCuSO4
溶液からCuを堆積させる。電解質浴25は、触媒核形
成薄膜26又は導電性下地層のイオンと同じタイプのイ
オンを含有していることが好ましい。このようにして、
化学親和力により、犠牲層36の電気メッキは、ナノワ
イヤ14”(例えば、カーボン又はシリコンナノワイ
ヤ)上にではなく、触媒核形成薄膜26の表面上で起こ
る。例えば、犠牲層30は触媒核形成薄膜と同じ金属特
性を有し、ナノワイヤとは大幅に異なる特性を有する。
犠牲層は、ナノワイヤの所望の長さと概ね同じ膜厚にま
で堆積される。このパラメータ(ナノワイヤ長さ)は所
望のセンサの適用に応じて変化するが、一般的に、前記
のように1〜100nmの範囲内である。犠牲層の膜厚
は、時間、電解質濃度、電流密度などのような作業変数
により制御することができる。言うまでもなく、図3A
は犠牲層を堆積する方法の一例を示すだけである。犠牲
層は、無電解メッキ、化学的気相成長又は物理蒸着(例
えば、スパッタリング、蒸着、レーザ・アブレーション
又はイオンビーム蒸着)のようなその他の方法によって
も堆積させることができる。
【0016】図3Bは図3Aの電気メッキ方法により得
られた構造物の断面図である。この構造物は、溶解性基
板層22、触媒核形成薄膜26、概ね均一な膜厚の犠牲
層30内に埋め込まれた不均一な長さのナノワイヤ1
4”からなる。各ナノワイヤ14”は犠牲層30を超え
て突出する露出された余分な長さ部分34を有する。余
分な長さ部分34が除去される際、犠牲層30は埋没ナ
ノワイヤを一時的に保護する。犠牲層は容易に除去可能
な材料から構成されていることが好ましい。このような
材料は例えば、犠牲層を水又は溶剤に溶解させることに
より除去可能であるような材料、化学エッチング又は電
気化学エッチングにより除去可能であるような材料又は
加熱により気化させることにより除去可能であるような
材料などである。好適な水溶性又は溶剤可溶性材料は例
えば、塩化ナトリウム、塩化銀、硝酸カリウム、硫酸銅
及び塩化インジウムのような塩類又は砂糖及びグルコー
スのような有機物類などである。化学的にエッチング可
能な好適材料は例えば、Cu、Ni、Fe、Co、M
o、V、Al、Zn、In、Ag、Cu−Ni及びNi
−Feのような金属類及び合金類などである。これらの
材料から形成された犠牲層は、塩酸、王水又は硝酸のよ
うな酸又は水酸化ナトリウム又はアンモニアのような塩
基性溶液で溶解除去させることができる。好適な気化可
能材料は例えば、Znのような高蒸気圧を示す材料又は
有機酸類のような適当な酸化、還元又は天然ガス雰囲気
中で加熱処理することにより分解又は焼却させることが
できる材料などである。
られた構造物の断面図である。この構造物は、溶解性基
板層22、触媒核形成薄膜26、概ね均一な膜厚の犠牲
層30内に埋め込まれた不均一な長さのナノワイヤ1
4”からなる。各ナノワイヤ14”は犠牲層30を超え
て突出する露出された余分な長さ部分34を有する。余
分な長さ部分34が除去される際、犠牲層30は埋没ナ
ノワイヤを一時的に保護する。犠牲層は容易に除去可能
な材料から構成されていることが好ましい。このような
材料は例えば、犠牲層を水又は溶剤に溶解させることに
より除去可能であるような材料、化学エッチング又は電
気化学エッチングにより除去可能であるような材料又は
加熱により気化させることにより除去可能であるような
材料などである。好適な水溶性又は溶剤可溶性材料は例
えば、塩化ナトリウム、塩化銀、硝酸カリウム、硫酸銅
及び塩化インジウムのような塩類又は砂糖及びグルコー
スのような有機物類などである。化学的にエッチング可
能な好適材料は例えば、Cu、Ni、Fe、Co、M
o、V、Al、Zn、In、Ag、Cu−Ni及びNi
−Feのような金属類及び合金類などである。これらの
材料から形成された犠牲層は、塩酸、王水又は硝酸のよ
うな酸又は水酸化ナトリウム又はアンモニアのような塩
基性溶液で溶解除去させることができる。好適な気化可
能材料は例えば、Znのような高蒸気圧を示す材料又は
有機酸類のような適当な酸化、還元又は天然ガス雰囲気
中で加熱処理することにより分解又は焼却させることが
できる材料などである。
【0017】等長化方法の次のステップは、図3Cに示
されるように、ナノワイヤの露出部分34を除去し、犠
牲層30内に埋め込まれた等長ナノワイヤ14を得るこ
とからなる。この除去作業は例えば、化学的又は機械的
方法により露出部分34を研磨あるいはエッチングする
ことにより実施できる。カーボンナノワイヤが使用され
ている場合、露出部分の除去には、加熱処理を使用する
こともでき、この加熱は好ましい処理方法である。例え
ば、余分な長さ部分34は、この構造物を例えば、20
0℃〜1000℃の範囲内の温度で、酸化雰囲気中で加
熱することにより除去することができる。完全な又は部
分的な酸素若しくはオゾン雰囲気を使用できる。別法と
して、ナノワイヤの余分な長さ部分を除去するために、
機械的研磨処理法も使用できる。次のステップにおい
て、等長ナノワイヤを有する犠牲層30’(図3C参
照)を、例えば、溶解させることにより除去する。この
ようにして、図3Dに示されるような、基板22と、触
媒核形成薄膜26と概ね等しい長さのナノワイヤ14を
有する構造物が得られる。
されるように、ナノワイヤの露出部分34を除去し、犠
牲層30内に埋め込まれた等長ナノワイヤ14を得るこ
とからなる。この除去作業は例えば、化学的又は機械的
方法により露出部分34を研磨あるいはエッチングする
ことにより実施できる。カーボンナノワイヤが使用され
ている場合、露出部分の除去には、加熱処理を使用する
こともでき、この加熱は好ましい処理方法である。例え
ば、余分な長さ部分34は、この構造物を例えば、20
0℃〜1000℃の範囲内の温度で、酸化雰囲気中で加
熱することにより除去することができる。完全な又は部
分的な酸素若しくはオゾン雰囲気を使用できる。別法と
して、ナノワイヤの余分な長さ部分を除去するために、
機械的研磨処理法も使用できる。次のステップにおい
て、等長ナノワイヤを有する犠牲層30’(図3C参
照)を、例えば、溶解させることにより除去する。この
ようにして、図3Dに示されるような、基板22と、触
媒核形成薄膜26と概ね等しい長さのナノワイヤ14を
有する構造物が得られる。
【0018】犠牲層30’を除去する際、触媒核形成薄
膜26は溶解性基板22の上に残らなければならない。
なぜなら、触媒核形成薄膜26が残らないと、ナノワイ
ヤが基板2から分離してしまうからである。犠牲層が塩
化ナトリウム、硫酸銅又はポリビニルアルコールのよう
な非金属層からなる場合、触媒核形成薄膜を無傷のまま
残した状態で、犠牲層を除去することができる。しか
し、犠牲層が金属層からなる場合、酸エッチングによる
ような犠牲層の除去は、触媒核形成薄膜も除去してしま
い、その結果、ナノワイヤが基板から分離されてしま
う。この問題を処理するために、犠牲層を部分的(例え
ば、元の膜厚の半分又は1/3)にエッチングし、ナノ
ワイヤの露出部分を回路デバイスに接続するのに十分な
長さのナノワイヤを露出させる。この場合、例えば、溶
解性基板及び触媒核形成薄膜を除去するときに、残りの
犠牲層を事後的に除去することができる。中間処理ステ
ップにおいて、例えば、変形、溶解などから溶解性基板
を保護するために、この溶解性基板を仮保護層(図示さ
れていない)で被覆することが好ましい。この仮保護層
は溶解性基板の背面及び/又は側面に塗布することがで
きる。この仮保護層は、溶剤(例えば、アルコール又は
アセトン)で容易に除去されるが、水溶液には安定なラ
ッカータイプの材料からなる。可溶性基板22,触媒核
形成薄膜26及び犠牲層30を構成する材料は、十分に
異なるエッチング速度又は除去速度を有するように選択
される。これにより、犠牲層の除去により触媒核形成薄
膜が溶解されることを避け、及び/又は処理中に溶解性
基板が損傷されることを避けることができる。
膜26は溶解性基板22の上に残らなければならない。
なぜなら、触媒核形成薄膜26が残らないと、ナノワイ
ヤが基板2から分離してしまうからである。犠牲層が塩
化ナトリウム、硫酸銅又はポリビニルアルコールのよう
な非金属層からなる場合、触媒核形成薄膜を無傷のまま
残した状態で、犠牲層を除去することができる。しか
し、犠牲層が金属層からなる場合、酸エッチングによる
ような犠牲層の除去は、触媒核形成薄膜も除去してしま
い、その結果、ナノワイヤが基板から分離されてしま
う。この問題を処理するために、犠牲層を部分的(例え
ば、元の膜厚の半分又は1/3)にエッチングし、ナノ
ワイヤの露出部分を回路デバイスに接続するのに十分な
長さのナノワイヤを露出させる。この場合、例えば、溶
解性基板及び触媒核形成薄膜を除去するときに、残りの
犠牲層を事後的に除去することができる。中間処理ステ
ップにおいて、例えば、変形、溶解などから溶解性基板
を保護するために、この溶解性基板を仮保護層(図示さ
れていない)で被覆することが好ましい。この仮保護層
は溶解性基板の背面及び/又は側面に塗布することがで
きる。この仮保護層は、溶剤(例えば、アルコール又は
アセトン)で容易に除去されるが、水溶液には安定なラ
ッカータイプの材料からなる。可溶性基板22,触媒核
形成薄膜26及び犠牲層30を構成する材料は、十分に
異なるエッチング速度又は除去速度を有するように選択
される。これにより、犠牲層の除去により触媒核形成薄
膜が溶解されることを避け、及び/又は処理中に溶解性
基板が損傷されることを避けることができる。
【0019】例えば、図3Dに示されるような、溶解性
基板により保持された等長並列ナノワイヤは、垂直ナノ
スケール回路相互接続及びタクチックセンサーデバイス
などの様々なデバイス用途にとって有用である。或る用
途については、ナノワイヤの少なくとも一部分に、電気
的に導電性であり、かつ好ましくは接合可能(半田付け
可能)金属又は合金の薄膜又は被膜36(図4A〜4C
参照)を塗布することができる。場合により、接着促進
層(図示されていない)を、被膜36とナノワイヤ14
との間に配設することもできる。ナノワイヤのメタライ
ジング処理は、ナノワイヤの長さ方向に沿って導電性を
確保するのに有用である。被膜36はナノワイヤの少な
くとも一部に塗着することができる。被膜36は、導電
性であり、かつ好ましくは接合可能な(半田付け可能
な)金属又は合金の薄膜からなる。被膜36は例えば、
Au、Ag、Pd、Rh、Ni、Cu、In又はSnの
ような半田付け可能な金属薄膜又はAu−Sn、Sn−
Ag、Pb−Sn、Bi−Sn、In−Sn又はIn−
Agのような半田合金薄膜である。カーボンナノチュー
ブ又は窒化物タイプのナノワイヤの場合、被膜とナノワ
イヤとの間の接着促進中間層はカーバイド又は窒化物生
成元素(例えば、Ti、Mo、Nb、V、Fe、W、Z
r)から構成することができる。半田付け可能層及び接
着促進層は多数の処理方法によりナノワイヤ表面に付加
させることができる。このような処理方法は例えば、物
理的蒸着法(スパッタリング、蒸着、イオンビーム蒸
着)、化学的気相成長法、無電解電着、電気メッキ又は
堆積方法の組合せなどである。別法として、接着促進元
素を、合金元素として半田又は半田付け可能皮膜層自体
の中に事前に添合させておくこともできる。ナノワイヤ
表面と堆積接着促進層との間又は接着促進層と半田付け
可能層との間の接着力を更に高めるために、随意の接着
力向上加熱処理を加えることもできる。このような加熱
処理は例えば、不活性又は真空雰囲気中で約100〜9
00℃で0.1〜100時間加熱することからなる。
基板により保持された等長並列ナノワイヤは、垂直ナノ
スケール回路相互接続及びタクチックセンサーデバイス
などの様々なデバイス用途にとって有用である。或る用
途については、ナノワイヤの少なくとも一部分に、電気
的に導電性であり、かつ好ましくは接合可能(半田付け
可能)金属又は合金の薄膜又は被膜36(図4A〜4C
参照)を塗布することができる。場合により、接着促進
層(図示されていない)を、被膜36とナノワイヤ14
との間に配設することもできる。ナノワイヤのメタライ
ジング処理は、ナノワイヤの長さ方向に沿って導電性を
確保するのに有用である。被膜36はナノワイヤの少な
くとも一部に塗着することができる。被膜36は、導電
性であり、かつ好ましくは接合可能な(半田付け可能
な)金属又は合金の薄膜からなる。被膜36は例えば、
Au、Ag、Pd、Rh、Ni、Cu、In又はSnの
ような半田付け可能な金属薄膜又はAu−Sn、Sn−
Ag、Pb−Sn、Bi−Sn、In−Sn又はIn−
Agのような半田合金薄膜である。カーボンナノチュー
ブ又は窒化物タイプのナノワイヤの場合、被膜とナノワ
イヤとの間の接着促進中間層はカーバイド又は窒化物生
成元素(例えば、Ti、Mo、Nb、V、Fe、W、Z
r)から構成することができる。半田付け可能層及び接
着促進層は多数の処理方法によりナノワイヤ表面に付加
させることができる。このような処理方法は例えば、物
理的蒸着法(スパッタリング、蒸着、イオンビーム蒸
着)、化学的気相成長法、無電解電着、電気メッキ又は
堆積方法の組合せなどである。別法として、接着促進元
素を、合金元素として半田又は半田付け可能皮膜層自体
の中に事前に添合させておくこともできる。ナノワイヤ
表面と堆積接着促進層との間又は接着促進層と半田付け
可能層との間の接着力を更に高めるために、随意の接着
力向上加熱処理を加えることもできる。このような加熱
処理は例えば、不活性又は真空雰囲気中で約100〜9
00℃で0.1〜100時間加熱することからなる。
【0020】図4A〜4Cは、様々な方法により塗布さ
れた金属被膜36を示す概要断面図である。例えば、図
4Aは物理蒸着法により金属原子を照準線蒸着させた状
態を示す。この蒸着は、金属がナノワイヤの一方の側に
集中するように、例えば、矢線“d”に従って、横方向
に沿って行われる。ナノワイヤの表面全体にわたって一
層均一に蒸着させるには、例えば、蒸着中に基板を回転
させることによる変法により得ることができる。金属を
堆積させる電気化学方法(例えば、電解メッキ又は無電
解メッキ)は、図4Bに示されるように、選択的に局在
化された堆積層を形成することができる。この選択的堆
積は、ナノワイヤの先端付近の概して高い電解質濃度に
より生起させることができる。CVD処理法により不均
一プロファイルも得られる。被膜の均一性は様々な加工
パラメータに応じて変化する。このようなパラメータは
例えば、金属イオンが移動する速度、気体原子の堆積部
位への移動及び被膜が堆積される速度などである。緩慢
で、かつ一層細心に制御された堆積により、図4Cに示
されるように、ナノワイヤの長さに沿って概ね均一な金
属被膜36を得ることができる。金属層又は半田付け可
能層及び中間接着促進層(必要に応じて)の所望の膜厚
は一般的に、0.5〜50nmの範囲内であり、1〜2
0nmの範囲内であることが好ましい。
れた金属被膜36を示す概要断面図である。例えば、図
4Aは物理蒸着法により金属原子を照準線蒸着させた状
態を示す。この蒸着は、金属がナノワイヤの一方の側に
集中するように、例えば、矢線“d”に従って、横方向
に沿って行われる。ナノワイヤの表面全体にわたって一
層均一に蒸着させるには、例えば、蒸着中に基板を回転
させることによる変法により得ることができる。金属を
堆積させる電気化学方法(例えば、電解メッキ又は無電
解メッキ)は、図4Bに示されるように、選択的に局在
化された堆積層を形成することができる。この選択的堆
積は、ナノワイヤの先端付近の概して高い電解質濃度に
より生起させることができる。CVD処理法により不均
一プロファイルも得られる。被膜の均一性は様々な加工
パラメータに応じて変化する。このようなパラメータは
例えば、金属イオンが移動する速度、気体原子の堆積部
位への移動及び被膜が堆積される速度などである。緩慢
で、かつ一層細心に制御された堆積により、図4Cに示
されるように、ナノワイヤの長さに沿って概ね均一な金
属被膜36を得ることができる。金属層又は半田付け可
能層及び中間接着促進層(必要に応じて)の所望の膜厚
は一般的に、0.5〜50nmの範囲内であり、1〜2
0nmの範囲内であることが好ましい。
【0021】ナノワイヤに被覆された金属被膜は幾つか
の重要な機能を果たす。 (1)金属被膜は回路基板にナノワイヤを接合させるため
の半田付け可能性を付与する。半田付け可能金属又は半
田合金被膜は望ましくは、ナノワイヤに接合させるべき
電気接点パッドの表面にも付加される。 (2)金属被膜は特に非金属ナノワイヤ、例えば、半導体
カーボンナノチューブ、半導体ナノワイヤ(例えば、S
i又はGa−As)又は絶縁ナノワイヤ(例えば、Al
2O3、SiO2、BN)若しくはその他の絶縁セラミッ
クナノワイヤに均一な導電率を付与する。効率的で、高
信頼性の垂直相互接続を形成する場合、ナノワイヤの長
さを介して、下部回路デバイスに結合されるナノワイヤ
の一端から、上部デバイス又は上部回路層に接合される
ナノワイヤの他端までの安定な電気的連続性が重要であ
る。単壁ナノチューブは、炭素原子の“アームチェア
ー”形状を有する金属性であるか、又は“ジグザグ”タ
イプの形状若しくは或る種の“キラル”形状の半導体〜
略絶縁性であることができる。Dresselhous et al.,Sci
ence of Fullerines and Carbon Nanotubes, Chap. 19
(Academic Press, San Diego 1996), pp. 758, 805-809
参照。ナノチューブ原子配列及び電気特性は単一カーボ
ンナノチューブの長さに沿って劇的に変動することが知
られている。Collins et al., SCIENCE, Vol. 278, p.
100 (Oct. 3, 1997)参照。このような電気特性の変動
は、カーボンナノチューブ相互接続媒体を介するナノ相
互接続デバイス間の効率的な電子輸送に悪影響を及ぼ
す。前記のようなナノワイヤ上の金属表面被膜はこの問
題点を解決し、垂直ナノ相互接続媒体に所望の導電率を
付与する。 (3)環境又は処理雰囲気に暴露されたときに、この金属
被膜は半田付け可能被膜に対し耐食性/耐酸化性も付与
し、更に、ナノワイヤが腐食/酸化を受けやすい場合に
はナノワイヤ自体に対しても耐食性/耐酸化性を付与す
る。Au、Ag、Pd、Rhなどのような貴金属薄膜は
被膜自体としても使用できるし或いはナノワイヤに被着
された半田付け可能金属被膜36の上面への追加上塗り
としても使用できる。Auのような貴金属の薄い上塗り
は半田付け処理中に、下部の溶融半田(例えば、Au−
Sn又はPb−Sn共融混合物半田)内に容易に吸収さ
せることができ、その結果、接合を妨害しない。
の重要な機能を果たす。 (1)金属被膜は回路基板にナノワイヤを接合させるため
の半田付け可能性を付与する。半田付け可能金属又は半
田合金被膜は望ましくは、ナノワイヤに接合させるべき
電気接点パッドの表面にも付加される。 (2)金属被膜は特に非金属ナノワイヤ、例えば、半導体
カーボンナノチューブ、半導体ナノワイヤ(例えば、S
i又はGa−As)又は絶縁ナノワイヤ(例えば、Al
2O3、SiO2、BN)若しくはその他の絶縁セラミッ
クナノワイヤに均一な導電率を付与する。効率的で、高
信頼性の垂直相互接続を形成する場合、ナノワイヤの長
さを介して、下部回路デバイスに結合されるナノワイヤ
の一端から、上部デバイス又は上部回路層に接合される
ナノワイヤの他端までの安定な電気的連続性が重要であ
る。単壁ナノチューブは、炭素原子の“アームチェア
ー”形状を有する金属性であるか、又は“ジグザグ”タ
イプの形状若しくは或る種の“キラル”形状の半導体〜
略絶縁性であることができる。Dresselhous et al.,Sci
ence of Fullerines and Carbon Nanotubes, Chap. 19
(Academic Press, San Diego 1996), pp. 758, 805-809
参照。ナノチューブ原子配列及び電気特性は単一カーボ
ンナノチューブの長さに沿って劇的に変動することが知
られている。Collins et al., SCIENCE, Vol. 278, p.
100 (Oct. 3, 1997)参照。このような電気特性の変動
は、カーボンナノチューブ相互接続媒体を介するナノ相
互接続デバイス間の効率的な電子輸送に悪影響を及ぼ
す。前記のようなナノワイヤ上の金属表面被膜はこの問
題点を解決し、垂直ナノ相互接続媒体に所望の導電率を
付与する。 (3)環境又は処理雰囲気に暴露されたときに、この金属
被膜は半田付け可能被膜に対し耐食性/耐酸化性も付与
し、更に、ナノワイヤが腐食/酸化を受けやすい場合に
はナノワイヤ自体に対しても耐食性/耐酸化性を付与す
る。Au、Ag、Pd、Rhなどのような貴金属薄膜は
被膜自体としても使用できるし或いはナノワイヤに被着
された半田付け可能金属被膜36の上面への追加上塗り
としても使用できる。Auのような貴金属の薄い上塗り
は半田付け処理中に、下部の溶融半田(例えば、Au−
Sn又はPb−Sn共融混合物半田)内に容易に吸収さ
せることができ、その結果、接合を妨害しない。
【0022】図5A〜5Eは、ナノワイヤを基板に接合
させ、垂直相互接続を形成する方法の一例を例証する模
式図である。図5Aに示されるように、半田付け可能金
属被膜が被覆された概ね等しい長さのナノワイヤ14を
有する溶解性基板22を逆さまに配置する。接点パッド
12a、12bを有する回路基板10をナノワイヤと対
面させるように配置する。接点パッドの形成用に使用さ
れる材料は例えば、Al、Cu、W、Ta、TiN、T
aN、CoSi2のような半導体回路製造で一般的に使
用されている、多数の異なる導電性材料類から選択でき
る。場合により、追加の表面導電性被膜を使用すること
もできる。また、接点パッドには半田付け可能層38を
被覆することが好ましい。接点パッド12a、12b等
の面積は一般的に、25μm2未満であり、好ましくは
1μm2未満であり、一層好ましくは0.01μm2未満
である。
させ、垂直相互接続を形成する方法の一例を例証する模
式図である。図5Aに示されるように、半田付け可能金
属被膜が被覆された概ね等しい長さのナノワイヤ14を
有する溶解性基板22を逆さまに配置する。接点パッド
12a、12bを有する回路基板10をナノワイヤと対
面させるように配置する。接点パッドの形成用に使用さ
れる材料は例えば、Al、Cu、W、Ta、TiN、T
aN、CoSi2のような半導体回路製造で一般的に使
用されている、多数の異なる導電性材料類から選択でき
る。場合により、追加の表面導電性被膜を使用すること
もできる。また、接点パッドには半田付け可能層38を
被覆することが好ましい。接点パッド12a、12b等
の面積は一般的に、25μm2未満であり、好ましくは
1μm2未満であり、一層好ましくは0.01μm2未満
である。
【0023】図5Bにおいて、ナノワイヤは接点パッド
に物理的に接触した状態にされ、そして、その表面を加
熱し、ナノワイヤを接点パッドに半田接合させる。ナノ
ワイヤが溶解性基板を支持するのに十分な強度を有しな
い場合(例えば、重力に耐えられない場合)、基板の重
量によるナノワイヤの潰れ又はナノワイヤに対する損傷
を避けるために、所望の厚さを有するスペーサを使用す
ることもできる。スペーサは回路基板10上に予め堆積
されたパターン付き薄膜から構成することができる。溶
解性基板22上のナノワイヤ14の分布は、該ナノワイ
ヤが接点パッドの位置に整合するように、パターン付け
することができる。これは例えば、CVD処理中にナノ
ワイヤの成長を促進する触媒核形成薄膜26(図2参
照)をリソグラフ法でパターン付けすることにより実施
できる。
に物理的に接触した状態にされ、そして、その表面を加
熱し、ナノワイヤを接点パッドに半田接合させる。ナノ
ワイヤが溶解性基板を支持するのに十分な強度を有しな
い場合(例えば、重力に耐えられない場合)、基板の重
量によるナノワイヤの潰れ又はナノワイヤに対する損傷
を避けるために、所望の厚さを有するスペーサを使用す
ることもできる。スペーサは回路基板10上に予め堆積
されたパターン付き薄膜から構成することができる。溶
解性基板22上のナノワイヤ14の分布は、該ナノワイ
ヤが接点パッドの位置に整合するように、パターン付け
することができる。これは例えば、CVD処理中にナノ
ワイヤの成長を促進する触媒核形成薄膜26(図2参
照)をリソグラフ法でパターン付けすることにより実施
できる。
【0024】図5Cにおいて、溶解性基板22及び存在
すれば触媒核形成薄膜26が除去され、その結果、ナノ
ワイヤの上部部分16a,16b,16cなどは露出さ
れたままの状態で、ナノワイヤが回路基板10に接合さ
れる。ナノワイヤは、例えば図4A〜4Cに関連して説
明したような半田材料で更に被覆することができる。こ
れにより、図5Dに示されるように、ナノワイヤの上部
露出部分を半田36’で再度被覆することができる。接
点パッド12a’,12b’を有する回路基板10’か
らなる合せデバイス(図5D参照)を準備し、かつ半田
材料層38’を接点パッド12a’,12b’上に配設
することもできる。合せ基板10’を例えば、回路デバ
イスを逆さまに配置することにより、露出ナノワイヤと
接触させて配置する。その後、基板を加熱し、部品を一
緒に半田付けし、図5Eに示されるように、垂直相互接
続を完成させる。半田接合の前にデバイスを垂直に位置
決めするのに使用するために、スペーサ又は微小位置決
めデバイスホルダー(図示されていない)を一方又は両
方の回路基板10,10’上に配置することもできる。
すれば触媒核形成薄膜26が除去され、その結果、ナノ
ワイヤの上部部分16a,16b,16cなどは露出さ
れたままの状態で、ナノワイヤが回路基板10に接合さ
れる。ナノワイヤは、例えば図4A〜4Cに関連して説
明したような半田材料で更に被覆することができる。こ
れにより、図5Dに示されるように、ナノワイヤの上部
露出部分を半田36’で再度被覆することができる。接
点パッド12a’,12b’を有する回路基板10’か
らなる合せデバイス(図5D参照)を準備し、かつ半田
材料層38’を接点パッド12a’,12b’上に配設
することもできる。合せ基板10’を例えば、回路デバ
イスを逆さまに配置することにより、露出ナノワイヤと
接触させて配置する。その後、基板を加熱し、部品を一
緒に半田付けし、図5Eに示されるように、垂直相互接
続を完成させる。半田接合の前にデバイスを垂直に位置
決めするのに使用するために、スペーサ又は微小位置決
めデバイスホルダー(図示されていない)を一方又は両
方の回路基板10,10’上に配置することもできる。
【0025】上部デバイス10’をナノワイヤの上部部
分16a,16b,16cに接合するのに使用される半
田材料36’,38’は、ナノワイヤの下部部分(例え
ば、36,38)に下部デバイス10を接合するのに使
用されたものと同じ材料であることができる。この場
合、下部半田接合は少なくとも2度、溶融及び固化工程
を受ける。別法として、第1の半田材料を使用して下部
デバイスを接合し、低い半田付け温度を有する第2の半
田材料を用いて上部デバイスを接合する。このようにす
れば、上部接合が形成されるときに、下部接合は溶融及
び固化工程を受けない。例えば、下部デバイスの場合、
半田36,38は(例えば、約280℃の融点を有す
る)Au−Sn共融混合物半田からなり、一方、上部デ
バイスの場合、半田36’,38’は(例えば、約21
5℃の融点を有する)Sn−Ag共融混合物半田からな
る。別法として、下部デバイス用の第1の半田材料3
6,38は(例えば、約183℃の融点を有する)Sn
−Pb共融混合物半田からなり、一方、上部デバイス用
の第2の半田材料36’,38’は(例えば、約139
℃の融点を有する)Bi−Sn共融混合物半田からなる
こともできる。また、融点序列を有する異なる半田を用
いて、デバイスの多層垂直相互接続を形成することもで
きる。更に、半田とナノワイヤ又は回路パッド表面との
間の界面接合力を高めるために、半田材料は場合により
1種類以上のカーバイド生成元素を含有することもでき
る。
分16a,16b,16cに接合するのに使用される半
田材料36’,38’は、ナノワイヤの下部部分(例え
ば、36,38)に下部デバイス10を接合するのに使
用されたものと同じ材料であることができる。この場
合、下部半田接合は少なくとも2度、溶融及び固化工程
を受ける。別法として、第1の半田材料を使用して下部
デバイスを接合し、低い半田付け温度を有する第2の半
田材料を用いて上部デバイスを接合する。このようにす
れば、上部接合が形成されるときに、下部接合は溶融及
び固化工程を受けない。例えば、下部デバイスの場合、
半田36,38は(例えば、約280℃の融点を有す
る)Au−Sn共融混合物半田からなり、一方、上部デ
バイスの場合、半田36’,38’は(例えば、約21
5℃の融点を有する)Sn−Ag共融混合物半田からな
る。別法として、下部デバイス用の第1の半田材料3
6,38は(例えば、約183℃の融点を有する)Sn
−Pb共融混合物半田からなり、一方、上部デバイス用
の第2の半田材料36’,38’は(例えば、約139
℃の融点を有する)Bi−Sn共融混合物半田からなる
こともできる。また、融点序列を有する異なる半田を用
いて、デバイスの多層垂直相互接続を形成することもで
きる。更に、半田とナノワイヤ又は回路パッド表面との
間の界面接合力を高めるために、半田材料は場合により
1種類以上のカーバイド生成元素を含有することもでき
る。
【0026】垂直相互接続の形成に使用されるナノワイ
ヤの寸法は微小であることが好ましい。各ナノワイヤの
直径は一般的に、約200nm未満であり、好ましくは
50nm未満であり、更に一層好ましくは10nm未満
である。各接続の高さ又は各ナノワイヤの長さは一般的
に、約10〜1000nmの範囲内である。ナノワイヤ
の長さは望ましくは少なくとも10nmであり、好まし
くは、憂くなくとも100nmであり、更に一層好まし
くは少なくとも1000nmである。これにより、ナノ
ワイヤは、高アスペクト比及び機械的コンプライアンシ
ーを達成するのに十分に長くかつ薄い。しかし、ナノワ
イヤを過大に延ばすには束縛が存在する。ナノワイヤが
長くなるほど、特にカーボンナノチューブの場合には、
その全長にわたって電気特性を維持したり、垂直心合せ
を維持することが一層困難になる。また、長いナノワイ
ヤは長いプロセスに至る。例えば、延長された長さを得
るために、成長を長期間継続させなければならない。ナ
ノワイヤの長さの上限は一般的に、100μm未満であ
り、一層好ましくは20μm未満であり、更に一層好ま
しくは2μm未満である。
ヤの寸法は微小であることが好ましい。各ナノワイヤの
直径は一般的に、約200nm未満であり、好ましくは
50nm未満であり、更に一層好ましくは10nm未満
である。各接続の高さ又は各ナノワイヤの長さは一般的
に、約10〜1000nmの範囲内である。ナノワイヤ
の長さは望ましくは少なくとも10nmであり、好まし
くは、憂くなくとも100nmであり、更に一層好まし
くは少なくとも1000nmである。これにより、ナノ
ワイヤは、高アスペクト比及び機械的コンプライアンシ
ーを達成するのに十分に長くかつ薄い。しかし、ナノワ
イヤを過大に延ばすには束縛が存在する。ナノワイヤが
長くなるほど、特にカーボンナノチューブの場合には、
その全長にわたって電気特性を維持したり、垂直心合せ
を維持することが一層困難になる。また、長いナノワイ
ヤは長いプロセスに至る。例えば、延長された長さを得
るために、成長を長期間継続させなければならない。ナ
ノワイヤの長さの上限は一般的に、100μm未満であ
り、一層好ましくは20μm未満であり、更に一層好ま
しくは2μm未満である。
【0027】垂直に相互接続された構造物で使用される
ナノワイヤは、直接導電性の他に、それ自体がデバイス
特性を有することもできる。例えば、複合ナノワイヤ
は、ナノワイヤの長さに沿って存在する少なくとも一つ
のヘテロ接合を有することもできる。シリコン半導体ナ
ノワイヤは金属性カーボンナノチューブの一端上に成長
させることができ、またはこの逆も可能である。例え
ば、J.Hu et al., NATURE,Vol. 399 (1999), p. 48参
照。金属−半導体ヘテロ接合を1個以上のナノワイヤに
組み込み、整流ダイオードデバイスとして使用すること
ができる。p−n接合又はトンネルデバイス構造物のよ
うなその他のタイプのデバイスもナノワイヤ中に組み込
むことができる。図6は、ナノワイヤ自体が金属性カー
ボンナノチューブ4a及び半導体ワイヤ4bの複合体か
らなる相互接続デバイスの模式的断面図である。下部回
路基板10はその表面に接点パッド12a,12bを有
し、そしてナノワイヤはカーボンナノチューブ4aから
なるその部分で接点パッドと接合されている。上部回路
基板10’はその表面に接点パッド12a’,12b’
を有し、そして半導体ワイヤからなるナノワイヤ4bの
上部部分はこれらの上部接点パッド12a’,12b’
と接合されている。これらの複合ナノワイヤは、溶解性
基板上に整合並列形式で成長され、前記のように、その
長さを等長化させ、そして、前記のように、この複合ナ
ノワイヤを基板10,10’に半田接合させることがで
きる。アレー構造をこのようなデバイスの高密度アセン
ブリーに使用することができる。
ナノワイヤは、直接導電性の他に、それ自体がデバイス
特性を有することもできる。例えば、複合ナノワイヤ
は、ナノワイヤの長さに沿って存在する少なくとも一つ
のヘテロ接合を有することもできる。シリコン半導体ナ
ノワイヤは金属性カーボンナノチューブの一端上に成長
させることができ、またはこの逆も可能である。例え
ば、J.Hu et al., NATURE,Vol. 399 (1999), p. 48参
照。金属−半導体ヘテロ接合を1個以上のナノワイヤに
組み込み、整流ダイオードデバイスとして使用すること
ができる。p−n接合又はトンネルデバイス構造物のよ
うなその他のタイプのデバイスもナノワイヤ中に組み込
むことができる。図6は、ナノワイヤ自体が金属性カー
ボンナノチューブ4a及び半導体ワイヤ4bの複合体か
らなる相互接続デバイスの模式的断面図である。下部回
路基板10はその表面に接点パッド12a,12bを有
し、そしてナノワイヤはカーボンナノチューブ4aから
なるその部分で接点パッドと接合されている。上部回路
基板10’はその表面に接点パッド12a’,12b’
を有し、そして半導体ワイヤからなるナノワイヤ4bの
上部部分はこれらの上部接点パッド12a’,12b’
と接合されている。これらの複合ナノワイヤは、溶解性
基板上に整合並列形式で成長され、前記のように、その
長さを等長化させ、そして、前記のように、この複合ナ
ノワイヤを基板10,10’に半田接合させることがで
きる。アレー構造をこのようなデバイスの高密度アセン
ブリーに使用することができる。
【0028】例えば、ナノワイヤの初期成長のために溶
解性基板を使用する代わりに、非溶解性基板又はその後
の加工中の溶解処理に依拠しない溶解性基板を使用する
ことができる。基板は一対の端部におけるナノワイヤか
ら機械的に引き去り、分離させると同時に、他方の端部
を例えば、半田接合により所望の回路パッドに強力に接
合させておくことができる。この別法を使用する場合、
基板−ナノワイヤ界面における接合力は、ナノワイヤ−
パッド界面における接合力よりも大幅に低くなければな
らない。例えば、石英基板上に成長されたカーボンナノ
チューブは比較的低い接合力を有し、弱い機械力を使用
することにより基板から容易に分離させることができ
る。
解性基板を使用する代わりに、非溶解性基板又はその後
の加工中の溶解処理に依拠しない溶解性基板を使用する
ことができる。基板は一対の端部におけるナノワイヤか
ら機械的に引き去り、分離させると同時に、他方の端部
を例えば、半田接合により所望の回路パッドに強力に接
合させておくことができる。この別法を使用する場合、
基板−ナノワイヤ界面における接合力は、ナノワイヤ−
パッド界面における接合力よりも大幅に低くなければな
らない。例えば、石英基板上に成長されたカーボンナノ
チューブは比較的低い接合力を有し、弱い機械力を使用
することにより基板から容易に分離させることができ
る。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
便利な垂直相互接続に好適な自立性ユニットとして形成
することができる概ね等しい長さのナノワイヤ及びこの
ようなナノワイヤを用いて垂直に相互接続された回路デ
バイスを得ることができる。
便利な垂直相互接続に好適な自立性ユニットとして形成
することができる概ね等しい長さのナノワイヤ及びこの
ようなナノワイヤを用いて垂直に相互接続された回路デ
バイスを得ることができる。
【図1】基板上に成長されたナノワイヤの様々な形状を
示す模式図であり、(A)はランダムな方向に成長した
ナノワイヤを示し、(B)は縺れた状態で成長したナノ
ワイヤを示し、(C)は垂直方向に平行に成長した不均
一な長さを有するナノワイヤを示し、(D)は等長化さ
れたナノワイヤを示す。
示す模式図であり、(A)はランダムな方向に成長した
ナノワイヤを示し、(B)は縺れた状態で成長したナノ
ワイヤを示し、(C)は垂直方向に平行に成長した不均
一な長さを有するナノワイヤを示し、(D)は等長化さ
れたナノワイヤを示す。
【図2】垂直の相互接続されるデバイスを製造するのに
有用な溶解性基板上に成長されたナノワイヤを示す模式
図である。
有用な溶解性基板上に成長されたナノワイヤを示す模式
図である。
【図3】ナノワイヤを概ね同じ長さに等長化させる方法
の一例を示す模式図であり、(A)は犠牲層を堆積させ
るステップを示し、(B)は犠牲層を堆積させた状態を
示し、(C)は等長化させた状態を示し、(D)は犠牲
層を除去した状態を示す。
の一例を示す模式図であり、(A)は犠牲層を堆積させ
るステップを示し、(B)は犠牲層を堆積させた状態を
示し、(C)は等長化させた状態を示し、(D)は犠牲
層を除去した状態を示す。
【図4】ナノワイヤに金属被膜を被着させた様々な形状
を示す模式図であり。(A)ナノワイヤの片側に金属被
膜を照準線蒸着させた状態を示し、(B)はナノワイヤ
の先端部に金属被膜を被着させた状態を示し、(C)は
ナノワイヤの全面に金属被膜を被着させた状態を示す。
を示す模式図であり。(A)ナノワイヤの片側に金属被
膜を照準線蒸着させた状態を示し、(B)はナノワイヤ
の先端部に金属被膜を被着させた状態を示し、(C)は
ナノワイヤの全面に金属被膜を被着させた状態を示す。
【図5】ナノワイヤを基板に接合させ、垂直相互接続を
形成する方法の一例を示す模式図であり、(A)は逆さ
ま状態のナノワイヤを接点パッドに対面させた状態を示
し、(B)はナノワイヤを接点パッドに接合させた状態
を示し、(C)は基板を除去した状態を示し、(D)は
上向きのナノワイヤに対して接点パッドを対面させた状
態を示し、(E)は接点パッド同士をナノワイヤで垂直
に相互接続させた状態を示す。
形成する方法の一例を示す模式図であり、(A)は逆さ
ま状態のナノワイヤを接点パッドに対面させた状態を示
し、(B)はナノワイヤを接点パッドに接合させた状態
を示し、(C)は基板を除去した状態を示し、(D)は
上向きのナノワイヤに対して接点パッドを対面させた状
態を示し、(E)は接点パッド同士をナノワイヤで垂直
に相互接続させた状態を示す。
【図6】複合ナノワイヤを用いて垂直に相互接続された
デバイスを示す模式図である。
デバイスを示す模式図である。
4a 金属カーボンナノチューブ 4b 半導体ワイヤ 10,10’ 基板 11 基板表面 12,12a,12b,12a’,12b’ 接点パッ
ド 14,14’,14” ナノワイヤ 16a〜16g 上部部分 22 溶解性基板 23 電源 24 アノード 25 電解質浴 26 触媒核形成層 30 犠牲層 34 余分な長さ部分 36,36’ 金属被膜(半田材料) 38,38’ 半田材料
ド 14,14’,14” ナノワイヤ 16a〜16g 上部部分 22 溶解性基板 23 電源 24 アノード 25 電解質浴 26 触媒核形成層 30 犠牲層 34 余分な長さ部分 36,36’ 金属被膜(半田材料) 38,38’ 半田材料
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C01B 31/02 101 C23C 16/26 C23C 16/26 H01L 23/52 C (71)出願人 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Je rsey 07974−0636U.S.A. (72)発明者 ウォルター エル ブラウン アメリカ合衆国、07922 ニュージャージ ー、バークレー ハイツ、ケンブリッジ ドライブ 138 (72)発明者 スンゴ ジン アメリカ合衆国、07946 ニュージャージ ー、ミリントン、スカイライン ドライブ 145 (72)発明者 ウェイ ズ アメリカ合衆国、07059 ニュージャージ ー、ウォーレン、シューマン テラス 4 Fターム(参考) 4G046 CA02 CB01 CC06 CC08 4K030 AA09 BA27 BB00 DA02 DA08 JA01 5E344 AA01 AA22 BB02 BB06 CD13 CD14 DD02 DD05 EE11 EE21
Claims (24)
- 【請求項1】 少なくとも2つの回路層と、該少なくと
も2つの回路層間に配置され、かつ、該少なくとも2つ
の回路層を電気的に相互接続する、複数の概ね等しい長
さのナノワイヤとからなる回路デバイスを有することを
特徴とする製品。 - 【請求項2】 前記複数のナノワイヤの各々の直径が5
00nm未満である、ことを特徴とする請求項1に記載
の製品。 - 【請求項3】 前記複数のナノワイヤの各々が概ね垂直
に整列されている、ことを特徴とする請求項1に記載の
製品。 - 【請求項4】 少なくとも2つの回路層と、垂直に配置
され、かつ、該少なくとも2つの回路層を電気的に相互
接続する複数の概ね平行で等しい長さのナノワイヤから
なる回路デバイスを有し、前記複数のナノワイヤの各々
の直径が500nm未満であり、前記複数のナノワイヤ
の各々は、金属半田接合により、前記少なくとも2つの
回路層のうちの一方に接合されていることを特徴とする
製品。 - 【請求項5】 前記複数のナノワイヤは外部応力に関連
する信頼性問題を避けるための機械的コンプライアンシ
ーを示す、ことを特徴とする請求項4に記載の製品。 - 【請求項6】 前記複数のナノワイヤはカーボンナノチ
ューブ、半導体ナノチューブ及び金属類、合金類、酸化
物類、窒化物類、ホウ化物類又は混合セラミックスのう
ちの少なくとも1種類から形成されたナノワイヤからな
る群から選択される、ことを特徴とする請求項4に記載
の製品。 - 【請求項7】 前記ナノワイヤのうちの任意の1本の長
さが前記複数のナノワイヤの全ての平均長さから20%
未満まで逸脱する、ことを特徴とする請求項4に記載の
製品。 - 【請求項8】 前記複数のナノワイヤのうちの少なくと
も1本は、その長さに沿って存在するヘテロ接合を有す
る複合ナノワイヤからなる、ことを特徴とする請求項4
に記載の製品。 - 【請求項9】 (a)基板を準備するステップと、 (b)複数のナノワイヤの各々が第1の露出端部と、前記
基板に結合された第2の端部とを有するように、複数の
ナノワイヤを前記基板上に成長させるステップと、 (c)前記複数のナノワイヤの各々の長さが概ね等しくな
るように、前記ナノワイヤの長さを等長化させるステッ
プと、 (d)前記複数のナノワイヤの前記第1の露出端部を第1
の回路層に接合させるステップと、 (e)前記複数のナノワイヤの第2の端部が露出したま
ま、前記第1の回路層に接合された前記複数のナノワイ
ヤを有する回路デバイスを形成するために、前記基板を
除去するステップとからなる、ことを特徴とする回路デ
バイスの製造方法。 - 【請求項10】 前記基板除去ステップは、前記複数の
ナノワイヤの第2の端部を前記基板から機械的に分離す
ることからなる、ことを特徴とする請求項9に記載の方
法。 - 【請求項11】 前記基板は溶解性基板からなり、前記
基板除去ステップは、前記基板を化学的に溶解すること
からなる、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項12】 (f)第2の回路層を準備するステップ
と、 (g)前記複数のナノワイヤの第2の露出端部を第2の半
田材料で被覆するステップと、 (h)垂直に相互接続された回路デバイスを形成するため
に、前記第2の露出端部を前記第2の回路層に接合させ
るステップとを更に有する、ことを特徴とする請求項9
に記載の方法。 - 【請求項13】 前記複数のナノワイヤの成長ステップ
は、触媒核形成層を前記溶解性基板上に被着させ、前記
触媒核形成層に隣接したガスを分解することからなる、
ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項14】 前記ガスは、カーボンナノチューブが
前記溶解性基板上で成長するように、炭化水素含有ガス
からなる、ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 (i)前記複数のナノワイヤの第1及び
第2の露出端部のうちの少なくとも一方に半田材料を被
覆するステップを更に有する、ことを特徴とする請求項
9に記載の方法。 - 【請求項16】 前記半田材料を、蒸着により、前記複
数のナノワイヤの第1及び第2の露出端部のうちの少な
くとも一方に塗布し、その際、前記半田材料の前記複数
のナノワイヤへの均一塗布を促進するために、前記溶解
性基板を回転させる、ことを特徴とする請求項15に記
載の方法。 - 【請求項17】 前記第1及び第2の回路層は各々、複
数の接点パッドを有し、半田材料層を前記第1及び第2
の回路層上の各接点パッドに塗布し、前記複数のナノワ
イヤの第1及び第2の端部を前記接点パッドへ接合させ
る、ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 【請求項18】 前記第1の露出端部を前記第1の回路
層へ接合させるために使用される第1の半田材料は第1
の半田付け温度を有し、前記第2の露出端部を前記第2
の回路層へ接合させるために使用される第2の半田材料
は第2の半田付け温度を有し、前記第2の半田付け温度
は前記第1の半田付け温度よりも低い、ことを特徴とす
る請求項17に記載の方法。 - 【請求項19】 前記ナノワイヤの長さを等長化させる
ステップは、 (i)前記溶解性基板に結合された前記複数のナノワイヤ
を概ね均一な厚さの犠牲材料層中に部分的に埋め込み、
それによりナノワイヤの余分な長さ部分を前記犠牲材料
から突出させるステップと、 (ii)前記ナノワイヤの余分な長さ部分を除去するステッ
プと、 (iii)前記犠牲材料を除去するステップとからなる、こ
とを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項20】 前記犠牲材料層の前記溶解性基板への
接着力を高めるために使用される、前記溶解性基板と前
記触媒核形成層との間に間挿された導電性下地層を更に
有する、ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 【請求項21】 前記犠牲材料は電気メッキにより被着
される、ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 【請求項22】 前記犠牲材料層の厚さは約1〜100
μmの範囲内である、ことを特徴とする請求項19に記
載の方法。 - 【請求項23】 前記複数のナノワイヤの平均直径は2
00nm未満であり、半導体p−n接合及びトンネル接
合のうちの少なくとも一方を含有する、ことを特徴とす
る請求項1に記載の製品。 - 【請求項24】 請求項1による垂直に相互接続された
ナノワイヤ整流ダイオードデバイスのアレーからなる製
品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000324945A JP2002141633A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 垂直にナノ相互接続された回路デバイスからなる製品及びその製造方法 |
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JP2000324945A JP2002141633A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 垂直にナノ相互接続された回路デバイスからなる製品及びその製造方法 |
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JP2002141633A true JP2002141633A (ja) | 2002-05-17 |
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Cited By (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003221664A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-08-08 | Korea Inst Of Science & Technology | 金属ナノ線の製造方法 |
JP2004140288A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-13 | Nishizumi Hiroshi | 電極、電極製造装置、電極の製造方法、及び熱発電装置 |
WO2004046021A1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-06-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dispersion of nanowires of semiconductor material |
JP2004527905A (ja) * | 2001-03-14 | 2004-09-09 | ユニバーシティー オブ マサチューセッツ | ナノ製造 |
WO2005007571A1 (ja) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Norio Akamatsu | カーボンナノチューブ製造装置及びカーボンナノチューブ製造方法 |
JP2005039228A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子デバイス、磁気抵抗効果素子、および磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッド、記録再生装置、メモリ素子、メモリアレイ、および電子デバイスの製造方法および磁気抵抗効果素子の製造方法 |
WO2005067059A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | 整流素子およびそれを用いた電子回路、並びに整流素子の製造方法 |
JP2005532181A (ja) * | 2002-07-08 | 2005-10-27 | ビーティージー・インターナショナル・リミテッド | ナノ構造体およびその製造方法 |
JP2005322646A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Samsung Sdi Co Ltd | Cnt電界放出素子の製造方法 |
JP2006179487A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Palo Alto Research Center Inc | 垂直方向に配列されたナノロッドおよびその配列への電気接点をつくるためのシステムおよび方法 |
JP2007501525A (ja) * | 2003-08-04 | 2007-01-25 | ナノシス・インコーポレイテッド | ナノワイヤ複合体およびこれらに由来する電子基板を作製するためのシステムおよび方法 |
KR100702531B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2007-04-02 | 전자부품연구원 | 나노와이어 소자 및 제조방법 |
JP2007096315A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Agere Systems Inc | フリップチップ半導体デバイス用はんだバンプ構造およびその製造方法 |
JP2007509831A (ja) * | 2003-10-13 | 2007-04-19 | セントレ ナシオナル デ ラ ルシェルシェ シエンティフィーク セエヌエールエス | ナノスケール繊維構造の合成方法およびその繊維構造を含む電子機器コンポーネント |
JP2007516093A (ja) * | 2003-09-25 | 2007-06-21 | ナノシス・インク. | ナノ構造を沈着、配向させる方法、装置及び組成物 |
JP2007529740A (ja) * | 2004-03-17 | 2007-10-25 | コリア インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー | ナノワイヤ支援レーザー脱離/イオン化質量分析 |
JP2007531243A (ja) * | 2003-07-07 | 2007-11-01 | ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー | ナノチューブ領域を用いて熱ヒートシンク作用を補助する電子デバイス及びその製造方法 |
US7301779B2 (en) | 2001-06-06 | 2007-11-27 | Infineon Technologies Ag | Electronic chip and electronic chip assembly |
JP2008210954A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Fujitsu Ltd | カーボンナノチューブバンプ構造体とその製造方法、およびこれを用いた半導体装置 |
JP2008258547A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008306090A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP2009123941A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Fujitsu Ltd | 電子部品及びその製造方法 |
JP2009523315A (ja) * | 2005-12-22 | 2009-06-18 | インテル コーポレイション | ナノ構造をベースとしたパッケージの相互接続 |
JP2009267419A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Qinghua Univ | 熱界面材料の製造方法 |
US7830009B2 (en) | 2005-03-17 | 2010-11-09 | Fujitsu Limited | Semiconductor package and method of manufacturing the same |
JP2011501725A (ja) * | 2007-09-12 | 2011-01-13 | スモルテック アーベー | ナノ構造体による隣接層の接続および接合 |
JP2011258969A (ja) * | 2004-01-29 | 2011-12-22 | International Business Maschines Corporation | 垂直型ナノチューブ半導体デバイス構造体の形成方法 |
JP2012162437A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-08-30 | Nitto Denko Corp | 繊維状柱状構造体集合体および放熱部材 |
JP2012238916A (ja) * | 2008-03-18 | 2012-12-06 | Fujitsu Ltd | シート状構造体及びその製造方法、並びに電子機器及びその製造方法 |
JP2013501379A (ja) * | 2009-08-04 | 2013-01-10 | レイセオン カンパニー | ナノチューブの熱インターフェース構造 |
JP2013504509A (ja) * | 2009-09-14 | 2013-02-07 | フォームファクター, インコーポレイテッド | カーボンナノチューブカラムと、カーボンナノチューブカラムをプローブとして作成及び使用する方法 |
US8749979B2 (en) | 2008-03-18 | 2014-06-10 | Fujitsu Limited | Sheet structure and method of manufacturing sheet structure |
JP2014520052A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-08-21 | カウンシル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | SiNWアレイ上垂直配向型CNTの無触媒合成 |
JP2015048291A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-03-16 | 長野県 | 被覆カーボンナノチューブの製造方法 |
US9017636B2 (en) | 2003-06-30 | 2015-04-28 | Fujitsu Limited | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2015530961A (ja) * | 2012-07-11 | 2015-10-29 | カーバイス ナノテクノロジーズ, インコーポレイテッド | 多層基板に形成されたカーボンナノチューブの垂直配向アレイ |
JP2015203003A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | ツィンファ ユニバーシティ | カーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法 |
JP2015226061A (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電子包装組立体のための相互接続デバイス |
EP2909865A4 (en) * | 2012-10-19 | 2016-10-26 | Georgia Tech Res Inst | MULTILAYER COATINGS ON LOCATED CARBON NANOTRY ASSEMBLIES |
JP2017019102A (ja) * | 2006-05-19 | 2017-01-26 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | ナノ構造強化された複合体およびナノ構造強化方法 |
JP2018181957A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | 富士通株式会社 | 撮像素子及び撮像装置 |
US10195797B2 (en) | 2013-02-28 | 2019-02-05 | N12 Technologies, Inc. | Cartridge-based dispensing of nanostructure films |
US10350837B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-07-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Composite articles comprising non-linear elongated nanostructures and associated methods |
US10399316B2 (en) | 2006-05-19 | 2019-09-03 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanostructure-reinforced composite articles and methods |
US10857575B2 (en) | 2017-02-27 | 2020-12-08 | Nanovation Partners LLC | Shelf-life-improved nanostructured implant systems and methods |
JP2021503185A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | ナノワイヤード ゲーエムベーハー | 2つの構成要素を結合するための方法及び結合装置、並びに2つの結合された構成要素の配置 |
US11031657B2 (en) | 2017-11-28 | 2021-06-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Separators comprising elongated nanostructures and associated devices and methods, including devices and methods for energy storage and/or use |
US11760848B2 (en) | 2017-09-15 | 2023-09-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Low-defect fabrication of composite materials |
-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000324945A patent/JP2002141633A/ja active Pending
Cited By (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004527905A (ja) * | 2001-03-14 | 2004-09-09 | ユニバーシティー オブ マサチューセッツ | ナノ製造 |
US7301779B2 (en) | 2001-06-06 | 2007-11-27 | Infineon Technologies Ag | Electronic chip and electronic chip assembly |
JP2003221664A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-08-08 | Korea Inst Of Science & Technology | 金属ナノ線の製造方法 |
JP2005532181A (ja) * | 2002-07-08 | 2005-10-27 | ビーティージー・インターナショナル・リミテッド | ナノ構造体およびその製造方法 |
JP2004140288A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-13 | Nishizumi Hiroshi | 電極、電極製造装置、電極の製造方法、及び熱発電装置 |
WO2004046021A1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-06-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dispersion of nanowires of semiconductor material |
JP2005039228A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子デバイス、磁気抵抗効果素子、および磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッド、記録再生装置、メモリ素子、メモリアレイ、および電子デバイスの製造方法および磁気抵抗効果素子の製造方法 |
US9017636B2 (en) | 2003-06-30 | 2015-04-28 | Fujitsu Limited | Manufacturing method of semiconductor device |
US9564589B2 (en) | 2003-06-30 | 2017-02-07 | Fujitsu Limited | Forming method and forming apparatus of carbon nanotubes |
JP2007531243A (ja) * | 2003-07-07 | 2007-11-01 | ゲルコアー リミテッド ライアビリティ カンパニー | ナノチューブ領域を用いて熱ヒートシンク作用を補助する電子デバイス及びその製造方法 |
JP4754483B2 (ja) * | 2003-07-07 | 2011-08-24 | ルミネイション リミテッド ライアビリティ カンパニー | ナノチューブ領域を用いて熱ヒートシンク作用を補助する電子デバイス及びその製造方法 |
WO2005007571A1 (ja) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Norio Akamatsu | カーボンナノチューブ製造装置及びカーボンナノチューブ製造方法 |
JP2007501525A (ja) * | 2003-08-04 | 2007-01-25 | ナノシス・インコーポレイテッド | ナノワイヤ複合体およびこれらに由来する電子基板を作製するためのシステムおよび方法 |
JP2007516093A (ja) * | 2003-09-25 | 2007-06-21 | ナノシス・インク. | ナノ構造を沈着、配向させる方法、装置及び組成物 |
JP4927542B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2012-05-09 | ナノシス・インク. | ナノ構造を沈着、配向させる方法、装置及び組成物 |
JP2007509831A (ja) * | 2003-10-13 | 2007-04-19 | セントレ ナシオナル デ ラ ルシェルシェ シエンティフィーク セエヌエールエス | ナノスケール繊維構造の合成方法およびその繊維構造を含む電子機器コンポーネント |
WO2005067059A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | 整流素子およびそれを用いた電子回路、並びに整流素子の製造方法 |
KR100861522B1 (ko) * | 2003-12-26 | 2008-10-02 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | 정류 소자 및 그것을 사용한 전자 회로, 및 정류 소자의제조 방법 |
JP2011258969A (ja) * | 2004-01-29 | 2011-12-22 | International Business Maschines Corporation | 垂直型ナノチューブ半導体デバイス構造体の形成方法 |
JP2007529740A (ja) * | 2004-03-17 | 2007-10-25 | コリア インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー | ナノワイヤ支援レーザー脱離/イオン化質量分析 |
JP2005322646A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Samsung Sdi Co Ltd | Cnt電界放出素子の製造方法 |
JP2006179487A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Palo Alto Research Center Inc | 垂直方向に配列されたナノロッドおよびその配列への電気接点をつくるためのシステムおよび方法 |
US8293577B2 (en) | 2005-03-17 | 2012-10-23 | Fujitsu Limited | Semiconductor package and method of manufacturing the same |
US7830009B2 (en) | 2005-03-17 | 2010-11-09 | Fujitsu Limited | Semiconductor package and method of manufacturing the same |
JP2007096315A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Agere Systems Inc | フリップチップ半導体デバイス用はんだバンプ構造およびその製造方法 |
JP2009523315A (ja) * | 2005-12-22 | 2009-06-18 | インテル コーポレイション | ナノ構造をベースとしたパッケージの相互接続 |
KR100702531B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2007-04-02 | 전자부품연구원 | 나노와이어 소자 및 제조방법 |
US11787691B2 (en) | 2006-05-19 | 2023-10-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Continuous process for the production of nanostructures including nanotubes |
JP2017019102A (ja) * | 2006-05-19 | 2017-01-26 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | ナノ構造強化された複合体およびナノ構造強化方法 |
US10399316B2 (en) | 2006-05-19 | 2019-09-03 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanostructure-reinforced composite articles and methods |
US10906285B2 (en) | 2006-05-19 | 2021-02-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanostructure-reinforced composite articles and methods |
US10265683B2 (en) | 2006-05-19 | 2019-04-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Continuous process for the production of nanostructures including nanotubes |
US11458718B2 (en) | 2006-05-19 | 2022-10-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanostructure-reinforced composite articles and methods |
JP2008210954A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Fujitsu Ltd | カーボンナノチューブバンプ構造体とその製造方法、およびこれを用いた半導体装置 |
JP2008258547A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008306090A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP2014177398A (ja) * | 2007-09-12 | 2014-09-25 | Smoltek Ab | ナノ構造体による隣接層の接続および接合 |
JP2011501725A (ja) * | 2007-09-12 | 2011-01-13 | スモルテック アーベー | ナノ構造体による隣接層の接続および接合 |
JP2009123941A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Fujitsu Ltd | 電子部品及びその製造方法 |
US8749979B2 (en) | 2008-03-18 | 2014-06-10 | Fujitsu Limited | Sheet structure and method of manufacturing sheet structure |
JP2012238916A (ja) * | 2008-03-18 | 2012-12-06 | Fujitsu Ltd | シート状構造体及びその製造方法、並びに電子機器及びその製造方法 |
TWI394826B (zh) * | 2008-04-28 | 2013-05-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 奈米碳管複合材料的製備方法 |
JP2009267419A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Qinghua Univ | 熱界面材料の製造方法 |
JP2013501379A (ja) * | 2009-08-04 | 2013-01-10 | レイセオン カンパニー | ナノチューブの熱インターフェース構造 |
JP2013504509A (ja) * | 2009-09-14 | 2013-02-07 | フォームファクター, インコーポレイテッド | カーボンナノチューブカラムと、カーボンナノチューブカラムをプローブとして作成及び使用する方法 |
JP2012162437A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-08-30 | Nitto Denko Corp | 繊維状柱状構造体集合体および放熱部材 |
JP2014520052A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-08-21 | カウンシル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ | SiNWアレイ上垂直配向型CNTの無触媒合成 |
JP2015530961A (ja) * | 2012-07-11 | 2015-10-29 | カーバイス ナノテクノロジーズ, インコーポレイテッド | 多層基板に形成されたカーボンナノチューブの垂直配向アレイ |
EP2909865A4 (en) * | 2012-10-19 | 2016-10-26 | Georgia Tech Res Inst | MULTILAYER COATINGS ON LOCATED CARBON NANOTRY ASSEMBLIES |
US10195797B2 (en) | 2013-02-28 | 2019-02-05 | N12 Technologies, Inc. | Cartridge-based dispensing of nanostructure films |
JP2015048291A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-03-16 | 長野県 | 被覆カーボンナノチューブの製造方法 |
JP2015203003A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | ツィンファ ユニバーシティ | カーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法 |
JP2015226061A (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電子包装組立体のための相互接続デバイス |
US10350837B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-07-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Composite articles comprising non-linear elongated nanostructures and associated methods |
US10857575B2 (en) | 2017-02-27 | 2020-12-08 | Nanovation Partners LLC | Shelf-life-improved nanostructured implant systems and methods |
JP2018181957A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | 富士通株式会社 | 撮像素子及び撮像装置 |
US11760848B2 (en) | 2017-09-15 | 2023-09-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Low-defect fabrication of composite materials |
JP2021503185A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | ナノワイヤード ゲーエムベーハー | 2つの構成要素を結合するための方法及び結合装置、並びに2つの結合された構成要素の配置 |
JP7219773B2 (ja) | 2017-11-14 | 2023-02-08 | ナノワイヤード ゲーエムベーハー | 2つの構成要素を結合するための方法及び結合装置、並びに2つの結合された構成要素の配置 |
US11031657B2 (en) | 2017-11-28 | 2021-06-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Separators comprising elongated nanostructures and associated devices and methods, including devices and methods for energy storage and/or use |
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