JP2006086259A - Method for forming tunnel junction - Google Patents

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哲 鈴木
Yoshihiro Kobayashi
慶裕 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a tunnel junction easily at a predetermined part of a carbon nanotube. <P>SOLUTION: A silicon substrate 101 is carried into the processing chamber of a predetermined electron beam exposure system and a desired region of a carbon nanotube 103 is irradiated with an electron beam 110. The electron beam 110 is a focusing electron beam having an acceleration voltage of 1 kV and an exposure of 1×10<SP>17</SP>/cm<SP>2</SP>(1.6×10<SP>-2</SP>C/cm<SP>2</SP>). A defective portion 106 is formed at a part of the carbon nanotube 103 irradiated with the electron beam. The defective portion 106 formed in the carbon nanotube 103 through irradiation with electron beam acts as a tunnel junction and as a Coulomb barrier. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カーボンナノチューブを構成の一部として用いた素子に適用できるトンネル接合の形成方法に関する。   The present invention relates to a tunnel junction forming method that can be applied to an element using carbon nanotubes as a part of its structure.

カーボンナノチューブは、よく知られているように、ナノメートルオーダの極めて微細な直径を有する円筒状の構造体であり、また電気的及び機械的に優れた特性を有している。このため、単電子トランジスタなどの微細な電子素子への応用が期待されている。単電子トランジスタは、一般に、ソース及びドレイン電極、2つの微小トンネル接合、2つの微小トンネル接合に挟まれた量子ドット、絶縁体を挟んで量子ドットに接合されるゲート電極から構成されている。従って、カーボンナノチューブの単電子トランジスタへの応用では、素子中に、トンネル接合を形成する技術が重要となる。   As is well known, the carbon nanotube is a cylindrical structure having a very fine diameter on the order of nanometers, and has excellent electrical and mechanical properties. Therefore, application to fine electronic devices such as single-electron transistors is expected. A single electron transistor is generally composed of a source and drain electrodes, two micro tunnel junctions, quantum dots sandwiched between two micro tunnel junctions, and a gate electrode joined to the quantum dots with an insulator interposed therebetween. Therefore, in the application of carbon nanotubes to single-electron transistors, a technique for forming a tunnel junction in the element is important.

ここで、現在主に用いられている、カーボンナノチューブを用いた単電子トランジスタの製造方法について説明する。まず、シリコン基板の上に酸化膜が形成された状態とし、所定の方法により、酸化膜の上に分散配置された状態に複数のカーボンナノチューブが形成された状態とする。ついで、走査型電子顕微鏡や原子間力顕微鏡などによる観察により、素子作製に適当な孤立したカーボンナノチューブを探す。次に、公知のリソグラフィー技術とエッチング技術などにより、探し出したカーボンナノチューブに接続するように、ソース・ドレイン電極が形成された状態とする。   Here, a method of manufacturing a single-electron transistor using carbon nanotubes that is mainly used at present will be described. First, an oxide film is formed on a silicon substrate, and a plurality of carbon nanotubes are formed in a state of being dispersedly arranged on the oxide film by a predetermined method. Next, an isolated carbon nanotube suitable for device fabrication is searched for by observation with a scanning electron microscope or an atomic force microscope. Next, a source / drain electrode is formed so as to be connected to the found carbon nanotube by a known lithography technique and etching technique.

このように形成した素子の一部が、単電子トランジスタとして動作する。カーボンナノチューブを用いた単電子トランジスタでは、ソース・ドレイン電極とナノチューブとの間にトンネル接合が形成され、これらのトンネル接合がクーロン障壁として作用するため、単電子トランジスタとして動作するものと考えられている(非特許文献1参照)。   Part of the element thus formed operates as a single electron transistor. In single-electron transistors using carbon nanotubes, tunnel junctions are formed between the source / drain electrodes and the nanotubes, and these tunnel junctions act as Coulomb barriers, and are considered to operate as single-electron transistors. (Refer nonpatent literature 1).

また、次に示すようにカーボンナノチューブを用いた単電子トランジスタの製造方法も提案されている。まず、基板の上に形成したナノチューブに、水素エッチングにより欠陥を導入する。この後、トンネル接合として作用しない良好なオーミック特性を示す電極をナノチューブ上にリソグラフィーにより形成する。この製造方法によれば、前述した方法に比較して、歩留りが改善する(非特許文献2参照)。   In addition, a method for manufacturing a single-electron transistor using carbon nanotubes has been proposed as shown below. First, defects are introduced into the nanotubes formed on the substrate by hydrogen etching. Thereafter, an electrode having good ohmic characteristics that does not act as a tunnel junction is formed on the nanotube by lithography. According to this manufacturing method, the yield is improved as compared with the above-described method (see Non-Patent Document 2).

水素エッチングによりナノチューブに形成された欠陥が、トンネル接合として作用するため、上述した方法により作製した素子が、単電子トランジスタとして機能するものと考えられている。上述した方法によれば、ソース・ドレイン電極の間隔よりも小さな量子ドットをナノチューブ中に形成することが可能となり、従って、単電子トランジスタとしての動作温度が向上する。   Since defects formed in the nanotube by hydrogen etching act as a tunnel junction, it is considered that an element manufactured by the above-described method functions as a single electron transistor. According to the method described above, quantum dots smaller than the distance between the source and drain electrodes can be formed in the nanotube, and thus the operating temperature as a single electron transistor is improved.

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
K.Ishibashi et al."Quantum Dots in Carbon Nonotubes", Japanese Journal of Applied Physics Vol.39, pp.7053-7057, (2000). 鳥越他、「In situ 水素エッチングによるカーボンナノチューブへの欠陥導入」、2004年春季第51回応用物理学関係連合講演会、講演予稿集28a−ZX−5.
The applicant has not yet found prior art documents related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in this specification.
K. Ishibashi et al. "Quantum Dots in Carbon Nonotubes", Japanese Journal of Applied Physics Vol.39, pp.7053-7057, (2000). Torigoe et al., “Introduction of defects into carbon nanotubes by in situ hydrogen etching”, Spring 51st Joint Lecture on Applied Physics in Spring 2004, Proceedings 28a-ZX-5.

しかしながら、非特許文献1の方法では、トンネル接合の形成される場所が電極部との接合部分に限られ、任意の場所にトンネル接合を作製することができない。上述したソース・ドレイン電極の間隔は、既存のリソグラフィー技術で作製可能な範囲となるため、2つのトンネル接合に挟まれた量子ドットの大きさは、既存のリソグラフィー技術で決定される2つの電極間隔以下には小さくできない。このように、上述した方法により作製した単電子トランジスタでは、量子ドットがあまり小さくできず、素子の動作温度は低温に限られる。加えて、上述した製造方法では、高い歩留りが得られにくい。   However, in the method of Non-Patent Document 1, the place where the tunnel junction is formed is limited to the junction portion with the electrode part, and the tunnel junction cannot be produced at an arbitrary place. Since the distance between the source and drain electrodes described above is within a range that can be manufactured by the existing lithography technique, the size of the quantum dot sandwiched between the two tunnel junctions is determined by the distance between the two electrodes determined by the existing lithography technique. It cannot be made smaller. Thus, in the single electron transistor manufactured by the method described above, the quantum dots cannot be made very small, and the operating temperature of the element is limited to a low temperature. In addition, in the manufacturing method described above, it is difficult to obtain a high yield.

また、非特許文献2の方法では、欠陥はナノチューブ中の不特定の場所にランダムに発生するため、ナノチューブの任意の場所にトンネル接合を形成することはできない。従ってデバイスの設計には大きな制約を受ける。また、水素エッチングでは、水素という反応性ガスを用いるため、保安設備に経費がかかるという問題がある。   Further, according to the method of Non-Patent Document 2, defects are randomly generated at unspecified locations in the nanotube, so that a tunnel junction cannot be formed at an arbitrary location of the nanotube. Therefore, the device design is greatly restricted. In addition, since hydrogen etching uses a reactive gas called hydrogen, there is a problem that safety equipment is expensive.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、カーボンナノチューブの所定の箇所に、容易にトンネル接合が形成できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to allow a tunnel junction to be easily formed at a predetermined location of a carbon nanotube.

本発明に係るトンネル接合の形成方法は、基板の上にカーボンナノチューブが形成された状態とする第1工程と、カーボンナノチューブに加速電圧が高々86kVの所定の加速電圧の電子線を照射して欠陥が形成された状態とする第2工程とを少なくとも備えるようにしたものである。電子線の照射により形成された欠陥は、トンネル接合となる。   The method for forming a tunnel junction according to the present invention includes a first step in which carbon nanotubes are formed on a substrate, and irradiating the carbon nanotubes with an electron beam having a predetermined acceleration voltage of at most 86 kV. At least a second step in which the is formed. A defect formed by electron beam irradiation becomes a tunnel junction.

上記トンネル接合の形成方法において、支燃性ガスを含む雰囲気でカーボンナノチューブを所定の温度に加熱することで、電子照射された領域により効率よくトンネル接合が形成されるようにしてもよい。この処理は、例えば、酸素を含む雰囲気でカーボンナノチューブを350〜500℃に加熱するようにすればよい。また、上記トンネル接合の形成方法では、所定の加速電圧は、高々30kVであればよく、特に、所定の加速電圧は、500V〜3kVの範囲であれば特によい。   In the tunnel junction forming method, the carbon nanotube may be heated to a predetermined temperature in an atmosphere containing a combustion-supporting gas so that the tunnel junction can be efficiently formed in the region irradiated with electrons. In this treatment, for example, the carbon nanotubes may be heated to 350 to 500 ° C. in an atmosphere containing oxygen. In the tunnel junction forming method, the predetermined acceleration voltage may be at most 30 kV, and particularly preferably the predetermined acceleration voltage is in the range of 500 V to 3 kV.

以上説明したように、本発明によれば、加速電圧が86kV以下の所定の加速電圧の電子線を照射して所望とする領域のカーボンナノチューブに欠陥が生成された状態としたので、カーボンナノチューブの所定の箇所に、容易にトンネル接合が形成できるようになるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, a defect is generated in a carbon nanotube in a desired region by irradiating an electron beam having a predetermined acceleration voltage with an acceleration voltage of 86 kV or less. An excellent effect is obtained in that a tunnel junction can be easily formed at a predetermined location.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態におけるトンネル接合の形成方法例を示す工程図である、図1では、トンネル接合を用いた電子素子(単電子トランジスタ)の製造方法を例にしている。まず図1(a)に示すように、シリコン基板101の上に所定の膜厚の酸化シリコンからなる絶縁層102が形成された状態とし、絶縁層102の上に、カーボンナノチューブ103が形成された状態とする。次に、図1(b)に示すように、絶縁層102の上に所定の間隔で離間し、かつカーボンナノチューブ103に一部がオーミック接続するソース電極104及びドレイン電極105が形成された状態とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process diagram showing an example of a method for forming a tunnel junction according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of a method for manufacturing an electronic element (single electron transistor) using a tunnel junction. First, as shown in FIG. 1A, an insulating layer 102 made of silicon oxide having a predetermined thickness is formed on a silicon substrate 101, and a carbon nanotube 103 is formed on the insulating layer 102. State. Next, as shown in FIG. 1B, the source electrode 104 and the drain electrode 105 are formed on the insulating layer 102 so as to be spaced apart from each other at a predetermined interval and partially connected to the carbon nanotube 103 by ohmic contact. To do.

次に、シリコン基板101を所定の電子線露光装置の処理室に搬入し、図1(c)に示すように、カーボンナノチューブ103の所望の領域に、電子線110が照射された状態とする。電子線110は、加速電圧1kV、照射量が1×1017個/cm2(1.6×10-2C/cm2)の収束電子線である。なお、以降に説明するように、照射する電子線110は、加速電圧が86kV以下であればよい。この電子線照射により、図1(d)に示すように、カーボンナノチューブ103の電子線照射部に、欠陥部106が形成された状態が得られる。 Next, the silicon substrate 101 is carried into a processing chamber of a predetermined electron beam exposure apparatus, and a desired region of the carbon nanotube 103 is irradiated with the electron beam 110 as shown in FIG. The electron beam 110 is a convergent electron beam having an acceleration voltage of 1 kV and an irradiation amount of 1 × 10 17 ions / cm 2 (1.6 × 10 −2 C / cm 2 ). As will be described later, the electron beam 110 to be irradiated may have an acceleration voltage of 86 kV or less. By this electron beam irradiation, as shown in FIG. 1 (d), a state in which the defect portion 106 is formed in the electron beam irradiation portion of the carbon nanotube 103 is obtained.

上述した電子線の照射によりカーボンナノチューブ103に形成された欠陥部106は、トンネル接合(トンネル障壁)として作用し、クーロン障壁として作用する。従って、図1(d)に示す電子素子は、シリコン基板101を背面ゲート電極とした単電子トランジスタとして動作する。なお、欠陥部106は、少なくとも2つ以上の複数の欠陥であり、2つの欠陥により2つのクーロン障壁が形成され、ソース・ドレイン電極の間隔よりも小さな量子ドットがカーボンナノチューブ103中に形成された状態となる。   The defect 106 formed in the carbon nanotube 103 by the electron beam irradiation described above acts as a tunnel junction (tunnel barrier) and acts as a Coulomb barrier. Accordingly, the electronic element shown in FIG. 1D operates as a single electron transistor using the silicon substrate 101 as the back gate electrode. The defect portion 106 is a plurality of at least two or more defects, two coulomb barriers are formed by the two defects, and quantum dots smaller than the distance between the source and drain electrodes are formed in the carbon nanotube 103. It becomes a state.

図1を用いて説明した上述の形成方法によれば、カーボンナノチューブ103の所望の領域に、容易にトンネル接合が形成できるようになり、2つのクーロン障壁(量子ドット)が形成された状態が得られる。この結果、本方法によれば、より高温で動作する単電子トランジスタを、高い歩留りで容易に製造することが容易となる。また、量子ドットの形成箇所が制御できるので、素子の設計に制約を受けることない。   According to the above-described forming method described with reference to FIG. 1, a tunnel junction can be easily formed in a desired region of the carbon nanotube 103, and a state in which two Coulomb barriers (quantum dots) are formed is obtained. It is done. As a result, according to the present method, it becomes easy to easily manufacture a single electron transistor operating at a higher temperature with a high yield. In addition, since the formation location of the quantum dots can be controlled, there is no restriction on the element design.

次に、電子線照射による欠陥生成(形成)について説明する。高加速電子線を照射することで、カーボンナノチューブの構造が破壊されることがこれまでに知られている(B.W.Smith and D.E.Luzzi, "Electron irradiation effects in single wall carbon nanotubes" Journal of Applied Physics, Vol.90, No.7, pp.3509-3515, 1 October 2001.)。これは、カーボンナノチューブ内の炭素原子が高い運動エネルギーを持つ入射電子に弾き飛ばされることによるもので、ノックオン損傷といわれており、上記文献において、電子線の加速度が86kVで起こるものとされている。   Next, defect generation (formation) by electron beam irradiation will be described. It has been known that the structure of carbon nanotubes is destroyed by irradiation with highly accelerated electron beams (BWSmith and DELuzzi, "Electron irradiation effects in single wall carbon nanotubes" Journal of Applied Physics, Vol. .90, No.7, pp.3509-3515, 1 October 2001.). This is due to the carbon atom in the carbon nanotube being repelled by the incident electrons having high kinetic energy, which is said to be knock-on damage. In the above document, the acceleration of the electron beam occurs at 86 kV. .

ノックオン損傷を起こすための86kVという値は、半導体装置の製造に通常使用されている電子線描画装置で用いられる電子線の加速電圧より大きい。一般的な電子線描画装置の使用加速電圧は、1から50kVである。従って、電子線描画装置を用いてノックオン損傷を与えることはできない。これに対し、透過型電子顕微鏡では、通常の使用加速電圧が100〜400kVと、上述したノックオン損傷を起こすために十分である。しかしながら、電子顕微鏡を用いて所定の箇所のカーボンナノチューブにノックオン損傷を与えることは、実用的ではない。また、実際に、形成したカーボンナノチューブにノックオン損傷を与えるという手法は、産業上利用されていない。   The value of 86 kV for causing knock-on damage is larger than the acceleration voltage of an electron beam used in an electron beam drawing apparatus usually used for manufacturing a semiconductor device. The use acceleration voltage of a general electron beam drawing apparatus is 1 to 50 kV. Therefore, knock-on damage cannot be caused using an electron beam drawing apparatus. In contrast, in a transmission electron microscope, the normal use acceleration voltage is 100 to 400 kV, which is sufficient for causing the above-described knock-on damage. However, it is not practical to cause knock-on damage to carbon nanotubes at a predetermined location using an electron microscope. In fact, the technique of causing knock-on damage to the formed carbon nanotubes has not been utilized industrially.

上述したノックオン損傷という現象に対し、発明者らは、カーボンナノチューブに86kV以下の電子線を照射することにより、カーボンナノチューブに欠陥が生じる現象を見いだした。この現象は、最近発明者らが定量的に明らかにしたものである(福場,鈴木,神崎,本間,「低加速電子線によるカーボンナノチューブの損傷」、2004年(平成16年)春季 第51回応用物理関係連合講演会講演予稿集 第3分冊、28a−ZX−2、1665頁、2004年3月28日発行)。   In response to the phenomenon of knock-on damage described above, the inventors have found a phenomenon in which a defect is generated in a carbon nanotube by irradiating the carbon nanotube with an electron beam of 86 kV or less. This phenomenon has been recently quantitatively clarified by the inventors (Fukuba, Suzuki, Kanzaki, Honma, “damage of carbon nanotubes by low acceleration electron beam”, 2004, 2004) (The 3rd volume of the 28th Applied Physics Related Conference Lecture Proceedings, 28a-ZX-2, page 1665, published on March 28, 2004).

前述したように、ノックオン損傷は、加速電圧が86kVを超えると起こるため、86kV以下の加速電圧の電子線照射によるカーボンナノチューブの欠陥発生は、ノックオン損傷とは本質的に異なるメカニズムによるものと考えられる。この現象は、電子線照射による電子励起によって欠陥が誘起されるものと推論される。   As described above, knock-on damage occurs when the acceleration voltage exceeds 86 kV. Therefore, the occurrence of defects in carbon nanotubes by electron beam irradiation with an acceleration voltage of 86 kV or less is considered to be due to a mechanism that is essentially different from knock-on damage. . This phenomenon is inferred that defects are induced by electron excitation by electron beam irradiation.

発明者らの研究によれば、電子線の加速電圧が1kVから86kVの間では、加速電圧が小さいほどカーボンナノチューブに与える損傷は大きく、特に、30kV以下の加速電圧で、効率的にカーボンナノチューブに欠陥を与えてトンネル接合を形成することができる。また、発明者らの実験によれば、照射する電子線の加速電圧が100Vから25kVの範囲で、カーボンナノチューブに欠陥が生じることを確認しており、特に、500Vから3kVの間で、最も効率的にカーボンナノチューブに欠陥を与えることができている。また、電子線照射部に発生するに欠陥の密度は、電子線の照射量とともに増大する。   According to the researches of the inventors, when the acceleration voltage of the electron beam is between 1 kV and 86 kV, the damage to the carbon nanotube is larger as the acceleration voltage is smaller. In particular, the carbon nanotube is efficiently converted into the carbon nanotube at an acceleration voltage of 30 kV or less. A tunnel junction can be formed by giving a defect. Further, according to experiments by the inventors, it has been confirmed that defects occur in carbon nanotubes when the accelerating voltage of the irradiating electron beam is in the range of 100 V to 25 kV, and particularly in the range of 500 V to 3 kV. In particular, defects can be given to the carbon nanotubes. Moreover, the density of defects generated in the electron beam irradiation portion increases with the amount of electron beam irradiation.

なお、電子照射は、電子線描画装置内で収束電子線を用いて行う必要はなく、例えば走査型電子顕微鏡内でナノチューブ全体に電子照射を行うようにしてもよい。また、電子線を照射した後、支燃性ガスあるいは可燃性ガスを含む雰囲気でカーボンナノチューブを加熱することにより、電子線照射による欠陥部分の構造を一部破壊し、より効率よくトンネル接合を形成することができる。   The electron irradiation does not have to be performed using a convergent electron beam in the electron beam drawing apparatus. For example, the electron irradiation may be performed on the entire nanotube in a scanning electron microscope. In addition, by irradiating the electron beam and then heating the carbon nanotubes in an atmosphere containing a combustion-supporting gas or a flammable gas, the electron beam irradiation partially destroys the structure of the defective part and forms a tunnel junction more efficiently. can do.

電子線照射による欠陥が形成されたカーボンナノチューブを、支燃性ガスあるいは可燃性ガスを含む雰囲気中で加熱することで、欠陥部分が速やかにガスの成分と結合しカーボンナノチューブの構造が部分的に破壊される。一方、電子線が照射されていない欠陥のないカーボンナノチューブは化学的に強靱であるため、照射部分に比べて非常に緩やかに反応が進行する。この結果、電子線を照射した後に上述したように加熱することで、電子線の照射部分に選択的に、効率的にトンネル接合が形成された状態が得られる。   By heating a carbon nanotube with defects formed by electron beam irradiation in an atmosphere containing a combustion-supporting gas or a flammable gas, the defect portion quickly binds to a gas component, and the structure of the carbon nanotube is partially Destroyed. On the other hand, carbon nanotubes without defects that are not irradiated with an electron beam are chemically tough, and thus the reaction proceeds more slowly than the irradiated portion. As a result, by heating as described above after irradiating the electron beam, a state in which the tunnel junction is selectively and efficiently formed at the electron beam irradiated portion can be obtained.

上述した支燃性ガスとしては酸素ガスを用いればよく、従って、大気中で加熱することで、カーボンナノチューブの電子線照射の部分により効率的にトンネル接合が形成された状態が得られる。大気中で加熱する場合、加熱温度は350〜500℃程度に加熱すればよい。この温度範囲とすることで、電子線が照射されていない部分と、電子線の照射による欠陥が生成した部分との燃焼速度の差を大きくでき、より効率的にトンネル接合を形成することが可能となる。   As the above-mentioned combustion-supporting gas, oxygen gas may be used. Therefore, by heating in the atmosphere, a state in which a tunnel junction is efficiently formed by the electron beam irradiation portion of the carbon nanotube can be obtained. When heating in the atmosphere, the heating temperature may be heated to about 350 to 500 ° C. By setting this temperature range, it is possible to increase the difference in the burning rate between the part not irradiated with the electron beam and the part where the defect is generated by the electron beam irradiation, and it is possible to form the tunnel junction more efficiently. It becomes.

ところで、図1に示した素子では、シリコン基板101を背面ゲート電極として用いるようにしたが、これに限るものではなく、他の形態としてもよい。例えば、絶縁層102の上において、カーボンナノチューブ103に近設配置した電極をゲート電極として用いるようにしてもよい。また、図1では、シリコン基板を用いるようにしたが、これに限るものではなく、カーボンナノチューブの形成面にゲート電極を設ける素子構成の場合、他の絶縁基板を用いるようにしてもよいことは、いうまでもない。   By the way, in the element shown in FIG. 1, the silicon substrate 101 is used as the back gate electrode. However, the present invention is not limited to this, and other forms may be adopted. For example, an electrode disposed close to the carbon nanotube 103 on the insulating layer 102 may be used as the gate electrode. In FIG. 1, the silicon substrate is used. However, the present invention is not limited to this. In the case of an element configuration in which a gate electrode is provided on the carbon nanotube formation surface, another insulating substrate may be used. Needless to say.

本発明の実施の形態におけるトンネル接合の形成方法例を示す工程図である。It is process drawing which shows the example of the formation method of the tunnel junction in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101…シリコン基板、102…絶縁層、103…カーボンナノチューブ、104…ソース電極、105…ドレイン電極、106…欠陥部、110…電子線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Silicon substrate, 102 ... Insulating layer, 103 ... Carbon nanotube, 104 ... Source electrode, 105 ... Drain electrode, 106 ... Defect part, 110 ... Electron beam.

Claims (5)

基板の上にカーボンナノチューブが形成された状態とする第1工程と、
前記カーボンナノチューブに加速電圧が高々86kVの所定の加速電圧の電子線を照射して欠陥が生成された状態とする第2工程と
を少なくとも備えることを特徴とするトンネル接合の形成方法。
A first step in which carbon nanotubes are formed on a substrate;
And a second step of irradiating the carbon nanotube with an electron beam having a predetermined acceleration voltage of an acceleration voltage of at most 86 kV to form a defect.
請求項1記載のトンネル接合の形成方法において、支燃性ガスを含む雰囲気で前記カーボンナノチューブを所定の温度に加熱する第3工程を備えることを特徴とするトンネル接合の形成方法。   The tunnel junction forming method according to claim 1, further comprising a third step of heating the carbon nanotube to a predetermined temperature in an atmosphere containing a combustion-supporting gas. 請求項2記載のトンネル接合の形成方法において、前記第3工程では、酸素を含む雰囲気で前記カーボンナノチューブを350〜500℃に加熱することを特徴とするトンネル接合の形成方法。   3. The tunnel junction forming method according to claim 2, wherein, in the third step, the carbon nanotubes are heated to 350 to 500 ° C. in an oxygen-containing atmosphere. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のトンネル接合の形成方法において、前記所定の加速電圧は、高々30kVであることを特徴とするトンネル接合の形成方法。   4. The tunnel junction forming method according to claim 1, wherein the predetermined acceleration voltage is at most 30 kV. 5. 請求項4記載のトンネル接合の形成方法において、前記所定の加速電圧は、500V〜3kVであることを特徴とするトンネル接合の形成方法。
5. The method for forming a tunnel junction according to claim 4, wherein the predetermined acceleration voltage is 500 V to 3 kV.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173704A (en) * 2005-12-26 2007-07-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Tunnel junction forming method and tunnel junction forming apparatus
JP2008192795A (en) * 2007-02-05 2008-08-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacturing method of carbon nanotube transistor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003026413A (en) * 2001-07-10 2003-01-29 Honda Motor Co Ltd Method for preparing carbonaceous hydrogen storage material
JP2003159700A (en) * 2001-11-22 2003-06-03 Toyota Motor Corp Method of processing carbon nanotubes
JP2004058194A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Fujikura Ltd Working process of carbon nanotube
JP2004347532A (en) * 2003-05-23 2004-12-09 Japan Science & Technology Agency Biosensor
JP2005229017A (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Japan Science & Technology Agency Single-electron transistor, field-effect transistor, sensor, and manufacturing and sensing methods thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003026413A (en) * 2001-07-10 2003-01-29 Honda Motor Co Ltd Method for preparing carbonaceous hydrogen storage material
JP2003159700A (en) * 2001-11-22 2003-06-03 Toyota Motor Corp Method of processing carbon nanotubes
JP2004058194A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Fujikura Ltd Working process of carbon nanotube
JP2004347532A (en) * 2003-05-23 2004-12-09 Japan Science & Technology Agency Biosensor
JP2005229017A (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Japan Science & Technology Agency Single-electron transistor, field-effect transistor, sensor, and manufacturing and sensing methods thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173704A (en) * 2005-12-26 2007-07-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Tunnel junction forming method and tunnel junction forming apparatus
JP2008192795A (en) * 2007-02-05 2008-08-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacturing method of carbon nanotube transistor

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