JP2007103529A - 垂直配向カーボンナノチューブを用いた電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板1の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ2と、カーボンナノチューブ2に隣接して配置された絶縁層5/第1電極4/絶縁層5からなる第1の積層電極3、第1の積層電極3に対してカーボンナノチューブ2を挟んで対向する絶縁層5/第2電極7/絶縁層5からなる第2の積層電極6とを設ける。
【選択図】 図1
Description
したがって、この点からも、 使用しない状態にある回路は、直ちに切断して、 リーク電流をカットする微小な機械的スイッチのようなものが望まれていた。
図43は、Nantero社の不揮発性メモリの概略的斜視図であり、1本のカーボンナオンチューブで構成されたワード線103とビット線105が基板101上に絶縁膜102を介して、 互いに上下に少し離れて交差するように(キャパシタを構成するように)配置されている(例えば、特許文献2参照)。
なお、ワード線103はビット線105と空間を介して交差するように支持部材104上に載置される。
しかし、この構成は基本的な概念を表すものにすぎず、具体的構成としては図44に示すものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
図45参照
まず、シリコン基板111上にSiO2 膜112を介してSiN膜を形成したのち、ストライプ状にパターニングすることによってSiN支持体113を形成し、次いで、全面にn型シリコン層を堆積したのち、上面がSiN支持体113の上面より低くなるようにエッチングしてストライプ状電極114としたのち、熱酸化を施すことによってストライプ状電極114を構成するn型シリコン層の表面に犠牲酸化膜115を形成する。
この場合、単層カーボンナノチューブが、 平面的にモジャモジャ状態(matted)にからんだ、ほぼ単層カーボンナノチューブ1層分の厚さの薄いシートとなる。
次いで、レジストパターン(図示を省略)をマスクとしてシート状カーボンナノチューブ117をエッチングすることによって、ストライプ状電極114に直交する帯状シート電極118としたのち、犠牲酸化膜115をエッチング除去する。
この場合の、犠牲酸化膜115を除去することによって形成された空洞が、帯状シート電極118が上下に動くための可動空間となる。
再び、図44参照
帯状シート電極118に、電極119を介してプラスまたはマイナスの一方の電圧を印加し、ストライプ状電極114に他方の電圧を印加すると、交差する部分で、カーボンナノチューブからなる帯状シート電極118とストライプ状電極114との間にキャパシタが形成され、両電極間には静電気力が働いて帯状シート電極118が下方へ曲がってストライプ状電極114に接触する。
図47は、改良型カーボンナノチューブスイッチの概念的断面図であり、一対の絶縁性支持部材121,122間にカーボンナノチューブ123を設けるとともに、このカーボンナノチューブ123と空間を介して対向する一方の導電体124をアトラクタ電極として配置するとともに、カーボンナノチューブ123上に空間を介して他方の導電体125をリリース電極として設けた構造となっている。
図44に示したワイアクロスバーメモリの場合、帯状シート電極を拡大して見ると図48の上段図のようになっており、中には下段のように、カーボンナノチューブ120同士が接触したり交差したりするものや、 図49の上段図に示すようにカーボンナノチューブ120が蛇行したもの、さらには、下段図に示すようにカーボンナノチューブ120の端部が、空洞上にあり不連続なものと様々な状態が存在し、物性が安定しないばかりか、繰り返し疲労に対し非常に弱いという問題点がある。
理想的には、図50に示すように、空洞上に、カーボンナノチューブの不連続箇所が無く連続的で、しかも曲がりがなく直線的で、カーボンナノチューブの向きが揃っていることが望まれる。
しかし、上述の従来の方法ではこのような理想的なカーボンナノチューブ配列を得ることは非常に困難である。
しかし、このウエット処理をおこなうと、図に示すようにカーボンナノチューブ123或いは帯状シート電極118がアトラクタ電極124或いはストライプ状電極114と表面張力により付着してしまい、さらに乾燥すると、より強固に固定されてしまうという現象、即ち、ステッキング現象が生じ、スイッチ等として動作しないという問題がある。
以上のように、カーボンナノチューブで形成されたスイッチ或いはメモリを実現するためには、上記問題点の克服と解決が必要であった。
図1参照
上記課題を解決するために、本発明は、垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイスにおいて、基板1の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ2、前記カーボンナノチューブ2に隣接して配置された絶縁層5/第1電極4/絶縁層5からなる第1の積層電極3、第1の積層電極3に対してカーボンナノチューブ2を挟んで対向する絶縁層5/第2電極7/絶縁層5からなる第2の積層電極6を備えたことを特徴とする。
さらに、蓋をした後にメモリを何層にも積み重ねることができ、 集積度を高めることもでき、 ビット単価を下げることが可能になる。
(1)カーボンナノチューブの向きを揃え、1本の連続したカーボンナノチューブで可動部を構成できるので、電気特性が安定し、
繰り返し疲労にも強くでき、歩留まりの向上と信頼性の向上を達成できる。
(2)可動空間の形成をウエット処理に頼らずに行えるので、 歩留まりの向上をはかることができる。
(3)可動空間を保持したまま、密閉構造を作ることができるので、多層高密度配置が可能になり、パッケージ自体の省略や既存の安価のパッケージが利用できる等、集積度の向上や低価格化に有利になる。
(4)多値論理記録が可能になり、集積度の向上が可能になる。
例えば、スイッチはONとOFFの状態を作るものであり、スイッチのONを1に、スイッチのOFFを0に対応させれば、メモリとしても扱える。
図2参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、マスク蒸着法を利用してCoからなる触媒層13を幅が例えば0.1〜0.5μmになるように選択的に形成する。
図3は本発明の実施例1のカーボンナノチューブデバイスの説明図であり、上図は概念的斜視図であり、ここでは、説明を簡単にするためにカーボンナノチューブ22は一本のみを図示している。また、下図は等価回路図である。
図に示すように、積層電極18を構成するアトラクタ電極20とカーボンナノチューブ22との間に電圧を印加すると、アトラクタ電極20とカーボンナノチューブ22との間に静電気力は働き、カーボンナノチューブ22は最下部を支点に動き、 アトラクタ電極20に電気的に接続される。
この場合、抵抗測定は、書き込み時の印加電圧やリリース時の印加電圧よりもはるかに低い電圧で良いので、記憶した状態を破壊することはない。
図4は、カーボンナノチューブデバイスをスイッチとして機能させる場合の応用回路の説明図であり、上図は従来のMTMOS(Multi−Threshold−Voltage CMOS)の概念的回路構成図であり、下図は高Vthパワートランジスタをカーボンナノチューブデバイスに置き換えた場合の概念的回路構成図である。
図5参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、及び、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16を順次堆積させる。
この時、ダミーサイドウォール23の間隔は、例えば、0.2μmになるようにエッチングする。
なお、積層電極18,19及びダミーサイドウォール23上に堆積したCo膜は図示を省略している。
図6参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16、及び、厚さが、例えば、50nmのSiN膜24を順次堆積させ、次いで、ドライエッチングを施すことによって、幅が例えば、0.1μmの凹部25を形成する。
なお、SiN膜24上に堆積したCo膜は図示を省略している。
図7参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16、及び、厚さが、例えば、50nmのSiN膜24を順次堆積させ、次いで、ドライエッチングを施すことによって、幅が例えば、0.1μmの凹部25を形成する。
なお、SiN膜24上に堆積したCo膜は図示を省略している。
図8参照
まず、上記の実施例4と同様に、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16、及び、厚さが、例えば、50nmのSiN膜24を順次堆積させ、次いで、ドライエッチングを施すことによって、幅が例えば、0.1μmの凹部25を形成する。
なお、SiN膜24上に堆積したCo膜は図示を省略している。
この凹部53,55は、可動空間17とともに広義の可動空間を形成する。
図9参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、及び、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16を順次堆積させ、次いで、ドライエッチングを施すことによって、幅が例えば、0.5μmの凹部25を形成する。
なお、エッチングマスク(図示を省略)上に堆積したCo膜は図示を省略している。
この凹部53,55は、実効的な可動空間を形成する。
なお、この場合のカーボンナノチューブ22は可動空間全体を埋めるカーボンナノチューブ束のような状態になる。
図10参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、及び、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16を順次堆積させる。
図11参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、及び、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16を順次堆積させる。
次いで、マスク蒸着法或いはマスクスパッタ法を用いてCo膜を可動空間31から露出した下部電極12上のみに選択的に堆積させて触媒層13とする。
図12の上図は本発明の実施例8のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、下図は等価回路図であり、リリース電極21はカーボンナノチューブ22を引き戻す働きをするものなので、絶縁性のサイドウォール30で覆われていても静電力は及ぼすことができるので、その作用に問題はない。
図13参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、及び、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16を順次堆積させる。
図14の上図は本発明の実施例9のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、下図は等価回路図であり、カーボンナノチューブデバイスをメモリとして動作させる場合には、カーボンナノチューブ22とアトラクタ電極20及びリリース電極21との間の静電容量を測定することで、”1”と”0”のどちらの記録状態にあるかを判定することができるので、アトラクタ電極20は絶縁性のサイドウォール30で覆われていても静電力は及ぼすことができるので、その作用に問題はない。
図15参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜14、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜15、及び、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜16を順次堆積させる。
図16参照
まず、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、マスク蒸着法マスクスパッタ法を利用してCoからなる触媒層13を幅が例えば0.1μmになるように選択的に形成する。
図17の上図は概念的構成図であり、下図はその等価回路図である。
この実施例11においては、図に示すように、2つのアトラクタ電極42と2つのリリース電極43とからなる4端子素子であるので、使い勝手が向上し、リリース電極43から及ぼすクーロン力によってカーボンナノチューブ22を動かすこともできる。
なお、可動空間の形成方法としては、実効的な可動空間となる電極端部に形成される凹部を含めて上記の実施例2乃至実施例7のような工程により形成しても良いものである。
図18参照
図18の上図は概念的構成図であり、上記の実施例9と同様に形成したサイドウォールをHFによってさらにオーバーエッチングしてリリース電極43の端部を覆う絶縁膜44を形成したものであり、その等価回路は下図に示すように、2つのリリース電極43の端部が絶縁膜44で被われている以外は上記の実施例11と同様である。
また、この場合も、リリース電極43から及ぼすクーロン力によってカーボンナノチューブ22を動かすこともできる。
なお、この場合の可動空間の形成方法としても、実効的な可動空間となる電極端部に形成される凹部を含めて上記の実施例2乃至実施例7のような工程により形成しても良いものである。
図19参照
図19の上図は概念的構成図であり、上記の実施例10と同様に酸化処理によってアトラクタ電極42とリリース電極43の露出端面に酸化膜45,46を形成したものであり、その等価回路は下図に示すように、上記の実施例11と同様に4端子型であるが、アトラクタ電極42とカーボンナノチューブ22とは電気的に導通しない構成となっている。
なお、この場合の可動空間の形成方法としても、実効的な可動空間となる電極端部に形成される凹部を含めて上記の実施例2乃至実施例7のような工程により形成しても良いものである。
図20参照
まず、上図に示すように、シリコン基板11上にスパッタ法によりTiNからなる下部電極12を形成したのち、スパッタ法或いはCVD法を用いて厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜34、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜、例えば、300nmのSiO2 膜36、厚さが、例えば、100nmのAlからなる導電体膜、及び、厚さが、例えば、300nmのSiO2 膜38を順次堆積させる。
図21は、本発明の実施例14のカーボンナノチューブデバイスの動作の説明図であり、ここではカーボンナノチューブ束57の動作が理解しやすいように3本のカーボンナノチューブ58〜60で代表させて示している。
なお、ここでは、触媒層は図示を省略する。
この場合、可動空間39の幅が広く、カーボンナノチューブ束57を構成するカーボンナノチューブの数が多い場合は、1方の電極から他方の電極に及ぼす電界の力が弱まるので、 電圧を高くしなかればならないので、可動空間39の幅は狭い方が望ましい。
なお、触媒層を図示を省略する。
図22参照
図22の上図は本発明の実施例15のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、また、下図はその等価回路図である。
この場合には、リリース電極63,65を下側に、アトラクタ電極64,66を上側にしたものであり、各積層電極61,62自体で独立のスイッチ或いはメモリを構成するものである。
なお、メモリの詳細な構成は別途後述する。
メモリとして考えるならば、A,B,C,Dの4つの状態を記憶できるので、2ビット(00,01,10,11)の多値記憶が可能になるので、 従来の2倍の記録密度を達成することができる。
図23は、本発明の実施例15のカーボンナノチューブデバイスの動作の説明図であり、ここでは、動作を理解しやすくするためにカーボンナノチューブ束57の内の一本のカーボンナノチューブ58の動作のみを示している。
なお、実際にはカーボンナノチューブ束57の動作であるので、アトラクタ電極及びリリース電極の端部に形成した凹部53〜56のみが実質的な可動空間となる。
これはカーボンナノチューブに許容されているゆとり(屈曲)が、一つ分の屈曲しかないことに起因しており、1つ分の屈曲は許容できるが、2つ分の屈曲は許容できないように、カーボンナノチューブの長さ、凹部53〜56の深さ、凹部53〜56の高さ、即ち、リリース電極63,65及びアトラクタ電極64,66の厚さ、カーボンナノチューブの太さ等を調整しておくことで可能になる。
また、2つの積層電極61,62によって独立に動く2個のスイッチあるいはメモリを構成しているので、集積度を2倍にすることができる。
図24は、本発明の実施例14のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、積層電極61,62及びカーボンナノチューブ束57の頂部を覆うようにキャップ層67を設けたものであり、カーボンナノチューブ束57はカーボンナノチューブが密集して生えているので、カーボンナノチューブ1本1本の隙間の奥深くまでキャップ層67が入り込んで成長できず、図示したように、カーボンナノチューブ束57の頂部にだけキャップ層67が設けられた状態となる。
この場合のキャップ層67は絶縁体でも導電体でも良く、導電体で構成する場合には、下部電極12と同じ電極としての機能を持たせても良い。
図25の左図は本発明の実施例17のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、また、右図はその等価回路図である。
図に示すように、ここでは8層の電極を設けており、左右両側の積層電極68,69が1対となって1つのスイッチを構成する。
図26の左図は本発明の実施例18のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、また、右図はその等価回路図である。
図に示すように、ここでは8層の電極を設けており、左右両側の積層電極68,69が独立に2つのスイッチを構成する。
図27の上図は本発明の実施例19のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、また、下図はその等価回路図である。
図に示すように、一本のカーボンナノチューブ58によってA〜Dの4つの状態を実現するロータリースイッチを構成することになる。
図28は、本発明の実施例19のカーボンナノチューブデバイスの動作の説明図であり、下部電極12に一方の極性の電圧を印加した状態で電極71,72の内のいずれかに他方の極性の電圧を印加することによって、カーボンナノチューブ58は電圧が印加された電極71,72のいずれがに吸引されて付着することによってスイッチング動作を行なうが、一つの電極にしか接続できないのでロータリースイッチを構成する。
図29の上図は本発明の実施例20のカーボンナノチューブデバイスの概念的構成図であり、また、下図はその等価回路図である。
図に示すように、電極71,72の積層数を8層としているので、一本のカーボンナノチューブ58によってA〜Pの16の状態を実現するロータリースイッチを構成することになる。
図30は、本発明の実施例21のカーボンナノチューブデバイスの概念的平面図であり、上図は開口部73の中央部に設けた細いカーボンナノチューブ束74を中心にして4個の積層電極75を円周上に配置した場合を示し、下部は6個の積層電極75を配置した場合を示している。
なお、配置する積層電極75の数が奇数の場合には、上記の実施例15と同様に各積層電極75が単独のスイッチを構成することになる。
図31は、本発明の実施例22のカーボンナノチューブデバイスの概念的平面図であり、上図は開口部73を満たすカーボンナノチューブ束76を中心にして4個の積層電極75を円周上に配置した場合を示し、下部は6個の積層電極を配置した場合を示している。
なお、配置する積層電極75の数が奇数の場合には、上記の実施例15と同様に各積層電極75が単独のスイッチを構成することになる。
図32は、本発明の実施例23のカーボンナノチューブデバイスの概念的斜視図であり、最上層のSiO2 膜38を0.6μmにしてアスペクト比を大きくしたのち、カバレッジの悪いスパッタ法或いはCVD法を用いてSiO2 膜或いはAl膜を堆積してキャップ層77を形成したものである。
なお、キャップ層77を導電体で構成する場合には、下部電極12と同じ電極としての機能を持たせることができる。
図33は、本発明の実施例24のカーボンナノチューブデバイスの概念的斜視図であり、最上層のSiO2 膜38を0.6μmにしてアスペクト比を大きくするとともに、カーボンナノチューブ48をSiO2 膜38の頂部とほぼ同じ高さになるまで成長させたのち、カバレッジの悪いスパッタ法或いはCVD法を用いてSiO2 膜或いはAl膜を堆積してキャップ層77を形成したものである。
まず、シリコン基板81上にゲート絶縁膜82を介してゲート電極83を設けたのち、ソース領域84及びドレイン領域85を形成し、次いで、ソース領域84、ドレイン領域85及びゲート電極83の表面にCoシリサイド電極86を形成したのち、全面に層間絶縁膜87を形成する。
なお、このドライエッチング工程において、MOSFETのCoシリサイド電極86に対するビアホール88を形成する。
図35参照
図35の上図は、本発明の実施例26のカーボンナノチューブデバイスを用いた不揮発性メモリの概念的斜視図であり、また、下図はその等価回路図であり、従来のDRAMにおける情報蓄積キャパシタの代わりに、実施例1に示したカーボンナノチューブデバイスを設けたものである。
図36参照
図36の上図は、本発明の実施例27のカーボンナノチューブデバイスを用いた不揮発性メモリの概念的斜視図であり、また、下図はその等価回路図であり、上記の実施例26におけるカーボンナノチューブデバイスを実施例11に示したカーボンナノチューブデバイスで置き換えたものである。
図37参照
図37の上図は、本発明の実施例28のカーボンナノチューブデバイスを用いた不揮発性メモリの概念的斜視図であり、また、下図はその等価回路図であり、上記の実施例26におけるカーボンナノチューブデバイスを実施例14に示したカーボンナノチューブ束を用いたカーボンナノチューブデバイスで置き換えたものである。
図38及び図39参照
図38は、本発明の実施例29のカーボンナノチューブデバイスを用いた不揮発性メモリの概念的斜視図であり、また、図39はその等価回路図である。
なお、図においては、最下層の電極を無選択としているので、14値となる。
図40及び図41参照
図40は、本発明の実施例30のカーボンナノチューブデバイスを用いた不揮発性メモリの概念的斜視図であり、また、図41はその等価回路図である。
図42参照
図42は、本発明の全体の発明体系図であり、「情報を書き込む電極」、即ち、アトラクタ電極と「情報を消去する電極」、即ち、リリース電極の位置関係によって対面型、同面型、及び、対面&同面型の3つに大別される。
但し、凹部を設けない場合には、目的とする箇所以外でカーボンナノチューブと電極が接して誤動作する可能性ももあるので、若干信頼性に欠けるスイッチ、メモリとなる場合がある。
さらには、キャップ層を形成する方法はスパッタ法に限られるものではなく、プラズマCVD法を用いても良いものである。
再び、図1参照
(付記1) 基板1の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ2、前記カーボンナノチューブ2に隣接して配置された絶縁層5/第1電極4/絶縁層5からなる第1の積層電極3、前記第1の積層電極3に対してカーボンナノチューブ2を挟んで対向する絶縁層5/第2電極7/絶縁層5からなる第2の積層電極6を備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記2) 基板1の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ2、前記カーボンナノチューブ2を介して対向するとともに第1電極4及び第2電極7を互いに電気的に分離して積層した少なくとも一対の積層電極を備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記3) 上記第1電極4及び第2電極7の少なくとも一方の上記カーボンナノチューブ2と対向する端面が酸化されていることを特徴とする付記1または2に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記4) 上記第1電極4及び第2電極7の一方の上記カーボンナノチューブ2と対向する端面が酸化されて、前記カーボンナノチューブ2の接触状態によりオン−オフの状態を設定するスイッチを構成することを特徴とする付記3記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記5) 上記第1電極4及び第2電極7の上記カーボンナノチューブ2と対向する端面が酸化されて、前記カーボンナノチューブ2の接触状態により情報を記憶するメモリを構成することを特徴とする付記3記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記6) 基板1の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ2、前記カーボンナノチューブ2に隣接して設けられるとともに、絶縁層5/第1電極4/絶縁層5/第2電極7/絶縁層5からなり且つ前記第1電極4及び第2電極7の前記カーボンナノチューブ2との対向面が前記絶縁層5の端部より後退している積層電極とを備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記7) 上記第1電極4が、上記カーボンナノチューブ2を吸着して導通状態にする吸引電極であり、上記第2電極7が前記カーボンナノチューブ2を前記第1電極4から引き離して非導通状態にする開放電極であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記8) 上記第1電極4及び第2電極7が、上記カーボンナノチューブ2を吸着して導通状態にする吸引電極であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記9) 基板1の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ2、前記カーボンナノチューブ2を介して対向配置されるとともに、絶縁層5を介して3層以上の電極を積層し且つ前記電極の前記カーボンナノチューブ2との対向面が前記絶縁層5の端部より後退している少なくとも一対の積層電極を備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記10) 上記積層電極を円周上に3個以上或いは3対以上配置したことを特徴とする付記1乃至9のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記11) 上記カーボンナノチューブ2が一本のカーボンナノチューブ2からなることを特徴とする付記1乃至10のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記12) 上記カーボンナノチューブ2が、カーボンナノチューブ束を構成しない複数本のカーボンナノチューブ2からなることを特徴とする付記1乃至10のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記13) 上記カーボンナノチューブ2がカーボンナノチューブ束からなることを特徴とする付記1乃至10のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記14) 上記カーボンナノチューブ2の基板1と反対側の端面が固定されずに開放状態であることを特徴とする付記1乃至13のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記15) 上記カーボンナノチューブ2の基板1と反対側の端面が固定されていることを特徴とする付記1乃至13のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記16) 上記カーボンナノチューブ2上の空間がキャップ部材で閉鎖されていることを特徴とする付記1乃至15のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
(付記17) 上記基板1が半導体基板であり、上記カーボンナノチューブ2が前記半導体基板に形成されたドレイン領域に接触するドレイン電極上に垂直配向していることを特徴とする付記1乃至16のいずれか1に記載の垂直配向カーボンナノチューブ2を用いた電子デバイス。
2 カーボンナノチューブ
3 第1の積層電極
4 第1電極
5 絶縁層
6 第2の積層電極 7 第2電極
11 シリコン基板
12 下部電極
13 触媒層
14 SiO2 膜
15 導電体膜
16 SiO2 膜
17 可動空間
18 積層電極
19 積層電極
20 アトラクタ電極
21 リリース電極
22 カーボンナノチューブ
23 ダミーサイドウォール
24 SiN膜
25 凹部
26 可動空間
27 積層電極
28 積層電極
29 凹部
30 サイドウォール
31 可動空間
32 酸化膜
33 酸化膜
34 SiO2 膜
35 導電体膜
36 SiO2 膜
37 導電体膜
38 SiO2 膜
39 可動空間
40 積層電極
41 積層電極
42 アトラクタ電極
43 リリース電極
44 絶縁膜
45 酸化膜
46 酸化膜
47 積層電極
48 積層電極
49 アトラクタ電極
50 アトラクタ電極
51 リリース電極
52 リリース電極
53〜56 凹部
57 カーボンナノチューブ束
58〜60 カーボンナノチューブ
61 積層電極
62 積層電極
63 リリース電極
64 アトラクタ電極
65 リリース電極
66 アトラクタ電極
67 キャップ層
68 積層電極
69 積層電極
70 SiO2 膜
71 電極
72 電極
73 開口部
74 カーボンナノチューブ束
75 積層電極
76 カーボンナノチューブ束
77 キャップ層
81 シリコン基板
82 ゲート絶縁膜
83 ゲート電極
84 ソース領域
85 ドレイン領域
86 Coシリサイド電極
87 層間絶縁膜
88 ビアホール
89 カーボンナノチューブ束プラグ
90 ドレイン電極
91 ソース電極
101 基板
102 絶縁膜
103 ワード線
104 支持部材
105 ビット線
106 電極
107 電極
111 シリコン基板
112 SiO2 膜
113 SiN支持体
114 ストライプ状電極
115 犠牲酸化膜
116 触媒微粒子
117 シート状カーボンナノチューブ
118 帯状シート電極
119 電極
120 カーボンナノチューブ
121 絶縁性支持部材
122 絶縁性支持部材
123 カーボンナノチューブ
124 導電体
125 導電体
Claims (5)
- 基板の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ、前記カーボンナノチューブに隣接して配置された絶縁層/第1電極/絶縁層からなる第1の積層電極、前記第1の積層電極に対してカーボンナノチューブを挟んで対向する絶縁層/第2電極/絶縁層からなる第2の積層電極を備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブを用いた電子デバイス。
- 基板の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ、前記カーボンナノチューブを介して対向するとともに第1電極及び第2電極を互いに電気的に分離して積層した少なくとも一対の積層電極を備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブを用いた電子デバイス。
- 基板の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ、前記カーボンナノチューブに隣接して設けられるとともに、絶縁層/第1電極/絶縁層/第2電極/絶縁層からなり且つ前記第1電極及び第2電極の前記カーボンナノチューブとの対向面が前記絶縁層の端部より後退している積層電極を備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブを用いた電子デバイス。
- 基板の主面に対して垂直方向に配向したカーボンナノチューブ、前記カーボンナノチューブを介して対向配置されるとともに、絶縁層を介して3層以上の電極を積層し且つ前記電極の前記カーボンナノチューブとの対向面が前記絶縁層の端部より後退している少なくとも一対の積層電極を備えたことを特徴とする垂直配向カーボンナノチューブを用いた電子デバイス。
- 上記積層電極を円周上に3個以上或いは3対以上配置したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の垂直配向カーボンナノチューブを用いた電子デバイス。
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