JP2007501525A - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
Duan,Xら Nanowire Nanoelectronics Assembled from the Bottom−up,in Molecular Nanoelectronixs,Reed,M.編,American Scientific Publisher,New York(2002) Duan,XおよびLieber,C.M.,Adv.Mater.12:298−302(2000) Gudiksen,M.S.ら、J.Phys.Chem.B105:4062−4062(2001) Huang,Y.ら、Nano Letters2:101−104(2002) Huang,Y.ら、Science294:1313−1317(2001) Duan,X.ら、Nano Letters2:487−490(2002) Wang,J.ら、Science293:1455−1457(2001) Cui,Y.ら、Science293:1289−1292(2001)
第1の局面では、本発明は、ナノワイヤ−材料複合体を生成するシステムおよび処理に関わる。ナノワイヤが少なくとも一つの表面の一部分に取り付けられた基板が提供される。ナノワイヤ−材料複合体を生成するよう当該部分上に材料が堆積される。ナノワイヤ−材料複合体は、独立したナノワイヤ−材料複合体を生成するよう基板から任意には分離される。
本願で例示し説明する特定の実行は、本発明の実施例であり、如何なる方法でも本発明の範囲を制限するものではないことは理解されるであろう。実際に簡略化するために、従来の電子機器、製造、半導体デバイス、および、ナノチューブ並びにナノワイヤ技術、システム(およびシステムの個々の動作構成要素の構成要素)の他の機能的特徴は、本願では詳細に説明しない。更に、簡略化のため、本発明は、半導体トランジスタデバイスに関わるとして本願で頻繁に説明する。本願で説明する製造技術が全ての半導体デバイスのタイプ、および、他の電子的構成要素を生成するために使用されてもよいことは理解されるであろう。当該技術は、電気的システム、光学的システム、家庭用電化製品、産業用電子機器、ワイヤレスシステム、スペース用途または全ての他の用途における適用に好適である。
本発明は、システムおよびデバイスの製造を改善するためにシステムおよびデバイスにおけるナノワイヤを採る方法および、ナノワイヤの使用に関わる。例えば、本発明は、半導体デバイスにおけるナノワイヤの使用に関わる。本発明によると、多数のナノワイヤが高い移動度の薄膜および/またはナノワイヤ−材料複合体中に生成される。ナノワイヤの薄膜および/または複合体は、ナノワイヤを採るためにおよび/またはデバイスの性能および製造性を向上させるために電子デバイスで使用される。
(ナノワイヤ複合体の実施形態)
別の面では、本発明は、ナノワイヤ−材料複合体を生成するシステムおよび処理に関わる。例えば、図5は、本発明の実施形態によるナノワイヤ−材料複合体を生成する例示的なステップを示すフローチャート500を示す。図6A〜図6Cは、図5のステップの例示的な実行を示す。フローチャート500は、ステップ502から開始される。ステップ502では、ナノワイヤが少なくとも一つの表面の一部分に取り付けられた基板が提供される。ステップ504では、ナノワイヤ−材料複合体を生成するよう当該部分上に材料が堆積される。フローチャート500は、更にステップ506を任意に含む。ステップ506では、独立したナノワイヤ材料の複合体を生成するよう基板からナノワイヤ−材料複合体が分離される。
実施形態では、本発明は、方向付けられたナノワイヤを堆積するシステムおよび処理に関わる。例えば、図7は、本発明の実施形態による堆積された方向付けられたナノワイヤに対する例示的なステップを示すフローチャート700である。図8A〜8Fは、図7のステップの例示的な実行を示す。フローチャート700はステップ702から開始される。ステップ702では、ナノワイヤが少なくとも一つの表面に取り付けられた第1の基板が提供され、各ナノワイヤの第1の端部が上記部分に取り付けられている。ナノワイヤが基板の表面に対して実質的に垂直に方向付けられていることが好ましい。ステップ704では、ナノワイヤ−材料複合体が生成されるよう材料が当該部分上に堆積される。ステップ706では、パターン化された複合体が生成されるようナノワイヤ−材料複合体がパターン化される。ステップ708では、パターン化された複合体が第1の基板から分離される。ステップ710では、ナノワイヤが第2の基板に対して実質的に平行に整列されるようパターン化された複合体が第2の基板に適用される。
実施形態では、本発明は、電子基板を形成するシステムおよび処理に関わる。例えば、図9は、本発明の実施形態による、電子基板を形成する例示的なステップを示すフローチャート900を示す。図10は、ステップ906の後でステップ908の前に実施され得る任意のステップを示すフローチャート1000を示す。図11A〜図18Bは、図9および図10のステップの例示的な実行を示す。
実施形態では、本発明は、発光ダイオード(LED)を活性層として備えるフラットパネル・ディスプレイに関わる。LEDは、複数の独立且つ電気的にアドレス指定可能なピクセル・サイズ・ダイオードを有する一つ以上のナノワイヤ−材料複合体を有する。各アドレス指定可能なダイオードは、ナノワイヤを活性発光素子として含む。
実施形態では、本発明は、ナノワイヤ−材料複合体を生成する方法に関わる。図22は、本発明の実施形態による溶液ベースの方法を用いてナノワイヤ−材料複合体を生成する例示的なステップを示す、フローチャート2200を示す。ステップ2202では、混合物を生成するようナノワイヤが材料と接触される。図6に示す材料608のような任意の材料が混合物を生成するために使用され得る。混合物の生成は、材料にナノワイヤを分散させるために攪拌、音波処理、または、当業者に公知の全ての他の方法によって容易化され得る。
実施形態では、本発明は、ナノワイヤアレイおよびそれを生成する方法に関わる。図23Aは、本発明の実施形態による、ナノワイヤアレイを生成する例示的なステップを示すフローチャート2300を示す。ステップ2302では、ナノワイヤ−材料複合体が提供される。複合体は、基板上に設けられるか独立した複合体として提供される。複合体は、任意の方法で方向付けられる、埋め込まれたナノワイヤを有する。例えば、ナノワイヤは、基板の表面に対して垂直に方向付けられるかランダムに方向付けられる。複合体は、基板上に生成されるか、独立した複合体として生成され、後続する処理ステップで基板に取り付けられる。
実施形態では、本発明は、ナノワイヤ−材料複合体を含む高容量コンデンサ、および、高容量コンデンサを生成する方法に関わる。図25Aは、本発明の実施例による、高容量コンデンサを生成する例示的なステップを示すフローチャート2500を示す。図25Bは、本発明の実施形態により生成される典型的なコンデンサ2550を示す。フローチャート2500は、ステップ2502から開始される。ステップ2502では、ナノワイヤが複合体の表面に対して垂直に方向付けられる、独立したナノワイヤ−材料複合体が提供される。例えば、図25Bは、ナノワイヤ2554が複合体の表面に対して垂直に方向付けられたナノワイヤ−材料複合体2552を示す。
実施形態では、本発明は、複合体の表面に対して垂直に方向付けられる部分的に露出されたナノワイヤを有するナノワイヤ−材料複合体膜、および、ナノワイヤ−材料複合体膜を生成する方法に関わる。図27Aは、部分的に露出されたナノワイヤを有する複合体の準備における例示的なステップを示すフローチャート2700である。ステップ2702では、表面に対して垂直に方向付けられる埋め込まれたナノワイヤを有するナノワイヤ−材料複合体膜が提供される。あるいは、ナノワイヤおよび材料の混合物が押し出され、一枚のナノワイヤ−材料複合体が生成される。押し出し処理により、ナノワイヤが流体の流れの方向に方向付けられる。ステップ2704では、埋め込まれたナノワイヤを部分的に露出するよう材料の一部分が除去される。材料を除去するために当業者に公知のどの方法が用いられてもよく、例えば、プラズマ・エッチングまたは有機溶媒が用いられる。図27Bは、ステップ2702および2704の実行の例を示す。ナノワイヤ−材料複合体2750は、材料2751と、材料2751に埋め込まれ、複合体の表面に対して垂直に方向付けられるナノワイヤ2752とを有する。ステップ2704の後、材料2751が複合体2750から部分的に除去される。したがって、複合体2750は、ナノワイヤ2752を有し、ナノワイヤ2752の一部分2754はナノファーを生成するよう露出される。
実施形態では、本発明は、ナノワイヤ−材料複合体チューブ、および、ナノワイヤ−材料複合体チューブを生成する処理に関わる。図28Aは、ナノワイヤ−材料複合体チューブの準備における例示的なステップを示すフローチャート2800を示す。ステップ2802では、ナノワイヤは、混合物を生成するよう材料と接触される。ステップ2804では、ナノワイヤおよび材料を有する混合物は、ナノワイヤ−材料複合体チューブを形成するよう、押し出される。当業者に公知のどの押し出し方法が使用されてもよい。押し出しは、様々な形状を有する材料を生成するために使用され得る。例えば、混合物は、管状となるよう円形の金型から押し出される。別の実施例では、混合物は、一枚の複合体を生成するよう線形の金型から押し出される。任意のステップ2806では、材料は、チューブの外表面および内表面の一方あるいは両方から除去され、埋め込まれたナノワイヤを部分的に露出させる。図28Bは、フローチャート2800のステップの実行の例を示す。図28Bは、材料2854とその中に埋め込まれたナノワイヤ2852とを有する管状のナノワイヤ−材料複合体2850を示す。管状の複合体2858は、内表面から材料2854の一部分が除去され、部分的に露出されたナノワイヤ2856および埋め込まれたナノワイヤ2852を有する。
(シート表面に対して垂直に方向付けられるナノワイヤを有するナノワイヤ複合体の準備)
約10mgの光開始剤2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンを含む約1.0gの液体ポリエチレングリコールジアクリレートをガラスの水薬瓶に配置した。約1×3のシリコン基板を直径40nmのシリコン・ナノワイヤでコーティングした。ナノワイヤを、基板の表面に対して垂直に方向付けた。基板の一端の約3mmを液体の混合物に含浸して基板をガラスの水薬瓶に配置した。15分後、ナノワイヤは間の空間を充填するまで液体を逃した。基板を水薬瓶から取り除き、約15分間UVランプの下に配置して液体を重合した。ナノ複合体でコーティングされた基板がそれにより得られ、ナノワイヤはその元の成長方向において「凍結」していた。
(シートの表面に対して垂直に方向付けられたナノワイヤを有するナノワイヤ複合体の準備)
約0.5gのポリフッ化ビニリデン(PVDF)ポリマーを約10gのアセトンと接触させた。透明な溶液が生成された後、約11.6mgの40nmのSiナノワイヤを音波処理によって溶液中に分散した。約5gの分散液を約35mmの内径を有する平坦底のガラス皿に移した。皿を一対の電極間に配置し、DC場(約3000V/cm、負(−)の電極が上に印加され、正(+)の電極が下に印加される)を印加し、溶媒を電場の下で蒸発させた。
(ランダムなナノワイヤの方向付けを有するナノワイヤ複合体の準備)
約13mgの40nmのSiナノワイヤが約1gのポリエチレングリコールジアクリレートに分散された。約10mgの光開始剤の2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンが添加された。約5滴の分散液が、約0.3mmの隙間を有する二つのガラスのスライド間に配置される。ガラスのスライドは、15分間UVランプの下に配置され、ポリエチレングリコールジアクリレートを重合し、約0.3mmの厚さの複合体シートを得た。
(ランダムなナノワイヤの方向付けを有するナノワイヤ複合体の準備)
約0.5gのPVDFポリマーを約10gのアセトンに添加した。透明な溶液が生成された後、約8.5mgの40nmのSiナノワイヤを音波処理によって溶液に分散した。約5gの分散液を約35mmの内径を有する平坦底のガラスの皿に移した。溶媒を蒸発させるよう皿をフードで軽く被覆し、配置した。溶媒の蒸発の際、約0.09mmの厚さの複合体シートが得られた。
本発明の様々な実施形態を上述したが、これらは制限的でなく例として挙げられたに過ぎないことは理解されるべきである。当業者には、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細に様々な変更を行えることは明らかであろう。したがって、本発明の幅および範囲は、上述のどの例示的な実施形態によっても制限されてはならず、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ定められる。
Claims (147)
- ナノワイヤ−材料複合体を生成する方法であって、
(a)ナノワイヤが少なくとも一つの表面の一部分に取り付けられた基板を提供する工程と、
(b)該ナノワイヤ−材料複合体を生成するよう該一部分上に材料を堆積する工程と、を包含する方法。 - 前記基板が、シリコンウェハである、請求項1に記載の方法。
- 前記基板が、半導体、ガラス、セラミック、ポリマー、金属、または、その複合体である、請求項1に記載の方法。
- 前記半導体が、IV族半導体、II−VI族半導体、または、III−V族半導体である、請求項3に記載の方法。
- 前記ポリマーが、エラストマー、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂である、請求項3に記載の方法。
- 前記工程(a)が、
少なくとも一つの表面が剥離層によって被覆され、ナノワイヤが該剥離層の一部分に取り付けられた基板を提供する工程を包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記剥離層がポリマー、ガラス、金属、または、半導体である、請求項6に記載の方法。
- (c)独立したナノワイヤ−材料複合体を生成するよう前記基板および前記複合体から前記剥離層を除去する工程を更に包含する、請求項7に記載の方法。
- 前記除去する工程が、前記剥離層を流体と接触させ前記流体が前記剥離層を除去する工程を包含する、請求項8に記載の方法。
- 前記工程(b)が、前記材料を前記表面にドロップ・キャスティングする工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記工程(b)が、前記材料を前記表面にスピン・コーティングする工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記工程(b)が、前記材料を前記表面にブレード・コーティングする工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記ブレード・コーディングが、前記ナノワイヤが長軸に対して平行に整列されるよう、前記材料を前記表面にブレード・コーティングする工程を包含する、請求項12に記載の方法。
- 前記工程(b)が、前記材料が前記一部分に堆積され、前記ナノワイヤが長軸に対して平行に整列されるよう前記材料のバスから該一部分を除去する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記工程(b)が、前記ナノワイヤが長軸に対して平行に実質的に整列されるよう前記材料を前記基板に一方向に適用する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記材料が、ポリマー、プレポリマー、セラミック、ガラス、金属、または、その複合体である、請求項1に記載の方法。
- 前記材料が、エラストマー、熱可塑性樹脂、または、熱硬化性樹脂である、請求項1に記載の方法。
- 前記材料が、少なくとも二つ以上の異なるポリマーの混合物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記材料が、ポリマーと溶媒の混合物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記材料が、ニート・ポリマーである、請求項1に記載の方法。
- 前記材料が、少なくとも二つ以上のエポキシ・プレポリマーの混合物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記材料が、単量体と開始剤の混合物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記開始剤が光開始剤または加熱活性開始剤を含む、請求項22に記載の方法。
- 前記工程(b)の後に前記材料を硬化させる工程を更に包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記硬化させる工程が、前記材料から溶媒を蒸発する工程を包含する、請求項24に記載の方法。
- 前記硬化させる工程が、エポキシ・ポリマーを生成するよう少なくとも二つ以上のエポキシ・プレポリマーを混ぜる工程を包含する、請求項24に記載の方法。
- 前記硬化させる工程が、前記プレポリマーを重合する工程を包含する、請求項24に記載の方法。
- 前記工程(b)の後に、
(c)独立したナノワイヤ−材料複合体を生成するよう前記基板から前記ナノワイヤ−材料複合体を分離する工程を更に包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記分離する工程が、ブレードを用いて前記ナノワイヤ−材料複合体を前記基板から分離する工程を包含する、請求項28に記載の方法。
- 前記分離する工程が、前記基板を溶解して前記独立したナノワイヤ−材料複合体を生成する工程を包含する、請求項28に記載の方法。
- 前記分離する工程が、前記基板を電気化学的にエッチングして、前記独立したナノワイヤ−材料複合体を生成する工程を包含する、請求項28に記載の方法。
- (d)前記独立したナノワイヤ−材料複合体から前記ナノワイヤを分離する工程を更に包含する、請求項28に記載の方法。
- 前記工程(d)が、前記材料が流体に溶解されるよう、前記独立したナノワイヤ−材料複合体を該流体と接触させる工程を包含する、請求項32に記載の方法。
- 前記工程(d)が、前記材料を灰化するに十分な温度まで前記独立したナノワイヤ−材料複合体を加熱する工程を包含する、請求項32に記載の方法。
- (d)前記独立したナノワイヤ−材料複合体を第2の独立したナノワイヤ−材料複合体上にラミネートする工程を更に包含する、請求項28に記載の方法。
- 方向付けられたナノワイヤを堆積する方法であって、
(a)ナノワイヤが少なくとも一つの表面の一部分に取り付けられた第1の基板を提供する工程であって、各ナノワイヤの第1の端部が該一部分に取り付けられている工程と、
(b)ナノワイヤ−材料複合体を生成するよう該一部分上に材料を堆積する工程と、
(c)パターン化された複合体を生成するよう該ナノワイヤ−材料複合体をパターン化する工程と、
(d)該第1の基板から該パターン化された複合体を分離する工程と、
(e)該ナノワイヤが第2の基板に対して実質的に平行に整列されるよう該第2の基板に該パターン化された複合体を適用する工程と、を包含する方法。 - 前記工程(a)の前に、前記端部において前記各ナノワイヤの一部分がドーピングされるように前記第1の基板に前記ナノワイヤを成長させる工程を包含する、請求項36に記載の方法。
- 前記工程(a)が、前記第1の基板上に剥離層を提供する工程であって、前記ナノワイヤが前記剥離層の一部分に取り付けられる工程を包含する、請求項36に記載の方法。
- 前記工程(d)が、前記第1の基板および前記ナノワイヤ−材料複合体から前記剥離層を分離する工程を包含する、請求項38に記載の方法。
- 前記ナノワイヤが、約10〜約20ミクロンの長さを有する、請求項36に記載の方法。
- 前記工程(a)が、前記ナノワイヤが少なくとも一つの表面の一部分に対して実質的に垂直に取り付けられた前記第1の基板を提供する工程を包含する、請求項36に記載の方法。
- 前記工程(b)が、前記材料が前記ナノワイヤを被覆するよう前記材料を堆積する工程を包含する、請求項36に記載の方法。
- 前記材料がポリマー、プレポリマー、セラミック、ガラス、金属、または、その複合体である、請求項36に記載の方法。
- 前記材料が、エラストマー、熱可塑性樹脂、または、熱硬化性樹脂である、請求項36に記載の方法。
- 前記材料が、少なくとも二つ以上のエポキシ・プレポリマーの混合物を含む、請求項36に記載の方法。
- 前記材料が、単量体と開始剤の混合物を含む、請求項36に記載の方法。
- 前記工程(b)の後に、硬化されたナノワイヤ−材料複合体を生成するよう前記単量体を光重合する工程を更に包含する、請求項46に記載の方法。
- 前記工程(b)の後に、前記ナノワイヤ−材料複合体をドーピングする工程を更に包含する、請求項36に記載の方法。
- 前記ドーピングする工程が、前記ナノワイヤの第2の端部をドーピングする工程を包含する、請求項48に記載の方法。
- 前記工程(c)が、SF6、CF4、CHF3、CCl4、CCl2F2、Cl2、O2、H2、および、Arよりなる群から選択されるイオン・エッチング流体を用いて前記ナノワイヤ−材料複合体をパターン化する工程を包含する、請求項36に記載の方法。
- 前記工程(c)が、
(1)複数のナノワイヤ−材料ブロックに前記ナノワイヤ−材料複合体をパターン化する工程を含む、請求項36に記載の方法。 - 前記工程(1)が、複数のナノワイヤ−材料ブロックに前記ナノワイヤ−材料複合体をパターン化する工程であって、前記ブロックが約10ミクロン未満の高さを有する、工程を更に包含する、請求項42に記載の方法。
- 前記工程(e)が、
(1)前記第2の基板の一部分に前記複数のナノワイヤ−材料ブロックを適用する工程を含む、請求項51に記載の方法。 - 前記工程(e)(1)が、前記第2の基板の一部分に所定のパターンで前記複数のナノワイヤ−材料ブロックを適用する工程を包含する、請求項53に記載の方法。
- 前記工程(e)の後に、
(f)前記ナノワイヤ−材料ブロックの一部分を平坦化する工程を更に包含する、請求項53に記載の方法。 - 前記工程(f)が、前記ナノワイヤの表面を露出するよう酸素プラズマを用いて前記ナノワイヤ−材料ブロックを平坦化する工程を包含する、請求項55に記載の方法。
- 前記工程(e)の後に、
(f)前記第2の基板に対して実質的に平行に整列され、動作電流レベルを実現するに十分な密度を有するナノワイヤの薄膜を前記第2の基板に形成するよう前記ナノワイヤ−材料複合体から前記材料を除去する工程と、
(g)前記ナノワイヤの薄膜に複数の半導体デバイス領域を画成する工程と、
(h)前記半導体デバイス領域にコンタクトを形成し、前記複数の半導体デバイスに電気的接続性を与える工程と、を更に包含する、請求項36に記載の方法。 - 前記第2の基板が液晶ディスプレイのバックプレートである、請求項36に記載の方法。
- 電子基板を生成する方法であって、
(a)複数のナノワイヤを有するナノワイヤ−材料複合体を基板の一部分に取り付ける工程と、
(b)一つ以上の半導体デバイス領域を画成するよう該ナノワイヤ−材料複合体をパターン化する工程と、
(c)該半導体デバイス領域にコンタクトを形成し、該デバイス領域に電気的接続性を与える工程と、を包含する方法。 - 前記工程(a)が、前記ナノワイヤ−材料複合体を前記基板にラミネートする工程を包含する、請求項59に記載の方法。
- 前記ナノワイヤ−材料複合体が、動作電流レベルを実現するに十分な密度を有する複数のナノワイヤを包含する、請求項59に記載の方法。
- 前記ナノワイヤが、長軸に対して実質的に平行に整列される、請求項61に記載の方法。
- 前記ナノワイヤが、約10ミクロン〜約20ミクロンの長さを有する、請求項61に記載の方法。
- 前記基板が、半導体、ガラス、セラミック、ポリマー、金属、または、その複合体である、請求項59に記載の方法。
- 前記ナノワイヤ−材料複合体の前記材料が、ポリマー、プレポリマー、セラミック、ガラス、金属、または、その複合体である、請求項59に記載の方法。
- 前記ナノワイヤ−材料複合体の前記材料が、エラストマー、熱可塑性樹脂、または、熱硬化性樹脂である、請求項59に記載の方法。
- 前記取り付ける工程が、前記ナノワイヤ−材料複合体を前記基板上にコーティングする工程を包含する、請求項59に記載の方法。
- 前記工程(a)の後に、
(d)前記ナノワイヤの一部分を露出するよう前記ナノワイヤ−材料複合体を平坦化する工程を更に包含する、請求項59に記載の方法。 - 前記平坦化する工程が、プラズマ・エッチングによって前記ナノワイヤ−材料複合体を平坦化する工程を包含する、請求項68に記載の方法。
- 前記工程(b)が、
(1)前記ナノワイヤ−材料複合体上に誘電層を堆積する工程を含む、請求項59に記載の方法。 - 前記誘電層がSiNである、請求項70に記載の方法。
- 前記工程(b)が、
(2)一つ以上の半導体デバイス領域を画成するように前記誘電層のパターンを形成し、露出されたナノワイヤ−材料複合体のパターンを形成するよう前記誘電層をエッチングする工程を含む、請求項70に記載の方法。 - 前記工程(b)が、
(3)前記露出されたナノワイヤ−材料複合体をドーピングする工程を包含する、請求項72に記載の方法。 - 前記工程(b)が、
(4)前記誘電層を除去する工程を包含する、請求項73に記載の方法。 - 前記工程(c)が、前記デバイス領域に電気的接続性を与えるよう前記半導体デバイス領域を金属化する工程を包含する、請求項59に記載の方法。
- 前記金属化する工程が、電子ビーム蒸発によって前記半導体デバイス領域を金属化する工程を包含する、請求項75に記載の方法。
- 前記金属化する工程が、
(1)ソース電極およびドレイン電極を形成する工程であって、前記ナノワイヤが前記ソース電極および前記ドレイン電極それぞれの間の長さを有するチャネルを形成する、工程を包含する、請求項75に記載の方法。 - 前記金属化する工程が、
(2)ゲート電極を形成する工程を更に包含する、請求項77に記載の方法。 - 前記ナノワイヤが、前記ソースと前記ドレインのコンタクト間の軸に対してほぼ平行に整列される、請求項77に記載の方法。
- 前記金属化する工程が、アノード電極とカソード電極とを形成する工程を包含する、請求項75に記載の方法。
- 前記工程(2)が、前記ゲートと前記ナノワイヤとの間の距離が100ナノメートル以下となるよう前記ナノワイヤ−材料複合体の表面にゲート電極を形成する工程を包含する、請求項78に記載の方法。
- 前記工程(2)が、前記ゲートと前記ナノワイヤとの間の距離が5ナノメートル以下となるよう前記ナノワイヤ−材料複合体の表面にゲート電極を形成する工程を包含する、請求項78に記載の方法。
- (e)前記工程(a)の前に、前記ナノワイヤを形成する工程を更に包含する、請求項59に記載の方法。
- 前記工程(e)が、
(1)p−n接合を含むよう前記ナノワイヤ−材料複合体を生成する工程を包含する、請求項83に記載の方法。 - 前記工程(e)が、
(2)動作中に前記p−n接合が光を発するよう少なくとも一つの発光半導体材料から前記ナノワイヤを形成する工程を更に包含する、請求項84に記載の方法。 - 前記工程(2)が、GaN、GaP、GaAs、InP、InAs、ZnO、および、その組み合わせの少なくとも一つを含む前記少なくとも一つの発光半導体材料から前記ナノワイヤを形成する工程を包含する、請求項85に記載の方法。
- (f)複数のナノワイヤ−材料複合体層から前記ナノワイヤ−材料複合体を生成する工程を更に包含し、
前記各ナノワイヤ−材料複合体層が、前記複数のナノワイヤ−材料複合体層の他の層とは異なる波長で光を発するよう選択される前記少なくとも一つの発光半導体材料の少なくとも一つを含む、請求項85に記載の方法。 - (g)青色光波長で光を発するよう選択された少なくとも一つの発光半導体材料から前記複数のナノワイヤ−材料複合体層の第1のナノワイヤ−材料複合体層を形成する工程と、
(h)緑色光波長で光を発するよう選択された少なくとも一つの発光半導体材料から前記複数のナノワイヤ−材料複合体層の第2のナノワイヤ−材料複合体層を形成する工程と、
(i)赤色光波長で光を発するよう選択された少なくとも一つの発光半導体材料から前記複数のナノワイヤ−材料複合体層の第3のナノワイヤ−材料複合体層を形成する工程と、を更に包含する請求項87に記載の方法。 - 前記工程(e)が、
前記第1のナノワイヤ−材料複合体層を前記第2のナノワイヤ−材料複合体層の第1の表面に接続する工程、および、
前記第2のナノワイヤ−材料複合体層の第2の表面を前記第3のナノワイヤ−材料複合体層の第1の表面に接続する工程を包含し、
前記工程(a)が、前記第3のナノワイヤ−材料複合体層の第2の表面を前記基板に取り付ける工程を包含する、請求項88に記載の方法。 - 複合体を生成するシステムであって、
基板と、
該基板の一部分に成長される複数のナノワイヤであって、それぞれのナノワイヤの端部が該一部分に取り付けられている複数のナノワイヤと、
該一部分を被覆するよう該基板上に堆積される材料と、を備え、
該材料が、ナノワイヤ−材料複合体層を形成するよう該一部分上の該複数のナノワイヤを覆う、システム。 - 前記基板上に前記材料を堆積する材料アプリケータを更に備える、請求項90に記載のシステム。
- 前記複数のナノワイヤが、前記材料において長軸に対して実質的に平行に整列される、請求項91に記載のシステム。
- 前記材料アプリケータが、前記複数のナノワイヤを整列するよう前記基板上に前記材料を流す、請求項91に記載のシステム。
- 前記一部分上の前記材料を硬化する複合体ハードナーを更に備える、請求項90に記載のシステム。
- 複合体プロセッサを更に備える、請求項90に記載のシステム。
- 前記基板から前記ナノワイヤ−材料複合体を分離する分離器を更に備える、請求項90に記載のシステム。
- ナノワイヤ−材料複合体を生成する方法であって、
(a)混合物を生成するようナノワイヤを材料と接触させる工程と、
(b)ナノワイヤ−材料複合体を生成するよう基板上に該混合物を堆積する工程と、を備える方法。 - 前記基板が、半導体、ガラス、セラミック、ポリマー、金属、または、その複合体である、請求項97に記載の方法。
- 前記基板が、チューブの内表面および外表面の一方または両方である、請求項98に記載の方法。
- 前記基板が、網状のマクロ多孔質金属、酸化物、または、セラミックである、請求項1または97に記載の方法。
- 前記材料が、ポリマーと溶媒の混合物を含む、請求項97に記載の方法。
- 前記材料が、ニート・ポリマーである、請求項97に記載の方法。
- 前記材料が、少なくとも二つ以上のエポキシ・プレポリマーの混合物を含む、請求項97に記載の方法。
- 前記材料が、単量体と開始剤の混合物を含む、請求項97に記載の方法。
- 前記工程(b)の後に、前記複合体を硬化する工程を更に備える、請求項97に記載の方法。
- 前記硬化する工程が、前記複合体から溶媒を除去する工程、または、前記材料を重合する工程を包含する、請求項105に記載の方法。
- 独立したナノワイヤ−材料複合体を生成するよう前記基板から前記ナノワイヤ−材料複合体を分離する工程を更に備える、請求項97に記載の方法。
- 前記ナノワイヤを整列させるよう前記複合体に電場を印加する工程を更に備える、請求項97に記載の方法。
- 前記ナノワイヤ−材料複合体の表面に対して垂直に前記ナノワイヤを整列させるよう前記複合体に約10−3000V/cmのdc場を印加する工程を更に備える、請求項108に記載の方法。
- ナノワイヤアレイを形成する方法であって、
ナノワイヤ−材料複合体を提供する工程と、
マスクされた複合体を生成するよう該ナノワイヤ−材料複合体にパターンを有するマスクを適用する工程と、
材料の一部分に埋め込まれた該ナノワイヤを露出させ、該ナノワイヤ−材料複合体に露出されたナノワイヤのアレイを形成するよう該複合体から該材料の一部分を除去する工程と、を包含する方法。 - 前記マスクが金属箔を含む、請求項110に記載の方法。
- 前記マスクが、前記材料の選択的な除去を可能にするパターンを更に含む、請求項111に記載の方法。
- 前記パターンが、円形、正方形、長方形、または、三角形のアレイを有する、請求項112に記載の方法。
- 前記パターンが、不規則なパターンを有する、請求項112に記載の方法。
- 前記除去する工程が、プラズマ・エッチングまたは有機溶媒を用いて前記材料を除去する工程を包含する、請求項110に記載の方法。
- 請求項110に記載の方法により調製された、ナノワイヤアレイ。
- 高容量コンデンサを作製する方法であって、
独立したナノワイヤ−材料複合体を提供する工程と、
該複合体の両表面に金属を堆積する工程と、
コンデンサ・フィルムを形成するよう金属表面に絶縁体を堆積する工程と、
コンデンサを組み立てる工程と、を包含する方法。 - 前記金属が、ニッケル、銅、銀、金、または、白金を含む、請求項117に記載の方法。
- 前記絶縁体が酸化アルミニウムである、請求項118に記載の方法。
- 前記組み立てる工程が、リード線を前記金属表面に取り付ける工程を包含する、請求項117に記載の方法。
- 前記組み立てる工程が、更に、
前記コンデンサ・フィルムを巻く工程、および、
前記巻かれたコンデンサ・フィルムを缶に密閉する工程を包含する、請求項120に記載の方法。 - 前記複合体における前記ナノワイヤが、前記複合体の表面に対して実質的に垂直に方向付けられる、請求項117に記載の方法。
- 請求項117の方法により作製された、高容量コンデンサ。
- 高容量コンデンサを作製する方法であって、
片側が絶縁体でコーティングされた金属箔を提供する工程と、
該絶縁体の一部分に金のナノ粒子を堆積する工程と、
該一部分にナノワイヤを成長させる工程と、
該ナノワイヤを埋め込みナノワイヤ−材料複合体を生成するよう該一部分上に材料を堆積する工程と、
コンデンサ・フィルムを形成するよう該ナノワイヤ−材料複合体に金属を堆積する工程と、
該コンデンサを組み立てる工程と、を包含する方法。 - 前記金属がアルミニウムであり、前記絶縁体が酸化アルミニウムである、請求項124に記載の方法。
- 前記ナノ粒子が約1nm〜約50nmの直径を有する金のナノ粒子である、請求項124に記載の方法。
- 前記ナノワイヤが、前記絶縁体の表面に対して垂直に成長される、請求項124に記載の方法。
- 前記堆積工程の後に、前記材料を硬化する工程を更に備える、請求項124に記載の方法。
- 前記硬化する工程が、溶媒を除去する工程、または、前記材料を重合する工程を包含する、請求項128に記載の方法。
- 前記組み立てする工程が、更に、
両金属表面にリード線を取り付ける工程、
前記コンデンサ・フィルムを巻く工程、および、
前記巻かれたコンデンサ・フィルムを缶に密閉する工程を包含する、請求項124に記載の方法。 - 請求項124に記載の方法により作製された、高容量コンデンサ。
- 管状のナノワイヤ−材料複合体を生成する方法であって、
混合物を生成するようナノワイヤを材料と接触させる工程と、
管状のナノワイヤ−材料複合体を生成するよう前記混合物を押し出す工程と、を包含する方法。 - 前記ナノワイヤの一部分を露出するよう前記管状のナノワイヤ−材料複合体の内表面および外表面の一方または両方から前記材料の一部分を除去する工程を更に包含する、請求項132に記載の方法。
- ナノワイヤ−材料複合体を生成する方法であって、
(a)ナノワイヤが少なくとも一つの表面の一部分に対して垂直に取り付けられた基板を提供する工程と、
(b)前記一部分に材料を堆積しナノワイヤ−材料複合体を生成する工程と、を包含する方法。 - 前記複合体を硬化する工程を更に備える、請求項134に記載の方法。
- 前記硬化する工程が、溶媒を除去する工程または前記材料を重合する工程を包含する、請求項135に記載の方法。
- 独立したナノワイヤ−材料複合体を生成するよう、前記基板から前記ナノワイヤ−材料複合体を分離する工程を更に包含する、請求項134に記載の方法。
- 前記独立した複合体を片に切断する工程を更に包含する、請求項137に記載の方法。
- 管状のナノワイヤ−材料複合体を生成するよう前記独立したナノワイヤ−材料複合体の端部を一緒に結合する工程を更に包含する、請求項138に記載の方法。
- 前記結合する工程が、管状のナノワイヤ−材料複合体を生成するよう前記独立した複合体の前記端部を一緒に接着する工程を包含する、請求項139に記載の方法。
- 前記ナノワイヤを部分的に露出するよう前記管状のナノワイヤ−材料複合体の内表面および外表面の一方または両方から前記材料の一部分を除去する工程を更に包含する、請求項140に記載の方法。
- 前記ナノワイヤの一部分を露出するよう、前記複合体の一つの表面から前記材料の一部分を除去する工程を更に包含する、請求項134に記載の方法。
- プラズマ・エッチングまたは有機溶媒を用いて前記材料の一部分を除去する工程を更に包含する、請求項142に記載の方法。
- ナノワイヤが中に埋め込まれたポリマーを有する、ナノワイヤ−材料複合体。
- 前記ポリマーシートがポリアリーレン、ポリアリールビニレン、ポリヘテロアリーレン、ポリヘテロアリールビニレン、ポリアルカン、ポリハロアルカン、ポリアルケン、ポリアルキン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリケトン、多糖類、ポリアミン、ポリペプチド、ポリイミン、ポリホスフェート、ポリホスホネート、ポリスルホネート、ポリスルホンアミド、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、および、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、または、これらのコポリマーである、請求項144に記載のナノワイヤ−材料複合体。
- 前記ナノワイヤの一部分が露出されている、請求項144に記載のナノワイヤ−材料複合体。
- 前記ナノワイヤの一部分が円形のウェルのアレイに露出されている、請求項146に記載のナノワイヤ−材料複合体。
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