JP2008303114A - 単層カーボンナノチューブ製造方法、半導体配線構造の製造方法、フィールドエミッションディスプレイ用電子部品の製造方法及び探針製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】初期単層カーボンナノチューブ20に外力を与えるだけで、不連続層21に沿って初期単層カーボンナノチューブ20が剥がれることにより、従来用いられていた薬品を使用することなく先端が均一に揃った欠陥のない単層カーボンナノチューブ1を製造できるので、薬品による官能基の修飾も起こらず、用途の自由度が高い単層カーボンナノチューブ1を容易に製造できる。また先端が均一に揃った欠陥のない単層カーボンナノチューブ1の製造を室温で、かつ短時間で行えると共に、フォトリソグラフィも用いることなく容易に製造できるので、単層カーボンナノチューブ1の生産効率を向上できる。
【選択図】図7
Description
図1において、1は本発明によるカーボンナノチューブ製造方法により製造された高さが約280nmでなる短小の単層カーボンナノチューブ1を示し、これら単層カーボンナノチューブ1は、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing(CMP))等を用いることなく、先端が均一に平坦化され得る。
以上の構成において、上述した単層カーボンナノチューブ製造方法では、メタンガスを用いたCVD法によって成長基板2に初期単層カーボンナノチューブ20を根元成長させた後、初期単層カーボンナノチューブ20の根元成長を一旦停止させる。
(3−1)半導体配線構造の製造方法
図11(A)〜(C)は、本発明の単層カーボンナノチューブ製造方法を用いて半導体配線構造50(図11(C))を製造する一連の製造工程を示すものである。
上述した単層カーボンナノチューブ製造方法により製造された単層カーボンナノチューブ1は、先端部分が尖っていることから、高いフィールドエミッション効率を得ることができ、かくしてフィールドエミッションディスプレイにおけるエミッタとしても用いることができる。
上述した単層カーボンナノチューブ製造方法については、AFMのカンチレバー先端に設けられる探針の探針製造方法にも用いることができる。
2 成長基板
20 初期単層カーボンナノチューブ(第1の単層カーボンナノチューブ)
21 不連続層
50 半導体配線構造
51 第1の配線層
52,62 絶縁膜
53 第2の配線層
60 フィールドエミッションディスプレイ
61 カソード電極
66 フィールドエミッションディスプレイ用電子部品
72 カンチレバー先端
Claims (6)
- 炭素化合物を含む原料ガスを用いた化学気相法によって成長基板に第1の単層カーボンナノチューブを根元成長させる成長ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブの根元成長を停止させる根元成長停止ステップと、
再び前記原料ガスを用いた化学気相法によって、前記第1の単層カーボンナノチューブの根元部分に第2の単層カーボンナノチューブを所定の長さまで根元成長させ、前記第1の単層カーボンナノチューブと前記第2の単層カーボンナノチューブとの間に不連続層を形成する不連続層形成ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブに外力を与えることにより、前記第1の単層カーボンナノチューブを前記不連続層から切除し、先端が揃った前記第2の単層カーボンナノチューブを前記成長基板に形成する切除ステップと
を備えることを特徴とする単層カーボンナノチューブ製造方法。 - 前記成長ステップは、500μm以上の長さに前記第1の単層カーボンナノチューブを根元成長させる
ことを特徴とする請求項1記載の単層カーボンナノチューブ製造方法。 - 前記不連続層形成ステップにおける前記化学気相法により用いる前記原料ガスは、前記成長ステップにおける前記化学気相法により用いた前記原料ガスよりもガス濃度が低い
ことを特徴とする請求項1又は2記載の単層カーボンナノチューブ製造方法。 - 第1の配線層と、前記第1の配線層上に所定パターンに形成された絶縁層と、前記絶縁膜間に設けられた接続部と、前記接続部を介在させて前記第1の配線層と接続した第2の配線層とを備える半導体配線構造の製造方法において、
炭素化合物を含む原料ガスを用いた化学気相法によって、前記絶縁膜間に露出した前記第1の配線層に第1の単層カーボンナノチューブを根元成長させる成長ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブの根元成長を停止させる根元成長停止ステップと、
再び前記原料ガスを用いた化学気相法によって、前記第1の単層カーボンナノチューブの根元部分に第2の単層カーボンナノチューブを前記絶縁膜の高さまで根元成長させ、前記第1の単層カーボンナノチューブと前記第2の単層カーボンナノチューブとの間に不連続層を形成する不連続層形成ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブに外力を与えることにより、前記第1の単層カーボンナノチューブを前記不連続層から切除し、前記絶縁膜の高さに先端が揃った前記第2の単層カーボンナノチューブを前記接続部として前記第1の配線層に形成する切除ステップと、
前記第2の単層カーボンナノチューブ及び前記絶縁膜の表面に前記第2の配線層を形成する配線形成ステップと
を備えることを特徴とする半導体配線構造の製造方法。 - フィールドエミッションディスプレイに設けられ、絶縁膜間に設けられたエミッタから電子を放出するフィールドエミッションディスプレイ用電子部品の製造方法において、
炭素化合物を含む原料ガスを用いた化学気相法によって、前記絶縁膜間に露出したカソード電極に第1の単層カーボンナノチューブを根元成長させる成長ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブの根元成長を停止させる根元成長停止ステップと、
再び前記原料ガスを用いた化学気相法によって、前記第1の単層カーボンナノチューブの根元部分に第2の単層カーボンナノチューブを所定の長さまで根元成長させ、前記第1の単層カーボンナノチューブと前記第2の単層カーボンナノチューブとの間に不連続層を形成する不連続層形成ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブに外力を与えることにより、前記第1の単層カーボンナノチューブを前記不連続層から切除し、前記第2の単層カーボンナノチューブを前記エミッタとして前記カソード電極に形成する切除ステップと
を備えることを特徴とするフィールドエミッションディスプレイ用電子部品の製造方法。 - 原子間力顕微鏡に設けられるカンチレバー先端に固定する探針の探針製造方法において、
炭素化合物を含む原料ガスを用いた化学気相法によって成長基板に第1の単層カーボンナノチューブを根元成長させる成長ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブの根元成長を停止させる根元成長停止ステップと、
再び前記原料ガスを用いた化学気相法によって、前記第1の単層カーボンナノチューブの根元部分に第2の単層カーボンナノチューブを所定の長さまで根元成長させ、前記第1の単層カーボンナノチューブと前記第2の単層カーボンナノチューブとの間に不連続層を形成する不連続層形成ステップと、
前記第1の単層カーボンナノチューブに外力を与えることにより、前記第1の単層カーボンナノチューブを前記不連続層から切除し、先端が揃った前記第2の単層カーボンナノチューブを前記成長基板に形成する切除ステップと、
前記第2の単層カーボンナノチューブに前記カンチレバー先端に前記探針として前記第2の単層カーボンナノチューブを設ける探針設置ステップと
を備えることを特徴とする探針製造方法。
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