JP2009032819A - Manufacturing method of electronic-device, and electronic device using the method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make by an easy manufacturing method a transistor and wiring which use carbon-nanotubes and have large current-capacities. <P>SOLUTION: The manufacturing method has a process for orienting and growing in the direction vertical to a catalyzer formed on a substrate a carbon-nanotube bundle having a high density of carbon-nanotube thin lines and having a uniformity in their heights, a process for dropping in the side-surface vicinity of the carbon-nanotube bundle an organic solvent of a liquid having an affinity with the bundle, a process for blowing by using a nitrogen gas the organic solvent from the opposite side to the intended direction of falling the bundle sideways toward the caron-nanotube bundle as to fall sideways the vertically stood carbon-nanotube bundle with the organic solvent, and a process for so contacting the fallen carbon-nanotube bundle with the surface of the substrate as to have a predetermined length (region). After drying the organic solvent, a back-gate transistor is manufactured by using a part of the contacting region as a channel portion, or a wiring is manufactured by using it as a conductor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子装置の製造方法及びそれを用いた電子装置に関し、さらに詳しくは、特にカーボンナノチューブ束からなる構成物を有する電子装置を容易かつ効率良く製造するに適した製造方法と、その製造方法によって製造した、カーボンナノチューブ束による、例えばトランジスタのチャネルや配線を有する電子装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device and an electronic device using the same, and more particularly, a manufacturing method suitable for easily and efficiently manufacturing an electronic device having a component composed of a bundle of carbon nanotubes, and the manufacturing thereof. The present invention relates to an electronic device having, for example, a transistor channel and a wiring, which is manufactured by the method and is based on a bundle of carbon nanotubes.

カーボンナノチューブ(CNT;Carbon Nanotube)は、それが、ナノオーダーの微細な構造を有している点、半導体的性質をもつように成長されたカーボンナノチューブは、そのキャリア移動度が非常に高いといった特性を持つ点、一方金属的性質をもつように成長されたカーボンナノチューブは、適用可能な最大電流密度が非常に高いといった特性を持つ点などから、カーボンナノチューブは次世代の電子デバイス用材料として大きな期待が持たれている。   Carbon nanotubes (CNT; Carbon Nanotube) have a fine structure on the order of nanometers, and carbon nanotubes grown to have semiconducting properties have very high carrier mobility. On the other hand, carbon nanotubes grown to have metallic properties have the characteristics that the maximum applicable current density is very high. Is held.

従来から、カーボンナノチューブをチャネル用材料に適用したトランジスタが提案されてきた(例えば、非特許文献1、特許文献1、2など)。通常、これらのトランジスタ(FET;Field Effect Transistor)は、多量に製造されてきたSi−FETなどと同様に、基板の表面と平行方向にチャネルを形成する構造をもつものである。カーボンナノチューブを用いたトランジスタでは、基板上にあるソース−ドレイン電極間に基板面と平行にチャネルとなるカーボンナノチューブ束を配置する、つまり、この様に、チャネルとして用いられるカーボンナノチューブ束は、その成長方向が横方向になっている構造である。   Conventionally, a transistor in which a carbon nanotube is applied to a channel material has been proposed (for example, Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2). Usually, these transistors (FET; Field Effect Transistor) have a structure in which a channel is formed in a direction parallel to the surface of the substrate in the same manner as Si-FETs that have been manufactured in large quantities. In a transistor using carbon nanotubes, a carbon nanotube bundle serving as a channel is arranged in parallel with the substrate surface between the source and drain electrodes on the substrate. In other words, the carbon nanotube bundle used as the channel is grown as described above. It is a structure in which the direction is horizontal.

図9は、そういった従来のカーボンナノチューブ・トランジスタ構成例の模式図である。基板101上にカーボンナノチューブを成長するための触媒102を形成し、触媒から成長した、個々に独立のカーボンナノチューブ103の両端にソース電極104、ドレイン電極105が形成され、またその両電極の間に、カーボンナノチューブ103に絶縁層あるいは基板を介してゲート電圧が印加可能のようにゲート電極106が形成される。   FIG. 9 is a schematic diagram of such a conventional carbon nanotube transistor configuration example. A catalyst 102 for growing carbon nanotubes is formed on a substrate 101. A source electrode 104 and a drain electrode 105 are formed on both ends of individually independent carbon nanotubes 103 grown from the catalyst, and between the two electrodes. The gate electrode 106 is formed so that a gate voltage can be applied to the carbon nanotube 103 through an insulating layer or a substrate.

この図9のようなトランジスタを形成するために、例えば、ソース電極104(あるいはドレイン電極105)側にある触媒102から、カーボンナノチューブ103を成長させ、ゲート電圧印加領域をまたいでドレイン電極105(あるいはソース電極104)に達せしめる方法(非特許文献1)がある。その他に、二つの相対する触媒層の横面から、互いに横方向にカーボンナノチューブを接続するように成長させ、横に長いカーボンナノチューブを形成する方法(特許文献1)や、電解めっき槽中に有機溶媒を満たし、これにカーボンナノチューブを分散し、さらに、主面上に予めソース・ドレイン電極(ゲート電極は基板の裏面に形成)が形成された基板とカーボンナノチューブ細線を溶媒中に入れ、基板を+極とし、−極の金属電極を浸漬して、ソース・ドレイン電極間にカーボンナノチューブが架橋するように電解めっきを行ってトランジスタを形成する方法などが提案されている(特許文献2)。
H.Ohnaka et al, Jpn.J.Appl.Phys. 45(2006)5485 特開2002−118248号公報 特開2007−12665号公報
In order to form the transistor as shown in FIG. 9, for example, the carbon nanotube 103 is grown from the catalyst 102 on the source electrode 104 (or drain electrode 105) side, and the drain electrode 105 (or the gate voltage application region is straddled). There is a method (Non-Patent Document 1) for reaching the source electrode 104). In addition, a method of growing carbon nanotubes in a lateral direction from the lateral surfaces of two opposing catalyst layers to form carbon nanotubes that are long in the lateral direction (Patent Document 1), or organic in an electrolytic plating tank. Fill the solvent, disperse the carbon nanotubes in this, and then put the substrate with the source / drain electrodes (the gate electrode is formed on the back side of the substrate) on the main surface and the carbon nanotube thin wire in the solvent, A method has been proposed in which a transistor is formed by immersing a negative electrode metal electrode and performing electroplating so that carbon nanotubes are bridged between source and drain electrodes (Patent Document 2).
H. Ohnaka et al, Jpn. J. Appl. Phys. 45 (2006) 5485 JP 2002-118248 A JP 2007-12665 A

しかし、従来のカーボンナノチューブを用いたトランジスタにおけるドレイン電流IDは、一般にマイクロアンペア程度であり、例えば、従来の報告例においては、チャネル形成のカーボンナノチューブ細線の本数によるが、ゲート幅が100μmで、ドレイン電流IDは数10nA〜数100μA程度との結果が報告されている(非特許文献1)。 However, the drain current ID in a transistor using a conventional carbon nanotube is generally about a microampere. For example, in the conventional report example, the gate width is 100 μm, depending on the number of carbon nanotube thin wires forming a channel, The drain current ID is reported to be about several tens of nA to several hundred μA (Non-patent Document 1).

この様に、得られるドレイン電流IDが少なく、さらにトランジスタの抵抗が高い場合では、発熱による電力ロスが発生し、また所要の特性を得ようとすると大きな駆動電圧が必要となる。その結果、このようなトランジスタを集積回路に組み込む上では大きな問題となる。他方、このトランジスタを高周波動作させた場合、得られる電流が小さいと寄生容量の影響を大きく受け、状況によってはトランジスタの正常動作が行なわれないといった問題が生じる。 As described above, when the obtained drain current ID is small and the resistance of the transistor is high, a power loss due to heat generation occurs, and a large drive voltage is required to obtain a required characteristic. As a result, it becomes a big problem in incorporating such a transistor into an integrated circuit. On the other hand, when this transistor is operated at a high frequency, if the obtained current is small, it is greatly affected by the parasitic capacitance, and there is a problem that the transistor does not operate normally depending on the situation.

そのために、カーボンナノチューブを用いたトランジスタにおいては、従来の提案されたトランジスタよりも、より大きな電流が得られるトランジスタを得ることが重要となっている。   For this reason, in a transistor using carbon nanotubes, it is important to obtain a transistor capable of obtaining a larger current than a conventionally proposed transistor.

このトランジスタ電流の増大化のために、トランジスタの構造上、直接的に取り得る手段の一つは、ソース−ドレイン電極間のチャネル幅(キャリアがソース−ドレイン間を通過する長さであるチャネル長ではなく、ソース電極とドレイン電極との、相対する電極の長さによって決まるチャネルの幅)を大きく取れるようにすることで、ソース−ドレイン電極間を流れるキャリア数を増大させることである。   In order to increase the transistor current, one of the means that can be directly taken into account in the structure of the transistor is that the channel width between the source and drain electrodes (the channel length that is the length that carriers pass between the source and drain). Instead, the number of carriers flowing between the source and drain electrodes is increased by increasing the channel width determined by the lengths of the opposing electrodes of the source electrode and the drain electrode.

これを、カーボンナノチューブを用いるトランジスタに関していえば、ソース−ドレイン間をチャネルとして接続するためのカーボンナノチューブ細線の数をより多く形成することである。言い換えれば、ソース−ドレイン間をチャネルとして接続する、即ちソース電極−ドレイン電極間を架橋する、多数のカーボンナノチューブ細線の「まとまり」であるカーボンナノチューブ束を、より密集して(高密度に)、ソース・ドレイン両電極の形状は相対する両電極長を長く(チャネル幅を広く)、かつ架橋効率良く(途中での断線を少なく)、なおかつ、トランジスタ特性の上からは、ゲート電極による制御性を確保するために、基板に接触するように形成することが重要となる。   In terms of transistors using carbon nanotubes, this is to form a larger number of fine carbon nanotube wires for connecting the source and drain as channels. In other words, the carbon nanotube bundles, which are “clusters” of many carbon nanotube thin wires that connect the source and drain as a channel, that is, bridge between the source electrode and the drain electrode, are more closely packed (in high density), The shape of both source and drain electrodes is such that both opposing electrode lengths are long (wide channel width), bridging efficiency is good (less disconnection in the middle), and from the standpoint of transistor characteristics, controllability by the gate electrode is In order to ensure, it is important to form so as to contact the substrate.

上記のようなソース電極−ドレイン電極間を架橋するための用途のみならず、例えば、本カーボンナノチューブ束が、半導体的性質では無く、金属的な性質を持っているものである場合は、配線用カーボンナノチューブ束を形成する用途としても非常に重要である。   In addition to the use for bridging between the source electrode and the drain electrode as described above, for example, when the bundle of carbon nanotubes has a metallic property instead of a semiconducting property, It is also very important as an application for forming a carbon nanotube bundle.

しかし、従来の報告におけるトランジスタ形成例は、架橋したカーボンナノチューブ細線の本数が十分でなかったとも言え、また、こういった要求に合致した具体的なカーボンナノチューブ束の形成方法の提案は見出されない。   However, it can be said that the number of the crosslinked carbon nanotube thin wires was not sufficient in the transistor formation example in the conventional report, and no proposal of a specific method of forming a carbon nanotube bundle that meets these requirements was found. .

そこで、本発明の解決しようとする課題は、基板上で、横方向に一定領域にわたってカーボンナノチューブ束を、基板に接触するように、幅広く、密集して、かつ途中断線が少なく形成することのできる、カーボンナノチューブ束を形成する方法、またこれを用いたトランジスタや配線を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that a carbon nanotube bundle can be formed on a substrate in a wide and dense manner and with few breaks in the middle so as to be in contact with the substrate over a certain region in the lateral direction. Another object of the present invention is to provide a method of forming a carbon nanotube bundle, and a transistor and wiring using the same.

本発明の電子装置の製造方法は、
基板の表面に触媒金属パターンを形成する、触媒パターン形成工程と、
前記触媒金属パターンの上面から、前記上面に対して垂直方向へカーボンナノチューブ束を成長する、垂直方向成長工程と、
前記カーボンナノチューブ束を、前記カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体を用いて、前記基板の前記表面における所定方向に横倒しし、かつ前記表面に所定の範囲にわたって接触領域を形成する、横倒し及び接触領域形成工程と、
を有することを特徴とする。
The manufacturing method of the electronic device of the present invention includes:
Forming a catalytic metal pattern on the surface of the substrate, a catalyst pattern forming step;
A vertical growth step of growing a carbon nanotube bundle from the upper surface of the catalytic metal pattern in a direction perpendicular to the upper surface;
The carbon nanotube bundle is laid down in a predetermined direction on the surface of the substrate using a liquid having affinity for the carbon nanotube bundle, and a contact region is formed on the surface over a predetermined range. A contact region forming step;
It is characterized by having.

また、
前記横倒し及び接触領域形成工程において、前記液体と同時に気体を用いることを特徴とする。
Also,
In the lying down and contact region forming step, a gas is used simultaneously with the liquid.

また、
前記垂直方向成長工程において、前記カーボンナノチューブ束は垂直方向に配向成長されることを特徴とする。
Also,
In the vertical growth step, the carbon nanotube bundle is oriented and grown in a vertical direction.

そして、本発明の電子装置は、
基板の一方の面にゲート電極、他方の面にソース/ドレイン電極を有する電子装置であって、
前記基板上方において、前記ソース/ドレイン電極間にカーボンナノチューブ束からなるチャネル部が形成されていることを特徴とする。
And the electronic device of this invention is
An electronic device having a gate electrode on one side of a substrate and source / drain electrodes on the other side,
A channel portion made of a bundle of carbon nanotubes is formed between the source / drain electrodes above the substrate.

また、
前記チャネル部は、前記基板上の一つのソースまたはドレイン電極となる領域に形成された触媒金属パターンに成長した前記カーボンナノチューブ束であり、前記カーボンナノチューブ束は屈曲して他方のソースまたはドレイン電極に接続されていることを特徴とする。
Also,
The channel part is the carbon nanotube bundle grown on a catalytic metal pattern formed in a region to be one source or drain electrode on the substrate, and the carbon nanotube bundle is bent to form the other source or drain electrode. It is connected.

本発明の製造方法により、製造方法が容易に、基板表面に接触した、成長密度の高い、またカーボンナノチューブ細線の多い、カーボンナノチューブ束が得られる。これをトランジスタのチャネルに適用することで、本発明の、電流量に多いトランジスタを作製でき、またこれを配線に用いることで、電流容量の大きな配線を作製することができる。   According to the production method of the present invention, a carbon nanotube bundle having a high growth density and a large number of fine carbon nanotube wires in contact with the substrate surface can be easily obtained. By applying this to a transistor channel, a transistor having a large current amount according to the present invention can be manufactured, and by using this for a wiring, a wiring having a large current capacity can be manufactured.

以下に、本発明の実施の形態を、添付図を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施例)
まず、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いたバックゲート型トランジスタ作製の実施例を述べる。図1は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。
(First embodiment)
First, an example of manufacturing a back gate type transistor using a carbon nanotube bundle according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a process for explaining the manufacturing process of the present embodiment.

図1(1)において、基板1上に所定のパターンを持つ触媒2を形成し、触媒2から図示するように垂直方向にカーボンナノチューブ束3を成長する。   In FIG. 1 (1), a catalyst 2 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a carbon nanotube bundle 3 is grown from the catalyst 2 in the vertical direction as shown in the figure.

次に、図1(2)に示すように、カーボンナノチューブ束3の全体を所定の方向に横倒しにして、基板1の表面上にこれと接触する所定の長さLの接触領域4を形成する。   Next, as shown in FIG. 1 (2), the entire carbon nanotube bundle 3 is laid down in a predetermined direction to form a contact region 4 having a predetermined length L on the surface of the substrate 1 in contact therewith. .

そして、図1(3)に示すように、所定の長さLの接触領域4範囲内にチャネル部5が得られるように、カーボンナノチューブ束3の一方の端部をソース電極6に、他方の端部をドレイン電極7に接続し、基板裏面でチャネル部5での電流を制御するバックゲート電極8を形成することで、本発明になるバックゲート型トランジスタ9が完成する。   Then, as shown in FIG. 1 (3), one end of the carbon nanotube bundle 3 is used as the source electrode 6 and the other end of the carbon nanotube bundle 3 is obtained so that the channel portion 5 is obtained in the range of the contact region 4 having a predetermined length L. The back gate transistor 9 according to the present invention is completed by connecting the end to the drain electrode 7 and forming the back gate electrode 8 for controlling the current in the channel portion 5 on the back surface of the substrate.

本実施例においては、基板1はLP(Low Pressure)CVD(Chemical Vapor Deposition)によって成膜したSiO膜(シリコン酸化膜)膜を用いた。触媒2は、Al(アルミニウム)/Fe(鉄)(膜厚;5nm/0.4nmあるいは10nm/0.4nm)の積層膜を用いた。 In this embodiment, the substrate 1 is an SiO 2 film (silicon oxide film) film formed by LP (Low Pressure) CVD (Chemical Vapor Deposition). As the catalyst 2, a laminated film of Al (aluminum) / Fe (iron) (film thickness: 5 nm / 0.4 nm or 10 nm / 0.4 nm) was used.

次いで、この触媒2上に、カーボンナノチューブ束3を成長した。成長法は、熱フィラメントCVD法を用い(例えば、非特許文献2)、成長用導入ガスとして、アセチレン(H):アルゴン(Ar):水素(H)を、1sccm:9sccm:2000sccmの比率で導入した。そのときの圧力100Pa,成長温度600℃とした。 Next, a carbon nanotube bundle 3 was grown on the catalyst 2. As the growth method, a hot filament CVD method is used (for example, Non-Patent Document 2), and acetylene (H 2 O 2 ): argon (Ar): hydrogen (H 2 ) is used as a growth introduction gas, 1 sccm: 9 sccm: 2000 sccm. Introduced in the ratio. The pressure at that time was 100 Pa and the growth temperature was 600 ° C.

こうした条件下で、およそ80分間の成長時間で得られたカーボンナノチューブ束の例のSEM像を、図2に示す。図中、底面にある触媒から上方にカーボンナノチューブ束が伸びており、略、触媒パターンの形状を保持したまま略垂直に配向して成長していることがわかる。この例では、触媒のパターンは、4μm×100μmであって、カーボンナノチューブ束の高さは、凡そ5μm程度のものが得られた。本実施例におけるように、カーボンナノチューブを触媒上で密度高く成長させると、カーボンナノチューブ同士の分子間力(ファンデアルワールス力)によってカーボンナノチューブが互いに寄り添うように垂直に配向して成長し、その結果、本図で見られるように、触媒パターンの形状を保持した形で、垂直方向に高く成長した、こうして、本図に見られるように、単位面積あたりのカーボンナノチューブ本数の多い、カーボンナノチューブ束を得ることができる(例えば、非特許文献3)。一方、カーボンナノチューブを触媒上で密度が低い状態で成長させたような場合は個々のカーボンナノチューブ細線が基板上を這うように成長し、この場合、下地基板の影響を受けて長いカーボンナノチューブ束を得ることができない。   FIG. 2 shows an SEM image of an example of a carbon nanotube bundle obtained under such conditions with a growth time of approximately 80 minutes. In the figure, it can be seen that a carbon nanotube bundle extends upward from the catalyst on the bottom surface, and grows in a substantially vertical orientation while maintaining the shape of the catalyst pattern. In this example, the catalyst pattern was 4 μm × 100 μm, and the height of the carbon nanotube bundle was about 5 μm. As in this example, when carbon nanotubes are grown with high density on the catalyst, the carbon nanotubes grow vertically aligned so that they are close to each other due to the intermolecular force (van der Waals force) between the carbon nanotubes. As can be seen in this figure, the shape of the catalyst pattern was maintained, and it grew high in the vertical direction.Thus, as seen in this figure, the carbon nanotube bundle with a large number of carbon nanotubes per unit area was obtained. (For example, Non-Patent Document 3). On the other hand, when carbon nanotubes are grown on a catalyst in a low density state, individual carbon nanotube thin lines grow on the substrate, and in this case, a long carbon nanotube bundle is formed under the influence of the base substrate. Can't get.

次に、触媒上にほぼ垂直に(成長条件によって、垂直方向にカーボンナノチューブが配向して)密度高く成長したカーボンナノチューブ束3の全体を所定の方向に横倒しにして、基板1の表面上にこれと接触する所定の長さLの接触領域4を形成する。   Next, the entire carbon nanotube bundle 3 grown with high density is laid down in a predetermined direction on the surface of the substrate 1 substantially vertically (carbon nanotubes are oriented in the vertical direction depending on the growth conditions) on the surface of the substrate 1. A contact region 4 having a predetermined length L is formed in contact with.

図3に、このカーボンナノチューブ束全体を横倒しの実験を行った例を示す。図3の(1)〜(4)は、横倒しの実験を実施した後の、カーボンナノチューブ束(及び触媒など)のSEM像である。   FIG. 3 shows an example in which the entire carbon nanotube bundle was laid down. (1) to (4) in FIG. 3 are SEM images of a bundle of carbon nanotubes (and a catalyst, etc.) after carrying out a sideways experiment.

図3(1)は、有機溶媒であるトルエンを用い、これを垂直に立ったカーボンナノチューブ束の側面近傍に滴下した後、そのトルエン滴下液を、窒素ガスで、横倒ししたい方向の反対側からカーボンナノチューブ束方向に向かってブローしてトルエンと共に垂直に立ったカーボンナノチューブ束を横倒しし、かつ基板表面に一定長さ(領域)をもって接触させる、つまり窒素ガスブローによって、トルエンと共に横に倒して基板に貼り付けるようにする。その後、トルエンを自然乾燥させる。   In FIG. 3 (1), toluene, which is an organic solvent, is dropped on the vicinity of a side surface of a carbon nanotube bundle standing vertically, and then the toluene dropping liquid is carbonized with nitrogen gas from the opposite side in the direction in which it is desired to lie down. The carbon nanotube bundle that is blown in the direction of the nanotube bundle and erected vertically with toluene is laid sideways and brought into contact with the substrate surface with a certain length (region). Try to put it on. Thereafter, the toluene is naturally dried.

その結果、カーボンナノチューブ束は一様に一方向に横倒しされ、かつ基板表面との分子間力によって、両者の接触が維持される領域が確保されることとなる。その結果が、図3(1)のSEM像であるが、図中、上下方向配置された触媒上において、一旦垂直方向に略一様の長さで配向成長したカーボンナノチューブ束が、そのまま一様に触媒の右方向に、カーボンナノチューブ束を構成する細線それぞれがほぼ平行状であるように横倒しされ、かつ基板上にほぼ全域にわたって、ピッタリと張り付いている(接触している)ことが観察される。   As a result, the carbon nanotube bundle is uniformly laid down in one direction, and a region where the contact between the two is maintained by the intermolecular force with the substrate surface is secured. The result is the SEM image of FIG. 3 (1). In the figure, the carbon nanotube bundle once oriented and grown in a substantially uniform length in the vertical direction on the vertically arranged catalyst is uniform as it is. In the right direction of the catalyst, it was observed that the thin wires constituting the carbon nanotube bundles were laid down so as to be almost parallel, and were closely attached (contacted) over almost the entire area on the substrate. The

図3(2)は、IPA(イソプロピルアルコール)を、図3(3)は2−ブタノンを用いて、いずれも上記トルエンを用いたのと同様に窒素ガスブローを同時に用いて、カーボンナノチューブ束を横倒した結果のSEM像である。この両図の場合は、触媒のパターンは図中右側であって、そこから右方向にカーボンなおチューブ束は横倒し、かつ基板接触がなされている。   3 (2) uses IPA (isopropyl alcohol), FIG. 3 (3) uses 2-butanone, and in both cases using nitrogen gas blow simultaneously with the above toluene, the carbon nanotube bundle is laid sideways. It is a SEM image of the result. In both figures, the catalyst pattern is on the right side of the figure, and from there, the carbon tube bundle lies sideways and the substrate is in contact.

上記以外の液体として、エタノール、メタノール、アセトン、DMF(ジメチルホルムアミド)など、代表的な有機溶媒を用いて実施したところ、同様な結果を得ることができた。   When a typical organic solvent such as ethanol, methanol, acetone, or DMF (dimethylformamide) was used as a liquid other than the above, similar results could be obtained.

一方、図3(4)は、液体として、水(純水)を用い、上記のアセトンなどと同様な手法でカーボンナノチューブ束の横倒し実験を行った結果のSEM像である。その結果、同図に見られるようにカーボンナノチューブ束を横倒しすることができず、略垂直方向に立ったままであった。滴下した水を窒素ガスなどでブローしても、カーボンナノチューブ束は殆どはじいてしまう。つまりカーボンナノチューブ束に対して撥水性を有する液体では効果的に横倒しし、かつ基板表面に一定範囲にわたって接触状態とすることができなかった。   On the other hand, FIG. 3 (4) is an SEM image obtained as a result of an experiment in which a carbon nanotube bundle was laid down by using water (pure water) as a liquid in the same manner as the above-described acetone or the like. As a result, as seen in the figure, the bundle of carbon nanotubes could not be laid down and remained in a substantially vertical direction. Even when the dropped water is blown with nitrogen gas or the like, the carbon nanotube bundles are almost repelled. In other words, the liquid having water repellency with respect to the carbon nanotube bundle effectively laid down and could not be brought into contact with the substrate surface over a certain range.

つまり、この様に、カーボンナノチューブ束を効果的に横倒しし、基板表面に一定範囲にわたって接触状態とするためには、カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体、もしくはカーボンナノチューブ束に対して親和性を失わない程度に水を含有する液体を用いることが重要である。有機溶媒以外でも親和性液体の適用は可能であることを確かめたが、とくに、有機溶媒(カーボンナノチューブ束に対して親和性を失わない程度に水を含有する有機溶媒を含む)は、基板表面への接触状態を維持したままで、自然蒸発可能である点で優れており、さらに有害性も少なく、デバイス形成プロセスにおいても馴染み易い溶媒であるといった点でも有利である。   In other words, in order to effectively lie down the carbon nanotube bundle and bring it into contact with the substrate surface over a certain range in this way, the liquid having affinity for the carbon nanotube bundle or the carbon nanotube bundle has an affinity. It is important to use a liquid that contains water to the extent that it does not lose its properties. We confirmed that affinity liquids can be used in addition to organic solvents. In particular, organic solvents (including organic solvents that contain water to the extent that they do not lose affinity for carbon nanotube bundles) It is advantageous in that it can be naturally evaporated while maintaining the contact state with the substrate, and is also advantageous in that it is less harmful and easy to adapt to the device formation process.

上記の説明では、親和性液体滴下と気体(窒素ガスを代表例で挙げたが、勿論、カーボンナノチューブに対して、例えばエアーなど非反応性の気体であれば適用可能である)ブローの実施手法について述べたが、それに代わって、液体のみを使用する手法、即ち、垂直成長したカーボンナノチューブ束に対して、一定方向から親和性液体をかけ流して液体の流れ下る方向にカーボンナノチューブ束を横倒しする手法、及び、スピンコータの台に基板をセットして回転を加えながら親和性液体を滴下して(あるいは、親和性の液体を滴下した後回転を加え)回転中心から外周方向にカーボンナノチューブ束を横倒しする手法などの方法も行った。これらの方法でも、カーボンナノチューブ束を横倒しし、基板表面に一定範囲にわたって接触状態とすることが可能であった。   In the above description, affinity liquid dropping and gas (nitrogen gas is given as a representative example, but of course, it can be applied to carbon nanotubes if it is a non-reactive gas such as air). As an alternative to this, instead of using a liquid only method, that is, for a vertically grown carbon nanotube bundle, the affinity liquid is poured from a certain direction and the carbon nanotube bundle is laid down in the direction in which the liquid flows down. Method and dropping the affinity liquid while setting the substrate on the spin coater base and rotating (or adding the rotation after dropping the affinity liquid), the carbon nanotube bundle is laid sideways from the rotation center to the outer peripheral direction. We also performed methods such as Even with these methods, it was possible to lay down the carbon nanotube bundle and bring it into contact with the substrate surface over a certain range.

他方、気体のブローのみで同様の効果を得るべく実験を行ったが、直立したカーボンナノチューブ束は若干傾くようになるが、期待した効果は得られなかった。   On the other hand, an experiment was conducted to obtain the same effect by only blowing gas, but the upright carbon nanotube bundle was slightly inclined, but the expected effect was not obtained.

さらに、図4(1)のSEM像は、触媒上に成長したカーボンナノチューブ束が、前述のような配向成長とはならず、大部分のカーボンナノチューブ細線は所要の長さに成長してはいるものの、垂直方向に揃ってはいない場合を示す。これを有機溶媒と窒素ガスのブローで横倒した(本例の場合は、右側から左方向に倒した)ときの様子を図4(2)のSEM像に示す。この場合においても、必ずしも一様の長さでは無いものの、成長したカーボンナノチューブ束の一定長部分は確保されて、その部分では、ほぼ一様に触媒の左方向に、カーボンナノチューブ束を構成する細線それぞれがほぼ平行状であるように横倒しされ、かつ基板上に張り付いている(接触している)ことが見て取れる。この様なカーボンナノチューブ束の一定長部分を用いることを考えれば、触媒上に成長したカーボンナノチューブ束が、必ずしも前述のような配向成長である必要は無いといえる。   Furthermore, in the SEM image of FIG. 4 (1), the carbon nanotube bundle grown on the catalyst does not have the orientation growth as described above, and most of the carbon nanotube thin wires are grown to the required length. It shows the case where it is not aligned in the vertical direction. The SEM image of FIG. 4 (2) shows the state when this was laid down by blowing an organic solvent and nitrogen gas (in this example, it was laid down from the right side to the left). Even in this case, although the length is not necessarily uniform, a certain length portion of the grown carbon nanotube bundle is secured, and in this portion, the thin wire constituting the carbon nanotube bundle is almost uniformly leftward of the catalyst. It can be seen that each is laid down so as to be approximately parallel and is stuck (contacted) on the substrate. Considering the use of such a constant length portion of the carbon nanotube bundle, it can be said that the carbon nanotube bundle grown on the catalyst does not necessarily have the orientation growth as described above.

さて、この様に、図1(2)に示した、カーボンナノチューブ束3の全体を所定の方向に横倒しにして、基板1の表面上にこれと接触する所定の長さLの接触領域4を形成し得た。これを用いて、バックゲート型のトランジスタを作製する。   In this way, the entire carbon nanotube bundle 3 shown in FIG. 1 (2) is laid down in a predetermined direction, and a contact region 4 having a predetermined length L in contact with the substrate 1 is formed on the surface of the substrate 1. Could be formed. Using this, a back-gate transistor is manufactured.

まず、例えば、基板1の表面全面にCVD法によってSiO膜を形成した後、既知のフォトリソグラフィー法とエッチング法を用い、基板表面に接触したカーボンナノチューブ束の領域Lの範囲内の所定の長さを有するチャネル部相当の領域を残して、同じく領域Lの範囲内でのカーボンナノチューブ束両端部と接触する電極が形成可能のように、ソース電極領域、ドレイン電極領域相当の開口部を形成する。ソース電極領域、ドレイン電極領域それぞれにおけるカーボンナノチューブ束部分をp型あるいはn型の導電性付与を、前者は、例えば酸素雰囲気中での加熱処理による酸化、後者は、例えばポタジウムとの接触反応によって行う。 First, for example, after a SiO 2 film is formed on the entire surface of the substrate 1 by a CVD method, a predetermined length within the region L of the carbon nanotube bundle in contact with the substrate surface using a known photolithography method and etching method is used. Opening portions corresponding to the source electrode region and the drain electrode region are formed so that electrodes that are in contact with both ends of the carbon nanotube bundle within the region L can be formed. . The carbon nanotube bundle portion in each of the source electrode region and the drain electrode region is imparted with p-type or n-type conductivity. The former is oxidized by, for example, heat treatment in an oxygen atmosphere, and the latter is performed by, for example, contact reaction with potassium. .

次に、例えばTi膜の全面スパッタリング付着処理を行った後、リフトオフによって、ソース電極、ドレイン電極を形成する。また、基板裏面に同様にTi膜のスパッタリングとリフトオフによって、バックゲート電極を形成し、本発明になるバックゲート型トランジスタを完成する。   Next, for example, after performing a whole surface sputtering deposition process of a Ti film, a source electrode and a drain electrode are formed by lift-off. Similarly, a back gate electrode is formed on the back surface of the substrate by sputtering and lift-off of a Ti film to complete the back gate transistor according to the present invention.

図5に、こうして作製されたバックゲート型トランジスタのソース・ドレイン電極側の表面顕微鏡像を示す。ソース電極6とドレイン電極7とに挟まれ、チャネル部5を形成している、横倒しされ基板に接触しているカーボンナノチューブ束を観察できる。   FIG. 5 shows a surface microscopic image on the source / drain electrode side of the back-gate transistor thus fabricated. A bundle of carbon nanotubes that is sandwiched between the source electrode 6 and the drain electrode 7 and forms the channel portion 5 and that is in contact with the substrate can be observed.

この様に作製されたトランジスタは、例えば、トランジスタのゲート幅が100μmの場合、従来例ではドレイン電流IDは数10nA〜数100μA程度との結果が報告され手いるのに対し、本実施例では、チャネルを形成するカーボンナノチューブ束の密度を圧倒的に高くすることが可能であることは明らかで、例えば100倍以上の電流が見込める。 For example, when the gate width of the transistor is 100 μm, in the conventional example, the drain current ID is reported to be several tens of nA to several hundred μA in the conventional example. It is clear that the density of the carbon nanotube bundle forming the channel can be overwhelmingly increased. For example, a current of 100 times or more can be expected.

更に触媒の面積を大きくし、それに見合ったトランジスタを作製すれば、チャネルを形成するカーボンナノチューブ束中の細線の数として全体的に大きくすることができ、トランジスタの電流もより大きいものとすることができる。   If the area of the catalyst is further increased and a transistor corresponding to the area is manufactured, the number of fine wires in the carbon nanotube bundle forming the channel can be increased as a whole, and the current of the transistor can be increased. it can.

(第2の実施例)
ここにおいては、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いたトップゲート型トランジスタ作製の実施例を述べる。図6は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。
(Second embodiment)
Here, an embodiment of manufacturing a top gate transistor using a carbon nanotube bundle according to the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a process for explaining the manufacturing process of the present embodiment.

図6(1)において、基板1上に所定のパターンを持つ触媒2を形成し、触媒2から図示するように垂直方向にカーボンナノチューブ束3を成長する。   6 (1), a catalyst 2 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a carbon nanotube bundle 3 is grown from the catalyst 2 in the vertical direction as shown in the figure.

次に、図6(2)に示すように、カーボンナノチューブ束3の全体を所定の方向に横倒しにして、基板1の表面上にこれと接触する所定の長さLの接触領域4を形成する。   Next, as shown in FIG. 6 (2), the entire carbon nanotube bundle 3 is laid down in a predetermined direction to form a contact region 4 having a predetermined length L on the surface of the substrate 1 in contact therewith. .

次に、図6(3)に示すように、所定の長さLの接触領域4範囲内にチャネル部5が得られるように、カーボンナノチューブ束3の一方の端部をソース電極6に、他方の端部をドレイン電極7に接続する。   Next, as shown in FIG. 6 (3), one end of the carbon nanotube bundle 3 is used as the source electrode 6 and the other is provided so that the channel portion 5 is obtained in the range of the contact region 4 having a predetermined length L. Is connected to the drain electrode 7.

そして、図6(4)に示すように、チャネル部5を埋め込むように絶縁膜10(ゲート酸化膜に相当)を形成し、その絶縁膜10上にトップゲート電極11を形成して本発明になるトップゲート型トランジスタ12を得る。   Then, as shown in FIG. 6 (4), an insulating film 10 (corresponding to a gate oxide film) is formed so as to embed the channel portion 5, and a top gate electrode 11 is formed on the insulating film 10 to achieve the present invention. A top gate type transistor 12 is obtained.

図6(1)、(2)、(3)の工程は、第1の実施例で述べた具体的なプロセスを適用することが可能である。図6(4)の工程は、例えば、図6(3)での基板表面全体にCVDによってSiO膜を形成した後に、電極上などのSiO膜を除去して電極間の部分のみの酸化膜10を残す。その後、この上へのTi膜のスパッタリングとファオトリソグラフィー法を用いてトップゲートゲート電極を作製する。 The specific processes described in the first embodiment can be applied to the steps of FIGS. 6 (1), (2), and (3). Step of FIG. 6 (4), for example, after forming the SiO 2 film by CVD on the entire surface of the substrate in FIG. 6 (3), only the oxide portions between the electrodes by removing the SiO 2 film, such as on the electrode Leave the membrane 10. Thereafter, a top gate gate electrode is formed by sputtering the Ti film thereon and using a photolithography method.

勿論、図6(3)以降のプロセスを変えて、図6(2)での基板表面全面に、CVDでSiO膜・Ti膜を積層形成した後、パターニングプロセスによって、ソース電極領域とドレイン電極領域とを開口し、そして、先に絶縁膜10(ゲート酸化膜)とTiのゲート電極パターンを形成する。その後、両電極用の開口部にTi膜を埋め込んでソース電極及びドレイン電極を形成するといった工程を踏むことも可能である。 Of course, the process after FIG. 6 (3) is changed, and after the SiO 2 film / Ti film is formed on the entire surface of the substrate in FIG. 6 (2) by CVD, the source electrode region and the drain electrode are formed by the patterning process. The region is opened, and the insulating film 10 (gate oxide film) and the Ti gate electrode pattern are formed first. Thereafter, it is possible to take a process of embedding a Ti film in the openings for both electrodes to form a source electrode and a drain electrode.

(第3の実施例)
ここにでは、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いた埋め込みゲート型トランジスタ作製の実施例を述べる。図7は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。
(Third embodiment)
Here, an embodiment of fabricating a buried gate type transistor using a carbon nanotube bundle according to the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a process for explaining the manufacturing process of the present embodiment.

図7(1)において、基板1上に所定のパターン形状の埋め込みゲート電極13を形成し、その上全面に絶縁膜14を形成する。絶縁膜14上に、所定のパターンの触媒2を形成し、次いでその上に垂直にカーボンナノチューブ束3を成長する。   In FIG. 7A, an embedded gate electrode 13 having a predetermined pattern shape is formed on a substrate 1, and an insulating film 14 is formed on the entire surface thereof. A catalyst 2 having a predetermined pattern is formed on the insulating film 14, and then a carbon nanotube bundle 3 is grown vertically thereon.

次に、図7(2)に示す様に、カーボンナノチューブ束3を横倒しにして所定の長さLをもつ接触領域を形成する。   Next, as shown in FIG. 7B, the carbon nanotube bundle 3 is laid down to form a contact region having a predetermined length L.

そして、図7(3)に示すように、所定の長さLの接触領域4範囲内にチャネル部5が得られるように、カーボンナノチューブ束3の一方の端部をソース電極6に、他方の端部をドレイン電極7に接続する。この際、埋め込みゲート電極13は、ソース電極6、ドレイン電極7の間、チャネル部5の真下に来るように作製される。こうして本発明になる埋め込みゲート型トランジスタ15が形成される。   Then, as shown in FIG. 7 (3), one end of the carbon nanotube bundle 3 is used as the source electrode 6 and the other end of the carbon nanotube bundle 3 is obtained so that the channel portion 5 is obtained in the range of the contact region 4 having a predetermined length L. The end is connected to the drain electrode 7. At this time, the buried gate electrode 13 is formed between the source electrode 6 and the drain electrode 7 so as to be directly under the channel portion 5. Thus, the buried gate type transistor 15 according to the present invention is formed.

具体的プロセスは、先ず基板上にスパッタリングにTi膜を形成した後、パターニングによってTi膜の埋め込みゲート電極を作製し、次いで表面全面にCVDでSiO膜(絶縁膜)を形成する。その後、第1の実施例と同様に、カーボンナノチューブ束の成長工程・横倒し工程・電極形成工程を踏んで、本発明になる埋め込みゲート型トランジスタを得る。 Specifically, a Ti film is first formed on a substrate by sputtering, a buried gate electrode of Ti film is formed by patterning, and then a SiO 2 film (insulating film) is formed on the entire surface by CVD. After that, similarly to the first embodiment, the embedded process of the present invention is obtained through the carbon nanotube bundle growth process, the laying down process, and the electrode forming process.

(第4の実施例)
本実施例は、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いた配線の実施例を述べる。
(Fourth embodiment)
This embodiment describes an embodiment of wiring using a carbon nanotube bundle according to the present invention.

図8は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a process for explaining the manufacturing process of the present embodiment.

図8(1)において、基板1上に所定のパターンを持つ触媒2を形成し、触媒2から図示するように垂直方向にカーボンナノチューブ束3を成長する。   In FIG. 8A, a catalyst 2 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a carbon nanotube bundle 3 is grown from the catalyst 2 in the vertical direction as shown in the figure.

次に、図8(2)に示すように、カーボンナノチューブ束3の全体を所定の方向に横倒しにして、基板1の表面上にこれと接触する所定の長さLの接触領域4を形成する。   Next, as shown in FIG. 8 (2), the entire carbon nanotube bundle 3 is laid down in a predetermined direction to form a contact region 4 having a predetermined length L on the surface of the substrate 1 in contact therewith. .

次に、図8(3)に示すように、所定の長さLの接触領域4範囲内に配線部16が得られるように、カーボンナノチューブ束3の両端部に電極17を形成する。   Next, as shown in FIG. 8 (3), electrodes 17 are formed on both ends of the carbon nanotube bundle 3 so that the wiring portion 16 is obtained in the range of the contact region 4 having a predetermined length L.

具体的には、図8(3)の電極形成に関し、例えば、表面全面にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーを用いて電極形成部を開口し、そこに電極材料、例えば、金(Au)、銅(Cu)、タングステン(W)などを、スパッタリング、蒸着などを用いるリフトオフ法、あるいはめっきを用いるダマシン法などが適用可能である。   Specifically, with respect to the electrode formation in FIG. 8 (3), for example, after applying a resist to the entire surface, an electrode formation portion is opened using photolithography, and an electrode material such as gold (Au), A lift-off method using sputtering, vapor deposition, or the like or a damascene method using plating can be applied to copper (Cu), tungsten (W), or the like.

こうして作製された電極間を接続する、横倒しされたカーボンナノチューブ束からなる配線は、以前に報告された横方向成長によって形成されるカーボンナノチューブ束配線(例えば、特許文献1など)よりも、作製容易であって、高密度のカーボンナノチューブ細線を有し、配線幅も広い、よって電流を大きく取れるカーボンナノチューブ束配線を得ることができる。   Wiring composed of carbon nanotube bundles that are laid down to connect the electrodes produced in this way is easier to produce than the carbon nanotube bundle wiring (for example, Patent Document 1) formed by the lateral growth reported previously. Thus, it is possible to obtain a carbon nanotube bundle wiring that has high-density carbon nanotube thin wires and has a wide wiring width, so that a large current can be taken.

勿論、これ以外の本発明になる配線構造としては、例えば、図8(3)の配線16が奥行き方向において絶縁膜などで制限されている様に(あるいは絶縁膜に直線方向に形成された溝内に配線を設ける様に)、幅が制限されたカーボンナノチューブ束の配線も作製可能である。さらに、基板上に多様な触媒パターンを形成し、同時に、あるいは各配線形成の順序を追って、多様な矩形形状のカーボンナノチューブ束を垂直方向に形成し、かつ表面上の多様な方向への横倒しと、これらと接続する電極を組合せて、平面内で多様な方向、長さ、サイズをもつ接続された配線を形成することも可能である。   Of course, other wiring structures according to the present invention include, for example, a groove formed in a linear direction in the insulating film such that the wiring 16 in FIG. 8 (3) is limited by an insulating film or the like in the depth direction. It is also possible to fabricate carbon nanotube bundles with a limited width (as in the case of providing wiring inside). Furthermore, various catalyst patterns are formed on the substrate, and at the same time or in the order of forming each wiring, various rectangular shaped carbon nanotube bundles are formed in the vertical direction, and laid in various directions on the surface. It is also possible to form connected wirings having various directions, lengths, and sizes in a plane by combining electrodes connected to these.

以上の実施例に関し、基板は上記実施例のほかに、例えば、Si(シリコン)などの半導体基板、またSiN膜(シリコン窒化膜)などの絶縁膜やTa(タンタル)膜など金属膜、ガラス、セラミックなどの絶縁基板も適用できる。触媒については、その他に、例えばFe(鉄)膜やCo(コバルト)膜、Ni(ニッケル)膜またはこれらの合金膜、またはそれらの積層膜なども適用可能である。またカーボンナノチューブ束3の成長方法や成長条件は、上記条件に限られることは無く、例えば、プラズマエンハンスドCVDなどの成長方法を含め、方法・条件ともに適宜選択して行うことができること、さらに、電極や絶縁膜の形成方法、形成材料についても、上記の実施例に限らないことは言うまでも無いであろう。
Y.Awano et al, Phys.Stat.Sol. 203(2006)3611 S.Maruyama et al, Chem.Phys.Lett. 403(2005)320 以上の実施例を含む実施の形態に関し、以下の付記を開示する。
Regarding the above embodiments, in addition to the above embodiments, the substrate is, for example, a semiconductor substrate such as Si (silicon), an insulating film such as a SiN film (silicon nitride film), a metal film such as a Ta (tantalum) film, glass, An insulating substrate such as ceramic can also be applied. As the catalyst, for example, an Fe (iron) film, a Co (cobalt) film, a Ni (nickel) film, an alloy film thereof, or a laminated film thereof can be applied. Further, the growth method and growth conditions of the carbon nanotube bundle 3 are not limited to the above-mentioned conditions. For example, the growth method such as plasma enhanced CVD can be appropriately selected for both the method and conditions, and the electrode Needless to say, the insulating film forming method and the forming material are not limited to the above-described embodiments.
Y. Awano et al, Phys. Stat. Sol. 203 (2006) 3611 S. Maruyama et al, Chem. Phys. Lett. 403 (2005) 320 The following supplementary notes are disclosed regarding the embodiment including the above examples.

(付記1)
基板の表面に触媒金属パターンを形成する、触媒パターン形成工程と、
前記触媒金属パターンの上面から、前記上面に対して垂直方向へカーボンナノチューブ束を成長する、垂直方向成長工程と、
前記カーボンナノチューブ束を、前記カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体を用いて、前記基板の前記表面における所定方向に横倒しし、かつ前記表面に所定の範囲にわたって接触領域を形成する、横倒し及び接触領域形成工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
(付記2)
前記横倒し及び接触領域形成工程において、前記液体と同時に気体を用いることを特徴とする付記1記載の電子装置の製造方法。
(付記3)
前記液体は有機溶媒、あるいはカーボンナノチューブ束と親和性を失わない程度に水を含有あいた有機溶媒であることを特徴とする付記1記載の電子装置の製造方法。
(付記4)
前記気体は窒素ガスであることを特徴とする付記2記載の電子装置の製造方法。
(付記5)
前記垂直方向成長工程において、前記カーボンナノチューブ束は垂直方向に配向成長されることを特徴とする付記1ないし4の何れかに記載の電子装置の製造方法。
(付記6)
基板の一方の面にゲート電極、他方の面にソース/ドレイン電極を有する電子装置であって、
前記基板上方において、前記ソース/ドレイン電極間にカーボンナノチューブ束からなるチャネル部が形成されていることを特徴とする電子装置。
(付記7)
前記チャネル部は、前記基板上の一つのソースまたはドレイン電極となる領域に形成された触媒金属パターンに成長した前記カーボンナノチューブ束であり、前記カーボンナノチューブ束は屈曲して他方のソースまたはドレイン電極に接続されていることを特徴とする付記6記載の電子装置。
(Appendix 1)
Forming a catalytic metal pattern on the surface of the substrate, a catalyst pattern forming step;
A vertical growth step of growing a carbon nanotube bundle from the upper surface of the catalytic metal pattern in a direction perpendicular to the upper surface;
The carbon nanotube bundle is laid down in a predetermined direction on the surface of the substrate using a liquid having affinity for the carbon nanotube bundle, and a contact region is formed on the surface over a predetermined range. A contact region forming step;
A method for manufacturing an electronic device, comprising:
(Appendix 2)
The method of manufacturing an electronic device according to appendix 1, wherein a gas is used simultaneously with the liquid in the laying down and contact region forming step.
(Appendix 3)
2. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein the liquid is an organic solvent or an organic solvent containing water to such an extent that the affinity with the carbon nanotube bundle is not lost.
(Appendix 4)
The method of manufacturing an electronic device according to claim 2, wherein the gas is nitrogen gas.
(Appendix 5)
The electronic device manufacturing method according to any one of appendices 1 to 4, wherein in the vertical growth step, the carbon nanotube bundle is oriented and grown in a vertical direction.
(Appendix 6)
An electronic device having a gate electrode on one side of a substrate and source / drain electrodes on the other side,
An electronic device, wherein a channel portion made of a bundle of carbon nanotubes is formed between the source / drain electrodes above the substrate.
(Appendix 7)
The channel part is the carbon nanotube bundle grown on a catalytic metal pattern formed in a region to be one source or drain electrode on the substrate, and the carbon nanotube bundle is bent to form the other source or drain electrode. The electronic apparatus according to appendix 6, wherein the electronic apparatus is connected.

第1の実施例の工程を説明する図The figure explaining the process of the 1st Example 触媒上に成長したカーボンナノチューブ束のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the carbon nanotube bundle grown on the catalyst 横倒し及び接触領域形成工程を行った後の状況例のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the example of a situation after performing sideways and a contact region formation process カーボンナノチューブ束の触媒上成長と横倒し及び接触領域形成工程を行った後の状況に関する他の例のSEM像を示す図The figure which shows the SEM image of the other example regarding the condition after performing the growth on a catalyst of carbon nanotube bundles, lying down, and a contact region formation process 本発明の、カーボンナノチューブ束をチャネルに用いたトランジスタの表面顕微鏡像を示す図The figure which shows the surface microscope image of the transistor which used the carbon nanotube bundle | flux of this invention for the channel 第2の実施例の工程を説明する図The figure explaining the process of the 2nd Example 第3の実施例の工程を説明する図The figure explaining the process of the 3rd Example 第4の実施例の工程を説明する図The figure explaining the process of a 4th Example 従来のカーボンナノチューブを用いたトランジスタ形成例の工程を説明する図The figure explaining the process of the transistor formation example using the conventional carbon nanotube

符号の説明Explanation of symbols

1、101 基板
2、102 触媒
3 カーボンナノチューブ束
4 接触領域
5 チャネル部
6、104 ソース電極
7、105 ドレイン電極
8 バックゲート電極
9 バックゲート型トランジスタ
10、14 絶縁膜
11 トップゲート電極
12 トップゲート型トランジスタ
13 埋め込みゲート電極
15 埋め込みゲート型トランジスタ
16 配線
17 電極
103 カーボンナノチューブ
106 ゲート電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Substrate 2,102 Catalyst 3 Carbon nanotube bundle 4 Contact region 5 Channel part 6, 104 Source electrode 7, 105 Drain electrode 8 Back gate electrode 9 Back gate type transistor 10, 14 Insulating film 11 Top gate electrode 12 Top gate type Transistor 13 Embedded gate electrode 15 Embedded gate type transistor 16 Wiring 17 Electrode 103 Carbon nanotube 106 Gate electrode

Claims (5)

基板の表面に触媒金属パターンを形成する、触媒パターン形成工程と、
前記触媒金属パターンの上面から、前記上面に対して垂直方向へカーボンナノチューブ束を成長する、垂直方向成長工程と、
前記カーボンナノチューブ束を、前記カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体を用いて、前記基板の前記表面における所定方向に横倒しし、かつ前記表面に所定の範囲にわたって接触領域を形成する、横倒し及び接触領域形成工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
Forming a catalytic metal pattern on the surface of the substrate, a catalyst pattern forming step;
A vertical growth step of growing a carbon nanotube bundle from the upper surface of the catalytic metal pattern in a direction perpendicular to the upper surface;
The carbon nanotube bundle is laid down in a predetermined direction on the surface of the substrate using a liquid having affinity for the carbon nanotube bundle, and a contact region is formed on the surface over a predetermined range. A contact region forming step;
A method for manufacturing an electronic device, comprising:
前記横倒し及び接触領域形成工程において、前記液体と同時に気体を用いることを特徴とする請求項1記載の電子装置の製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein a gas is used simultaneously with the liquid in the laying down and contact region forming step. 前記垂直方向成長工程において、前記カーボンナノチューブ束は垂直方向に配向成長されることを特徴とする請求項1または2記載の電子装置の製造方法。   3. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein in the vertical growth step, the carbon nanotube bundle is oriented and grown in a vertical direction. 基板の一方の面にゲート電極、他方の面にソース/ドレイン電極を有する電子装置であって、
前記基板上方において、前記ソース/ドレイン電極間にカーボンナノチューブ束からなるチャネル部が形成されていることを特徴とする電子装置。
An electronic device having a gate electrode on one side of a substrate and source / drain electrodes on the other side,
An electronic device, wherein a channel portion made of a bundle of carbon nanotubes is formed between the source / drain electrodes above the substrate.
前記チャネル部は、前記基板上の一つのソースまたはドレイン電極となる領域に形成された触媒金属パターンに成長した前記カーボンナノチューブ束であり、前記カーボンナノチューブ束は屈曲して他方のソースまたはドレイン電極に接続されていることを特徴とする請求項4記載の電子装置。   The channel part is the carbon nanotube bundle grown on a catalytic metal pattern formed in a region to be one source or drain electrode on the substrate, and the carbon nanotube bundle is bent to form the other source or drain electrode. The electronic device according to claim 4, wherein the electronic device is connected.
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