JP2009107113A - 微細ワイヤの製造方法、並びに微細ワイヤを含むセンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、製造効率に優れた微細ワイヤの製造方法、並びに微細ワイヤを含むセンサ及びこのセンサの製造方法に関する。
【解決手段】本発明による微細ワイヤの製造方法は、微細ワイヤ形成用溶液に３次元電場を印加して微細ワイヤを形成する。ここで、微細ワイヤの製造方法は、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部が間に形成される、第１電極及び第２電極を含む電極部を準備する段階と、前記空間部に前記溶液を提供する段階と、及び、前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加して、前記溶液に３次元電場を印加する段階とを含む。
【選択図】図５
【解決手段】本発明による微細ワイヤの製造方法は、微細ワイヤ形成用溶液に３次元電場を印加して微細ワイヤを形成する。ここで、微細ワイヤの製造方法は、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部が間に形成される、第１電極及び第２電極を含む電極部を準備する段階と、前記空間部に前記溶液を提供する段階と、及び、前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加して、前記溶液に３次元電場を印加する段階とを含む。
【選択図】図５
Description
本発明は微細ワイヤの製造方法、並びに微細ワイヤを含むセンサ及びこのセンサの製造方法に関するもので、より詳細には、製造効率に優れた微細ワイヤの製造方法、並びに微細ワイヤを含むセンサ及びこのセンサの製造方法に関する。
近年、ナノスケール部品、デバイス等を製造するナノ技術に対する関心が高まっており、これに関する研究も盛んに行われている。
このようなナノスケール部品、デバイス等を製造する方式は、下向（ｔｏｐ-ｄｏｗｎ）方式と上向（ｂｏｔｔｏｍ-ｕｐ）方式とに分けられる。下向方式は、フィルムや塊り等から不要な部分を除去してナノ構造物を製造する方式であり、上向方式は、セルフアセンブリー（ｓｅｌｆａｓｓｅｍｂｌｙ）により、小さな乾燥ブロックを積み立ててナノ構造物を製造する方式である。
上向方式は、既存の下向方式の限界を克服できると評価されており、これに関する研究が盛んに行われている。現在は、金属又は酸化物微細ワイヤ、高分子ナノワイヤ等の１次元ナノ構造物の製造に、このような上向方式が適用されている。このような１次元ナノ構造物は、優れた電気的、熱的、機械的、光学的特性を有していて、ナノスケールの電気素子、光学素子、及び、化学／バイオセンサ等、種々のナノデバイスの基礎乾燥ブロックとして使用することができる。
しかし、上向方式により微細ワイヤを形成する技術は、現在、研究段階でのみ可能で、高価な装備等を利用する厳しい条件下で長時間維持した後に微細ワイヤを形成することが可能となる。このため、微細ワイヤの製造効率が低いという問題点がある。また、微細ワイヤの形状及び位置等を調節することが困難である。
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、製造効率を向上させ、かつ、微細ワイヤの形状及び位置を調節できる微細ワイヤの製造方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、製造効率を向上させ、形成及び位置を制御できる微細ワイヤを含むセンサ及びその製造方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、製造効率を向上させ、形成及び位置を制御できる微細ワイヤを含むセンサ及びその製造方法を提供することである。
上記目的を達成するためになされた本発明による微細ワイヤの製造方法では、微細ワイヤ形成用溶液に３次元電場を印加して微細ワイヤを形成する。３次元電場により、微細ワイヤ形成を促進し、優れた特性の微細ワイヤを形成することができる。
この際、微細ワイヤの製造方法は、基板、前記基板に形成され、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部が間に形成される、第１電極及び第２電極を含む電極部を準備する段階と、前記空間部に前記溶液を提供する段階と、及び、前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加して、前記溶液に３次元電場を印加する段階とを含む。このように、第１電極と第２電極との間の空間部が、広幅及び狭幅を有して幅が変化する部分に位置するようになり、これによって３次元電場が形成される。
前記空間部の幅は、前記基板の内部に向かうほど次第に小さくなってもよい。これにより、３次元電場をより広い範囲で均一に形成することができる。
前記第１電極及び前記第２電極は、前記空間部を介在して互いに対向して形成される対向部をそれぞれ含んでもよい。本発明では、このような対向部により、電場が印加される領域を増加させることができ、その結果、微細ワイヤの形成をさらに促進することができる。
この場合、前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状が四角形であってもよい。又は、前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状が、互いに近づくほど幅が次第に小さくなってもよい。
本発明では、第１電極及び第２電極の形状により微細ワイヤの形状及び位置等を制御し、使用分野に応じて適切な特性を有する微細ワイヤを製造することができる。
前記電極部を準備する段階は、基板を準備する段階と、前記基板に溝を形成する段階と、及び、少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む。基板に溝を形成する単純な工程により、３次元電場を印加できる電極部を簡単に形成することができる。
前記電極部を準備する段階は、基板を準備する段階と、前記基板上に第１酸化膜を形成する段階と、前記基板と前記第１酸化膜に溝を形成する段階と、前記第１酸化膜を除去し、前記基板上に第２酸化膜を形成する段階と、及び、前記第２酸化膜の上で少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む。このような第２酸化膜は、基板と第１及び第２電極の絶縁性を確保し、基板を保護する等の役割をする。
前記基板としてシリコン基板を利用することで、シリコンのエッチング特性により、ノッチ形状の溝を簡単に形成することができる。
前記３次元電場は、交流電圧によって形成される。このため、複雑な波形の電気信号のための高価の装備を使用しなくて済み、交流電圧の周波数を変化させることにより、微細ワイヤの形状及び位置等を調節することができる。
前記交流電圧の周波数は、１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲であってもよい。このような交流電圧の周波数として微細ワイヤの形成に適したものを選択すればよく、本発明がこれに限定されるのではない。
前記空間部に前記溶液を提供する段階は、前記空間部に前記溶液を滴下したり、前記電極部を前記溶液に浸漬することによって行われる。つまり、本発明では、微細ワイヤの製造環境を考慮して、適当な方法を使用することができる。
前記微細ワイヤは、導電性高分子微細ワイヤであってもよい。導電性高分子は、金属にはない柔軟性と化学的安定性、生適合性等を有して、様々なデバイスに適用できる優れた特性を有する。
前記溶液は、溶媒、導電性高分子の単量体及び触媒を含んでもよい。このような触媒は、導電性高分子の単量体の高分子化をさらに促進する。
前記触媒としては、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）及び金ナノ粒子（ｇｏｌｄ ｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ）からなる群より選択される。触媒としては、様々なものが使用され、これらは、一例として、所定の部分に集積し、局所的に電流を集中させて高分子化を促進する機能を有する。
前記導電性高分子の単量体は、ピロール、アニリン、アセチレン、チオフェン、イソチオフェン、フェニレン、トルイジン、アジン、アセン、アズレン、ピリジン、及びインドールからなる群より選択された１又は２以上であってもよい。
前記溶液は、前記溶媒に前記触媒を混合する段階と、及び、前記触媒が混合された溶媒に前記導電性高分子の単量体を添加して混合する段階により製造される。前記溶媒に前記触媒を混合する段階において、前記触媒は、前記溶媒の全量に対して０．０１〜５重量％を添加することができる。好ましくは、前記触媒は、前記溶媒の全量に対して０．０１〜１重量％を添加することができる。
本発明では、導電性高分子の単量体と触媒の比率を調節して、微細ワイヤの形状及び位置等を適切に調節することができる。
このような製造方法により形成され、第１電極及び第２電極に連結されている微細ワイヤは、電極部から分離された状態で、或いは分離されない状態で、ナノ又はマイクロメートルスケールのデバイス等に用いられる。
前記微細ワイヤは、マイクロメートル又はナノメートル程度の直径を有することができる。
一方、本発明によるセンサの製造方法は、基板、前記基板に形成され、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部が互いの間に形成されている、第１電極及び第２電極を含む電極部を準備する段階と、前記空間部に微細ワイヤ形成用溶液を提供する段階と、及び、前記溶液に３次元電場を印加して、第１電極及び第２電極を連結する微細ワイヤを形成する段階とを含む。３次元電場によって微細ワイヤの形成を促進することができ、優れた特性の微細ワイヤを形成することができる。
さらに、微細ワイヤが第１電極及び第２電極を連結して形成されるので、微細ワイヤを製造した後に再び電極に配置する工程を省くことができる。
前記空間部の幅は、前記基板の内部に向かうほど次第に小さくなってもよい。これにより、３次元電場をより広い範囲で均一に形成することができ、センサを構成する微細ワイヤを安定的に形成することができる。
前記第１電極及び前記第２電極は、前記空間部を介在して互いに対向して形成される対向部をそれぞれ含んでもよい。このような対向部により、電場が印加される領域を増加することができ、その結果、センサを構成する微細ワイヤの形成を一層促進することができる。
この場合、前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状が四角形であってもよい。又は、前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状は、互いに近づくほど幅が次第に小さくなってもよい。
このように本発明では、第１電極及び第２電極の形状によって微細ワイヤの形状及び位置等を制御し、センサの使用分野に応じて適切な特性を有するセンサを製造することができる。
前記電極部を準備する段階は、基板を準備する段階と、前記基板に溝を形成する段階と、及び、少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む。基板に溝を形成する単純な工程により、３次元電場を印加できる電極部を簡単に形成することができる。
前記電極部を準備する段階は、基板を準備する段階と、前記基板上に第１酸化膜を形成する段階と、前記基板と前記第１酸化膜に溝を形成する段階と、前記第１酸化膜を除去し、前記基板上に第２酸化膜を形成する段階と、及び、前記第２酸化膜の上で少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む。このような第２酸化膜は、基板と第１及び第２電極の絶縁性を確保し、基板等を保護できる。
前記基板としてはシリコン基板を使用し、シリコンのエッチング特性により溝を簡単に形成することができる。
前記３次元電場は、交流電圧によって形成される。このため、複雑な波形の電気信号のための高価の装備を使用しなくて済み、交流電圧の周波数を変化することによってセンサを構成する微細ワイヤの形状及び位置等を調節することができる。
前記交流電圧の周波数は、１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲であってもよい。このような交流電圧の周波数は、センサを構成する微細ワイヤの形成に適したものを選択すればよく、本発明がこれに限定されるのではない。
前記空間部に前記溶液を提供する段階は、前記空間部に前記溶液を滴下したり、前記電極部を前記溶液に浸漬することによって行われる。つまり、本発明では、微細ワイヤの製造環境を考慮して、適当な方法を使用することができる。
前記微細ワイヤは、導電性高分子微細ワイヤであってもよい。導電性高分子は、金属にはない柔軟性と化学的安定性、生適合性等を有して、様々なデバイスに適用できる優れた特性を有する。
前記溶液は、溶媒、導電性高分子の単量体及び触媒を含んでもよい。このような触媒は、導電性高分子の単量体の高分子化をさらに促進する。
前記触媒は、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）及び金ナノ粒子（ｇｏｌｄ ｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ）からなる群より選択される。触媒としては様々なものが使用され、これらは、一例として、所定の部分に集積し、局所的に電流を集中させて高分子化を促進する機能を有する。
前記導電性高分子の単量体は、ピロール、アニリン、アセチレン、チオフェン、イソチオフェン、フェニレン、トルイジン、アジン、アセン、アズレン、ピリジン、及びインドールからなる群より選択された１又は２以上であってもよい。
前記溶液は、前記溶媒に前記触媒を混合する段階と、及び、前記触媒が混合された溶媒に前記導電性高分子の単量体を添加して混合する段階により製造される。前記溶媒に前記触媒を混合する段階において、前記触媒は、前記溶媒の全量に対して０．０１〜５重量％を添加することができる。好ましくは、前記触媒は、前記溶媒の全量に対して０．０１〜１重量％を添加することができる。
本発明では、導電性高分子の単量体と触媒の比率を調節して、センサを構成する微細ワイヤの形状及び位置等を適切に調節することができる。
前記微細ワイヤは、マイクロメートル又はナノメートル程度の直径を有することができる。
このように製造されたセンサは、溝が形成された基板と、少なくとも前記溝の内面に形成され、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部を介在して互いに対向して形成される第１電極及び第２電極と、及び、前記第１電極及び前記第２電極を電気的に連結する微細ワイヤとを含む。
前記空間部の幅は、前記基板の内部に向かうほど小さくなってもよい。前記溝の断面形状がノッチ形状であってもよい。
前記第１電極及び前記第２電極は、互いに対向して形成され、前記空間部を形成する対向部をそれぞれ含んでもよい。この際、前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状が四角形であってもよい。又は、前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状は、互いに近づくほど幅が次第に小さくなってもよい。
前記基板はシリコン基板であってもよい。前記基板と前記第１及び第２電極との間に酸化膜がさらに形成されてもよい。
前記微細ワイヤは、導電性高分子の微細ワイヤであってもよい。前記微細ワイヤは、触媒をさらに含んでもよい。前記触媒は、炭素ナノチューブ及び金ナノ粒子からなる群より選択される。前記微細ワイヤは、マイクロメートル又はナノメートル程度の直径を有することができる。
本発明による微細ワイヤの製造方法によれば、微細ワイヤ形成用溶液に３次元電場を印加して微細ワイヤを形成することによって、微細ワイヤの形成を促進することができる。その結果、微細ワイヤを安定的にかつ簡単に製造することができる。よって、本発明によれば、高価の装置を使用しなくても、単純な工程により微細ワイヤの製造効率を向上させ、収率を向上させることができる。
この場合、溶液に電場を印加する第１電極と第２電極との間の空間部が広幅と狭幅を有するようにすることで、別途の装備なしで３次元電場を形成することができる。空間部の幅が基板の内部に向かうほど次第に小さくなり、３次元電場をより広い範囲で均一に形成することができる。
本発明では、溝を形成する単純な工程により所定形状の空間部を形成することができ、高価の装備を使用しなくて済み、製造工程を単純化することができる。
第１電極及び第２電極が対向部を備えることにより、３次元電場が印加される領域を増加させることができ、その結果、微細ワイヤの形成をさらに促進することができる。
第１電極及び第２電極が対向部を備えることにより、３次元電場が印加される領域を増加させることができ、その結果、微細ワイヤの形成をさらに促進することができる。
また、３次元電場を交流電圧によって形成することで、高価の装備なしで微細ワイヤを形成することができる。
この場合、第１電極及び第２電極の平面形状を調節して３次元電場の分布を変化させたり、交流電圧の周波数等を変化させることで、微細ワイヤの形状及び位置等を適切に調節することができる。これにより、微細ワイヤが使用される分野等を考慮して適切な形状を有する微細ワイヤの製造が可能となり、微細ワイヤを広い分野で利用できる。
一方、本発明のセンサの製造方法によれば、センサを構成する微細ワイヤを形成するにあたって、上述の優れた効果を有することができる。
また本発明では、センサを構成する微細ワイヤが第１電極及び第２電極を連結しながら形成されるので、これを分離した後に再び電極に連結する工程が省ける。よって、微細ワイヤを備えた既存のセンサ製造方法に比べて、工程を単純化し、製造効率を一層向上させることができる。
このようにして製造されたセンサは、使用分野に応じて微細ワイヤの形状及び位置等を調節できるので、種々の分野で優れた特性を有するセンサとして利用できる。
以下、添付した図面を参照して本発明の一実施例による微細ワイヤの製造方法、並びに微細ワイヤを含むセンサ及びその製造方法を説明する。ここで、微細ワイヤは、マイクロメートル又はナノメートル程度の直径を有するワイヤを意味する。
本発明の一実施例による微細ワイヤ及びセンサの製造方法を図１、図２ａ〜２ｇ、図３ａ及び図３ｂ、図４ａ及び図４ｂと図５を参照して説明する。
ここで、下記の方法は、形成された微細ワイヤを分離する等の工程をさらに行って微細ワイヤの製造方法として使用することもでき、又は、電極部と微細ワイヤを含むセンサの製造方法として使用することもできる。よって、以下では、微細ワイヤの製造方法とセンサの製造方法に共通する工程をともに説明する。
図１は本発明の一実施例による微細ワイヤ及びセンサの製造方法を示したフローチャートである。
図１を参照すれば、本実施例による微細ワイヤ及びセンサの製造方法は、電極部を準備する段階（ＳＴ１０）、微細ワイヤ形成用溶液を提供する段階（ＳＴ２０）、及び、この溶液に３次元電場を印加して、微細ワイヤを形成する段階（ＳＴ３０）を含む。
まず、本実施例の電極部を準備する段階（ＳＴ１０）を図２ａ〜図２ｇを参照して説明する。図２ａ〜図２ｇは、本実施例による微細ワイヤ及びセンサの製造方法で電極部を準備する段階（ＳＴ１０）の各工程を示した工程断面図である。
図２ａに示したように、一例として、シリコンからなる基板１０を準備する。しかし、本発明が基板１０を構成する物質を限定するものではない。つまり、基板１０は、後に形成される第１電極（図２ｇの参照符号３１）と第２電極（図２ｇの参照符号３２）を支持できる物質であれば足りるので、金属、高分子等の物質からなることができる。
次に、図２ｂに示したように、基板１０上に第１酸化膜１２を形成する。本実施例では、一例として、湿式酸化法（ｗｅｔｏｘｉｄａｔｉｏｎ）により第１酸化膜１２を形成することができる。しかし、本発明はこれに限定されず、この他の様々な方法で第１酸化膜１２を形成できる。本実施例では、第１酸化膜１２がシリコン酸化膜からなるが、本発明はこれに限定されない。
第１酸化膜１２は、後に溝（図２ｅの参照符号２０）を形成するにあたって、使用するエッチング溶液から基板１０がエッチングされるのを防止する役割をする。
次に、図２ｃに示したように、基板１０、正確には、第１酸化膜１２上に開口１４ａを備えたパターン膜１４を形成する。パターン膜１４の開口１４ａは、後に形成される溝（図２ｅの参照符号２０）に対応して形成される。
このようなパターン膜１４は、感光剤を塗布した後、露光及び現像するフォトリソグラフィ工程により形成されることができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、パターン膜１４が所定領域は露出し、他の部分は保護する機能を有する様々な物質からなることができる。
次に、図２ｄに示したように、パターン膜１４の開口１４ａによって露出した部分に対応して、第１酸化膜１２をエッチングして開口１２ａを形成する。本実施例では、一例として、バッファー酸化物エッチング液（ｂｕｆｆｅｒｏｘｉｄｅ ｅｔｃｈａｎｔ；ＢＯＥ）を用いて第１酸化膜１２をエッチングしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々なエッチング溶液及びエッチング方法で第１酸化膜１２の一部を除去することができる。
次に、図２ｅに示したように、第１酸化膜１２の開口１２ａによって露出した基板１０部分に溝２０を形成する。電場が印加される空間部（図２ｇの参照符号５０）が広幅及び狭幅を有するように、該溝２０は幅が変化する部分を含むように形成される。本実施例では、一例として、基板１０の内部（図面の陰のｚ軸方向）に向かうほど溝２０の幅が次第に小さくなり、溝２０の断面形状がノッチ形状である。
本実施例では、基板１０をテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ-Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ；ＴＭＡＨ）溶液等に浸して溝２０を形成する。本実施例では、基板１０がシリコンからなるので、ＴＭＡＨ溶液によって結晶方位に依存してエッチングされる。よって、上記のようなノッチ形状の断面を有する溝２０を簡単に形成することができる。
しかし、本発明が前記溝２０の断面形状に限定されるものではなく、エッチング方法、エッチング条件等を変更して、電場が印加される空間部（図２ｇの参照符号５０）が広幅及び狭幅を有するようにする様々な断面形状の溝２０を形成することができる。勿論、基板１０の物質に応じて溝２０の形成方法を変化させて、種々の断面形状の溝２０を形成することができる。一例として、金属からなる基板である場合は、プレス金型を用いて溝を形成することも可能である。
溝２０を形成する前、或いは溝２０を形成した後に、パターン膜１４を除去する。
次に、図２ｆに示したように、第１酸化膜１２を除去し、基板１０上に第２酸化膜１６を形成する。このような第２酸化膜１６は、一例として、湿式酸化法（ｗｅｔｏｘｉｄａｔｉｏｎ）により形成できる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、この他の様々な方法で第２酸化膜１６を形成できる。本実施例の第２酸化膜１６は、シリコン酸化膜からなることができるが、本発明はこれに限定されない。
第２酸化膜１６は、基板１０の絶縁性を確保し、基板１０を物理的、化学的に保護する役割をすることができる。基板１０が非伝導性物質からなる場合には、第２酸化膜１６を形成する工程を省略してもよい。
次に、図２ｇに示したように、第２酸化膜１６の上で少なくとも溝２０の第１内面２０ａに第１電極３１を、少なくとも溝２０の第２内面２０ｂに第２電極３２を形成することで、電極部の製造を完了する。
このような第１電極３１と第２電極３２は、フォトリソグラフィ工程を利用して、第１電極３１と第２電極３２が形成される部分に開口が形成されたパターン膜を形成し、この開口部分に伝導性物質を塗布したり蒸着することによって形成できる。又は、基板１０の前面を覆うように、伝導性物質を形成した後、パターン膜等を利用して第１電極３１及び第２電極３２として使用されない部分を除去することによって製造できる。第１電極３１及び第２電極３２を形成するための伝導性物質としては種々の物質を使用できる。一例として、伝導性が高く、反応性が低い金を使用できる。
本実施例では、第１電極３１は、第１内面２０ａに形成される対向部３１ａと、この第１内面２０ａに隣接する部分で基板１０の前面に形成される平面部３１ｂとを含んで構成される。同様に、第２電極３２は、第２内面２０ｂに形成される対向部３２ａと、この第２内面２０ｂに隣接する部分で基板１０の前面に形成される平面部３２ｂとを含んで構成される。ここで、平面部（３１ｂ、３２ｂ）は形成しなくてもよい。
このような第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａは、第１内面２０ａ及び第２内面２０ｂにそれぞれ形成されており、対向して形成されてこれらの間に空間部５０が形成される。このような空間部５０は、溝２０の形状に対応して形成されるため、空間部５０には広幅及びこれより狭い狭幅を有し、幅が変化する部分が存在するようになる。
本実施例における空間部５０は、基板１０の内部へ向かう方向（図面の陰のｚ軸方向）に向かうほど幅が次第に小さくなる。電気的に短絡するのを防止するために、第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａは、溝２０の頂点部分で一定の間隔互いに離隔して形成される。このため、本実施例では、第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａとの間に形成される空間部５０の断面形状は、一例として、逆梯形に形成される。
第１電極３１と第２電極３２の平面形状は、図３ａ及び図３ｂに示したような様々な形状を有することができる。図３ａ及び図３ｂは、本発明の多様な実施例による第１電極３１及び第２電極３２を示した平面図である。
図３ａに示したように、第１電極３１と第２電極３２が、一例として、四角形となっており、このため、第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａもまた四角形に形成される。又は、図３ｂに示したように、第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａの平面形状は、互いに近づくほど次第に幅が小さくなるように形成される。
しかし、本発明はこれに限定されず、第１電極３１と第２電極３２の全体が互いに近づくほど幅が次第に小さくなることも可能であり、第１電極３１と第２電極３２が多角形の形状を有する等、様々な変形が可能である。
このように、第１電極３１と第２電極３２の形状、配置等を調節することにより、後に形成される微細ワイヤ８０の位置及び形状を適切に制御することができる。
このような電極部は、微細ワイヤを形成するために溶液に電場を印加する役割をする構造体であって、具体的には、第１電極３１と第２電極３２との間に形成された空間部５０に電場が印加される。
次に、本実施例による製造方法において、微細ワイヤ形成用溶液を提供する段階（ＳＴ２０）を図４ａ及び図４ｂを参照して説明する。図４ａは本発明の一実施例による微細ワイヤ及びセンサの製造方法において、微細ワイヤ形成用溶液を提供する段階を示した工程断面図であり、図４ｂは本発明の他の実施例による微細ワイヤ及びセンサの製造方法において、微細ワイヤ形成用溶液を提供する段階を示した工程断面図である。
前記溶液を提供する段階では、図４ａに示したように、滴下装置７０を利用して、空間部５０に溶液６０を滴下する方法を使用することができる。又は、図４ｂに示したように、電極部全体を溶液６０に浸漬することによって、空間部５０に溶液６０を提供することもできる。このように本発明では、微細ワイヤ又はセンサの製造環境に応じて適切な方法を使用することが可能である。
本実施例の溶液６０は、溶媒、導電性高分子の単量体、この導電性高分子の単量体の高分子化を促進する触媒と、これらの分散を促進する分散剤を含んで形成される。
溶媒としては水又は有機溶媒が使用される。有機溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリル、トルエン、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド（ＤｉｍｅｔｈｙｌＦｏｒｍａｍｉｄｅ；ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤｉｍｅｔｈｙｌＳｕｌｆｏｘｉｄｅ；ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ；ＴＨＦ）、プロピレンカーボネート（ｐｒｏｐｙｌｅｎｃａｒｂｏｎａｔｅ）等が使用できる。
導電性高分子の単量体には、ピロール、アニリン、アセチレン、チオフェン、イソチオフェン、フェニレン、トルイジン、アジン、アセン、アズレン、ピリジン、及びインドール等がある。
触媒は、一例として、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、金ナノ粒子（ｇｏｌｄ ｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ）等からなることができる。
分散剤は、一例として、ソジウムドデシルスルフェート（ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅ）であることができる。
このような溶液６０は、溶媒に分散剤と触媒を混合した後、これに導電性高分子の単量体を添加して混合することによって製造される。触媒として炭素ナノチューブが使用される場合、触媒を溶媒の全量に対して０．０１重量％〜５重量％添加することが好ましい。炭素ナノチューブを０．０１重量％以下添加すると、微細ワイヤの合成が好適に行われず、炭素ナノチューブを５重量％以上添加すると、炭素ナノチューブが第１電極３１又は第２電極３２等にくっ付いてしまう。これらの問題点を考慮して、炭素ナノチューブを０．０１重量％〜１重量％添加することが好ましい。
なお、導電体高分子の単量体は、触媒を添加した溶液に対して０．１Ｍ〜１Ｍの濃度で添加することが好ましい。この濃度は、導電性高分子の合成反応を考慮した適切な濃度である。しかし、本発明はこれに限定されず、溶媒、導電体高分子単量体、触媒、分散剤の役割をするものであれば使用でき、溶媒、導電体高分子単量体、触媒として使用されるものによってこれらの比率は変更される。
最後に、本実施例による製造方法で３次元電場を印加して微細ワイヤを形成する段階（ＳＴ３０）を図５を参照して説明する。
図５は本発明の一実施例による微細ワイヤ及びセンサの製造方法で微細ワイヤ形成用溶液に電場を印加して微細ワイヤを形成する段階を示した工程断面図である。同図では、空間部５０内に溶液６０を滴下した場合を例示している。
次に、図５に示したように、第１端子部７１と第２端子部７２を利用して、第１電極３１と第２電極３２に電圧を印加して溶液６０に電場を印加することによって微細ワイヤ（図６の参照符号８０）を形成する。
本実施例では、導電性高分子の単量体が混合された溶液を使用して、微細ワイヤを導電性高分子微細ワイヤとして形成する。導電性高分子は、金属にはない柔軟性と化学的安定性、生適合性等を示し、様々なデバイスに適用可能であり、特にバイオセンサとしての使用が好適である。しかし、本発明はこれに限定されず、他の物質からなる溶液により、他の物質からなる微細ワイヤを製造することも可能である。
本実施例では、第１電極３１及び第２電極３２により電場が形成される空間部５０が広幅とこの広幅より狭い狭幅を有するので、幅が変化する部分が少なくとも１箇所以上存在することになる。このような幅が変化する部分により、空間部５０内に位置する溶液６０に３次元電場が印加される。３次元電場は、電場を印加する互いに対向する電極間の距離に変化が生じたときに形成される。
本実施例では、このような３次元電場によって形成される電場の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）により、微細ワイヤの形成を促進することができる。この場合、空間部５０の形状を変更して、電場の勾配を適切に調節することで、微細ワイヤの形状及び位置を精密に制御することができる。
ここで、本実施例では、溝２０を形成する単純な工程により第１電極３１と第２電極３２の間に空間部５０を形成することで、別途の装置なしに溶液６０に３次元電場を印加することができる。
なお、本実施例では、第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａが対向して形成され、溶液６０に印加される電場が印加される領域を最大化することにより、微細ワイヤの製造効率を一層向上させることができる。
ここで、溶液６０内に存在する触媒は、導電性高分子単量体の高分子化を促進する役割をする。一例として、触媒として炭素ナノチューブを使用する場合、電場が印加されると、炭素ナノチューブが空間部５０内の所定位置に集積し、この部分に局所的に電流が集中するようになり、この電流の集中により導電性高分子単量体の高分子化を促進する。
以上のように、本実施例では、導電性高分子の単量体が高分子化する時間を短縮することができ、安定的に微細ワイヤを形成することができる。即ち、本実施例により、製造効率が向上された導電性高分子を形成することができる。
第１電極３１及び第２電極３２に印加される電圧は、一例として、周波数１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの交流電圧であり、このときの周波数は１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚである。このような周波数の範囲は、導電性高分子の単量体の高分子化のために適切に選択される。
第１電極３１及び第２電極３２に印加される交流電圧の周波数を変化させることで、微細ワイヤの形状を調節することができる。よって、上記の周波数は、可能な周波数範囲の一例であって、溶液の組成、所望の微細ワイヤの形状等を考慮して周波数を変更することができ、これも本発明の範囲に属する。
本実施例では、第１電極３１と第２電極３２に交流電圧を印加することによって、複雑な波形の電気信号のための高価の装備を使用しなくて済み、交流電圧の周波数を変化させて微細ワイヤの形状を簡単に調節することができる。
上述のように、第１電極３１及び第２電極３２に連結される微細ワイヤ（図６の参照符号８０、以下同様）が形成されれば、電極部と微細ワイヤ８０をセンサとして使用することができる。又は、製造された微細ワイヤ８０を電極部から分離したり、分離しない状態で種々の電気素子に適用することも可能である。
センサ製造方法として使用する場合は、微細ワイヤ８０を第１電極３１及び第２電極３２に連結するように形成することによってセンサを形成するので、微細ワイヤを別途に製造した後、再び電極上に配置するという従来の過程を省略することができる。従って、センサ製造方法の工程を単純化することができる。
以下、図６を参照して本発明の一実施例による微細ワイヤを含むセンサを説明する。図６は本発明の一実施例による微細ワイヤを含むセンサの断面図である。製造方法で説明した内容と同じ内容は省略する。
本実施例によるセンサは、上記のようなセンサ製造方法により製造することができる。このため、センサは、基板１０と、これに形成される第１電極３１及び第２電極３２を有する電極部と、第１電極３１と第２電極３２を電気的に連結する微細ワイヤ８０とを含んで構成される。基板１０には互いに異なる幅を有する部分を含む溝２０が形成され、第１電極３１と第２電極３２が、この溝２０内部の空間部５０を介在して互いに対向して形成される。
本実施例では、溝２０の断面形状がノッチ形状を有するように図示及び説明されているが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、本発明において、溝２０は、互いに異なる幅を有する部分を備えるように形成され、この内部に形成される空間部５０に３次元電場を印加できる様々な構造を有することができる。
製造方法で説明したように、本実施例の第１電極３１及び第２電極３２は、それぞれ対向部（３１ａ、３２ａ）と平面部（３１ｂ、３２ｂ）を含んで形成される。ここで、このような第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａは、溝２０の内で互いに対向して形成され、これらの間に空間部５０が形成される。
このような空間部５０は溝２０に対応して形成されるので、基板１０の内部に向かうほど幅が次第に小さくなる。この場合、第１電極３１の対向部３１ａと第２電極３２の対向部３２ａの間に形成される空間部５０の断面形状は、一例として、逆梯形に形成される。
そして、基板１０と、第１電極３１及び第２電極３２の間には、これらの間の絶縁のために酸化膜、より正確には第２酸化膜１６が備えられる。しかし、基板１０が非伝導性物質からなる場合には、前記第２酸化膜１６は備えなくても構わない。本実施例では、一例として、基板１０はシリコン基板であり、第２酸化膜１６はシリコン酸化膜であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施例の微細ワイヤ８０は、導電性高分子と触媒とを含んで構成される。
導電性高分子としては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセンチレン、ポリチオフェン、ポリイソチオフェン、ポリフェニレン、ポリトルイジン、ポリアジン、ポリアセン、ポリアズレン、ポリピリジン、ポリインドール等がある。
ここで、触媒とは、電場の印加された状態で導電性高分子の単量体の高分子化を促進できるものを意味し、一例として、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、金ナノ粒子（ｇｏｌｄｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ）等からなる。
このような構造のセンサは、微細ワイヤの電気的な特性を利用して、血糖センサ、イオンセンサ、ｐＨセンサ等として使用することができる。
この他にも様々な分野のナノ又はマイクロメートル水準の微細スケールの研究に使用することができる。
以下、本発明の製造例１と、この製造例１で製造したセンサがｐＨセンサとして使用する場合について説明する。
［製造例１］
（１００）シリコン基板に湿式酸化法でシリコン酸化膜からなる第１酸化膜を形成した。次に、この第１酸化膜の上にＡＺ５２１４感光剤を塗布し、紫外線光源に１７秒間露出させた後、露光し、ＡＺ３００ＭＩＦ現像液で現像して開口を備えるパターン膜を形成した。パターン膜の開口に対応する第１酸化膜の部分をバッファー酸化物エッチング液で除去した。
（１００）シリコン基板に湿式酸化法でシリコン酸化膜からなる第１酸化膜を形成した。次に、この第１酸化膜の上にＡＺ５２１４感光剤を塗布し、紫外線光源に１７秒間露出させた後、露光し、ＡＺ３００ＭＩＦ現像液で現像して開口を備えるパターン膜を形成した。パターン膜の開口に対応する第１酸化膜の部分をバッファー酸化物エッチング液で除去した。
パターン膜を除去した後、シリコン基板を８０℃のＴＭＡＨ溶液に入れ、第１酸化膜で覆われない部分にノッチ形状の溝を形成した。
この第１酸化膜を除去した後、シリコン基板を覆うように、シリコン酸化膜からなる第２酸化膜を形成した後、ＡＺ５２１４感光剤を塗布し、紫外線光源に１７秒間露出させて露光した後、ＡＺ３００ＭＩＦ現像液で現像して第１電極及び第２電極に対応する開口を備えたパターン膜を形成した。
開口内に金を蒸着した後、感光剤を除去し、間に空間部が位置するように第１電極及び第２電極を形成した。
一方、１００ｍｌの超純水溶液（ＤＩ ｗａｔｅｒ）に０．１重量％のソジウムドデシルスルフェート（ｓｏｄｉｕｍｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅ）と、１ｍｇの単一壁炭素ナノチューブを混合した後、超音波を２０分間印加して炭素ナノチューブが溶液に均一に拡散するようにした。この炭素ナノチューブ溶液にピロールを０．１Ｍ濃度になるように混合して溶液を製造した。
この溶液を第１電極と第２電極との間の空間部に３μｌ滴下した後、１ＭＨｚの周波数を有する交流電圧を印加して、第１電極及び第２電極を連結するように微細ワイヤを形成した。
上記の製造例１による微細ワイヤの走査電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）写真を図７ａ及び図７ｂに示した。図７ｂは、図７ａの微細ワイヤの中間部分を拡大して示したものである。図７ａを参照すれば、本製造例１によれば、数十マイクロメーターの間隔を有する第１電極と第２電極の間にこれらを連結する微細ワイヤが安定的に形成されることが確認できる。また、図７ｂを参照すれば、微細ワイヤが数百ナノメートルの厚みを有して均一に形成されることが分かる。
なお、製造例１で製造したセンサに、超純水、ｐＨ３．２の溶液、ｐＨ２．４の溶液、ｐＨ２．０の溶液を滴下した後、電圧による電流を測定して図８ａ〜図８ｄに各々示した。図８ａ〜図８ｄから分かるように、０Ｖ近傍の電圧では電流が流れないが、１Ｖを超えると電流が流れることが分かる。また、３Ｖでの電流は、超純水の場合（図８ａ）には４μＡ、ｐＨ３．２の場合（図８ｂ）には１２０μＡ、ｐＨ２．４の場合（図８ｃ）には３２５μＡ、ｐＨ２．０の場合（図８ｄ）には４５０μＡであることが分かる。即ち、滴下した溶液のｐＨが低いほど抵抗が小さくなりより多くの電流が流れるので、電流を測定することでｐＨを測定可能である。
また、製造例１で製造したセンサに１０Ｖを加え、超純水を５μｌ滴下（図９のＡ地点）し、５０秒後に、ｐＨ２の溶液を５μｌさらに滴下（図９のＢ地点）した後、電流変化を図９に示した。図９から分かるように、超純水を滴下した場合は、電流が５００μＡ以下である反面、これにｐＨ２の溶液を滴下すると、電流が４０００μＡ以上に急上昇することが分かる。このように、電流を測定することでｐＨの測定が可能であることが確認できる。
即ち、製造例１で製造したセンサは、ｐＨセンサとして利用できることが分かる。本製造例１では、一例として、ポリピロルからなる微細ワイヤを含むセンサをｐＨセンサとして利用できることを示したが、本発明によれば、多様な物質の微細ワイヤを各種センサに適用することができ、これも本発明の範囲に属する。
以下、本発明の製造例２及び製造例３では、触媒と導電性高分子の単量体の比率により微細ワイヤの形状を変化させることについて説明する。
［製造例２］
１００ｍｌの超純水溶液に０．１重量％のソジウムドデシルスルフェート（ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅ）と、１ｍｇの単一壁炭素ナノチューブを混合した後、超音波を２０分間印加して炭素ナノチューブが溶液に均一に拡散するようにした。この炭素ナノチューブ溶液とピロールの比率が１００：１（約０．１５Ｍ）になるように、炭素ナノチューブ溶液にピロールを添加した後混合して溶液を製造した。
１００ｍｌの超純水溶液に０．１重量％のソジウムドデシルスルフェート（ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅ）と、１ｍｇの単一壁炭素ナノチューブを混合した後、超音波を２０分間印加して炭素ナノチューブが溶液に均一に拡散するようにした。この炭素ナノチューブ溶液とピロールの比率が１００：１（約０．１５Ｍ）になるように、炭素ナノチューブ溶液にピロールを添加した後混合して溶液を製造した。
このような溶液の製造方法を除けば製造例１と同様の方法で、第１電極と第２電極の間に微細ワイヤを形成した。
［製造例３］
溶液の製造において、炭素ナノチューブ溶液とピロールの比率が５０：１（約０．３Ｍ）になるようにピロールを添加することを除けば、製造例２と同様の方法で第１電極と第２電極の間に微細ワイヤを形成した。
溶液の製造において、炭素ナノチューブ溶液とピロールの比率が５０：１（約０．３Ｍ）になるようにピロールを添加することを除けば、製造例２と同様の方法で第１電極と第２電極の間に微細ワイヤを形成した。
製造例２で製造した微細ワイヤの写真を図１０ａに示し、製造例３で製造した微細ワイヤの写真を図１０ｂに示した。図１０ａと図１０ｂを比較すると、製造例２と製造例３で製造される微細ワイヤが、互いに異なる形状に形成されることが分かる。
このような図１０ａ及び図１０ｂから、触媒と導電性高分子の単量体の混合比率を調節することによって、様々な形状の微細ワイヤを形成できることが分かる。即ち、本発明によれば、使用分野等に応じて適切な形状の微細ワイヤ及びこれを含むセンサを製造することができる。
以下、本発明の製造例２、４及び製造例５により、第１電極及び第２電極に印加される交流電圧の周波数により、製造される微細ワイヤの形状を変化させることについて説明する。
［製造例４］
第１電極及び第２電極に周波数が１００ｋＨｚの交流電圧を印加することを除けば、製造例２と同様の方法で微細ワイヤを製造した。
第１電極及び第２電極に周波数が１００ｋＨｚの交流電圧を印加することを除けば、製造例２と同様の方法で微細ワイヤを製造した。
［製造例５］
第１電極及び第２電極に周波数が１０ｋＨｚの交流電圧を印加することを除けば、製造例２と同様の方法で微細ワイヤを製造した。
製造例４及び５で製造した微細ワイヤの写真を、それぞれ図１１ａ及び１１ｂに示した。
第１電極及び第２電極に周波数が１０ｋＨｚの交流電圧を印加することを除けば、製造例２と同様の方法で微細ワイヤを製造した。
製造例４及び５で製造した微細ワイヤの写真を、それぞれ図１１ａ及び１１ｂに示した。
図１０ａ、図１１ａ及び図１１ｂを参照すれば、第１電極及び第２電極に印加された交流電圧の周波数により互いに異なる形状を有する微細ワイヤを製造できることが分かる。即ち、周波数が高くなるほどワイヤは細く形成され、周波数が低くなるほどワイヤが太く形成されることが確認できる。
この図１０ａ、図１１ａ及び図１１ｂから、触媒と導電性高分子の単量体の混合比率を調節することにより、多様な形状の微細ワイヤを形成できることが分かる。即ち、本発明によれば、使用分野等に応じて適切な形状の微細ワイヤ及びこれを含むセンサを製造することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
１０ 基板
１２ 第１酸化膜
１６ 第２酸化膜
１２ａ、１４ａ 開口
１４ パターン膜
２０ 溝
３１ 第１電極
３２ 第２電極
３１ａ、３２ａ 対向部
３１ｂ、３２ｂ 平面部
５０ 空間部
６０ 溶液
７０ 滴下装置
８０ 微細ワイヤ
１２ 第１酸化膜
１６ 第２酸化膜
１２ａ、１４ａ 開口
１４ パターン膜
２０ 溝
３１ 第１電極
３２ 第２電極
３１ａ、３２ａ 対向部
３１ｂ、３２ｂ 平面部
５０ 空間部
６０ 溶液
７０ 滴下装置
８０ 微細ワイヤ
Claims (44)
- 微細ワイヤ形成用溶液に３次元電場を印加して微細ワイヤを形成する微細ワイヤの製造方法。
- 前記微細ワイヤの製造方法は、
基板、前記基板に形成され、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部が間に形成される、第１電極及び第２電極を含む電極部を準備する段階と、
前記空間部に前記溶液を提供する段階と、及び、
前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加して、前記溶液に３次元電場を印加する段階とを含む請求項１に記載の微細ワイヤの製造方法。 - 前記空間部の幅は、前記基板の内部に向かうほど次第に小さくなる請求項２に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記第１電極及び前記第２電極は、前記空間部を介在して互いに対向して形成される対向部をそれぞれ含み、
前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状が四角形である請求項２に記載の微細ワイヤの製造方法。 - 前記第１電極及び前記第２電極は、前記空間部を介在して互いに対向して形成される対向部をそれぞれ含み、
前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状は、互いに近づくほど幅が小さくなる請求項２に記載の微細ワイヤの製造方法。 - 前記電極部を準備する段階は、
基板を準備する段階と、
前記基板に溝を形成する段階と、及び、
少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む請求項２に記載の微細ワイヤの製造方法。 - 前記電極部を準備する段階は、
基板を準備する段階と、
前記基板上に第１酸化膜を形成する段階と、
前記基板と前記第１酸化膜に溝を形成する段階と、
前記第１酸化膜を除去し、前記基板上に第２酸化膜を形成する段階と、及び、
前記第２酸化膜の上で少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む請求項２に記載の微細ワイヤの製造方法。 - 前記基板は、シリコン基板である請求項６又は７に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記３次元電場は、交流電圧により形成される請求項１又は２に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記交流電圧の周波数は、１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ範囲である請求項９に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記空間部に前記溶液を提供する段階は、
前記空間部に前記溶液を滴下したり、前記電極部を前記溶液に浸漬することによって行われる請求項２に記載の微細ワイヤの製造方法。 - 前記微細ワイヤは、導電性高分子微細ワイヤである請求項１又は２に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記溶液は、溶媒、導電性高分子の単量体、及び触媒を含む請求項１２に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記触媒は、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）及び金ナノ粒子（ｇｏｌｄ ｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ）からなる群より選択される請求項１３に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記導電性高分子の単量体は、ピロール、アニリン、アセチレン、チオフェン、イソチオフェン、フェニレン、トルイジン、アジン、アセン、アズレン、ピリジン、及びインドールからなる群より選択された１又は２以上である請求項１３に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 前記溶液は、前記溶媒に前記触媒を混合する段階と、及び、前記触媒が混合された溶媒に前記導電性高分子の単量体を添加して混合する段階により製造され、
前記溶媒に前記触媒を混合する段階において、前記触媒は、前記溶媒の全量に対して０．０１〜５重量％を添加する請求項１３に記載の微細ワイヤの製造方法。 - 前記微細ワイヤは、マイクロメートル又はナノメートル程度の直径を有する請求項１に記載の微細ワイヤの製造方法。
- 基板、前記基板に形成され、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部が互いの間に形成される、第１電極及び第２電極を含む電極部を準備する段階と、
前記空間部に微細ワイヤ形成用溶液を提供する段階と、及び、
前記溶液に３次元電場を印加して、第１電極及び第２電極を連結する微細ワイヤを形成する段階とを含むセンサの製造方法。 - 前記空間部の幅は、前記基板の内部に向かうほど次第に小さくなる請求項１８に記載のセンサの製造方法。
- 前記第１電極及び前記第２電極は、前記空間部を介在して互いに対向して形成される対向部をそれぞれ含み、
前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状は四角形である請求項１８に記載のセンサの製造方法。 - 前記第１電極及び前記第２電極は、前記空間部を介在して互いに対向して形成される対向部をそれぞれ含み、
前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状は、互いに近づくほど幅が次第に小さくなる請求項１８に記載のセンサの製造方法。 - 前記電極部を準備する段階は、
基板を準備する段階と、
前記基板に溝を形成する段階と、及び、
少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む請求項１８に記載のセンサの製造方法。 - 前記電極部を準備する段階は、
基板を準備する段階と、
前記基板上に第１酸化膜を形成する段階と、
前記基板と前記第１酸化膜に溝を形成する段階と、
前記第１酸化膜を除去し、前記基板上に第２酸化膜を形成する段階と、及び、
前記第２酸化膜の上で少なくとも前記溝の第１内面に前記第１電極を形成し、少なくとも前記溝の第２内面に前記第２電極を形成する段階とを含む請求項１８に記載のセンサの製造方法。 - 前記基板は、シリコン基板である請求項２２又は２３に記載のセンサの製造方法。
- 前記３次元電場は、交流電圧により形成される請求項１８に記載のセンサの製造方法。
- 前記交流電圧の周波数は、１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ範囲である請求項２５に記載のセンサの製造方法。
- 前記空間部に前記溶液を提供する段階は、
前記空間部に前記溶液を滴下したり、前記電極部を前記溶液に浸漬することによって行われる請求項１８に記載のセンサの製造方法。 - 前記微細ワイヤは、導電性高分子微細ワイヤである請求項１８に記載のセンサの製造方法。
- 前記溶液は、溶媒、導電性高分子の単量体、及び触媒を含む請求項２８に記載のセンサの製造方法。
- 前記触媒は、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）及び金ナノ粒子（ｇｏｌｄ ｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ）からなる群より選択される請求項２９に記載のセンサの製造方法。
- 前記導電性高分子の単量体は、ピロール、アニリン、アセチレン、チオフェン、イソチオフェン、フェニレン、トルイジン、アジン、アセン、アズレン、ピリジン、及びインドールからなる群より選択された１又は２以上である請求項２９に記載のセンサの製造方法。
- 前記溶液は、前記溶媒に前記触媒を混合する段階と、及び、前記触媒が混合された溶媒に前記導電性高分子の単量体を添加して混合する段階により製造され、
前記溶媒に前記触媒を混合する段階において、前記触媒は、前記溶媒の全量に対して０．０１〜５重量％を添加する請求項２９に記載のセンサの製造方法。 - 前記微細ワイヤは、マイクロメートル又はナノメートル程度の直径を有する請求項１８に記載のセンサの製造方法。
- 溝が形成された基板と、
少なくとも前記溝の内面に形成され、広幅及び前記広幅より狭い狭幅を有する空間部を介在して互いに対向して形成される第１電極及び第２電極と、及び、
前記第１電極及び前記第２電極を電気的に連結する微細ワイヤとを含むセンサ。 - 前記空間部の幅は、前記基板の内部に向けるほど小さくなる請求項３４に記載のセンサ。
- 前記溝の断面形状は、ノッチ形状である請求項３４に記載のセンサ。
- 前記第１電極及び前記第２電極は、互いに対向して形成され、前記空間部を形成する対向部をそれぞれ含み、
前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状は四角形である請求項３４に記載のセンサ。 - 前記第１電極及び前記第２電極は、互いに対向して形成され、前記空間部を形成する対向部をそれぞれ含み、
前記第１電極及び前記第２電極の対向部のうちの少なくとも一つの平面形状は、互いに近づくほど幅が次第に小さくなる請求項３４に記載のセンサ。 - 前記基板はシリコン基板である請求項３７又は３８に記載のセンサ。
- 前記基板と前記第１及び第２電極の間に酸化膜がさらに形成される請求項３４に記載のセンサ。
- 前記微細ワイヤは、導電性高分子微細ワイヤである請求項３４に記載のセンサ。
- 前記微細ワイヤは、触媒をさらに含む微細ワイヤである請求項４１に記載のセンサ。
- 前記触媒は、炭素ナノチューブ、及び金ナノ粒子からなる群より選択される請求項４２に記載のセンサ。
- 前記微細ワイヤは、マイクロメートル又はナノメートル程度の直径を有する請求項３４に記載のセンサ。
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