JP5098268B2 - Carbon nanotube growth method, carbon nanotube structure, and field effect transistor - Google Patents

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Description

本発明は、カーボンナノチューブの成長方法、それによって形成されるカーボンナノチューブの構造体及びその構造体を用いた電界効果型トランジスタに関する。特に、カーボンナノチューブをチャネルとする電界効果型トランジスタにおける大電流化、高電流密度化を進めるのに適したカーボンナノチューブ成長のための触媒金属近傍領域に特徴をもつカーボンナノチューブの成長方法、それによって形成した構造体及びそれによる電界効果型トランジスタに関するものである。   The present invention relates to a carbon nanotube growth method, a carbon nanotube structure formed thereby, and a field effect transistor using the structure. In particular, a carbon nanotube growth method characterized by a region close to the catalytic metal for carbon nanotube growth suitable for increasing the current and the current density in a field effect transistor having a carbon nanotube channel, and thereby forming the carbon nanotube And a field effect transistor using the structure.

カーボンナノチューブをチャネルに用いた電界効果型(FET)トランジスタが検討され、報告例も多く見られるようになった。しかし、そのほとんどがDC動作確認にとどまっており、高周波回路への応用を意図した高速動作が十分可能なトランジスタの形成といった報告は見られない。これはチャネルとなるカーボンナノチューブの径が数nmと非常に小さいため、体積に対する表面積の割合が大きく、周辺の影響を受けやすいこと、またチャネルとなるカーボンナノチューブの本数が従来は数本程度であり、駆動できる電流が10μA程度と小さいことによる。つまり、従来のカーボンナノチューブ電界効果型トランジスタは、例えばMOSトランジスタなどと比べて、真性容量に対する寄生容量比が非常に大きくなり高速動作ができないといった課題を有している(例えば、非特許文献1)。   Field-effect (FET) transistors using carbon nanotubes as channels have been studied, and many reports have been seen. However, most of them are limited to DC operation confirmation, and there is no report of formation of a transistor capable of sufficient high-speed operation intended for application to a high-frequency circuit. This is because the diameter of the carbon nanotube that becomes the channel is as small as several nanometers, so the ratio of the surface area to the volume is large and it is easily affected by the surroundings, and the number of carbon nanotubes that become the channel is about several in the past. This is because the current that can be driven is as small as about 10 μA. That is, the conventional carbon nanotube field effect transistor has a problem that the parasitic capacitance ratio with respect to the intrinsic capacitance is very large and high speed operation cannot be performed as compared with, for example, a MOS transistor (for example, Non-Patent Document 1). .

このトランジスタの単位ゲート幅あたりの電流駆動能力を増加させるためには、単位ゲート幅あたりのチャネルとなるカーボンナノチューブの本数を増加させることで駆動可能電流量を増加し、結果的に寄生容量を減らすことが可能となる。即ち、単位ゲート幅あたりのカーボンナノチューブの本数の増大ということが、高速動作実現の鍵となる。  In order to increase the current drive capability per unit gate width of this transistor, the amount of driveable current is increased by increasing the number of carbon nanotubes serving as channels per unit gate width, and consequently the parasitic capacitance is reduced. It becomes possible. That is, increasing the number of carbon nanotubes per unit gate width is the key to realizing high-speed operation.

カーボンナノチューブをチャネルに用いた電界効果型トランジスタを作製するためには、先ず、絶縁層上に所定の間隔を有して突出形成された一組のカーボンナノチューブ成長用の触媒金属パターンの間で、カーボンナノチューブを架橋形成する必要がある。   In order to fabricate a field effect transistor using carbon nanotubes as a channel, first, between a set of catalytic metal patterns for growing carbon nanotubes formed with a predetermined spacing on an insulating layer, Carbon nanotubes need to be cross-linked.

図7に、従来検討されてきた、カーボンナノチューブを架橋形成する構成例の断面模式図を示す。図7(a)で示す例は、例えばシリコン基板やサファイア基板などの基板101上に、例えば酸化シリコン膜などの絶縁層102を形成し、その上に、例えば鉄などのカーボンナノチューブ成長用の触媒金属からなる、所定の間隔を有する2列一組の触媒機能金属領域103を形成する。また、図示する様に、2列の触媒機能金属領域103の外側に、2列一組の、例えばチタンなどにより、電界印加成長用電極104が形成されている(非特許文献1)。   FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a structural example in which carbon nanotubes are cross-linked and conventionally studied. In the example shown in FIG. 7A, an insulating layer 102 such as a silicon oxide film is formed on a substrate 101 such as a silicon substrate or a sapphire substrate, and a carbon nanotube growth catalyst such as iron is formed thereon. A set of catalytic functional metal regions 103 made of metal and having a predetermined interval is formed. Further, as shown in the figure, the electrode 104 for electric field application growth is formed of a set of two rows, for example, titanium or the like, outside the two rows of catalytic functional metal regions 103 (Non-patent Document 1).

ここで、後に詳述する様に、高温状態で例えばアセチレンガスなどの成長用ガスを流し、同時に電界印加成長用電極104間に直流電圧を印加することによって、触媒機能金属領域103間に、架橋状に複数本のカーボンナノチューブが成長することとなる。より具体的には、一方の触媒機能金属領域103の表面やその断面部からの成長と他方の触媒機能金属領域103の表面やその断面部との架橋がなされる。   Here, as will be described in detail later, a bridging gas such as acetylene gas is allowed to flow in a high temperature state, and at the same time, a direct current voltage is applied between the electric field application growth electrodes 104, thereby cross-linking between the catalytic functional metal regions 103. A plurality of carbon nanotubes grow in a shape. More specifically, the growth from the surface of the one catalytic functional metal region 103 and its cross-section and the cross-linking of the surface of the other catalytic functional metal region 103 and its cross-sectional portion are performed.

しかし、この例の様な構成の場合、通常、触媒機能金属領域103の膜厚は薄く(例えば1nmないしそれ以下)、カーボンナノチューブを架橋するためにカーボンナノチューブが成長を開始する触媒機能金属領域103の表面などと、基板101上の絶縁層102の面が非常に近いため、2列の触媒機能金属領域103の間隔が一定程度(例えば、後述の1μm前後と、ゲート電極を十分試作形成できる間隔程度)レベルとなると、図示するように、成長したカーボンナノチューブ105が成長方向性や相互作用(ファンデルワールス力)などで基板に接触してしまい、成長が停止し、他方の媒機能金属領域103にほとんど達しない、つまり架橋形成がほとんどできない。勿論、この場合において、一方の媒機能金属領域103(この場合は左側)からは多数のカーボンナノチューブが成長開始しており、2列の触媒機能金属領域103の間隔が短ければ、それなりの本数のものが他方の媒機能金属領域103(この場合は右側)に達し、架橋が成立しうる。しかし、この例の場合は、架橋が成立する可能性は確率的に非常に低いといえる。   However, in the case of the configuration as in this example, the catalytic functional metal region 103 is usually thin (for example, 1 nm or less), and the catalytic functional metal region 103 where the carbon nanotubes start to grow in order to crosslink the carbon nanotubes. Since the surface of the insulating layer 102 on the substrate 101 is very close to the surface of the substrate 101, the distance between the two rows of catalytic functional metal regions 103 is constant (for example, about 1 μm, which will be described later) As shown in the figure, the grown carbon nanotube 105 comes into contact with the substrate due to the growth direction and interaction (Van der Waals force), and the growth stops, and the other medium-functional metal region 103 is shown. The cross-link formation is almost impossible. Of course, in this case, a large number of carbon nanotubes start growing from one medium-functional metal region 103 (in this case, the left side), and if the distance between the two rows of catalytic functional metal regions 103 is short, a certain number of carbon nanotubes One reaches the other metal-functional metal region 103 (in this case, the right side), and cross-linking can be established. However, in the case of this example, it can be said that the possibility that the crosslinking is established is very low.

そこで、図7(b)に示す様に、2列の触媒機能金属領域103の基板101からの高さをより高くし、図7(a)の例で見られた、基板側との接触を避けるようにすることを検討した。図示する様に、具体的には、基板101上に製膜した厚いSiO2膜(例えば200nm厚程度)を用いて、これをウエットエッチングのパターニングで2列の所定の高さをもったウエットエッチ絶縁段差パターン106を形成した。同様に、頂部に触媒機能金属領域103が形成されているが、これが、上記のウエットエッチング時のマスクとなっている。(なお、その後の、電界印加成長用電極104形成プロセスは本検討に直接関係が無いので述べない。)
こうして形成された2列の触媒機能金属領域103は、基板101からは距離をもって形成されているが、ウエットエッチ絶縁段差パターン106は、図示する様にテーパを持つ構造となっている。この状況で、上記と同様にカーボンナノチューブの成長を行うと、多くのカーボンナノチューブは、左側の触媒機能金属領域103からの架橋成長の初期において、このテーパ形状との相互作用(ファンデルワールス力)が働き、テーパに沿って成長が進むようになる。そして多くのカーボンナノチューブは、右側の触媒機能金属領域103と架橋成長する前に、図示する様に基板101と接触してしまい、成長が停止してしまうことが解った。このような構成においては、架橋するカーボンナノチューブの数はかなり限定される。
Therefore, as shown in FIG. 7B, the height of the two rows of catalytic functional metal regions 103 from the substrate 101 is increased, and the contact with the substrate side as seen in the example of FIG. Considered to avoid. As shown in the drawing, specifically, a thick SiO2 film (for example, about 200 nm thickness) formed on the substrate 101 is used, and this is wet-etched by wet etching patterning to have a predetermined height in two rows. A step pattern 106 was formed. Similarly, a catalytic functional metal region 103 is formed on the top, which serves as a mask for the above wet etching. (Note that the subsequent process of forming the electrode 104 for electric field application growth is not described because it is not directly related to this study.)
The two rows of catalytic functional metal regions 103 thus formed are formed at a distance from the substrate 101, but the wet-etch insulating step pattern 106 has a tapered structure as shown in the figure. In this situation, when carbon nanotubes are grown in the same manner as described above, many carbon nanotubes interact with this tapered shape (van der Waals force) in the initial stage of cross-linking growth from the catalytic functional metal region 103 on the left side. Works and the growth proceeds along the taper. Then, it was found that many carbon nanotubes contact the substrate 101 as shown in the figure before cross-growth with the catalytic functional metal region 103 on the right side, and the growth stops. In such a configuration, the number of cross-linked carbon nanotubes is quite limited.

そこで、この様なテーパの無い絶縁段差を用いるべく、図7(c)に示す構成を検討した。基板101上に厚い絶縁膜を積層し、次いでこれに触媒機能金属膜を積層形成した後、カーボンナノチューブ架橋成長用の2列の突起パターンを形成するため、フォトリソグラフィによってフォトレジストパターンを所定の箇所に残し、このレジストパターンをマスクとして、ドライエッチングにより、触媒機能金属膜、次いで厚い絶縁膜をエッチングし、レジストマスクをドライプロセスで剥離後、ドライエッチング絶縁段差パターン107とその頂部の触媒機能金属領域103を得た。(その後の、電界印加成長用電極104形成プロセスは割愛する。)
こうして、テーパの無い、ドライエッチング絶縁段差パターン107を作製できた。しかし、上記の各絶縁膜のドライエッチングプロセスによって、マスクのレジストがダメージを受けて変質し、この変質したレジストを剥離処理を実施しても、残渣が十分に取りきれない状況となっている。この様な結果、上記と同様のカーボンナノチューブ架橋成長プロセスを行っても、触媒機能金属領域103からカーボンナノチューブの成長が期待したほどの数を観察し得ない状況となることが解った。勿論。この場合、残渣の残り具合によって架橋状況が大きく左右されるため、作製サンプル毎の再現性上の問題も残る。
J.Appenzeller et al.; IEEE Transaction on Nanotechnology, Vol.1, No.4, Dec. 2002, pp184-189
Therefore, the configuration shown in FIG. 7C was examined in order to use such an insulating step without a taper. After laminating a thick insulating film on the substrate 101 and then laminating a catalytic functional metal film thereon, a photoresist pattern is formed at a predetermined position by photolithography to form two rows of protrusion patterns for carbon nanotube cross-linking growth. Then, using this resist pattern as a mask, dry dry etching to etch the catalytic functional metal film and then the thick insulating film, and strip the resist mask by a dry process, and then dry etching insulating step pattern 107 and the top catalytic functional metal region 103 was obtained. (The subsequent process of forming the electrode 104 for electric field application growth is omitted.)
Thus, the dry etching insulating step pattern 107 without a taper was produced. However, due to the above-described dry etching process of each insulating film, the resist of the mask is damaged and deteriorated, and even if the altered resist is subjected to a peeling process, the residue cannot be removed sufficiently. As a result, it has been found that even when the carbon nanotube cross-linking growth process similar to the above is performed, the number of carbon nanotubes grown as expected from the catalytic functional metal region 103 cannot be observed. Of course. In this case, since the cross-linking situation greatly depends on the remaining residue, there still remains a problem in reproducibility for each manufactured sample.
J. Appenzeller et al .; IEEE Transaction on Nanotechnology, Vol.1, No.4, Dec. 2002, pp184-189

上記の様に、カーボンナノチューブをチャネルとする、高速動作可能な、即ち単位ゲート幅あたりの電流駆動能力の高い電界効果型トランジスタを作製する上でポイントとなる、2列の触媒機能金属領域の間に効率良く多くのカーボンナノチューブを架橋成長するためには、先ず、触媒機能金属領域とその下部の基板との、あるいは触媒機能金属領域を基板から離すように形成する絶縁段差との相互作用が生じないような構成とする必要があることが解った。また同時にそれを実現する上で、架橋成長を阻害するようなプロセスを回避する必要もある。   As described above, between the two rows of catalytic functional metal regions, which is a key point in fabricating a field effect transistor having a carbon nanotube channel and capable of high-speed operation, that is, high current driving capability per unit gate width. In order to efficiently grow a large number of carbon nanotubes by cross-linking, first, interaction between the catalytic functional metal region and the underlying substrate or an insulating step formed so as to separate the catalytic functional metal region from the substrate occurs. It was found that there was no need to make such a configuration. At the same time, it is necessary to avoid a process that inhibits the cross-linking growth.

そこで、本発明の課題は、カーボンナノチューブをチャネルとする、高電流密度化でき、高速動作する電界効果型トランジスタを作製する上で、触媒機能金属領域とその近傍の構成間で相互作用が生じないこと、またその際に架橋成長を阻害するようなプロセスを回避できるカーボンナノチューブの成長方法、構造体、そしてそれを用いた電界効果型トランジスタを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to produce an electric field effect transistor having a carbon nanotube as a channel and capable of increasing current density and operating at high speed, and there is no interaction between the catalytic functional metal region and the configuration in the vicinity thereof. Another object of the present invention is to provide a carbon nanotube growth method, a structure, and a field effect transistor using the same, which can avoid a process that inhibits cross-linking growth.

上記の目的の成長方法は、
基板表面上に、第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層よりもエッチングレートの低い第2の絶縁層と、触媒金属層とを順次積層する工程と、
前記触媒金属層と前記第2の絶縁層と前記第1の絶縁層をエッチングして、少なくとも2列の突起パターンを形成する工程と、
前記2列の突起パターン間に電界を印加してカーボンナノチューブを成長する工程と
を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの成長方法、によって可能となる。
The growth method for the above purpose is:
Sequentially stacking a first insulating layer, a second insulating layer having an etching rate lower than that of the first insulating layer, and a catalytic metal layer on the surface of the substrate;
Etching the catalyst metal layer, the second insulating layer, and the first insulating layer to form at least two rows of protrusion patterns;
And a method of growing carbon nanotubes by applying an electric field between the two rows of protrusion patterns.

また、上記の目的の構造体は、
基板と、
前記基板表面上に、少なくとも第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層上に前記第1の絶縁層よりエッチングレートが低い第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上に触媒金属層と、が積層され、前記第2の絶縁層が前記第1の絶縁層上にオーバハングした形状を有する少なくとも2列の突起パターンと、
互いに隣り合う前記2列の突起パターンの間に架橋状に形成されたカーボンナノチューブと
からなることを特徴とするカーボンナノチューブの構造体、によって可能となる。
In addition, the above target structure is
A substrate,
At least a first insulating layer on the substrate surface, a second insulating layer having an etching rate lower than that of the first insulating layer on the first insulating layer, and a catalytic metal on the second insulating layer And at least two rows of protrusion patterns having a shape in which the second insulating layer is overhanging on the first insulating layer , and
This is made possible by a carbon nanotube structure characterized by comprising a carbon nanotube formed in a bridge between the two rows of adjacent protrusion patterns.

そして、上記の目的の電界効果トランジスタは、
基板と、
前記基板表面上に、少なくとも第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層上に前記第1の絶縁層よりエッチングレートが低い第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上に触媒金属層と、が積層され、前記第2の絶縁層が前記第1の絶縁層上にオーバハングした形状を有する少なくとも2列の突起パターンと、
互いに隣り合う前記2列の突起パターンの間に架橋状に形成されたカーボンナノチューブからなるチャネル部と、
前記カーボンナノチューブの両端部の一方に形成されたソース電極及び他方形成されたドレイン電極と
前記カーボンナノチューブの略中央部の上方で、かつ前記ソース電極及びドレイン電極
との間に形成されたゲート電極と
からなることを特徴とする電界効果型トランジスタ、によって可能となる。
And the field effect transistor of the said objective is
A substrate,
At least a first insulating layer on the substrate surface, a second insulating layer having an etching rate lower than that of the first insulating layer on the first insulating layer, and a catalytic metal on the second insulating layer And at least two rows of protrusion patterns having a shape in which the second insulating layer is overhanging on the first insulating layer , and
A channel portion made of carbon nanotubes formed in a cross-linked manner between the two rows of protrusion patterns adjacent to each other;
Above the substantially central portion of the carbon nanotubes and one which is formed on the source electrode and a drain electrode formed on the other of the ends of the carbon nanotube, and a gate electrode formed between the source electrode and the drain electrode It is made possible by a field effect transistor characterized by comprising:

本発明の方法、構造体そしてFETにより、突起パターン間のカーボンナノチューブの架橋数が大幅に増大し、その結果、この構造を用いたカーボンナノチューブをチャネルとするFETは、単位ゲート幅あたりの電流駆動能力の高い、そのため、高速動作が可能な電界効果型トランジスタを作製することができる。   The method, structure, and FET of the present invention greatly increase the number of carbon nanotube bridges between the protrusion patterns. As a result, the FET using this structure as a channel has a current drive per unit gate width. Therefore, a field effect transistor capable of high-speed operation can be manufactured.

また、採用された方法は、特殊な装置を用いる必要も無いため、容易に作製プロセスに適用できるといった利点もある。   In addition, since the method employed does not require the use of a special apparatus, there is an advantage that it can be easily applied to a manufacturing process.

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.

(実施例)
図1〜6に、本発明による、カーボンナノチューブをチャネルに用いた電界効果型トランジスタ(CNT−FET)を作製する工程を説明する、模式的な断面図を示す。
(Example)
1 to 6 are schematic cross-sectional views illustrating a process for producing a field effect transistor (CNT-FET) using a carbon nanotube as a channel according to the present invention.

図1(1)に示す様に、サファイア板からなる基板1上に、SiN層2を形成する。このSiN層2は、モノシラン、アンモニア、窒素を反応ガスとするプラズマCVD装置を用い、基板温度を約250℃、圧力約1Torrの条件のもと、約200nmの膜厚で形成された。   As shown in FIG. 1A, a SiN layer 2 is formed on a substrate 1 made of a sapphire plate. This SiN layer 2 was formed with a film thickness of about 200 nm under the conditions of a substrate temperature of about 250 ° C. and a pressure of about 1 Torr using a plasma CVD apparatus using monosilane, ammonia, and nitrogen as reaction gases.

次に、SiO2層3をその上に積層する。このSiO2層3は、モノシランと酸素を反応ガスとするLP(低圧)−CVD装置を用い、基板温度を約300℃、圧力約0.15Torrの条件のもと、約20nmの膜厚で形成された。   Next, the SiO2 layer 3 is laminated thereon. This SiO 2 layer 3 is formed with a film thickness of about 20 nm under the conditions of a substrate temperature of about 300 ° C. and a pressure of about 0.15 Torr using an LP (low pressure) -CVD apparatus using monosilane and oxygen as reaction gases. It was.

次に、その上に、カーボンナノチューブ成長の触媒作用を有する触媒金属であるFe(鉄)層4を、スパッタ装置を用い、0.5nmの膜厚で積層した。   Next, an Fe (iron) layer 4 which is a catalytic metal having a catalytic action for carbon nanotube growth was laminated thereon with a film thickness of 0.5 nm using a sputtering apparatus.

そして、図1(2)に示す様に、前記の積層膜の上に、所定の間隔を有する一組2列(A及びB)のレジストパターン5を、既知のフォトリソグラフィー法を用いて形成する。このレジストパターン5A及Bの間隔は、CNT−FETのチャネル長を決める一つの設計ファクターであり、複数のカーボンナノチューブが架橋される間隔となる(例えば2〜3μm程度)。図1(2)では、各レジストパターン5の断面が、メサ状構造(断面が上に凸の台形形状の構造)に示されているが、必ずしもこれに限られる必要は無く、垂直断面構造(断面が矩形形状の構造)であっても構わない。   Then, as shown in FIG. 1B, a set of two rows (A and B) of resist patterns 5 having a predetermined interval are formed on the laminated film by using a known photolithography method. . The interval between the resist patterns 5A and 5B is one design factor that determines the channel length of the CNT-FET, and is an interval at which a plurality of carbon nanotubes are crosslinked (for example, about 2 to 3 μm). In FIG. 1 (2), the cross section of each resist pattern 5 is shown in a mesa structure (a trapezoidal structure with a convex cross section), but it is not necessarily limited to this, and a vertical cross section structure ( The cross section may be a rectangular structure).

次に、図1(3)に示すように、A及びBのレジストパターン5をマスクとして用い、ウエットエッチングによって、基板1上に一組2列(A及びB)の突起パターンを形成する。本例の場合、ウエットエッチングのエッチャントとして緩衝フッ酸水溶液を用いることで、先ずこれでFe層4がパターニングされてFeパターン6が形成され、次いで、Feパターン6をマスクとして、このSiO2層3がパターニングされたSiO2パターン7が形成され、そしてSiN層2がパターニングされたSiNパターン8が形成され、A及びBの突起パターンが形成される。   Next, as shown in FIG. 1C, a set of two rows (A and B) of protrusion patterns is formed on the substrate 1 by wet etching using the A and B resist patterns 5 as a mask. In this example, by using a buffered hydrofluoric acid solution as an etchant for wet etching, the Fe layer 4 is first patterned by this to form an Fe pattern 6, and then the SiO 2 layer 3 is formed using the Fe pattern 6 as a mask. A patterned SiO2 pattern 7 is formed, and a SiN pattern 8 in which the SiN layer 2 is patterned is formed, so that protrusion patterns A and B are formed.

このとき、エッチャントとである緩衝フッ酸水溶液に対するSiN膜とSi2膜とのエッチングレートは、SiN膜の方が、およそ10倍程度早いため、エッチングプロセスが進むに従って、SiNパターン8の方が先に細り、エッチングレートの低いSiO2パターン7がSiNパターン8にオーバーハングした形状にすることができる。   At this time, the etching rate of the SiN film and the Si2 film with respect to the buffered hydrofluoric acid solution that is an etchant is about 10 times faster in the SiN film, so that the SiN pattern 8 is first in accordance with the progress of the etching process. The SiO2 pattern 7 which is thin and has a low etching rate can be formed to overhang the SiN pattern 8.

なお、本例では触媒金属としてFe膜を用いたため、緩衝フッ酸水溶液をエッチャントとして使用し、先ずこの膜をエッチングし、引き続き同一エッチャントで、SiO2膜がSiN膜にオーバーハングするようにSiO2膜/SiN膜の積層膜のエッチングを実施した。しかし、触媒金属はこれに限られず、例えば、バナジウム、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タンタルなども適用可能であり、従って、必ずしも、緩衝フッ酸水溶液でそれらの膜のエッチングが可能でパターニングできるとは限らない。この場合は、他の適したエッチャントによって、先ずその適用触媒金属膜をパターニングした後、この金属膜をマスクに緩衝フッ酸水溶液で、SiO2膜がSiN膜にオーバーハングするようにSiO2膜/SiN膜の積層膜のエッチングをすれば良い。   In this example, since an Fe film was used as the catalyst metal, a buffered hydrofluoric acid aqueous solution was used as an etchant. This film was first etched, and then the SiO 2 film / so that the SiO 2 film overhangs the SiN film with the same etchant. Etching of the laminated film of the SiN film was performed. However, the catalytic metal is not limited to this, and for example, vanadium, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tantalum, and the like are also applicable. Therefore, it is always possible to etch these films with a buffered hydrofluoric acid aqueous solution and pattern them. Is not limited. In this case, the applied catalytic metal film is first patterned with another suitable etchant, and then the SiO2 film / SiN film is overlaid with a buffered hydrofluoric acid solution using this metal film as a mask so that the SiO2 film overhangs the SiN film. The stacked film may be etched.

また、同図に示されているように、下の絶縁膜パターンに上の絶縁膜パターンがオーバーハングする様にウエットエッチング形成する膜の組み合わせは、上述のSiO2膜/SiN膜の様な組み合わせ限らず、またこれに用いるエッチャントは上述の緩衝フッ酸水溶液に限らないのは言うまでも無く、それぞれの膜の組み合わせとオーバーハングのエッチングに適したエッチャントを適用すれば良い。   Further, as shown in the figure, the combination of films formed by wet etching so that the upper insulating film pattern overhangs the lower insulating film pattern is not limited to the combination of the above-described SiO2 film / SiN film. Needless to say, the etchant used for this is not limited to the buffered hydrofluoric acid aqueous solution described above, and an etchant suitable for the combination of each film and overhang etching may be applied.

また、同図において、SiO2パターン7がSiN8パターンにオーバーハングしているおり、かつメサ状構造(断面が上に凸の台形形状の構造)に示されているが、オーバーハングしていれば、必ずしもメサ状構造である必要は無く、垂直断面構造(断面が矩形形状の構造)であっても構わない。ただし、SiO2パターン7の上面の幅が、Feパターン6の幅とほぼ同一に(さらにより狭くなっているように)形成された図が示されているが、この様な状況の方が、Fe膜の上や側面からカーボンナノチューブが成長を開始するため、持続的なカーボンナノチューブの成長の上から、下側の膜との相互作用をできるだけ避ける意味で好ましいが、必ずしもその様である必要は無い。   Further, in the same figure, the SiO2 pattern 7 is overhanging the SiN8 pattern and is shown in a mesa structure (a trapezoidal structure with a cross-section protruding upward). The mesa-like structure is not necessarily required, and a vertical cross-sectional structure (a structure having a rectangular cross section) may be used. However, although the figure in which the width of the upper surface of the SiO2 pattern 7 is formed to be substantially the same as the width of the Fe pattern 6 (so as to be even narrower) is shown, such a situation is more feasible. Since carbon nanotubes start to grow from the top and side of the film, it is preferable in terms of avoiding the interaction with the lower film as much as possible from the viewpoint of continuous growth of carbon nanotubes, but this is not necessarily the case. .

次に、図2(4)に示す様に、突起パターンA及びBの上のレジストパターン5を、既知の有機溶媒を用いたウエットプロセスで除去する。   Next, as shown in FIG. 2 (4), the resist pattern 5 on the protrusion patterns A and B is removed by a wet process using a known organic solvent.

そして、2つの突起パターンA及びBの両外側に、カーボンナノチューブを電界印加しながら成長するための、一組の電界印加要電極パターンを、ベンゼンを用いたレジストのリフトオフ法により形成する。   Then, on both outer sides of the two protrusion patterns A and B, a pair of electric field application required electrode patterns for growing carbon nanotubes while applying an electric field is formed by a resist lift-off method using benzene.

そのために、まず、図2(5)に示す様に、ベンゼン処理したレジストを使用して、コンタクト露光装置を用いて電界印加用電極パターンを、先の突起パターンA及びBを有する基板1上に転写し、既知のフォトリソグラフィー法を適用して、図示するように、電界印加用電極パターンをリフトオフにて形成するためにリフトオフ用レジストパターン9を形成する。   For this purpose, first, as shown in FIG. 2 (5), using a benzene-treated resist, an electrode pattern for applying an electric field is formed on the substrate 1 having the projection patterns A and B using a contact exposure apparatus. Transfer and apply a known photolithography method to form a lift-off resist pattern 9 in order to form an electric field applying electrode pattern by lift-off as shown in the figure.

そして、図2(6)に示す様に、このリフトオフ用レジストパターン9を有する基板1上にスパッタ法を用いて、厚さ10nmのTa(タンタル)膜10を堆積する。   Then, as shown in FIG. 2 (6), a Ta (tantalum) film 10 having a thickness of 10 nm is deposited on the substrate 1 having the lift-off resist pattern 9 by sputtering.

次いで、図3(7)に示す様に、有機溶媒を用いてリフトオフ用レジストパターン9を除去することで必要としないTa膜を同時に除き、C及びD一組のTa膜からなる、電界印加用電極10を形成する。   Next, as shown in FIG. 3 (7), by removing the lift-off resist pattern 9 using an organic solvent, an unnecessary Ta film is removed at the same time, and a C and D set of Ta films is used for electric field application. The electrode 10 is formed.

次に、図3(8)に示す様に、CVD法を用い、プロセスガスとしてアセチレンガスを、またキャリアガスとしてArガスもしくは水素ガスを使用し、頂部に触媒金属のFeパターン6が形成されたA及びB一組の突起パターンの両端外側に形成された電界印加用電極10に直流電界を印加した状態で、例えば、100Paの圧力下、600℃の成長温度にて、A及びB突起パターンの頂部触媒金属のFeパターン6間を架橋する様に、複数のカーボンナノチューブ12を成長させる。   Next, as shown in FIG. 3 (8), the CVD method was used, acetylene gas was used as the process gas, Ar gas or hydrogen gas was used as the carrier gas, and the Fe pattern 6 of the catalytic metal was formed on the top. For example, at a growth temperature of 600 ° C. under a pressure of 100 Pa, a direct current electric field is applied to the electrode 10 for electric field application formed on both ends of the pair of protrusion patterns A and B. A plurality of carbon nanotubes 12 are grown so as to bridge between the Fe patterns 6 of the top catalyst metal.

次に、ソース・ドレイン電極をカーボンナノチューブ12の両端に形成する。そのために、図2(5)、(6)で説明したものと同様に、ベンゼンを用いたレジストのリフトオフ法により形成する。図3(9)に示す様に、ベンゼン処理したレジストを使用して、コンタクト露光装置を用いてソース・ドレイン電極のパターンを、先のカーボンナノチューブ12を形成した基板1上に転写し、既知のフォトリソグラフィー法を適用して、図示するように、ソース・ドレイン電極をリフトオフにて形成するためにリフトオフ用レジストパターン13を形成する。   Next, source / drain electrodes are formed on both ends of the carbon nanotube 12. For this purpose, the resist is formed by a resist lift-off method using benzene in the same manner as described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3 (9), using a benzene-treated resist, the pattern of the source / drain electrodes is transferred onto the substrate 1 on which the carbon nanotubes 12 are formed by using a contact exposure apparatus. A photolithography method is applied to form a lift-off resist pattern 13 in order to form source / drain electrodes by lift-off as shown in the figure.

そして、図4(10)に示す様に、このリフトオフ用レジストパターン13を有する基板1上にEB蒸着法を用いて、厚さ100nmのPd(パラジュウム)、10nmのTi(チタン)、200nmのPt(白金)からなる、Pd/Ti/Pt膜14を堆積する。   Then, as shown in FIG. 4 (10), Pd (palladium) with a thickness of 100 nm, Ti (titanium) with a thickness of 10 nm, Pt with a thickness of 200 nm are formed on the substrate 1 having the resist pattern 13 for lift-off using the EB vapor deposition method. A Pd / Ti / Pt film 14 made of (platinum) is deposited.

次いで、図4(11)に示す様に、有機溶媒を用いてリフトオフ用レジストパターン12を除去することで必要としないPd/Ti/Pt膜を同時に除き、E及びFの一組のPd/Ti/Pt膜からなる、ソース・ドレイン電極15(ソース・ドレイン電極E、F間の距離を例えば、1〜2μm程度)を形成する。   Next, as shown in FIG. 4 (11), by removing the lift-off resist pattern 12 using an organic solvent, unnecessary Pd / Ti / Pt films are removed at the same time, and a pair of Pd / Ti of E and F is removed. A source / drain electrode 15 (the distance between the source / drain electrodes E and F is, for example, about 1 to 2 μm) made of a / Pt film is formed.

次に、ゲート電極を、カーボンナノチューブ12上方に形成する。そのために、先ず、図4(12)に示す様に、パッシベーション膜として用いるSiN膜16を、ソース・ドレイン電極形成後の基板1上に堆積する。(勿論、図示する様に、架橋した複数のカーボンナノチューブ12の間を通過して、カーボンナノチューブ12の下側にもSiN膜16は堆積する。)このSiN膜16は、モノシラン、アンモニア、窒素を反応ガスとするプラズマCVD法を用い、基板温度約250℃、圧力約1Torrの条件下で、膜厚約400nm形成した。   Next, a gate electrode is formed above the carbon nanotube 12. For this purpose, first, as shown in FIG. 4 (12), a SiN film 16 used as a passivation film is deposited on the substrate 1 after the formation of the source / drain electrodes. (Of course, as shown in the figure, the SiN film 16 passes between the cross-linked carbon nanotubes 12 and is also deposited on the lower side of the carbon nanotubes 12.) The SiN film 16 contains monosilane, ammonia, and nitrogen. Using a plasma CVD method as a reactive gas, a film thickness of about 400 nm was formed under conditions of a substrate temperature of about 250 ° C. and a pressure of about 1 Torr.

そして、図5(13)に示す様に、パッシベーション膜であるSiN膜16上に、ゲート電極パターンをコンタクト露光装置を用いてレジストに転写し、現像処理後、開口部18を有するレジストパターン17を形成する。   Then, as shown in FIG. 5 (13), the gate electrode pattern is transferred onto the resist by using a contact exposure apparatus on the passivation film SiN film 16, and after development processing, a resist pattern 17 having an opening 18 is formed. Form.

次いで、この開口部18から、SiN膜16を深さ方向にエッチングし、チャネル部となるカーボンナノチューブ12とゲート電極の間のゲート酸化膜に相当する箇所の酸化膜(残存酸化膜)を十分な薄さ(例えば、50nm程度)に制御する必要がある。一方、ゲート電極のソース・ドレイン電極15方向の幅も、狭いその電極E・F間隔の中で制御された値(例えば、1μm以下)を実現する必要もある。つまり、開口部18からのSiN膜16のエッチングは、微細な寸法制御を要することから、垂直制御性に優れたエッチング方法が必須となる。そこで、われわれは次の様な方法を用いてゲート電極を形成した。   Next, the SiN film 16 is etched from the opening 18 in the depth direction, and an oxide film (residual oxide film) at a portion corresponding to the gate oxide film between the carbon nanotube 12 serving as the channel portion and the gate electrode is sufficiently obtained. It is necessary to control the thickness (for example, about 50 nm). On the other hand, the width of the gate electrode in the direction of the source / drain electrode 15 must also be controlled to a value (for example, 1 μm or less) within the narrow interval between the electrodes E and F. That is, since the etching of the SiN film 16 from the opening 18 requires fine dimensional control, an etching method with excellent vertical controllability is essential. Therefore, we formed the gate electrode using the following method.

図5(14)に示す様に、まず開口部18からRIE装置を用い、反応ガスにCF4を、圧力12mTorrの条件下で、SiN膜16を300nmほどドライエッチングし、次いで、緩衝フッ酸水溶液で50nmほどの追加ウエットエッチングを行い、残存膜厚を制御すると共に、この結果、同図に示すとおり、開口部18のレジストパターン17のエッジを起点に、開口部18のSiN16の側にオーバーハング形状が形成される。   As shown in FIG. 5 (14), first, the RIE apparatus is used from the opening 18 to dry-etch the SiN film 16 by about 300 nm under the condition of CF4 as a reaction gas and a pressure of 12 mTorr, and then with a buffered hydrofluoric acid solution An additional wet etching of about 50 nm is performed to control the remaining film thickness. As a result, as shown in the figure, an overhang shape is formed on the SiN 16 side of the opening 18 starting from the edge of the resist pattern 17 of the opening 18. Is formed.

このオーバーハング形状を利用して、スペーサリフトオフ法を適用する。即ち、図5(15)に示した様に、開口部18を含む基板1上に、EB蒸着法によって厚さ10nmのTi(チタン)、100nmのAu(金)からなるTi/Au膜19を堆積させる。   The spacer lift-off method is applied using this overhang shape. That is, as shown in FIG. 5 (15), a Ti / Au film 19 made of Ti (titanium) having a thickness of 10 nm and Au (gold) having a thickness of 100 nm is formed on the substrate 1 including the opening 18 by EB vapor deposition. Deposit.

そして、図6(16)に示す様に、有機溶剤を用いてレジストごと必要無いTi/Au膜19を除去し、開口部18の底部にゲート電極20(例えば、幅0.5〜1μm程度)が形成される。   Then, as shown in FIG. 6 (16), the unnecessary Ti / Au film 19 is removed together with the resist using an organic solvent, and the gate electrode 20 (for example, about 0.5 to 1 μm in width) is formed at the bottom of the opening 18. Is formed.

以上の様にして、本発明のカーボンナノチューブの形成方法・カーボンナノチューブの架橋構造を用いることによって、確実に、複数でかつ多くの架橋が行われたカーボンナノチューブ12をチャネルとし、ソース・ドレイン電極15(E及びF)とゲート電極20からなる電界効果型トランジスタ(FET)が形成された。   As described above, by using the carbon nanotube formation method and the carbon nanotube cross-linking structure of the present invention, a plurality of carbon nanotubes 12 that have undergone many cross-linkings are used as channels, and the source / drain electrodes 15 A field effect transistor (FET) composed of (E and F) and the gate electrode 20 was formed.

本発明の有効性を確かめるために、本願発明の方法・構造で作製された、つまり、本発明のオーバーハングを有する突起パターンにて架橋されたカーボンナノチューブをチャネル部とするFET(サンプルNo.TR−071、ソース・ドレイン間距離1.5μm)のドレイン電流を測定したところ、32μAであった。   In order to confirm the effectiveness of the present invention, an FET (sample No. TR) having a channel formed by a carbon nanotube produced by the method and structure of the present invention, that is, crosslinked by a protrusion pattern having an overhang according to the present invention. The measured drain current of −071, the source-drain distance of 1.5 μm, was 32 μA.

他方、オーバーハングを持たない、垂直断面形状の突起パターン(図7(c)に例示したような突起パターン)を用い、それ以外の作製条件は同等のカーボンナノチューブをチャネル部とするFET(サンプルNo.TR−052、ソース・ドレイン間距離1.5μm)のドレイン電流は、13μAであった。   On the other hand, a vertical cross-sectional protrusion pattern (protrusion pattern as illustrated in FIG. 7C) having no overhang is used, and other fabrication conditions are FETs (sample no. , TR-052, the source-drain distance 1.5 μm) was 13 μA.

上記の様に、この場合、ドレイン電流として凡そ2.5倍程度の電流増加が見られ、本発明の方法によれば、単なる架橋成長するための突起パターン形状にくらべ、ソース・ドレイン電極間(つまり突起パターン間)に架橋されているカーボンナノチューブの数が大幅に増えたことを示しており、本発明の方法、構造、FETの有効性が確かめられた。   As described above, in this case, a current increase of about 2.5 times as a drain current is observed. According to the method of the present invention, the distance between the source and drain electrodes ( In other words, the number of carbon nanotubes cross-linked between the protrusion patterns was greatly increased, and the effectiveness of the method, structure, and FET of the present invention was confirmed.

また、本発明の方法は、この方法特有な装置やプロセスを必要とせず、作製プロセスに導入が容易であるといった利点もある。また、同様な作製条件で行えば、その中でのばらつきも大きくないことも解かった。   Further, the method of the present invention does not require an apparatus or process peculiar to this method, and has an advantage that it can be easily introduced into a manufacturing process. It was also found that if the same manufacturing conditions were used, the variation in the manufacturing conditions was not large.

なお、本実施例で記述した製作条件や製作方法、ディメンジョンなどは、説明を行うための一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲でのそれらの変更は可能である。   Note that the manufacturing conditions, manufacturing method, dimensions, and the like described in this embodiment are examples for explanation, and they can be changed without departing from the gist of the present invention.

以上の実施例を含む実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。   The following supplementary notes are further disclosed with respect to the embodiments including the above examples.

(付記1)
基板表面上に、第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層よりもエッチングレートの低い第2の絶縁層と、触媒金属層とを順次積層する工程と、
前記触媒金属層と前記第2の絶縁層と前記第1の絶縁層をエッチングして、少なくとも2列の突起パターンを形成する工程と、
前記2列の突起パターン間に電界を印加してカーボンナノチューブを成長する工程と
を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの成長方法。
(Appendix 1)
Sequentially stacking a first insulating layer, a second insulating layer having an etching rate lower than that of the first insulating layer, and a catalytic metal layer on the surface of the substrate;
Etching the catalyst metal layer, the second insulating layer, and the first insulating layer to form at least two rows of protrusion patterns;
And a step of growing a carbon nanotube by applying an electric field between the two rows of protrusion patterns.

(付記2)
前記第1の絶縁層は窒化シリコン膜であり、前記第2の絶縁層は酸化シリコン膜であることを特徴とする付記1記載のカーボンナノチューブの成長方法。
(Appendix 2)
2. The carbon nanotube growth method according to claim 1, wherein the first insulating layer is a silicon nitride film, and the second insulating layer is a silicon oxide film.

(付記3)
前記エッチングのためのエッチャントは、緩衝フッ酸水溶液であることを特徴とする付記1または2記載のカーボンナノチューブの成長方法。
(Appendix 3)
The carbon nanotube growth method according to appendix 1 or 2, wherein the etchant for the etching is a buffered hydrofluoric acid aqueous solution.

(付記4)
基板と、
前記基板表面上に、少なくとも第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層上に第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上に触媒金属層と、が積層された少なくとも2列の突起パターンと、
互いに隣り合う前記2列の突起パターンの間に形成されたカーボンナノチューブと
からなることを特徴とするカーボンナノチューブの構造体。
(Appendix 4)
A substrate,
At least two rows of at least a first insulating layer, a second insulating layer on the first insulating layer, and a catalytic metal layer on the second insulating layer are stacked on the substrate surface. Projection pattern,
A carbon nanotube structure comprising: carbon nanotubes formed between the two rows of protrusion patterns adjacent to each other.

(付記5)
前記第1の絶縁層は窒化シリコン膜であり、前記第2の絶縁層は酸化シリコン膜であることを特徴とする付記4記載のカーボンナノチューブの構造体。
(Appendix 5)
The carbon nanotube structure according to claim 4, wherein the first insulating layer is a silicon nitride film, and the second insulating layer is a silicon oxide film.

(付記6)
前記基板はサファイア基板であることを特徴とする付記4または5記載のカーボンナノチューブの構造体。
(Appendix 6)
The carbon nanotube structure according to appendix 4 or 5, wherein the substrate is a sapphire substrate.

(付記7)
基板と、
前記基板表面上に、少なくとも第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層上に第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上に触媒金属層と、が積層された少なくとも2列の突起パターンと、
互いに隣り合う前記2列の突起パターンの間に架橋状に形成されたカーボンナノチューブからなるチャネル部と、
前記カーボンナノチューブの両端部の一方に形成されたソース電極及び他方の形成されたドレイン電極と
前記カーボンナノチューブの略中央部の上方で、かつ前記ソース電極及びドレイン電極との間に形成されたゲート電極と
からなることを特徴とする電界効果型トランジスタ。
(Appendix 7)
A substrate,
At least two rows of at least a first insulating layer, a second insulating layer on the first insulating layer, and a catalytic metal layer on the second insulating layer are stacked on the substrate surface. Projection pattern,
A channel portion made of carbon nanotubes formed in a cross-linked manner between the two rows of protrusion patterns adjacent to each other;
A source electrode formed at one of both ends of the carbon nanotube and a drain electrode formed at the other, and a gate electrode formed above the substantially central portion of the carbon nanotube and between the source electrode and the drain electrode And a field effect transistor comprising:

(付記8)
前記第1の絶縁層は窒化シリコン膜であり、前記第2の絶縁層は酸化シリコン膜であることを特徴とする付記7記載の電界効果型トランジスタ。
(Appendix 8)
The field effect transistor according to appendix 7, wherein the first insulating layer is a silicon nitride film, and the second insulating layer is a silicon oxide film.

(付記9)
前記基板はサファイア基板であることを特徴とする付記7または8記載の電界効果型トランジスタ。
(Appendix 9)
The field effect transistor according to appendix 7 or 8, wherein the substrate is a sapphire substrate.

本発明の電界効果トランジスタの作製工程を説明する図(その1)FIG. 1 illustrates a manufacturing process of a field effect transistor of the present invention (part 1). 本発明の電界効果トランジスタの作製工程を説明する図(その2)FIG. 2 illustrates a manufacturing process of a field effect transistor of the present invention (part 2). 本発明の電界効果トランジスタの作製工程を説明する図(その3)The figure explaining the manufacturing process of the field effect transistor of this invention (the 3) 本発明の電界効果トランジスタの作製工程を説明する図(その4)FIGS. 4A and 4B illustrate a manufacturing process of a field effect transistor of the present invention (part 4) 本発明の電界効果トランジスタの作製工程を説明する図(その5)FIG. 5 illustrates a manufacturing process of a field-effect transistor of the present invention (No. 5). 本発明の電界効果トランジスタの作製工程を説明する図(その6)FIG. 6 illustrates a manufacturing process of a field-effect transistor of the present invention (No. 6) 従来のカーボンナノチューブ架橋構造を説明する図The figure explaining the conventional carbon nanotube bridge construction

符号の説明Explanation of symbols

1、101 基板
2 SiN層
3 SiO2層
4 Fe層
5、17 レジストパターン
6 Feパターン
7 SiO21パターン
8 SiNパターン
9、13 リフトオフ用レジストパターン
10 Ta膜
11 電界印加用電極
12、105 カーボンナノチューブ
14 Pd/Ti/Pt膜
15 ソース・ドレイン電極
16 SiN膜
18 開口部
19 Ti/Au膜
20 ゲート電極
102 絶縁層
103 触媒金属形成領域
104 電界印加成長用電極
106 ウエットエッチ絶縁段差パターン
107 ドライエッチ絶縁段差パターン

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Substrate 2 SiN layer 3 SiO2 layer 4 Fe layer 5, 17 Resist pattern 6 Fe pattern 7 SiO2 1 pattern 8 SiN pattern 9, 13 Resist pattern for lift-off 10 Ta film 11 Electrode for applying electric field 12, 105 Carbon nanotube 14 Pd / Ti / Pt film 15 Source / drain electrode 16 SiN film 18 Opening 19 Ti / Au film
20 Gate electrode 102 Insulating layer 103 Catalytic metal forming region 104 Electrode for electric field application growth 106 Wet etch insulating step pattern 107 Dry etch insulating step pattern

Claims (5)

基板表面上に、第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層よりもエッチングレートの低い第2の絶縁層と、触媒金属層とを順次積層する工程と、
前記触媒金属層と前記第2の絶縁層と前記第1の絶縁層をエッチングして、少なくとも2列の突起パターンを形成する工程と、
前記2列の突起パターン間に電界を印加してカーボンナノチューブを成長する工程と
を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの成長方法。
Sequentially stacking a first insulating layer, a second insulating layer having an etching rate lower than that of the first insulating layer, and a catalytic metal layer on the surface of the substrate;
Etching the catalyst metal layer, the second insulating layer, and the first insulating layer to form at least two rows of protrusion patterns;
And a step of growing a carbon nanotube by applying an electric field between the two rows of protrusion patterns.
前記第1の絶縁層は窒化シリコン膜であり、前記第2の絶縁層は酸化シリコン膜であることを特徴とする請求項1記載のカーボンナノチューブの成長方法。   2. The carbon nanotube growth method according to claim 1, wherein the first insulating layer is a silicon nitride film, and the second insulating layer is a silicon oxide film. 前記エッチングのためのエッチャントは、緩衝フッ酸水溶液であることを特徴とする請求項1または2記載のカーボンナノチューブの成長方法。   3. The carbon nanotube growth method according to claim 1, wherein the etchant for etching is a buffered hydrofluoric acid aqueous solution. 基板と、
前記基板表面上に、少なくとも第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層上に前記第1の絶縁層よりエッチングレートが低い第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上に触媒金属層と、が積層され、前記第2の絶縁層が前記第1の絶縁層上にオーバハングした形状を有する少なくとも2列の突起パターンと、
互いに隣り合う前記2列の突起パターンの間に架橋状に形成されたカーボンナノチューブと
からなることを特徴とするカーボンナノチューブの構造体。
A substrate,
At least a first insulating layer on the substrate surface, a second insulating layer having an etching rate lower than that of the first insulating layer on the first insulating layer, and a catalytic metal on the second insulating layer And at least two rows of protrusion patterns having a shape in which the second insulating layer is overhanging on the first insulating layer , and
A carbon nanotube structure comprising: carbon nanotubes formed in a bridge between the two rows of protrusion patterns adjacent to each other.
基板と、
前記基板表面上に、少なくとも第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層上に前記第1の絶縁層よりエッチングレートが低い第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上に触媒金属層と、が積層され、前記第2の絶縁層が前記第1の絶縁層上にオーバハングした形状を有する少なくとも2列の突起パターンと、
互いに隣り合う前記2列の突起パターンの間に架橋状に形成されたカーボンナノチューブからなるチャネル部と、
前記カーボンナノチューブの両端部の一方に形成されたソース電極及び他方形成されたドレイン電極と
前記カーボンナノチューブの略中央部の上方で、かつ前記ソース電極及びドレイン電極
との間に形成されたゲート電極と
からなることを特徴とする電界効果型トランジスタ。
A substrate,
At least a first insulating layer on the substrate surface, a second insulating layer having an etching rate lower than that of the first insulating layer on the first insulating layer, and a catalytic metal on the second insulating layer And at least two rows of protrusion patterns having a shape in which the second insulating layer is overhanging on the first insulating layer , and
A channel portion made of carbon nanotubes formed in a cross-linked manner between the two rows of protrusion patterns adjacent to each other;
Above the substantially central portion of the carbon nanotubes and one which is formed on the source electrode and a drain electrode formed on the other of the ends of the carbon nanotube, and a gate electrode formed between the source electrode and the drain electrode And a field effect transistor comprising:
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