KR100822799B1 - 나노크기의 도전성 구조물을 위한 선택적인 촉매 형성 방법및 선택적인 나노크기의 도전성 구조물 형성 방법 - Google Patents

나노크기의 도전성 구조물을 위한 선택적인 촉매 형성 방법및 선택적인 나노크기의 도전성 구조물 형성 방법 Download PDF

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Abstract

나노크기의 도전성 구조물을 선택적으로 형성하는 방법이 제공되는 데, 기판상에 나노크기의 도전성 구조물이 형성될 영역을 노출하는 개구부를 갖는 절연막이 형성되고, 절연막의 표면에 촉매가 형성되는 것을 방지하는 소수성막이 형성되고, 개구부 바닥의 기판에 선택적으로 촉매가 형성된다. 따라서, 나노크기의 도전성 구조물이 개구부 바닥에 선택적으로 형성된 촉매로부터 성장할 수 있다.
나노튜브, 나노선, 촉매, 전계방출소자, 탄소나노튜브

Description

나노크기의 도전성 구조물을 위한 선택적인 촉매 형성 방법 및 선택적인 나노크기의 도전성 구조물 형성 방법{Method of forming selectively a catalyst for nanoscale conductive structure and method of forming the nanoscale conductive structure}
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브를 보여주는 SEM 사진이다.
본 발명은 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 촉매를 사용하여 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법에 관련된 것이다.
탄소나노튜브, 실리콘나노선 같은 나노크기의 도전성 구조물은 우수한 전기적, 열적 및 강도(强度) 특성을 나타내기 때문에, 여러 전자장치에 적용되고 있다. 나노크기의 도전성 구조물을 형성하기 위해서 촉매를 사용하는 방법이 널리 알려져 있다. 그런데 전자장치에 적용하기 위해서는 원하는 영역에만 선택적으로 나노크기의 도전성 구조물을 형성할 필요가 있다. 이를 위해서 종래의 경우 여러 공정 단계들이 진행되는 복잡한 방법을 사용하였다.
따라서, 본 발명의 실시 예들은 간단하게 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 선택적으로 형성하는 방법을 제공한다.
또, 본 발명의 실시 예들은 선택적으로 형성된 촉매를 사용하여 간단하게 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 나노크기의 도전성 구조물을 형성하기 위해서 선택적으로 촉매를 형성하는 방법은 기판상에 상기 촉매가 형성될 영역을 한정하는 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 것: 상기 절연막의 표면에 상기 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것; 그리고, 상기 개구부 바닥의 기판상에 상기 촉매를 선택적으로 형성하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법은 기판의 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 것; 상기 절연막의 표면 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것; 상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고, 상기 촉매로부터 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법은 기판상에 도전영역을 형성하는 것; 상기 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 산화막을 형성하는 것; 상기 산화막의 상부 표면 및 상기 개구부의 측면 상에 소수성 보호막을 형성하는 것; 상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고, 상기 촉매로부터 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 설명한다. 본 발명의 목적, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 나노 기술 분야(nano technology)에 관련된 것으로서 예를 들어 나노튜브(nanotube), 나노선(nanowire) 등의 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법에 관련된 것이다. 탄소나노튜브는 나노기술분야 중에서도 가장 크게 각광을 받고 있는 분야이다. 탄소나노튜브는 단일벽, 다중벽, 다발 등의 다양한 구조를 나타낸다. 또한, 감긴 형태에 따라서 도체, 반도체의 성질을 띠며 직경에 따라 에너지갭이 달라지고, 준 일차원적인 구조로 되어 있어 특이한 양자효과를 나타낸다. 탄소나노튜브의 특이한 구조 및 물성이 보여주는 다 기능성은 정보통신기기의 필수적인 평면표시소자, 전계방출소자, 고집적메모리소자, 2차 전지 및 초고용량 커패 시터, 수소저장 물질, 화학센서, 고강도/초경량 복합재료, 정전기 제거 복합재료, 전자파 차폐 물질 등에 응용성이 뛰어나다.
이하에서는 단지 예시적인 측면에서 촉매를 사용하여 탄소나노튜브를 기판의 미리 정해진 영역에 선택적으로 형성하는 방법을 제공한다. 또한, 다층 배선에서 상하 두 배선을 탄소나노튜브를 사용하여 서로 전기적으로 연결하는 것을 일 예로서 설명을 한다. 이하에서 설명할 실시 예에서 언급되는 "기판"은 임의의 반도체에 기초한 구조, 세라믹 기판, 알루미나 기판, 사파이어 기판, 실리카 기판, 유리기판 등을 포함한다. 상기 반도체에 기초한 구조는 실리콘, 절연층 상에 실리콘이 위치하는 에스오아이(SOI:silicon-on-insulator), 사파이어 상에 실리콘이 위치하는 에스오에스(SOS:silicon-on-sapphire), 실리콘-게르마늄, 도핑 또는 도핑 되지 않은 실리콘, 에피탁시 성장 기술에 의해 형성된 에피탁시층, 다른 반도체 구조를 포함할 수 있다. 또한, "기판"은 그 표면상에 도전막 또는 절연막이 형성된 것을 가리킬 수도 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단며도들이다. 도 1을 참조하여 기판(11) 상에 티타늄질화막(TiN)으로 이루어진 제1 도전막(13)을 형성한다. 제1 도전막(13)은 기판(11)의 일정 영역에 형성된 배선일 수 도 있다. 또는 제1 도전막(13)은 기판(11)의 전면을 코팅(coating)하는 박막일 수 있다. 응용분야에 따라서 티타늄질화막을 대신해서, 여기에 한정되는 것은 아니며, 금, 은, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 몰리브덴, 코발트, 니켈, 백금, 망간, 이들 금속의 합금 등의 금속이 사용 될 수 있다. 또한, 탄탈륨질화물(TaN), WN(텅스텐질화물) 등의 금속 질화물, ITO, Al2O3, TiO2, 또는 MgO 등의 금속 산화물이 사용될 수도 있다. 또한 금속 황화물(metal sulfides), 금속 붕소물(metal borides) 등이 사용될 수 있다.
제1 도전막(13)의 일정 영역(18)(이하 '촉매 형성 영역')을 노출하는 개구부(17)를 갖는 절연막(15)을 형성한다. 절연막(15)은 산화막으로서 예를 들어 실리콘산화막, 실리콘질화막, 실리콘산화질화막 등으로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하여, 탄소나노튜브 성장을 위한 촉매가 형성되지 않도록, 절연막(15)의 표면을 변형시킨다. 절연막(15)의 표면 변형은 절연막(15)의 표면이 소수성을 나타내도록 하는 것을 포함한다. 예를 들어 NH2, COOH, CONH2, SH, SiCl3, SiOC2O5, 또는 SiOCH3 등의 관능기를 포함하는 표면 변형제를 기판(11)에 접촉하여, 절연막(15)의 표면을 감싸는 소수성 보호막(19)을 형성한다.
소수성 보호막(19)은, 표면 변형제를 절연막(15)이 형성된 기판(11) 상에 스핀 코팅하는 것(spin coating), 스프레이 하는 것(spraying), 적하하는 것(dropping), 또는 절연막(15)이 형성된 기판(11)을 표면 변형제에 담그는 것(dipping) 등에 의해서 형성될 수 있다. 관능기 NH2 를 포함하는 표면 변형제로서 옥타데실아민(octadecylamine), 도데실아민(dodecylamine) 등이 사용될 수 있으며, 여기에서 열거한 것에 한정되지는 않는다. 관능기 COOH 를 포함하는 표면 변형제로서 스테아르산(stearic acid), 옥탄산(octanoid acid) 등이 사용될 수 있으며, 여기에 열거한 것에 한정되지는 않는다. 관능기 SH 를 포함하는 표면 변형제로서, 옥 타데칸티올(octadecanethiol) 또는 도데칸티올(dodecanethiol) 등이 사용될 수 있다. 관능기 SiCl3 를 포함하는 표면 변형제로서 OTS (octadecyltrichlorosilane) 등이 있으며 이것에 한정되지는 않는다. 관능기 SiOC2O5 를 포함하는 표면 변형제로서 메톡시실란(methoxysilane), 폴리실록산(polysiloxane) 등이 사용될 수 있으며 여기에 한정되는 것은 아니다. 관능기 SiOCH3 를 포함하는 표면 변형제로서 에톡시실란(ethoxysilane), 폴리실록산(polysiloxane) 등이 사용될 수 있으며 여기에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어 절연막(15)이 형성된 기판(11)을 OTS를 포함하는 표면 변형제에 약 70-80℃ 범위에서 약 1시간 정도 담그면, 절연막(15)의 표면에만 OTS 같은 스스로-결합된 단일층 (self-assembled monolayer)의 소수성 보호막(19)이 형성된다.
위에서 열거한 표면 변형제의 관능기가 절연막(15)의 산소(O)에 반데르발스(van der waals) 결합 같이 약하게 결합하거나 공유 결합하는 것에 의해서 소수성 보호막(19)이 형성되는 것으로 추측된다. 예를 들어 SiCl3 관능기를 포함하는 OTS의 경우, SiCl3 의 Cl는 절연막(15)의 히드록시기(-OH)의 수소(H)와 결합하여 HCl 형태로 제거되고, SiCl3 의 Si는 절연막(15)의 히드록시기의 (-OH)의산소(0)에 결합하여 -Si-O-Si- 결합을 갖는 소수성 보호막(19)을 형성한다.
표면 변형제는 순수하게 또는 적절한 용매에 녹은 상태로서 사용될 수 있다. 표면 변형제를 위한 용매로서 여기에 한정되는 것은 아니며 톨루엔, 알코올, 테트 라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 석유 에테르(petroleum ether), 아세토니트릴(acetonitrile) 등이 사용될 수 있다.
선택적인 공정(optional process)으로서, 소수성 보호막(19)을 형성한 후에, 촉매 형성 영역(18)에 잔존할 수 있는 표면 변형제를 제거하기 위해서 세정용액, 예를 들어 톨루엔, 알코올, 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 석유 에테르(petroleum ether), 아세토니트릴(acetonitrile) 등을 사용하여 기판(11)을 세정할 수 있다.
도 3을 참조하여, 촉매 형성 영역(18) 상에 선택적으로 촉매 나노입자(21)를 형성한다. 절연막(15)의 표면은 소수성 보호막(19)에 의해서 소수성화 되었기 때문에, 친수성 용액에 분산된 촉매 나노입자(21)는 소수성 보호막(19)에 젖지 않는다. 이로 인해서 촉매 나노입자(21)는 절연막(15)의 표면상에는 형성되지 않고, 스스로 결합되는 방식(self-assembly process)으로 개구부(17) 바닥의 촉매 형성 영역(18)에 선택적으로 형성될 수 있다. 촉매 나노입자(21)는 탄소나노튜브의 성장을 촉매 하는 물질이라면 어떠한 물질이라도 가능하다. 촉매 나노입자(21)는, 예를 들어 금속 나노입자(nanoparticle) 또는 금속의 산화물 나노입자를 물 또는 폴리머 같은 친수성 용액에 분산하고 나노입자가 분산된 친수성 용액을 적절한 방법으로 기판(11)에 접촉하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 나노입자가 분산된 친수성 용액과 기판과의 접촉은 나노입자가 분산된 친수성 용액을 소수성 보호막(19)이 형성된 기판(11) 상에 스핀 코팅하는 것, 스프레이 하는 것, 적하하는 것 또는 기판을 나노입자가 분산된 친수성 용액에 담그는 것 등에 의해서 이루어질 수 있다.
촉매 나노입자를 위한 금속 나노입자로서 예를 들어, 철, 코발트, 니켈, 크롬, 바나듐, 백금, 팔라듐 등이 사용될 수 있으며, 금속 산화물의 나노입자로서 이들 열거한 금속의 산화물이 사용될 수 있다. 이들 촉매 나노입자는 잘 알려진 방법으로 형성될 수 있기 때문에, 이에 대한 설명을 생략한다.
도 4를 참조하여, 잘 알려진 방법을 사용하여 촉매 나노입자(21)로부터 탄소나노튜브(23)를 성장한다. 예를 들어 화학기상 증착법(CVD)을 사용하여 촉매 나노입자(21)로부터 탄소나노튜브(23)를 성장시킬 수 있다. 탄소 소오스로서 예를 들어 탄화수소, 일산화탄소, 이산화탄소 등이 사용될 수 있다. 탄소 소오스 뿐만 아니라 수소 또는 불활성 가스도 함께 사용될 수 있다. 탄소 소오스로 사용되는 탄화수소로서 예를 들어 메탄, 에탄, 아세틸렌 등이 사용될 수 있다.
도 5를 참조하여, 탄소나노튜브(23)에 전기적으로 연결되는 제2 도전막(25)을 형성한다. 제2 도전막(25)으로서, 예를 들어 팔라듐, 알루미늄, 티타늄, 탄탈륨, 티타늄질화막, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 제2 도전막(25)은 제1 도전막(13)을 형성하는 데 사용된 도전물질을 사용해서 형성될 수도 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명을 한 방법에서, 미리 형성된 촉매 나노입자가 분산된 친수성 용액을 사용하는 대신에, 유기금속 전구체 같은 촉매 나노입자 전구체가 분산된 친수성 용액을 사용할 수도 있다. 예를 들어 촉매 나노입자 전구체가 분산된 친수성 용액을 소수성 보호막(19)이 형성된 기판(11)에 접촉한 후, 열처리를 진행하여 촉매 나노입자 전구체를 촉매 나노입자로 전환한다. 이 열처리는 예를 들어 400 - 600℃의 온도범위에서 약 5분 - 1시간 정도 진행될 수 있다. 촉매 나노입자 전구체는 예를 들어, 펜타카보닐 철(iron pentacarbonyl), 아세트산 철(iron acetate), 아세틸아세톤 철(iron acetyl acetonate), 염화철(iron chloride) 등이 사용될 수 있다. 이 촉매 나노입자 전구체를 위한 용매로서, 물 또는 폴리머가 사용될 수 있다. 폴리머로서, 폴리비닐알콜, 피롤리돈, 또는 폴리메틸메타크릴레이트와 폴리스티렌의 공중합체 등이 사용될 수 있으며 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 6a 및 도 6b는 상술한 방법에 따라 형성한 탄소나노튜브를 보여주는 SEM 사진들이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면 기판의 일정 영역 즉, 개구부 내에 탄소나노튜브가 선택적으로 형성된 것을 확인할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시 예에서 기판(11) 상에 제1 도전막(13)이 형성되지 않을 수도 있다. 즉 본 발명의 선택적인 나노크기의 도전성 구조 형성 방법은 세라믹, 알루미나, 사파이어, 실리카, 석영 등의 절연성 기판 또는 실리콘, 실리콘게르마늄, 게르마늄 등의 반도체 기판상에서도 적용될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시 예는 선택적으로 탄소나노튜브를 형성할 수 있어 특히 전계방출소자에 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 절연막(15)에 개구부(17)를 어레이(array) 형태로 형성하고 개구부(17) 내에만 선택적으로 탄소나노튜브를 형성할 수 있다. 따라서, 각각이 평판 패널 표시 장치의 단일 화소를 위한 전계 방출을 제공할 수 있는 탄소나노튜브 어레이를 용이하게 제조할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 간단한 방법으로 나노크기의 도전성 구조물을 기판의 일정 영역에 선택적으로 형성할 수 있다.
또, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 탄소나노튜브(23)는 절연막(15)의 개구부(17) 내에 선택적으로 형성된 촉매 나노입자(21)로부터 성장하기 때문에, 탄소나노튜브의 성장을 정밀하게 제어할 수 있다.
또, 탄소나노튜브의 크기 및 형태를 정밀하게 제어할 수 있고 우수한 특성의 탄소나노튜브를 형성할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (21)

  1. 나노크기의 도전성 구조물을 형성하기 위해서 촉매를 선택적으로 형성하는 방법에 있어서:
    기판상에 상기 촉매 형성될 영역을 한정하는 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 것;
    상기 절연막의 상부 표면 및 상기 개구부의 측면 상에 소수성 보호막을 형성하는 것; 그리고,
    상기 개구부 바닥의 기판상에 상기 촉매를 선택적으로 형성하는 것을 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  2. 나노크기의 도전성 구조물을 형성하기 위해서 촉매를 선택적으로 형성하는 방법에 있어서:
    기판상에 상기 촉매 형성될 영역을 한정하는 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 것;
    상기 절연막의 표면에 상기 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것; 그리고,
    상기 개구부 바닥의 기판상에 상기 촉매를 선택적으로 형성하는 것을 포함하고,
    상기 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것은: 상기 절연막 표면 상에 상기 촉매를 적시지 않는 소수성 보호막을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 촉매를 선택적으로 형성하는 것은: 친수성 용액에 촉매용 나노입자를 분산하고; 그리고, 상기 나노입자가 분산된 친수성 용액을 상기 표면 변형된 절연막을 갖는 상기 기판에 접촉하는 것을 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 절연막은 산화막으로 형성되고,
    상기 절연막의 표면 상에 소수성 보호막을 형성하는 것은: 상기 산화막의 산소와 결합하는 관능기를 갖는 표면 변형제를 상기 산화막이 형성된 기판에 접촉하는 것을 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 표면 변형제의 상기 관능기는 NH2, COOH, CONH2, SH, SiCl3, SiOC2O5, 또는 SiOCH3 를 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    관능기 NH2 를 포함하는 표면 변형제는 옥타데실아민 또는 도데실아민을 포함하고, 관능기 COOH 를 포함하는 표면 변형제는 스테아르산 또는 옥탄산을 포함하고, 관능기 SH 를 포함하는 표면 변형제는 옥타데칸티올 또는 도데칸티올을 포함하고, 관능기 SiCl3 를 포함하는 표면 변형제는 OTS 를 포함하고, 관능기 SiOC2O5 를 포함하는 표면 변형제는 메톡시실란 또는 폴리실록산을 포함하고, 관능기 SiOCH3 를 포함하는 표면 변형제는 에톡시실란 또는 폴리실록산을 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 기판의 상기 촉매가 형성될 영역은 실리콘, 게르마늄, 실리콘-게르마늄, 금, 은, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 니켈, 코발트, 몰리브덴, 백금, 망간, ITO, Al2O3, TiO2, MgO, TiN, TaN, 또는 WN를 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 나노입자를 수용성 용액에 분산하는 것은, 금속 나노입자 또는 금속 산화물의 나노입자를 상기 수용성 용액에 분산하는 것을 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 금속 나노 입자는 철, 코발트, 니켈, 크롬, 바나듐, 백금, 또는 팔라듐을 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  9. 나노크기의 도전성 구조물을 형성하기 위해서 촉매를 선택적으로 형성하는 방법에 있어서:
    기판상에 상기 촉매 형성될 영역을 한정하는 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 것;
    상기 절연막의 표면에 상기 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것; 그리고,
    상기 개구부 바닥의 기판상에 상기 촉매를 선택적으로 형성하는 것을 포함하고,
    상기 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것은 상기 절연막 표면 상에 상기 촉매를 적시지 않는 소수성 보호막을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 촉매를 선택적으로 형성하는 것은 유기금속 전구체를 친수성 용액에 분산하는 것;
    상기 전구체가 분산된 친수성 용액을 상기 기판에 접촉하고; 그리고,
    상기 전구체를 나노입자로 전환하기 위해서 상기 기판에 대해서 열처리를 진행하는 것을 더 포함하는 촉매를 선택적으로 형성하는 방법.
  10. 기판의 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 것;
    상기 절연막의 상부 표면 및 상기 개구부의 측면 상에 소수성 보호막을 형성하는 것;
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고,
    상기 촉매를 사용하여 상기 개구부 내에 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  11. 기판의 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 절연막을 형성하는 것;
    상기 절연막의 표면 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것;
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고,
    상기 촉매를 사용하여 상기 개구부 내에 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함하고,
    상기 촉매가 형성되지 않도록 상기 절연막의 표면을 변형하는 것은: 상기 절연막의 표면을 소수성이 되도록 하는 것을 포함하고,
    상기 촉매를 형성하는 것은: 친수성 용액에 촉매용 나노입자를 분산하고; 그리고, 상기 나노입자가 분산된 친수성 용액을 상기 표면 처리된 절연막을 갖는 상기 기판에 접촉하는 것을 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 절연막은 산화막으로 형성되고,
    상기 절연막의 표면이 소수성이 되도록 하는 것은: 상기 산화막의 산소와 결합하는 관능기를 갖는 표면 변형제를 상기 절연막이 형성된 기판에 접촉하여 상기 산화막의 표면을 감싸는 소수성 보호막을 형성하는 것을 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 표면 변형제의 상기 관능기는 NH2, COOH, CONH2, SH, SiCl3, SiOC2O5, 또는 SiOCH3 를 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    관능기 NH2 를 포함하는 표면 변형제는 옥타데실아민 또는 도데실아민을 포함하고, 관능기 COOH 를 포함하는 표면 변형제는 스테아르산 또는 옥탄산을 포함하고, 관능기 SH 를 포함하는 표면 변형제는 옥타데칸티올 또는 도데칸티올을 포함하고, 관능기 SiCl3 를 포함하는 표면 변형제는 OTS 를 포함하고, 관능기 SiOC2O5 를 포함하는 표면 변형제는 메톡시실란 또는 폴리실록산을 포함하고, 관능기 SiOCH3 를 포함하는 표면 변형제는 에톡시실란 또는 폴리실록산을 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판의 도전영역은 금, 은, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 몰리브덴, 코발트, 니켈, 백금, 망간, 이들 금속의 합금, 실리콘, 게르마늄, 실리콘-게르마늄, TiN, TaN, WN, ITO, Al2O3, TiO2, 또는 MgO를 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  16. 기판상에 도전영역을 형성하는 것;
    상기 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 산화막을 형성하는 것;
    상기 산화막의 상부 표면 및 상기 개구부의 측면 상에 소수성 보호막을 형성하는 것;
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고,
    상기 촉매를 사용하여 상기 개구부 내에 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  17. 기판상에 도전영역을 형성하는 것;
    상기 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 산화막을 형성하는 것;
    상기 산화막의 표면을 덮으며 촉매를 적시지 않는 보호막을 형성하는 것;
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고,
    상기 촉매를 사용하여 상기 개구부 내에 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함하고,
    상기 산화막의 표면을 덮으며 촉매를 적시지 않는 보호막을 형성하는 것은: 상기 산화막의 산소와 결합하는 관능기를 갖는 표면 변형제를 상기 기판에 접촉하는 것을 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 표면 변형제의 상기 관능기는 NH2, COOH, CONH2, SH, SiCl3, SiOC2O5, 또는 SiOCH3 를 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  19. 기판상에 도전영역을 형성하는 것;
    상기 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 산화막을 형성하는 것;
    상기 산화막의 상부 표면 및 상기 개구부의 측면 상에 소수성 보호막을 형성하는 것;
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고,
    상기 촉매를 사용하여 상기 개구부 내에 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함하고,
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 선택적으로 형성하는 것은 철, 코발트, 니켈, 크롬, 바나듐, 백금, 팔라듐 또는 이들의 산화물 나노입자가 분산된 친수성 용액을 상기 보호막이 형성된 기판에 접촉하는 것을 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  20. 기판상에 도전영역을 형성하는 것;
    상기 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 산화막을 형성하는 것;
    상기 산화막의 상부 표면 및 상기 개구부의 측면 상에 소수성 보호막을 형성하는 것;
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매를 형성하는 것; 그리고,
    상기 촉매를 사용하여 상기 개구부 내에 나노크기의 도전성 구조물을 성장하는 것을 포함하고,
    상기 나노크기의 도전성 구조물을 성장한 후 상기 나노크기의 도전성 구조물에 전기적으로 연결되는 배선을 형성하는 것을 더 포함하는 나노크기의 도전성 구조물을 형성하는 방법.
  21. 기판의 도전영역을 노출하는 개구부를 갖는 절연막;
    상기 절연막의 상부 표면 및 상기 개구부의 측면 상에 형성된 소수성 보호막;
    상기 개구부 바닥의 상기 도전영역 상에 제공된 나노크기의 도전성 구조물을 위한 촉매; 그리고,
    상기 촉매로부터 성장하여 상기 개구부 내에 제공된 나노크기의 도전성 구조물을 포함하는 반도체 소자.
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