KR20070089912A - 나노구조체를 갖는 전기 회로 및 나노구조체를 접촉시키는방법 - Google Patents

나노구조체를 갖는 전기 회로 및 나노구조체를 접촉시키는방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1 이상의 나노구조체 및 탄소 상호연결부를 갖는 전기 회로에 관한 것으로, 상기 탄소 상호연결부는 본질적으로 탄소로 만들어진 층에 의해 구현되며, 상기 나노구조체 및 탄소 상호연결부는 직접적으로 접촉한다.

Description

나노구조체를 갖는 전기 회로 및 나노구조체를 접촉시키는 방법{ELECTRICAL CIRCUIT WITH A NANOSTRUCTURE AND METHOD FOR CONTACTING A NANOSTRUCTURE}
본 발명은 나노구조체를 갖는 전기 회로 및 나노구조체의 콘택-연결(contact-connection)을 생성하는 방법에 관한 것이다.
종래의 실리콘 미세전자공학(silicon microelectronics)은 소형화가 더욱 진보함에 따라 그 한계에 도달할 것이다. 그러는 동안에, 칩당 수억 개의 트랜지스터들의 더 작고 더 조밀하게 배치된 트랜지스터들의 개발은 향후 10 년 내에 기본적인 물리적 문제들과 한계들을 겪게 될 것이다. 구조적 치수들이 약 80 ㎚ 아래로 떨어지는 경우, 구성요소들은 방해하는 방식으로 양자 효과들에 영향을 받게 되며, 약 30 ㎚ 아래의 치수들에서는 양자 효과들에 의해 지배된다. 또한, 칩 상의 구성요소들의 집적 밀도를 증가시키는 것은 낭비 열의 상당한 증가를 초래한다.
종래의 반도체 전자공학을 대신할 것으로 알려진 가능한 차세대 기술은, 예를 들어 나노튜브, 특히 탄소 나노튜브, 및 나노로드(nanorod), 또한 소위 나노와이어(nanowire)와 같은 나노구조체이다.
탄소 나노튜브는 단-벽(single-wall) 또는 다벽(multiwall) 튜브형 탄소 화합물이다. 다벽 나노튜브들의 경우, 1 이상의 내부 나노튜브는 외부 나노튜브에 의 해 동축으로(coaxially) 둘러싸인다. 단-벽 나노튜브들은 통상적으로 1 ㎚의 직경을 갖는 한편, 나노튜브의 길이는 수백 ㎚일 수 있다. 나노튜브의 단부들은, 흔히 각 경우에서 절반의 풀러린 분자(fullerene molecule)로 종료된다. 예를 들어, 기판 상에 철, 코발트 또는 니켈로 구성된 촉매 물질 층을 증착(deposit)시키고, 상기 촉매 물질 층 상에, 방법 챔버(method chamber) 안으로 탄소-함유 물질(예컨대, 아세틸렌(acetylene))을 도입함으로써, CVD("chemical vapor deposition") 방법을 이용하여 상기 촉매 물질 층 상에 탄소 나노튜브들을 성장시킴으로써 나노튜브들이 생성될 수 있다. 탄소 나노튜브들의 양호한 전기 전도도, 및 상기 전도도의 조정가능성(adjustability)으로 인해, 예를 들어 외부 전기장을 인가하거나, 나노튜브들을 칼륨으로 도핑함으로써, 예를 들어 나노튜브들은, 특히 집적 회로들에서의 전기 커플링 기술에 있어서의 다수의 적용들과, 미세전자공학에서의 구성요소들에 적합하며, 또한 전자 방출기(electron emitter)로도 적합하다.
전계 효과 트랜지스터들은 실리콘 미세전자공학에서 다수의 집적화된 구성요소들에 요구된다. 탄소 나노튜브들은 이러한 전계 효과 트랜지스터를 형성하는데 사용될 수 있으며, 소위 CNT-FET("carbon nanotube field effect transistor)이 형성된다(참조문헌 [1], [2] 참조). 이를 위해, 예시의 방식으로, 나노튜브는 평면 방식으로 도전성 기판 상의 유전 층 상에 형성되고, 콘택-연결된다. 탄소 나노튜브의 전도도는 도전성 기판에 인가된 적절한 전압에 의해 제어되며, 그 결과 도전성 기판에 인가된 전압을 인가함으로써, 나노튜브를 통하는 전류 흐름, 상세하게는 CNT-FET의 소스/드레인 단자들 간의 전류 흐름이 제어될 수 있다.
하지만, 이러한 CNT-FET의 경우에서 발생할 수 있는 한가지 문제점은 CNT-FET의 채널 영역과 소스/드레인 단자들 사이에 형성되고, 쇼트키 배리어(Schottky barrier)의 형성에 의해 적어도 부분적으로 생성되는 비교적 높은 접촉 저항이다. 이러한 쇼트키 배리어의 형성은, 특히 CNT들이 사용될 수 있는 제 2 적용 분야에서 유익하지 않다. 이 경우, CNT들은 소위 비아(via)들 또는 상호연결부(interconnect)들로서, 즉 전기 회로의 상이한 평면들 상에 위치된 전기 서브회로들 또는 상호연결부 간의 연결 라인들로서, 또는 부연하면, 집적 회로의 시스템 유닛들 또는 개별 구성요소들을 차례대로 적절히 형성하거나 차례대로 적층(stack)하는, 소위 3D 집적화(integration)에서 비아들로서 사용된다. 그러므로, 패킹 밀도(packing density)를 증가시킬 수 있으며, 따라서 평면 내에 요구되는 공간을 감소시킬 수 있다. 3D 집적화의 또 다른 적용은, 소위 공통 칩 상에 집적화되도록 의도된 시스템들의 상이한 집적 회로들의 차례대로의 적층이며, 소위 SoC(system-on-chip)가 형성된다.
높은 접촉 저항의 문제점을 해결하기 위하여, CNT들에 대해 접촉 저항을 감소시키도록 다양한 금속들이 콘택 전극들로서 테스트된다. 예시의 방식으로, 큰 직경을 갖는 단벽 탄소 나노튜브(SWCNT)의 경우, 팔라듐으로 콘택들을 생성함으로써, 소위 투명한 접촉(transparent contact)들, 즉 옴 접촉(ohmic contact)이 얻어졌지만(참고문헌 [3] 참조), 큰 직경을 갖는 이러한 SWCNT들은 CNT-FET을 형성하는데 사용되기에는 그다지 적합하지 않다. 접촉 저항을 감소시킬 수 있는 또 다른 가능성은, 한편으로는 탄화물 형성제(carbide-forming agent)들, 예컨대 티타늄에 의한 탄화물들의 형성이고, 다른 한편으로는 접촉 면적의 확대이지만, 탄화물 형성제들로서 기능할 수 있는 물질들로는 매우 소수의 물질들만이 알려져 있고, 접촉 면적의 확대는 모든 구성요소들을 최소화하는 미세전자공학의 요구에 반하는 것이다.
참고문헌 [4]는 미세전자공학에서의 탄소 나노튜브들의 집적화에 대한 일반적인 개념들, 특히 탄소 나노튜브들의 콘택-연결을 위해 니켈이 제안된 탄소 나노튜브 비아들을 생성하는 개념을 설명한다.
참고문헌 [5]는 pH-감응 전계 효과 트랜지스터의 게이트-전극-형성 탄소 층을 설명한다.
참고문헌 [6]은 게이트-절연막과 유기 반도체 필름 사이에 임계-전압-제어 막이 제공되어, 임계 전압이 간단한 방식으로 제어될 수 있는 박막(thin-film) 트랜지스터를 설명한다.
본 발명은 나노구조체를 갖는 전기 회로를 제공하는 문제 및 나노구조체와 상호연결부 간의 접촉이 감소된 나노구조체의 콘택-연결을 생성하는 방법에 기초한다.
상기 문제는 나노구조체를 갖는 전기 회로에 의해 해결되며, 나노구조체의 콘택-연결을 생성하는 방법은 독립항들에 따른 특징들을 포함한다.
전기 회로는 1 이상의 나노구조체, 및 본질적으로 탄소로 이루어진 층에 의해 탄소 상호연결부가 형성된 탄소 상호연결부를 가지며, 나노구조체 및 탄소 상호연결부는 서로 직접적으로 커플링된다. 바람직하게, 탄소 상호연결부는 1 mΩcm 미만의 저항률을 갖는다.
기판 상에 나노구조체의 콘택-연결을 생성하는 방법에서, 나노구조체 및 탄소 상호연결부가 형성되며, 나노구조체 및 탄소 상호연결부는 그들이 서로 직접적으로 커플링되는 방식으로 형성된다.
상세하게는, 본 발명의 일 형태는 나노구조체들의 콘택-연결을 위해 금속 상호연결부들 대신에, 본질적으로 탄소로 형성된 상호연결부들이 사용된다는 점에서 찾을 수 있다. 나노구조체 및 탄소 상호연결부는 서로 직접적으로 커플링되고, 구체적으로 말하면, 나노구조체 및 탄소 상호연결부는 직접 접촉해 있으며, 다시 말해 나노구조체 및 탄소 상호연결부는 서로 맞붙어 접촉해 있을 수 있다. 탄소 상호연결부들의 사용을 통해, 콘택-연결들의 접촉 저항은 다수의 물질들에 대해 감소될 수 있다. 또한, 탄소의 매우 양호한 처리가능성(processability) 및 단순한 공정들에서의 형성 가능성은 탄소 상호연결부들에 대해 유익하다. 또한, 상호연결부들이 본질적으로 탄소를 갖는 전체 금속화 시스템(metallization system)들을 형성할 수 있다.
이러한 경우, 탄소 상호연결부들은 그들이 금속들의 저항률에 필적할만한 저항률을 갖도록 형성될 수 있다. 특히, 상호연결부들의 물질로서 탄소를 이용함으로써 달성될 수 있는 것은 작은 피처 크기들, 즉 100 nm 미만의 피처 크기들의 경우에, 상호연결부에서의 전자 스캐터링 공정(electron scattering process)들이 감소될 수 있으며, 이는 금속들의 경우에 관찰될 수 있는 바와 같이 저항률의 상승을 유도하지 않는 효과를 가지며, 이에 대해, 100 nm 미만의 피처 크기들의 경우에, 거시적 시스템(macroscopic system)들에 주어진 저항률이 달성될 수 없다. 특히, 쇼트기 배리어의 두께가 감소될 수 있기 때문에, 탄소를 갖는 나노튜브들에 대한 탄소 연결들의 접촉 저항이 감소된다.
또한, 탄소 상호연결부들의 사용의 또 다른 장점은 탄소가 확산 배리어로도 기능한다는 것이다. 결과적으로, 예를 들어 상호연결부로서 구리가 사용되고, 유전체로서 실리콘 이산화물이 사용되는 경우에 사용되는 것과 같이, 전기 회로들을 생성하는 공정을 더 어렵게 하며 느려지게 하는 특정 확산 배리어들에 대한 요구가 존재하지 않는다. 탄소 상호연결부들의 경우, 탄소는 예를 들어 구리와는 달리 실리콘 산화물에 접착되기 때문에, 소위 접착 촉진 층들이 제공될 필요가 없다. 상호연결들의 물질로서 구리가 사용되는 경우에, 이러한 확산 배리어들 및 접착 촉진 층들은 통상적으로 고가인 탄탈륨계 물질들로 생성된다. 그러므로, 전체 생산 공정이 일시적으로 단축될 수 있으며, 공정 단계들을 없앰으로써 더 비용-효율적이 된다. 탄소 상호연결부로서 사용되는 탄소로 구성된 층들의 증착을 위한 시간 주기는 비교적 짧다. 또한, 양호한 재현성(reproducibility)을 갖는 소위 병렬 뱃치 공정(parallel batch process)도 가능하다. 이러한 경우에, 탄소 층은 2 nm ± 0.3 nm의 거칠기(roughness)를 가지며, 1 nm 내지 2nm 사이의 평균 입자 크기(grain size)를 갖는다.
또한, 증착된 탄소 층은 탄소 상호연결부를 형성하기 위해 간단한 방식으로 패터닝될 수 있다. 이는, 예를 들어 수소 및/또는 산소 플라즈마 및/또는 공기 플라즈마에 의해 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시형태들은 종속항들에 나타나 있다. 독립항들 중 하나와 연계되어 설명되는 본 발명의 또 다른 구성들은 상호적인 방식으로 각각의 다른 독립항의 구성들과 유사하게 이해하여야 한다.
일 실시형태에서, 나노구조체는 나노튜브 또는 나노와이어이며, 나노구조체는 바람직하게 탄소 나노구조체이다.
특히, 탄소 상호연결부와 탄소 나노구조체 간의 콘택-연결의 형성은 두 구조체들에 대한 탄소의 이용을 통하여, 쇼트키 배리어의 감소에 의해 접촉 저항을 감소시킬 수 있기 때문에 특히 유익하다. 상세하게는, 나노구조체와 탄소 상호연결부 간에 콘택-연결을 형성하는 경우에, 탄소 상호연결부가 적어도 부분 영역들에서 나노구조체를 에워쌈에 따라, 특히 안정하고 낮은 저항 접촉이 형성될 수 있는 네트워크가 형성될 수 있다.
전기 회로는 트랜지스터를 가질 수 있으며, 상기 트랜지스터의 채널 영역은 나노구조체, 특히 탄소 나노구조체를 갖고, 상기 트랜지스터의 소스/드레인 영역들 중 1 이상은 탄소 상호연결부를 갖는다. 바람직하게는, 상기 트랜지스터의 두 개의 소스/드레인 영역들은 탄소 상호연결부를 갖는다.
바람직하게는, 전기 회로는 상기 전기 회로의 2 개의 평면들을 서로 연결시키는 1 이상의 비아를 가지며, 나노구조체는 상기 1 이상의 비아에 배치되고, 탄소 상호연결부는 상기 2 개의 평면들 중 하나에 배치된다. 특히 바람직하게는, 전기 회로는 상기 2 개의 평면들 중 다른 하나에 배치된 추가 탄소 상호연결부를 가지며, 또한 상기 추가 탄소 상호연결부는 나노구조체들과 직접적으로 접촉한다.
전기 회로의 상이한 평면들 상에 형성되고, 나노구조체로 구성된 비아에 의해 서로 연결된 2 개의 탄소 상호연결부를 제공함으로써, 특히 효율적인, 다시 말해 특히 낮은 저항의, 전기 회로의 2 개의 평면들의 연결을 생성할 수 있다. 수직 연결부 또는 소위 비아를 형성하기 위한 나노구조체들의 사용은 이러한 비아들을 형성하는 간단한 방식이다. 또한, 또 다른 탄소 상호연결부로 나노구조체들을 둘러쌀 수 있으며, 즉 탄소 상호연결부에 의해 나노구조체들을 완전히(clearly) 에워쌀 수 있는데, 이는 상기 또 다른 탄소 상호연결부가 간단한 증착 공정에 의해 매우 양호한 충전 특성들과 최적의 에지 커버리지(edge coverage)로 형성될 수 있기 때문이다. 매우 높은 종횡비(aspect ratio), 즉 비아의 높이 대 폭을 갖는 수직 연결부들은 나노구조체들에 의해, 또한 에워싸인 나노구조체에 의해 모두 가능하다. 본 발명에 따르면, 100 내지 200의 종횡비를 갖는 비아들이 실현될 수 있다. 또한, 이러한 비아의 전기 전도도는 적어도 종래적으로 비아들에 사용되는 고도로 도핑된 폴리실리콘의 전기 전도도와 필적할만하며, 그 결과 수직 연결부의 충분한 전도도가 보장될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 나노구조체들이 배치되는 복수의 비아들을 형성할 수 있다. 또한, 복수의 비아들이 형성될 수 있으며, 나노구조체들은 모든 비아에 형성되지 않고 상기 비아들의 몇몇에만 배치된다.
전체 전자 구성요소들, 예컨대 개별 칩들이 개별 평면들 내에 형성되고, 비아에 의해 서로 도전적으로 연결되는 경우, 칩들의 매우 집적화된 3D 집적화를 얻을 수 있다. 특히, 상이한 시스템들, 즉 상이한 기능들을 갖는 구성요소들 또는 칩들을 차례대로 적층할 수 있으며, 소위 시스템-온-칩(SoC)을 생성할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 본질적으로 탄소로 이루어진 층은 다결정 탄소 층이다.
본 명세서에서, 다결정 탄소 층은 각 경우에서 그라파이트형(graphitelike) 구조, 즉 부분 영역들에서 우세한 sp2 변형(predominant sp2 modification)을 갖는 층을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 하지만, 큰 면적의 육각 구조가 형성되지 않는다. 그라파이트형 구조를 갖는 개개의 부분 영역들은 다결정 탄소 층의 입자 크기에 해당하는 크기를 가지며, 약 1 nm 내지 2 nm 사이이다. 상세하게는, 육각형 그라파이트 구조를 갖는 개개의 부분 영역들은 규칙적인 그라파이트 구조가 존재하지 않거나, 육각형 그라파이트 구조들이 적어도 상이한 방위를 갖는 영역들에 의해 항상 다시 방해된다. 상세하게는, 규칙적인 그라파이트 구조를 갖는 개개의 부분 영역들은 "결정질" 영역들로서 해석될 수 있다. 결과적으로, 다결정 탄소는 다수의 "결정질" 영역들을 갖는다. 이러한 이유로, 본 명세서에서 "다결정 탄소"라는 용어는 상기 물질에 대해 선택되었다. 개개의 결정질 영역들, 즉 그라파이트 구조들은 일반적으로 바람직한 방향을 가지며, 부연하면 다결정 탄소로 만들어진 동일한 구조체들을 형성한다.
탄소 상호연결부는 바람직하게는 1 μΩcm 내지 1000 μΩcm 사이의 저항률을 가지며, 특히 바람직하게는 1 μΩcm 내지 50 μΩcm 사이의 저항률을 갖는다.
금속들의 저항률들에 필적할만한 이러한 저항률들을 갖는 탄소 상호연결부들은 전기 집적 회로들 용으로 사용하기에 특히 적합하다. 특히, 작은 피처 크기들의 경우에 탄소 상호연결부를 이용하면, 탄소 상호연결부의 저항은 금속 상호연결부의 저항보다 훨씬 더 작은데, 이는 후자의 경우, 이미 언급된 바와 같이, 전자 스캐터링 공정들은 100 nm 미만의 피처 크기들의 경우에 행해지기 때문이다. 특히, 나노구조체들에 대한 접촉 저항이 감소된다. 낮은 저항은 전기 회로들의 RC 스위칭 시간들이 단축될 수 있게 한다. 낮은 저항률은 붕소, 인 또는 비소와 같은 통상의(customary) 도펀트들에 의해 도핑된 탄소 상호연결부로 얻어질 수 있다. 또한, 예를 들어 불화비소(AsF5) 또는 불화안티몬(SbF5)과 같은 금속 할로겐화물에 의한 주입(intercalation)도 가능하다. 예시의 방식으로, AsF5로 주입한 경우, 최대 1.1 μΩcm의 전기 저항률이 얻어질 수 있다.
도핑된 탄소 상호연결부들의 저항률들은, 예를 들어 종래 기술에서 수직 연결들의 형성을 위해 통상적으로 사용되는 고도로 도핑된 폴리실리콘의 저항률들보다 훨씬 더 낮다. 특히, 고도로 도핑된 폴리실리콘에 비해, 탄소 상호연결부는 더 양호한 열 전도도를 가지므로, 3D 집적화의 경우에 발생하는 열이 더 양호하게 방산(dissipate)될 수 있음에 따라, 칩 가열이 상쇄될 수 있다.
일 실시형태에서는 나노구조체가 기판 상에 먼저 형성된 후, 상기 나노구조체에 탄소 상호연결부가 형성된다.
또 다른 실시형태에서는 탄소 상호연결부가 기판 상에 먼저 형성된 후, 상기 탄소 상호연결부에 나노구조체가 형성된다.
바람직하게는, 나노구조체에 의해 비아가 형성되고, 상기 비아는 탄소 상호연결부를 제 2 상호연결부에 연결하며, 상기 탄소 상호연결부 및 상기 제 2 상호연결부는 상이한 평면들에 배치된다. 특히 바람직하게는, 제 2 상호연결부는 탄소 상호연결부와 동일한 공정에 의해 바람직하게 형성된 탄소 상호연결부로서 형성된다.
상세하게는, 비아와 접촉하는 두 개의 상호연결부들은 탄소 상호연결부들로서 형성됨에 따라, 쇼트키 배리어가 두 콘택-연결들에서 감소될 수 있기 때문에, 매우 효율적인 방식으로 접촉 저항이 감소될 수 있다.
탄소 상호연결부는 도핑 및/또는 주입될 수 있다.
도핑 또는 주입은 간단한 방식으로 적어도 금속 상호연결부들의 저항률만큼 양호하거나 더 양호한 탄소 상호연결부의 저항률을 얻을 수 있다.
특히 바람직하게는, 도핑 및/또는 주입된 탄소 상호연결부는 열적으로 활성화된다.
특히, 불소가 도펀트로서 사용되는 경우에, 즉 불소가 탄소 상호연결부 안에 도입되는 경우에, 열적 활성화는 탄소 상호연결부의 특성들, 예를 들어 저항률에 좋은 영향을 주는 적절한 방법 단계이다. 열적 활성화는 전기 회로가 처리되는 챔버에 위치된 가스를 가열함으로써 수행될 수 있다. 대안적인 가능성은, 예를 들어 소위 척(chuck)의 전기적인 가열에 의해, 전기 회로가 처리되는 웨이퍼 자체를 가열하는 것이다.
본 발명의 일 구성에서, 도핑 및/또는 주입된 탄소 상호연결부의 선택적인 활성화가 레이저에 의해 수행된다.
레이저의 사용은 영역들이 레이저에 의해 조사(target)되는 방식으로 선택적으로 열적으로 처리, 즉 가열될 수 있기 때문에 도핑 및/또는 주입된 탄소의 선택적인 활성화를 수행하는데 특히 적합하다.
탄소-함유 가스는 메탄, 에탄, 알코올 증기 및/또는 아세틸렌일 수 있다.
이러한 탄소-함유 가스들은 다결정 탄소 층을 생성하는 방법에 사용하기에 특히 적합하다.
일 실시형태에서, 탄소 상호연결부는 1 hPa 내지5 hPa 사이의 수소 분압(partial pressure)을 갖는 대기에서, 또한 600 ℃ 내지 1000 ℃ 사이의 온도에서, 공급되는 탄소-함유 가스에 의해 본질적으로 탄소로 이루어진 층으로서 형성된다.
탄소 상호연결부를 증착시키는 서술된 공정은 간단한 방식으로, 낮은 저항 및 특히 나노구조체에 대해 낮은 접촉 저항을 갖는 본질적으로 탄소로 이루어진 층을 형성할 수 있게 한다.
일 예시적인 실시예에서, 상기 온도는 900 ℃ 내지 970 ℃ 사이이고, 수소 분압은 본질적으로 1 hPa이며, 탄소 상호연결부의 형성 시 공급되는 탄소-함유 가스의 양은 500 hPa 내지 700 hPa 사이의 전체 압력이 조성되도록 되어 있다.
대안으로서, 상기 온도는 750 ℃ 내지 850 ℃ 사이이고, 수소 분압은 본질적으로 1.5 hPa이며, 탄소 상호연결부의 형성 시 공급되는 탄소-함유 가스의 양은 9 hPa 내지 11 hPa 사이의 탄소-함유 가스의 분압이 조성되도록 되어 있다.
이러한 사전설정된 조건들 하에서, 1 mΩcm 미만의 저항률 및 탄소 상호연결부를 위한 층의 형성은 특히 효율적으로 또한 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 온도는 광자 가열(photon heating) 및/또는 핫플레이트(hotplate) 상에서의 기판의 가열에 의해 적어도 부분적으로 유지된다.
가열 에너지의 적어도 일부분을 요구되는 온도로 제공하기 위해, 광자 가열 또는 핫플레이트의 이용은, 또는 다른 방식으로 말하면, 소위 척 가열, 즉 기판이 배치되는 척을 가열하는 가열에 의한 그 이용은, 각 경우에서 상기 방법으로 온도가 감소될 수 있기 때문에 유익하다. 그 결과, 상기 방법을 수행하면, 더 낮은 에너지 공급이 요구되며, 기판 상에 또는 기판 내에 이미 형성된 층들의 파괴 또는 손상의 위험성이 감소된다.
바람직하게는, 탄소 상호연결부의 형성은 무선주파수 플라즈마(radiofrequency plasma) 및/또는 마이크로파 플라즈마(microwave plasma)에 의해 지지된다.
무선주파수 플라즈마 및/또는 마이크로파 플라즈마의 이용은 탄소 층의 증착 온도를 낮출 수 있다.
요약하면, 본 발명의 일 형태는 본 발명이 나노구조체들의 콘택-연결용 상호연결부들에 지금까지 사용된 물질들의 대안을 창출한다는 점에서 찾을 수 있다. 금속들의 이전의 사용 대신에, 탄소계 물질이 사용되며, 이러한 물질의 사용에 의해 탄소 상호연결부들이 형성된다. 탄소 상호연결부들은 매우 간단하고 비용-효율적인 생산과 단순한 처리가능성을 특징으로 한다. 또한, 특히 나노구조체가 탄소 나노구조체로서 형성되는 경우에는, 이 경우 쇼트키 배리어가 감소되기 때문에 나노구조체와 탄소 상호연결부 간의 접촉 저항이 더 낮다. 이 경우, 탄소 나노구조체는 소위 단벽 탄소 나노튜브(SWCNT)로서, 또는 소위 다벽 탄소 나노튜브로서 형성될 수 있다.
또한, 특히 작은 구조체들의 경우에 또는 도핑된 폴리실리콘에 대해, 탄소 상호연결부는 금속화 시스템들에서 지금까지 상호연결부들로 사용되었던 물질보다 낮은 저항률을 갖는다. 이는 집적 회로들의 스위칭 시간을 단축시킬 수 있다, 즉 집적 회로들을 더 빠르게 동작시킬 수 있다. 또한, 도핑된 탄소의 또 다른 장점은 도핑된 탄소의 열 전도도가 더 양호함에 따라, 외부로의 개선된 열 방산을 유도하는, 집적 회로들의 3D 집적화에 있어 상이한 구성요소들 간의 더 양호한 열적 커플링을 달성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구성은 하나 또는 복수의 탄소 나노튜브들이 상술된 바와 같은 탄소 층과 콘택-연결되도록 한다. 이 구성에 따르면, 탄소 나노튜브(들)는 발광 요소들로 셋 업되며, 따라서 상세하게는 발광 다이오드들로서 역할한다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 도면들에 예시되며, 아래에 더 상세히 설명된다.
도 1a는 트랜지스터를 생성하는 일 예시적인 실시예에 따른 방법의 제 1 부분 단계들 이후의 층 구성물의 개략적 단면도;
도 1b는 주로 얇은 탄소 막을 형성하는 역할을 하는 상기 방법의 또 다른 부분 단계들 이후의 도 1a로부터의 층 구성물의 개략적 단면도;
도 1c는 주로 에칭 마스크를 형성하는 역할을 하는 상기 방법의 또 다른 부분 단계들 이후의 도 1b로부터의 층 구성물의 개략적 단면도;
도 1d는 주로 에칭 마스크를 패터닝하는 역할을 하는 상기 방법의 또 다른 부분 단계들 이후의 도 1c로부터의 층 구성물의 개략적 단면도;
도 1e는 주로 얇은 탄소 막을 패터닝하는 역할을 하는 상기 방법의 또 다른 부분 단계들 이후의 도 1d로부터의 층 구성물의 개략적 단면도;
도 2는 탄소 나노튜브들 및 탄소 상호연결부들의 네트워크를 갖는 기판의 전자 주사 현미경 사진;
도 3a는 탄소 나노튜브들의 측정된 소위 번-오프 곡선(burn-off curve)의 다이어그램;
도 3b는 탄소 상호연결부의 형성 전후의 탄소 나노튜브들의 특성 곡선들; 및
도 4는 2 개의 탄소 상호연결부들에 의해 콘택-연결된 탄소 나노튜브 비아의 개략도이다.
참조 부호 목록
100 층 구성물
101 기판
102 실리콘 산화물 층
103 탄소 나노튜브들
104 비도전성 물질로 구성된 층
105 포토레지스트
106 얇은 탄소 층
107 금속 층
108 제 1 소스/드레인 영역
109 제 2 소스/드레인 영역
200 실리콘 기판
201 실리콘 산화물 층
202 탄소 나노튜브들
203 얇은 탄소 층
301 제 1 특성 곡선
302 제 2 특성 곡선
303 제 3 특성 곡선
304 제 4 특성 곡선
400 층 시퀀스
401 기판
402 제 1 탄소 상호연결부
403 패시베이션 층
404 탄소 나노튜브들
405 제 2 탄소 상호연결부
도 1a는 탄소 나노튜브들의 콘택-연결에 사용되는 탄소 상호연결부들을 갖는 탄소 나노튜브 전계 효과 트랜지스터(CNT-FET)인 전기 회로를 형성하는 제 1 예시적인 실시예에 따른 방법의 제 1 부분 단계들 이후의 층 구성물(100)의 개략도를 나타낸다.
본 발명의 상기 예시적인 실시예에 따라, 추가적으로 게이트 전극으로서 역할하고 실리콘으로 형성된 기판(101) 상에 실리콘 산화물 층(102)이 형성된다. 후속하여, 탄소 나노튜브들(103)의 층이 본질적으로 공지된 방법들에 의해 실리콘 산화물(102) 층 상에 형성되며, CNT-FET의 채널 영역은 상기 방법 동안에 상기 탄소 나노튜브들로부터 형성된다. 예시의 방식으로, 탄소 나노튜브들은 기판, 이 경우 실리콘 산화물 층(102) 상에, 예를 들어 철, 코발트 또는 니켈로 구성된 촉매 물질 층을 증착하고, 상기 촉매 물질 층 상에, 방법 챔버 안으로 탄소-함유 물질(예컨대, 아세틸렌)을 도입함으로써, CVD("chemical vapor deposition") 방법을 이용하여 상기 촉매 물질 층 상에 탄소 나노튜브들을 성장시킴으로써 생성될 수 있다.
TEOS(tetraethyl orthosilicate)로 구성된, 대안적으로 SOG(Spin-on-Glass)로 구성된 층(104)이 탄소 나노튜브들(103)의 층의 적어도 일부분에 형성된다.
도 1b를 참조하여, 주로 얇은 탄소 층 또는 탄소 막을 형성하는 역할을 하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 방법의 부분 단계들의 설명이 행해진다.
도 1a의 층 시퀀스(100)로부터, 상기 층(104)의 패터닝을 위해 사용되는 도포된 포토레지스트(105)가 제거되고, 다결정 특성들을 갖는 얇은 탄소 층(106)이 후속하여 형성된다. 다결정 탄소 층(106)을 형성하기 위해 다양한 공정들이 사용될 수 있다. 다결정 탄소 층은 본질적으로 탄소로 이루어지고, 그라파이트 구조, 즉 육각형 격자 구조를 갖는 층으로 이해하여야 하며, 이는 부분 영역들이 결정질이라고 해석될 수 있다. 하지만, 육각형 구조들을 갖는 개개의 "결정질" 부분 영역들은 육각형 격자 구조들을 갖지 않는 영역들에 의해, 또는 적어도 인접한 "결정질" 부분 영역들과 상이하게 배치된 방위를 갖는 육각형 격자 구조들에 의해 분리될 수 있다.
그러므로, 상기 층(104)은, 구체적으로 탄소 층(106)이 방해되고, 형성된 탄소 나노튜브 트랜지스터가 단락(short-circuit)되지 않는 것을 보장하는 역할을 한다. 이와 관련하여, 설명된 공정 시퀀스는 제한적이지 않으며, 다수의 가능한 공정 변형들의 일 예시로만 이해되어야 한다는 것을 유의하여야 한다.
일반적으로, 전자 구성요소의 전극으로서 탄소 층의 특정한 적합성은 상기의 예시로부터 분명해진다.
제 1 공정에서, 약 0.001 bar 또는 1 hPa의 압력을 갖는 수소 대기는 900 ℃ 내지 970 ℃, 바람직하게는 950 ℃의 온도에서 생성된다. 이후, 약 0.6 bar 또는 600 hPa의 전체 압력이 조정될 때까지, 탄소-함유 가스, 예컨대 메탄(CH4) 또는 아세틸렌(C2H4)이 도입된다. 이러한 조건들 하에서, 다결정 탄소 층이 층 구성물(100)의 표면 상에 증착된다. 상기 증착 공정 동안에, 전체 압력이 본질적으로 일정하게 유지되도록, 탄소-함유 가스가 바람직하게 계속 도입된다.
다결정 탄소 층을 생성하는 제 2 공정에서, 약 2 torr 내지 3 torr 사이의, 바람직하게는 약 3.33 hPa에 해당하는 2.5 torr의 수소 대기가 약 800 ℃의 온도에서 생성된다. 이와 동시에, 노멀 퍼네스(normal furnace), 소위 광자 퍼네스(photon furnace)에 의한 열로서, 부연하면 추가로 에너지를 제공하는 광원이 사 용된다. 이는 적용 분야에 따라 유익할 수 있는 상술된 방법에 비해 온도를 감소시킬 수 있다. 그 후, 6.5 torr 내지 8.5 torr 사이의, 바람직하게는 약 10 hPa에 해당하는 7.5 torr의 전체 압력이 달성될 때까지, 탄소-함유 가스, 예컨대 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H4) 또는 알코올 증기, 바람직하게는 에탄올 증기(C2H5OH)가 다시 한번 수소 대기 안으로 도입된다.
또한, 이러한 조건들 하에서 다결정 탄소 층이 증착된다. 또한, 이 공정에서, 정각의(conformal) 증착이 수행되는 한, 탄소-함유 가스가 바람직하게 계속 도입된다.
서술된 모든 공정들에서, 탄소 층의 두께는 증착 공정의 주기에 의해 제어될 수 있다.
도 1c를 참조하여, 주로 에칭 마스크를 형성하는 역할을 하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 방법의 부분 단계들의 설명이 행해진다.
에칭 마스크를 형성하기 위하여, 얇은 탄소 층(106) 상에 티타늄 또는 금으로 구성된 적합한 두께의 금속 층(107)이 형성된다. 적합한 두께는 적용에 따라 약 20 nm일 수 있다. 이후, 금 또는 티타늄으로 구성된 얇은 층(107)은 얇은 탄소 층(106)의 부분 영역들이 게이트 캡슐화(gate encapsulation; 105)의 영역에 덮이지 않는 방식으로 기계적으로 폴리싱되며, 이는 도 1d에 개략적으로 예시된다.
이후, 얇은 탄소 층(106)은 잔여 에칭 마스크 층(107)을 이용하여, 제 1 소스/드레인 영역(108) 및 제 2 소스/드레인 영역(109)이 그에 의해 형성되는 방식으 로 패터닝되며, 이는 도 1e에 개략적으로 도시된다. 이러한 경우, 2 개의 소스/드레인 영역들(108 및 109)은 트랜지스터의 채널 영역을 형성하는 탄소 나노튜브들(103)과 직접적으로 접촉한다. 얇은 탄소 층(106)의 패터닝은, 예시의 방식으로 H2 플라즈마 에칭에 의해 수행될 수 있다.
도 2는 본질적으로 게이트 영역이 형성되기 이전의 도 1a에 도시된 층 시퀀스에 해당하고, 탄소 나노튜브들 및 탄소 상호연결들의 네트워크를 갖는 기판의 주사 전자 현미경 사진을 나타낸다. 실리콘 기판(200)이 식별될 수 있으며, 그 위에는 실리콘 산화물 층(201)이 형성된다. 탄소 나노튜브들(202)의 층은 실리콘 산화물 층(201) 상에 형성되었으며, 후속하여 얇은 탄소 층(203)이 상기 탄소 나노튜브들 층 상에 형성되었다. 탄소 나노튜브들이 어떠한 손상도 없이 탄소 층(203)을 형성하는 후속 공정을 견디는지를 검사하기 위하여, 기판(200)이 쪼개졌고, 그 결과적인 쪼개진 에지의 주사 전자 현미경 사진이 기록되었으며, 이는 도 2에 예시된다. 도 2에서 광 필라멘트(light filament)들처럼 보일 수 있으며, 탄소 층(203)으로부터 또한 쪼개진 에지로부터 돌출(project)된 탄소 나노튜브들이 식별될 수 있다. 결과적으로, 도 2는 어떠한 손상도 없이 상술된 공정에 의한 다결정 탄소 층의 후속 형성을 견딘다는 것을 보여주고 있다.
도 3a는 CNT-FET에서 사용되는 탄소 나노튜브들의 측정된 소위 번-오프 곡선들의 다이어그램을 나타내며, CNT-FET은 도 1a 내지 도 1e에 설명된 공정에 의해 생성되었다. 드레인과 소스 단자들 간의 전류 세기(Ids)(단위: ㎂)는 드레인과 소스 단자들 간의 전위 차(Vds)(단위 V)에 대해 플롯(plot)되었다. 소위 번-오프 곡선들이 식별될 수 있으며, 부연하면 상기 곡선들은 전위 차가 상승됨에 따라 탄소-나노튜브들이 번 오프되는 지점까지 드레인-소스 전류의 증가를 나타내다가, 드레인-전류 소스가 급격히 감소되는 것을 나타낸다. 도 3a는 어떠한 손상도 없이, 950 ℃의 높은 온도에서 CNT-FET의 생성 시에 수행된 스핀-온 글래스 공정과 다결정 탄소 층의 형성을 모두 견딘다는 것을 나타내며, 부연하면 탄소에 의한 콘택-연결 이후에도 탄소 나노튜브들의 본래의 특성이 보전된다는 것을 나타낸다. 약 108 A/㎠ 정도의 전류 밀도에 해당하는 10 ㎂ 내지 25 ㎂ 사이의 최대 전류가 얻어졌다.
도 3b는 채널 영역의 콘택-연결이 탄소 상호연결부들, 즉 다결정 탄소로 구성된 소스/드레인 영역들에 의해 형성되는 CNT 전계 효과 트랜지스터의 특성 곡선들을 나타낸다. 도 3b의 특성 곡선들의 경우, 소스 영역과 드레인 영역 간의 전류(단위 ㎁)가 CNT 전계 효과 트랜지스터의 게이트에서의 전압(단위: V)에 대해 플롯되었다. CNT 전계 효과 트랜지스터들은 도 3b에 나타낸 바와 같이, 통상적으로 그들의 특성 곡선의 이력(hysteresis)을 갖는다. CNT 전계 효과 트랜지스터의 번-오프 이전의 이력을 갖는 특성 곡선은 도 3b에서 참조 부호들(302 및 304)로 나타내어진다. CNT 전계 효과 트랜지스터의 금속 탄소 나노튜브들의 번-오프 이후의 이력을 갖는 특성 곡선은 도 3b에서 참조 부호들(301 및 303)로 나타내어진다. 특히, 큰 오프셋 전류(offset current: Ioffset)가 특성 곡선(302, 304)에 나타나 있다. 이와 대조적으로, 특히 결과적인 낮은 오프셋 전류(Ioffset)가 특성 곡선(301, 303)에 나타나 있다.
도 4는 2 개의 탄소 상호연결부들에 의해 비아로서 콘택-연결된 탄소 나노튜브들을 갖는 층 시퀀스(400)의 개략도를 도시한다.
층 시퀀스(400)는 기판(401)을 가지며, 그 위에 제 1 탄소 상호연결부(402)가 형성된다. 상기 제 1 탄소 상호연결부(401) 상에 패시베이션 층(passivation layer: 403)이 형성된다. 상기 패시베이션 층(403)은 패터닝되었으며, 제 1 탄소 상호연결부(402)의 부분 영역을 덮지 않는 통로 구멍(passage hole)이 형성되었다. 그 후, 통로 구멍에서, 도 4에 개략적으로 도시되고 축척대로 도시되지 않은 탄소 나노튜브들(404)은 공지된 생성 공정들, 즉 예를 들어 철, 코발트 또는 니켈로 구성된 촉매 층의 형성 및 탄소 나노튜브들의 성장에 의해 제 1 탄소 상호연결부(401) 상에 성장되었다. 또한, 층 시퀀스(400)는 제 1 탄소 상호연결부(402)와 마찬가지로 탄소 나노튜브(404)와 접촉하며, 도 1을 참조하여 설명된 공정들 중 하나에 의해 제 1 탄소 상호연결부(402)와 동일한 방식으로 생성된 제 2 탄소 상호연결부(405)를 갖는다.
요약하면, 본 발명의 일 형태는 나노구조체를 갖는 전기 회로, 및 나노구조체, 특히 콘택-연결이 낮은 접촉 저항을 갖는 탄소 나노구조체의 콘택-연결을 생성하는 방법을 제공하는데 있다는 것을 알 수 있다. 본 발명에 따르면, 소위 다결정 탄소 층이 콘택-연결을 위해 사용되며, 특히 나노구조체가 탄소 나노구조체로서, 예를 들어 탄소 나노튜브로서 형성되는 경우에, 상기 층은 나노구조체에 대해 접촉 저항, 특히 쇼트키 배리어를 감소시킨다. 다결정 탄소 층을 생성하는 방법은 탄소 나노구조체의 이용에 부합하는, 부연하면 다결정 탄소 층을 형성하는 후속 공정 동안에 존재하는 탄소 나노구조체들이 파괴되지 않는 간단하고 통상적인 공정 단계들에 가초한다. 또한, 다결정 탄소의 도핑 또는 소위 주입을 수행함으로써, 다결정 탄소의 특정 전도도가 더 증가될 수 있다.
다음의 참조 문서들은 본 명세서에서 인용된다:
[1] R. Martel 외, "Ambipolar Electrical Transport in Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes", Physical Review Letters, Vol. 87 No. 25 (2001) Art. 265805
[2] S. Heinze 외, "Carbon Nanotubes as Schottky Barrier Transistors", Physical Review Letters, Vol. 89 No. 10 (2002) Art. 106801
[3] A. Javey 외, "Ballistic Carbon Nanotube Field-Effect Transistors", Nature, Vol. 424 (2003년 8월) pp. 654-657
[4] Graham 외, "Towards the integration of carbon nanotubes in microelectronics" in Diamond and Related Materials, Vol. 13, 2004년 4월-8월, pp. 1296-1300
[5] DE 198 56 295 C2
[6] EP 1 496 554 A2

Claims (21)

1 이상의 나노구조체들, 및 본질적으로 탄소로 이루어진 층에 의해 형성된 탄소 상호연결부(carbon interconnect)들을 갖는 전기 회로에 있어서,
상기 나노구조체 및 상기 탄소 상호연결부는 서로 직접적으로 커플링되는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 나노구조체는 나노튜브(nanotube) 또는 나노와이어(nanowire)인 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 나노구조체는 탄소 나노구조체인 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 회로는 트랜지스터를 갖고, 상기 트랜지스터의 채널 영역은 상기 나노구조체를 가지며, 상기 트랜지스터의 소스/드레인 영역들 중 하나는 탄소 상호연결부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 회로의 2 개의 평면들을 서로 연결시키는 1 이상의 비아(via)를 갖고, 상기 나노구조체는 상기 1 이상의 비아에 배치되며, 상기 탄소 상호연결부는 상기 2 개의 평면들 중 하나에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 5 항에 있어서,
추가 탄소 상호연결부가 상기 2 개의 평면들 중 다른 하나에 배치되고, 상기 추가 탄소 상호연결부는 상기 나노구조체에 직접적으로 커플링되는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본질적으로 탄소로 이루어진 층은 다결정 탄소 층인 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄소 상호연결부는 1 μΩcm 내지 1000 μΩcm 사이의 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄소 상호연결부는 1 μΩcm 내지 50 μΩcm 사이의 저항률을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 회로.
기판 상에 나노구조체의 콘택-연결(contact-connection)을 생성하는 방법에 있어서,
ㆍ나노구조체; 및
ㆍ탄소 상호연결부가 형성되고,
상기 나노구조체 및 상기 탄소 상호연결부는 그들이 서로 직접적으로 접촉하는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 나노구조체는 상기 기판 상에 형성되고, 상기 탄소 상호연결부는 상기 나노구조체에 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 탄소 상호연결부는 상기 기판 상에 형성되고, 상기 나노구조체는 상기 탄소 상호연결부에 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄소 상호연결부는 도핑 및/또는 주입(intercalate)되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 도핑 및/또는 주입된 탄소 상호연결부의 활성화는 열적으로 활성화되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 도핑 및/또는 주입된 탄소 상호연결부의 선택적인 활성화는 레이저에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
탄소-함유 가스는 메탄, 에탄, 알코올 증기 및/또는 아세틸렌(acetylene)인 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
1 hPa 내지 5 hPa 사이의 수소 분압(partial pressure)을 갖는 대기에서, 또한 600 ℃ 내지 1000 ℃ 사이의 온도에서 상기 탄소 상호연결부의 형성 시에, 상기 탄소 상호연결부는 공급되는 탄소-함유 가스에 의해 본질적으로 탄소로 이루어진 층으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 온도는 900 ℃ 내지 970 ℃ 사이에 있고, 상기 수소 분압은 1 hPa이며, 상기 탄소 상호연결부의 형성 시 공급되는 탄소-함유 가스의 양은 500 hPa 내지 700 hPa 사이의 전체 압력이 조성되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 온도는 750 ℃ 내지 850 ℃ 사이에 있고, 상기 수소 분압은 1.5 hPa이며, 상기 탄소 상호연결부의 형성 시 공급되는 탄소-함유 가스의 양은 9 hPa 내지 11 hPa 사이의 상기 탄소-함유 가스의 분압이 조성되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도는 광자 가열(photon heating)에 의해 및/또는 핫 플레이트(hot plate) 상에서의 기판의 가열에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄소 상호연결부의 형성은 무선주파수 플라즈마(radiofrequency plasma) 및/또는 마이크로파 플라즈마(microwave plasma)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 콘택-연결을 생성하는 방법.
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DE (1) DE102004049453A1 (ko)
WO (1) WO2006039907A2 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004049453A1 (de) 2004-10-11 2006-04-20 Infineon Technologies Ag Elektrischer Schaltkreis mit einer Nanostruktur und Verfahren zum Herstellen einer Kontaktierung einer Nanostruktur
DE102004050393B4 (de) * 2004-10-15 2010-09-16 Infineon Technologies Ag Kommunikations-Einrichtung, Steuer-Einrichtung und Kommunikations-System
EP2011283B1 (en) * 2006-04-20 2009-11-18 Lifescan Scotland Ltd Method for transmitting data in a blood glucose system and corresponding blood glucose system
US20110061014A1 (en) 2008-02-01 2011-03-10 Energyhub Interfacing to resource consumption management devices
US8255090B2 (en) * 2008-02-01 2012-08-28 Energyhub System and method for home energy monitor and control
CN102741865B (zh) 2009-11-30 2016-04-06 康宁股份有限公司 Rfid状况锁存
KR101179126B1 (ko) * 2010-03-31 2012-09-07 전자부품연구원 자기장 통신 방법 및 이에 의해 동작하는 노드
US20120274452A1 (en) * 2011-04-26 2012-11-01 Aravind Chamarti Radio frequency (rf)-enabled latches and related components, assemblies, systems, and methods
US9165232B2 (en) 2012-05-14 2015-10-20 Corning Incorporated Radio-frequency identification (RFID) tag-to-tag autoconnect discovery, and related methods, circuits, and systems
US8624396B2 (en) * 2012-06-14 2014-01-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for low contact resistance carbon nanotube interconnect
US9337314B2 (en) * 2012-12-12 2016-05-10 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for selectively processing three dimensional device
US9648612B2 (en) 2013-12-23 2017-05-09 At&T Intellectual Property I, L.P. Method, computer-readable storage device, and apparatus for allocating timeslots on channels in a wireless network
US9974023B2 (en) * 2015-09-25 2018-05-15 Intel Corporation Apparatus, system and method of communicating a wakeup packet
US11805483B2 (en) * 2020-12-14 2023-10-31 Marvell Asia Pte, Ltd. Method and apparatus for restoring WUP mode for multi-speed ethernet device

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5940771A (en) * 1991-05-13 1999-08-17 Norand Corporation Network supporting roaming, sleeping terminals
DE19856295C2 (de) * 1998-02-27 2002-06-20 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffelektroden und chemischen Feldeffektransistoren sowie dadurch hergestellte Kohlenstoffelektroden und chemische Feldeffektransistoren und deren Verwendung
US6280697B1 (en) * 1999-03-01 2001-08-28 The University Of North Carolina-Chapel Hill Nanotube-based high energy material and method
US6325909B1 (en) * 1999-09-24 2001-12-04 The Governing Council Of The University Of Toronto Method of growth of branched carbon nanotubes and devices produced from the branched nanotubes
US6615033B1 (en) * 2000-01-11 2003-09-02 International Business Machines Corporation Synchronized-timed-reminded communications for family radios
US7335603B2 (en) * 2000-02-07 2008-02-26 Vladimir Mancevski System and method for fabricating logic devices comprising carbon nanotube transistors
AU2001236763A1 (en) * 2000-02-07 2001-08-14 Xidex Corporation System and method for fabricating logic devices comprising carbon nanotube transistors
WO2001062665A1 (fr) * 2000-02-25 2001-08-30 Sharp Kabushiki Kaisha Nanotube en carbone et procede de production correspondant, source d'electrons et procede de production correspondant et dispositif d'affichage
WO2002003482A1 (de) * 2000-07-04 2002-01-10 Infineon Technologies Ag Feldeffekttransistor
DE10036897C1 (de) * 2000-07-28 2002-01-03 Infineon Technologies Ag Feldeffekttransistor, Schaltungsanordnung und Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors
US6495258B1 (en) * 2000-09-20 2002-12-17 Auburn University Structures with high number density of carbon nanotubes and 3-dimensional distribution
US6639907B2 (en) * 2000-09-26 2003-10-28 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for processing paging indicator bits transmitted on a quick paging channel
TWI313059B (ko) * 2000-12-08 2009-08-01 Sony Corporatio
US7084507B2 (en) * 2001-05-02 2006-08-01 Fujitsu Limited Integrated circuit device and method of producing the same
US6894600B2 (en) * 2001-07-05 2005-05-17 The Goodyear Tire & Rubber Company Energy conservation in battery powered tag
DE10161312A1 (de) * 2001-12-13 2003-07-10 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Herstellen einer Schicht-Anordnung und Schicht-Anordnung
GB0205236D0 (en) * 2002-03-06 2002-04-17 Koninkl Philips Electronics Nv Radio apparatus system and method of operation
JP4338948B2 (ja) * 2002-08-01 2009-10-07 株式会社半導体エネルギー研究所 カーボンナノチューブ半導体素子の作製方法
US7358121B2 (en) * 2002-08-23 2008-04-15 Intel Corporation Tri-gate devices and methods of fabrication
WO2004033370A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Massachusetts Institute Of Technology Nanopellets and method of making nanopellets
US7693117B2 (en) * 2002-12-16 2010-04-06 Avaya Inc. Power-saving mechanism for periodic traffic streams in wireless local-area networks
US20040222081A1 (en) * 2002-12-17 2004-11-11 William Marsh Rice University Use of microwaves to crosslink carbon nanotubes
US7244499B2 (en) * 2003-01-10 2007-07-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Bonded structure including a carbon nanotube
US7857956B2 (en) * 2003-02-27 2010-12-28 The Regents Of The University Of California Systems and methods for making and using nanoelectrodes
KR100982419B1 (ko) * 2003-05-01 2010-09-15 삼성전자주식회사 탄소나노튜브를 이용한 반도체 소자의 배선 형성 방법 및이 방법에 의해 제조된 반도체 소자
WO2004105140A1 (ja) * 2003-05-22 2004-12-02 Fujitsu Limited 電界効果トランジスタ及びその製造方法
JP4379002B2 (ja) * 2003-05-30 2009-12-09 富士ゼロックス株式会社 カーボンナノチューブデバイスの製造方法、並びに、カーボンナノチューブ転写体
ITTO20030425A1 (it) * 2003-06-06 2004-12-07 St Microelectronics Srl Dispositivo interruttore elettrico a comando ottico basato su nanotubi di carbonio e sistema interruttore elettrico utilizzante tale dispositivo interruttore.
US7412265B2 (en) * 2003-06-12 2008-08-12 Industrial Technology Research Institute Method and system for power-saving in a wireless local area network
US6879567B2 (en) * 2003-06-17 2005-04-12 Motorola, Inc. Method and apparatus for battery life extension for nodes within beaconing networks
US6987302B1 (en) * 2003-07-01 2006-01-17 Yingjian Chen Nanotube with at least a magnetic nanoparticle attached to the nanotube's exterior sidewall and electronic devices made thereof
US7245946B2 (en) * 2003-07-07 2007-07-17 Texas Instruments Incorporated Optimal power saving scheduler for 802.11e APSD
JP4228204B2 (ja) * 2003-07-07 2009-02-25 セイコーエプソン株式会社 有機トランジスタの製造方法
US7551948B2 (en) * 2003-07-24 2009-06-23 Cisco Technology, Inc. Uniform power save method for 802.11e stations
WO2005026694A2 (en) * 2003-09-12 2005-03-24 Nanomix, Inc. Carbon dioxide nanoelectronic sensor
WO2005025734A2 (en) * 2003-09-17 2005-03-24 Molecular Nanosystems, Inc. Methods for producing and using catalytic substrates for carbon nanotube growth
US7801065B2 (en) * 2003-11-25 2010-09-21 Motorola Mobility, Inc. Reception timing method and apparatus
JP4238715B2 (ja) * 2003-12-15 2009-03-18 富士ゼロックス株式会社 電気化学測定用電極
EP1699088A4 (en) * 2003-12-26 2009-08-19 Fuji Xerox Co Ltd RECTIFIER EQUIPMENT AND ELECTRONIC SWITCHING THEREFOR AND PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A RECTIFIER EQUIPMENT
US7829883B2 (en) * 2004-02-12 2010-11-09 International Business Machines Corporation Vertical carbon nanotube field effect transistors and arrays
US7285329B2 (en) * 2004-02-18 2007-10-23 Hitachi Metals, Ltd. Fine composite metal particles and their production method, micro-bodies, and magnetic beads
JP4448356B2 (ja) * 2004-03-26 2010-04-07 富士通株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP4628162B2 (ja) * 2004-04-16 2011-02-09 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント 通信端末装置、通信システムおよび電力制御方法
US20050285116A1 (en) * 2004-06-29 2005-12-29 Yongqian Wang Electronic assembly with carbon nanotube contact formations or interconnections
US7838165B2 (en) * 2004-07-02 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Carbon fiber synthesizing catalyst and method of making thereof
US7129097B2 (en) * 2004-07-29 2006-10-31 International Business Machines Corporation Integrated circuit chip utilizing oriented carbon nanotube conductive layers
US7233071B2 (en) * 2004-10-04 2007-06-19 International Business Machines Corporation Low-k dielectric layer based upon carbon nanostructures
DE102004049453A1 (de) 2004-10-11 2006-04-20 Infineon Technologies Ag Elektrischer Schaltkreis mit einer Nanostruktur und Verfahren zum Herstellen einer Kontaktierung einer Nanostruktur

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DE102004049453A1 (de) 2006-04-20

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