TOP > 国内特許検索 > カーボンナノチューブ製造用基材の製造方法、カーボンナノチューブの製造方法、半導体装置、及び半導体装置の製造方法

カーボンナノチューブ製造用基材の製造方法、カーボンナノチューブの製造方法、半導体装置、及び半導体装置の製造方法

国内特許コード P110003746
掲載日 2011年6月29日
出願番号 特願2009-200704
公開番号 特開2011-051813
登録番号 特許第5483062号
出願日 平成21年8月31日(2009.8.31)
公開日 平成23年3月17日(2011.3.17)
登録日 平成26年2月28日(2014.2.28)
発明者
  • 中田 穣治
出願人
  • 学校法人神奈川大学
発明の名称 カーボンナノチューブ製造用基材の製造方法、カーボンナノチューブの製造方法、半導体装置、及び半導体装置の製造方法
発明の概要 【課題】イオン注入法を用いつつ触媒元素の成長核が形成されたカーボンナノチューブ製造用基材の製造方法、この基材を用いたカーボンナノチューブの製造方法、半導体装置、及び半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】カーボンナノチューブ製造用基材の製造方法は、表面に絶縁膜25が位置し且つ所定の結晶方位を有する基板21’に対し、この基板21’を1000℃以下の所定温度に調節した状態にて、触媒元素のイオンを注入することで、触媒元素を含む成長核27を、基板21’と絶縁膜25との界面に形成させる成長核形成工程を有する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



炭素系新材料として、カーボンナノチューブ(以下、CNTとも称する)が着目されている。CNTとは、グラフェンシート(2次元平面内に敷き詰められた炭素の六員環構造)が円筒状に巻かれた構造体を指し、直径数nm、長さ数μmという微小で細長い円柱形状を有する。かかるCNTは、従来の材料では到達し得ない熱伝導性、電気伝導性、機械的強度を有するため、超高密度ナノエレクトロニクス、量子効果ナノデバイス、スピンエレクトロニクス、超高強度材料、ナノメカニカルデバイス、化学センサ、単電子・スピン検出器等の種々の用途への応用が可能である。





CNTはCVD(化学気相成長)法等で製造されているが、かかる方法には触媒元素を含む成長核の形成が必須であるところ、成長核の形成方法としてスパッタ法が従来周知である。しかし、これら従来周知の方法では、成長核の径を小さくすることが困難である結果、製造可能なCNTの径の自由度が狭いという問題が知られている。





そこで、触媒元素の成長核を形成する方法として、基板に触媒元素のイオンを注入した後、加熱処理を施すことでイオンを拡散させる技術が開示されている(特許文献1参照)。この技術によれば、触媒元素がイオン化された原子の形で基板に導入されるため、成長核の小径化が期待される。

産業上の利用分野



本発明は、カーボンナノチューブ製造用基材の製造方法、カーボンナノチューブの製造方法、半導体装置、及び半導体装置の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
表面に絶縁膜が位置し且つ所定の結晶方位を有する基板に対し、この基板を200℃以上1000℃以下の所定温度に調節した状態にて、触媒元素のイオンを注入することで、前記触媒元素を含む結晶化した成長核を、前記基板と前記絶縁膜との界面に形成させる成長核形成工程を有する、カーボンナノチューブ製造用基材の製造方法。

【請求項2】
前記基板は第14族元素を含み、前記触媒元素は前記基板を構成する元素と同一である請求項1記載の製造方法。

【請求項3】
前記触媒元素は、Siである請求項1又は2記載の製造方法。

【請求項4】
前記成長核形成工程は、前記触媒元素のイオンを注入するエネルギーを、前記触媒元素の分布のピークが前記基板と前記絶縁膜との界面に理論的に位置するよう調節する工程を有する請求項1から3いずれか記載の製造方法。

【請求項5】
前記成長核形成工程は、任意元素のイオンを、前記触媒元素のイオンを注入する第1エネルギー以上である第2エネルギーで注入する照射増速拡散工程と、を有する請求項1から4いずれか記載の製造方法。

【請求項6】
前記第2エネルギーは、前記任意元素のイオン濃度のピークが前記基板中になるエネルギーである請求項5記載の製造方法。

【請求項7】
請求項1から6いずれか記載の製造方法で製造されたカーボンナノチューブ製造用基材を用い、
前記絶縁膜が除去され、露出した状態の前記成長核に対し炭素含有ガスを供給することで、前記成長核上に筒状の炭素構造体を成長させる成長工程を有するカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項8】
前記炭素構造体の成長は、前記炭素含有ガスを用いた化学気相成長法により行う請求項6記載の製造方法。

【請求項9】
請求項7又は8記載の製造方法で製造されるカーボンナノチューブの束を備える半導体装置。

【請求項10】
前記カーボンナノチューブの束で構成されるチャネルの側面を包囲するゲート絶縁膜と、
前記カーボンナノチューブの両端に位置するソース及びドレインと、を備える請求項9記載の半導体装置。

【請求項11】
請求項1から6いずれか記載の製造方法で製造されたカーボンナノチューブ製造用基材を用い、
前記絶縁膜が除去され、露出した状態の前記成長核に対し炭素含有ガスを供給することで、前記成長核上に筒状の炭素構造体を成長させてカーボンナノチューブを製造する工程と、
前記基板の表面をN型又はP型の半導体膜に変化させて、ソース又はドレインを形成する工程と、
前記カーボンナノチューブの束の側面をゲート絶縁膜で包囲する工程と、を有する半導体装置の製造方法。

【請求項12】
前記カーボンナノチューブを製造する工程は、前記ソース又はドレインを形成する工程よりも前に行う請求項11記載の製造方法。

【請求項13】
前記ソース又はドレインを形成する工程は、前記カーボンナノチューブを製造する工程よりも前に行う請求項11記載の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2009200704thum.jpg
出願権利状態 登録
本技術について、ライセンスや共同研究等をご希望の方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close