Top > Quick Search > Search International Patent > NANOGAP ELECTRODE, METHOD FOR PRODUCING SAME AND NANODEVICE HAVING NANOGAP ELECTRODE

NANOGAP ELECTRODE, METHOD FOR PRODUCING SAME AND NANODEVICE HAVING NANOGAP ELECTRODE meetings

Foreign code F200010032
File No. J1035-01WO
Posted date Jan 31, 2020
Country WIPO
International application number 2019JP007937
International publication number WO 2019168123
Date of international filing Feb 28, 2019
Date of international publication Sep 6, 2019
Priority data
  • P2018-038092 (Mar 2, 2018) JP
Title NANOGAP ELECTRODE, METHOD FOR PRODUCING SAME AND NANODEVICE HAVING NANOGAP ELECTRODE meetings
Abstract This nanogap electrode comprises: a first electrode which has a first electrode layer and a first metal particle that is arranged on one end of the first electrode layer; and a second electrode which has a second electrode layer and a second metal particle that is arranged on one end of the second electrode layer. The first metal particle and the second metal particle are arranged so as to face each other at a distance; the maximum width from one end to the other end of the first metal particle and the second metal particle is 10 nm or less; and the distance between the first metal particle and the second metal particle is 10 nm or less.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
The semiconductor integrated circuit, in accordance with Moore's law and the degree of integration has been increased exponentially. However, miniaturization of the semiconductor integrated circuit technology is being gradually approaches the limit said to be. Such limitations in technical advances, the size of the processed material is not a top-down approach, a minimum unit of the material and atoms from the molecular structure defined in a bottom-up approach to using the components of the device, new electronic devices has been studied to realize. For example, using the electroless plating self-stop function of the nano-gap electrode, the nano-gap electrode located between the metal nanoparticles and nanostructures have been studied (see Non-Patent Document 1-15.).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 第1電極層と、前記第1電極層の一端部に配置された第1金属粒子とを有する第1電極と、
 第2電極層と、前記第2電極層の一端部に配置された第2金属粒子を有する第2電極と、を含み、
 前記第1金属粒子と前記第2金属粒子とは間隙を持って相対して配置され、
 前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子の一端から他端までの幅が20nm以下であり、
 前記第1金属粒子と前記第2金属粒子との間隙の長さが10nm以下であることを特徴とするナノギャップ電極。

[請求項2]
 前記第1電極及び前記第2電極の表面に、前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子に加え、複数の他の金属粒子を含み、
 前記第1金属粒子と前記第2金属粒子とは、前記複数の他の金属粒子から第1電極及び前記第2電極の表面上において相互に接触せず、離間している、請求項1に記載のナノギャップ電極。

[請求項3]
 前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子が半球状である、請求項1又は2に記載のナノギャップ電極。

[請求項4]
 前記第1電極層及び前記第2電極層を形成する第1金属の表面自己拡散係数が、前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子を形成する第2金属の表面自己拡散係数よりも小さい、請求項1又は2に記載のナノギャップ電極。

[請求項5]
 前記第1金属と前記第2金属との金属結合が存在する表面の前記第2金属の表面自己拡散係数が、第2金属の表面自己拡散係数より小さい、請求項4に記載のナノギャップ電極。

[請求項6]
 前記第1金属と前記第2金属とは合金を形成する組み合わせである、請求項4に記載のナノギャップ電極。

[請求項7]
 前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子は、前記第1金属と前記第2金属の固溶体である、請求項6に記載のナノギャップ電極。

[請求項8]
 前記第1金属が白金であり、前記第2金属が金である、請求項4に記載のナノギャップ電極。

[請求項9]
 前記第1電極層及び前記第2電極層は、絶縁表面に設けられたチタン層と、前記チタン層の上の白金層とを含む、請求項4に記載のナノギャップ電極。

[請求項10]
 前記第1電極層及び前記第2電極層の前記一端部の幅が20nm以下である、請求項1に記載のナノギャップ電極。

[請求項11]
 前記第1電極層及び前記第2電極層の一端部の膜厚が20nm以下である、請求項1に記載のナノギャップ電極。

[請求項12]
 絶縁表面を有する基板上に、それぞれの一端が間隙を持って相対するように第1電極層と第2電極層とを形成し、
 前記第1電極層及び前記第2電極層が形成された基板を、金属イオンを含む電解液に還元剤が混入された無電解メッキ液に浸漬し、前記第1電極層及び前記第2電極層の少なくとも先端部分にそれぞれ金属粒子を形成することを含み、
 前記第1電極層及び前記第2電極層を形成する金属と前記無電解メッキ液に含まれる金属とを金属結合させ、前記金属粒子の一端から他端までの幅が10nm以下の大きさに成長させ、前記第1電極層の先端に形成された金属粒子と前記第2電極層の先端に形成された金属粒子との間の間隙の長さを10nm以下に形成する
ことを特徴とするナノギャップ電極の作製方法。

[請求項13]
 前記第1電極層及び前記第2電極層の表面に複数の金属粒子を離散的に形成する、請求項12に記載のナノギャップ電極の作製方法。

[請求項14]
 前記金属粒子を半球状に形成する、請求項12又は13に記載のナノギャップ電極の作製方法。

[請求項15]
 前記第1電極層及び前記第2電極層を白金により形成し、金イオンを含む無電解メッキ液で無電解メッキを行う、請求項12又は13に記載のナノギャップ電極の作製方法。

[請求項16]
 前記金属粒子を、白金と金の固溶体で形成する、請求項15に記載のナノギャップ電極の作製方法。

[請求項17]
 前記第1電極層及び前記第2電極層の一端部の幅を20nm以下で形成する、請求項12に記載のナノギャップ電極の作製方法。

[請求項18]
 前記第1電極層及び前記第2電極層の一端部の膜厚を20nm以下で形成する、請求項12に記載のナノギャップ電極の作製方法。

[請求項19]
 前記第1電極層及び前記第2電極層が形成された基板を前記無電解メッキ液に含浸する前に、前記第1電極層及び前記第2電極層の表面を酸で処理を行う、請求項12に記載のナノギャップ電極の作製方法。

[請求項20]
 第1電極層と、前記第1電極層の一端部に配置された第1金属粒子とを有する第1電極と、
 第2電極層と、前記第2電極層の一端部に配置された第2金属粒子を有する第2電極と、
 金属ナノ粒子又は機能分子と、
を含み、
 前記第1電極と前記第2電極とは、前記第1金属粒子と前記第2金属粒子とが相対するように間隙をもって配置され、
 前記金属ナノ粒子又は前記機能分子は、前記第1金属粒子と前記第2金属粒子の間隙に配置され、
 前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子の一端から他端までの幅は10nm以下であり、
 前記第1金属粒子と前記第2金属粒子との間隙の長さが10nm以下である
ことを特徴とするナノデバイス。

[請求項21]
 前記第1電極及び前記第2電極の上方に設けられ、前記金属ナノ粒子又は前記機能分子を埋設する絶縁層を有する、請求項20に記載のナノデバイス。

[請求項22]
 前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子との間隙部に隣接し、前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子と絶縁されて配置され、前記絶縁層に被覆される第3電極を含む、請求項21に記載のナノデバイス。

[請求項23]
 前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子との間隙部に隣接し、前記第1金属粒子及び前記第2金属粒子と絶縁され、前記第3電極に対向して配置され、前記絶縁層に被覆される第4電極を含む、請求項22に記載のナノデバイス。

[請求項24]
 前記絶縁層上に、前記金属ナノ粒子又は機能分子と重畳する第5電極を有する、請求項23に記載のナノデバイス。

[請求項25]
 前記金属ナノ粒子又は機能分子に代えて、ハロゲンイオンが配置された、請求項20に記載のナノデバイス。

[請求項26]
 前記第3電極及び前記第4電極の一方を、フローティングゲート電極として用い、前記金属ナノ粒子又は機能分子の電荷状態を制御する、請求項23に記載のナノデバイス。

[請求項27]
 請求項20乃至26のいずれか一項に記載のナノデバイスと、電子デバイスとが半導体基板上に設けられた集積回路。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • Inventor
  • MAJIMA, Yutaka
  • CHOI YoonYoung
  • KWON Ain
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.

PAGE TOP

close
close
close
close
close
close