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METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING NANO ORDER STRUCTURE, AND SUBSTRATE STRUCTURE HAVING NANO ORDER STRUCTURE foreign

Patent code P180015529
File No. 4770
Posted date Nov 21, 2018
Application number P2014-214096
Publication number P2016-079486A
Patent number P6380932
Date of filing Oct 21, 2014
Date of publication of application May 16, 2016
Date of registration Aug 10, 2018
Inventor
  • (In Japanese)谷江 尚史
  • (In Japanese)澄川 貴志
  • (In Japanese)北村 隆行
Applicant
  • (In Japanese)株式会社日立製作所
  • (In Japanese)国立大学法人京都大学
Title METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING NANO ORDER STRUCTURE, AND SUBSTRATE STRUCTURE HAVING NANO ORDER STRUCTURE foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for manufacturing nano order structures, capable of expanding the type of a material applicable to the nano order structures and manufacturing the nano order structures at a fine size, and a substrate structure having nano order structures of a material having an industrially widely applicable range.
SOLUTION: A method for forming a plurality of nano order structures on the flat surface of a substrate includes the first step of vapor-depositing a main material of the nano order structures on the flat surface of a substrate. In the first step, an absolute temperature of the substrate is 0.25 or less times of the melting point (an absolute temperature) of the main material of the nano order structures. Thereby, fine nano order structures having a desired shape can be formed by a desired material.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

金属材料や、各種の有機および無機材料からなり、ナノオーダサイズの寸法を有するナノオーダ構造体の検討が進められている。また、ナノオーダ構造体は、同じ材料でも、バルク材料とは異なる特性を示すことから、電子デバイスなどへのナノオーダ構造体の応用が検討されている。

このようなナノオーダ構造体を平面状に複数製造する技術として、非特許文献1に記載されるように、Dynamic Oblique Deposition 法(動的斜め蒸着法),DC Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition 法、Hydrothermal Crystallization of Colloidal Precursors 法,Template-synthesis 法,Molecular Beam Epitaxy 法,Reactive Pulsed Laser Deposition 法などが知られている。

特許文献1に記載されるように、上記の動的斜め蒸着法を用いて、銅からなる線径数100nm程度および数μm程度のナノスプリングを形成する技術が知られている。

また、特許文献2に記載されるように、カーボン材料からなる金型を用いてナノオーダの三次元構造体を形成する製造方法が知られている。さらに、特許文献3に記載されるように、自己組織化によってナノオーダの構造体を製造する技術が知られている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、基板上にナノオーダ構造体を形成するための製造方法および製造装置、並びに基板上にナノオーダ構造体を備える基板構造体に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基板の平坦面上に、らせん形状やジグザグ形状の複数のナノオーダ構造体を形成する製造方法において、
前記基板の前記平坦面上に、前記ナノオーダ構造体の主材料としてニッケルや銅やアルミニウムを蒸着する第1の工程を含み、
前記第1の工程において、前記基板の絶対温度を、前記主材料の融点(絶対温度)の0.19倍~0.25倍にすることを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項2】
 
請求項1に記載のナノオーダ構造体の製造方法において、
前記ナノオーダ構造体の線径は100nm未満であることを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項3】
 
請求項1に記載のナノオーダ構造体の製造方法において、
前記第1の工程において、前記基板を回転させることを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項4】
 
請求項1に記載のナノオーダ構造体の製造方法において、
前記第1の工程によって形成される複数の前記ナノオーダ構造体の上部に、所定材料を蒸着することによって平面層を形成する第2の工程を含むことを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項5】
 
請求項4に記載のナノオーダ構造体の製造方法において、
前記平面層の前記所定材料と、前記ナノオーダ構造体の前記主材料は、同じであることを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項6】
 
基板の平坦面上に複数のナノオーダ構造体を形成する製造方法において、
前記基板の前記平坦面上に、前記ナノオーダ構造体の主材料を蒸着する第1の工程を含み、
前記第1の工程において、前記基板の絶対温度を、前記主材料の融点(絶対温度)の0.25倍以下にし、
前記第1の工程によって形成される複数の前記ナノオーダ構造体の上部に、所定材料を蒸着することによって平面層を形成する第2の工程を含み、
前記第1の工程においては前記基板を回転させ、前記第2の工程においては前記基板を回転させないことを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項7】
 
請求項1に記載のナノオーダ構造体の製造方法において、
前記第1の工程の前に、前記基板の前記平坦面上に、所定材料を蒸着することによって基板表面層を形成する工程を含むことを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項8】
 
請求項7に記載のナノオーダ構造体の製造方法において、
前記基板表面層の前記所定材料と、前記ナノオーダ構造体の前記主材料は、同じであることを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項9】
 
基板の平坦面上に複数のナノオーダ構造体を形成する製造方法において、
前記基板の前記平坦面上に、前記ナノオーダ構造体の主材料を蒸着する第1の工程を含み、
前記第1の工程において、前記基板の絶対温度を、前記主材料の融点(絶対温度)の0.25倍以下にし、
前記第1の工程の前に、前記基板の前記平坦面上に、所定材料を蒸着することによって基板表面層を形成する工程を含み、
前記基板表面層は、前記基板を回転させずに形成され、前記第1の工程においては前記基板を回転させることを特徴とするナノオーダ構造体の製造方法。

【請求項10】
 
真空チャンバを備え、前記真空チャンバ内で、らせん形状やジグザグ形状のナノオーダ構造体を形成するナノオーダ構造体の製造装置において、
前記真空チャンバ内に、
るつぼと、
前記るつぼ内に配置される材料としてニッケルや銅やアルミニウムに電子ビームを照射して、前記材料を蒸発させる電子銃と、
前記るつぼに対向し、蒸発した前記材料を蒸着させる部材を載置するステージと、
を配置し、
前記ステージは、回転可能に軸支されると共に、前記るつぼに対する角度が可変であり、
前記ステージを冷却する冷却装置と、
前記ステージを加熱する加熱装置と、
前記ステージの温度を検出する温度検出器と、
前記温度検出器によって検出される温度に基づいて、前記冷却装置および前記加熱装置を操作して、前記ステージの温度を制御する制御装置と、
を備え
前記制御装置は、前記ステージの絶対温度を、前記材料の融点(絶対温度)の0.19倍~0.25倍になるように、制御することを特徴とするナノオーダ構造体の製造装置。

【請求項11】
 
請求項10に記載のナノオーダ構造体の製造装置において、
前記冷却装置は、液体窒素を冷媒とすることを特徴とするナノオーダ構造体の製造装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014214096thum.jpg
State of application right Registered
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