JP2003081622A - Aggregate of carbon nanotube, and electronic element and electronic circuit obtained by using the same - Google Patents

Aggregate of carbon nanotube, and electronic element and electronic circuit obtained by using the same

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JP2003081622A
JP2003081622A JP2001273610A JP2001273610A JP2003081622A JP 2003081622 A JP2003081622 A JP 2003081622A JP 2001273610 A JP2001273610 A JP 2001273610A JP 2001273610 A JP2001273610 A JP 2001273610A JP 2003081622 A JP2003081622 A JP 2003081622A
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JP
Japan
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carbon nanotube
substrate
carbon nanotubes
carbon
aggregate
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Withdrawn
Application number
JP2001273610A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Tokunaga
誠一 徳永
Isao Yoshida
功 吉田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of carbon nanotubes having new characteristics which have not been obtained heretofore by forming carbon nanotube aggregates on faces parallel to a substrate, and to provide a technique for utilizing the structure as a circuit constituting element. SOLUTION: The elment forming face in a substrate 101 consisting of single crystal silicon is provided with difference in level, and filmlike catalyst metals 102 are stuck to the sidewalls thereof. With the catalyst metals 102 as starting points, a plurality of carbon nanotubes are grown to a direction parallel to the substrate face (the direction horizontal to the substrate) to form carbon nanotube aggregates 103. The carbon nanotube aggregate 103 has a layer structure in which a plurality of carbon nanotubes are arranged at the inside of the substrate adjacently in a plurality of lines.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンナノチュ
ーブ集合体ならびにそれを用いた電子素子および電子回
路に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aggregate of carbon nanotubes, an electronic device and an electronic circuit using the aggregate.

【0002】[0002]

【従来の技術】カーボンナノチューブは、機械的強度、
導電性、熱伝導性等の特性に優れ、現在、様々な分野へ
の応用が検討されている。
2. Description of the Related Art Carbon nanotubes have high mechanical strength,
It has excellent properties such as electrical conductivity and thermal conductivity, and its application to various fields is currently under consideration.

【0003】カーボンナノチューブを素子の構成材料と
して利用するためには、基板上にカーボンナノチューブ
構造を形成することが必要となるが、そのような形成方
法としては、従来、以下のような方法が用いられてき
た。
In order to use carbon nanotubes as a constituent material of an element, it is necessary to form a carbon nanotube structure on a substrate. As such a forming method, the following method has been conventionally used. Has been.

【0004】一つは、フィールドエミッションディスプ
レイ(FED)の冷陰極電子源の形成等に用いられる方
法であり、基板表面にFe、CoまたはNiを含有する
触媒超微粒子を付着させ、これを起点として基板垂直方
向にカーボンナノチューブを成長させる方法である(特
開平11−139815号公報等)。
One is a method used for forming a cold cathode electron source of a field emission display (FED) or the like, in which catalytic ultrafine particles containing Fe, Co or Ni are attached to the surface of a substrate, and this is the starting point. This is a method for growing carbon nanotubes in the direction perpendicular to the substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 11-139815, etc.).

【0005】他方は、気相中で成長させたカーボンナノ
チューブを捕集し、これを溶媒中に分散させた後、基板
に塗布し、溶媒を除去することにより基板面にカーボン
ナノチューブを配設する方法である。この方法によれ
ば、基板と平行な方向に層状に配置されたカーボンナノ
チューブが比較的簡便な工程で得られる。
On the other hand, the carbon nanotubes grown in the vapor phase are collected, dispersed in a solvent, applied on a substrate, and the solvent is removed to dispose the carbon nanotubes on the substrate surface. Is the way. According to this method, the carbon nanotubes arranged in layers in the direction parallel to the substrate can be obtained in a relatively simple process.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、カーボンナ
ノチューブを電子素子の構成材料として利用し、集積回
路への応用を図るためには、カーボンナノチューブの集
合体を基板に平行な面内に形成する技術が望まれる。し
かしながら、こうした方面の検討はこれまでほとんどな
されていなかった。本発明はかかる状況に鑑みなされた
ものであって、カーボンナノチューブの集合体を基板に
平行な面内に形成し、従来にない新規な特性を有するカ
ーボンナノチューブの構造体を提供するとともに、かか
る構造体を回路構成素子として利用する技術を提供する
ものである。
By the way, in order to utilize carbon nanotubes as a constituent material of an electronic device and to apply them to an integrated circuit, a technique of forming an aggregate of carbon nanotubes in a plane parallel to a substrate. Is desired. However, there have been almost no studies in this direction. The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an aggregate of carbon nanotubes in a plane parallel to a substrate, and provides a carbon nanotube structure having novel properties that have not existed in the past. It is intended to provide a technique of utilizing a body as a circuit component.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板表
面に設けられたカーボンナノチューブ集合体であって、
前記基板表面と平行な方向の軸方位を有する複数のカー
ボンナノチューブにより構成され、該複数のカーボンナ
ノチューブが略同一の軸方位を有することを特徴とする
カーボンナノチューブ集合体が提供される。
According to the present invention, there is provided an aggregate of carbon nanotubes provided on a surface of a substrate,
There is provided a carbon nanotube aggregate comprising a plurality of carbon nanotubes having an axis direction parallel to the surface of the substrate, and the plurality of carbon nanotubes having substantially the same axis direction.

【0008】このカーボンナノチューブ集合体は、基板
面と平行な方向の軸方位を有する複数のカーボンナノチ
ューブにより構成されているため、基板面内に電子素子
や電子回路を形成するのに好適に用いられる。しかも、
複数のカーボンナノチューブが略同一の軸方位を有して
いるため、軸方位の方向には低抵抗成分、基板面内にお
いて軸方位と垂直な方向には高抵抗成分が生じ、従来に
ない新規な特性を有する構造体が得られる。
Since this aggregate of carbon nanotubes is composed of a plurality of carbon nanotubes having an axial direction parallel to the surface of the substrate, it is suitable for use in forming an electronic element or an electronic circuit in the surface of the substrate. . Moreover,
Since a plurality of carbon nanotubes have substantially the same axis azimuth, a low resistance component is generated in the direction of the axis azimuth and a high resistance component is generated in the direction perpendicular to the axis azimuth in the plane of the substrate. A structure having characteristics is obtained.

【0009】また本発明によれば、段差を有する基板表
面に設けられたカーボンナノチューブ集合体であって、
前記段差の側壁を起点として基板面と平行方向に成長し
た複数のカーボンナノチューブにより構成され、該複数
のカーボンナノチューブが略同一の軸方位を有すること
を特徴とするカーボンナノチューブ集合体が提供され
る。
Further, according to the present invention, there is provided an aggregate of carbon nanotubes provided on a substrate surface having a step,
There is provided a carbon nanotube aggregate which is composed of a plurality of carbon nanotubes grown in a direction parallel to a surface of a substrate with a side wall of the step as a starting point, and the plurality of carbon nanotubes have substantially the same axial orientation.

【0010】このカーボンナノチューブ集合体は段差の
側壁を起点として成長したカーボンナノチューブを利用
している。このため、基板面と平行な方向に軸方位の揃
ったカーボンナノチューブ集合体を製造安定性良く得る
ことができる。また、段差の幅を制御することで、カー
ボンナノチューブ集合体の抵抗値を精度良く制御するこ
とができる。
This carbon nanotube aggregate uses carbon nanotubes grown from the side wall of the step as a starting point. Therefore, it is possible to obtain a carbon nanotube aggregate in which the axial direction is aligned in the direction parallel to the substrate surface with good manufacturing stability. Further, by controlling the width of the step, the resistance value of the carbon nanotube aggregate can be controlled with high accuracy.

【0011】上記したカーボンナノチューブ集合体にお
いて、複数のカーボンナノチューブが、基板面内に層状
に配置された構成とすることもできる。このような構成
を採用することにより、軸方位の方向には低抵抗成分、
基板面内において軸方位と垂直な方向には高抵抗成分
が、より明確に発現し、この構造体を電子素子として利
用した場合、良好な素子特性が得られる。ここで、層状
に配置された複数のカーボンナノチューブが基板垂直方
向に積層された構造を有するものとすることもできる。
基板垂直方向に積層したカーボンナノチューブ間の抵抗
は比較的低いため、かかる構成の採用により、電子回路
として用いた場合において配線の自由度が向上する。
In the above-mentioned aggregate of carbon nanotubes, a plurality of carbon nanotubes may be arranged in layers within the surface of the substrate. By adopting such a configuration, a low resistance component in the axial direction,
A high resistance component is more clearly developed in the direction perpendicular to the axial direction in the substrate surface, and when this structure is used as an electronic device, good device characteristics can be obtained. Here, it is also possible to have a structure in which a plurality of carbon nanotubes arranged in layers are stacked in the direction perpendicular to the substrate.
Since the resistance between the carbon nanotubes stacked in the direction perpendicular to the substrate is relatively low, the adoption of such a configuration improves the degree of freedom of wiring when used as an electronic circuit.

【0012】また本発明によれば、上記カーボンナノチ
ューブ集合体を備えたことを特徴とする電子素子が提供
される。この電子素子は、カーボンナノチューブの特性
を反映して素子の微細化・高集積化により有利な構造を
有しており、また、消費電力が低い等、電子素子として
好適な性能を備えている。また、カーボンナノチューブ
の軸方位の方向に低抵抗成分、基板面内において軸方位
と垂直な方向に高抵抗成分を有し、電子回路を構成する
素子として好適に利用することができる。
According to the present invention, there is also provided an electronic device comprising the above-mentioned aggregate of carbon nanotubes. This electronic element has a structure that is advantageous for miniaturization and high integration of the element reflecting the characteristics of carbon nanotubes, and has suitable performance as an electronic element such as low power consumption. Further, it has a low resistance component in the axial direction of the carbon nanotube and a high resistance component in the direction perpendicular to the axial direction in the plane of the substrate, and can be suitably used as an element constituting an electronic circuit.

【0013】さらに本発明によれば、上記カーボンナノ
チューブ集合体を、配線または抵抗体として用いたこと
を特徴とする電子回路が提供される。上記したように、
このカーボンナノチューブ集合体は抵抗値の異方性を有
するため、配線および抵抗体としての機能を兼ね備えて
いる。したがって、配線または抵抗体の利用が可能であ
る。この電子回路において、カーボンナノチューブ集合
体が絶縁膜を介して複数積層された構成とすることがで
きる。こうすることにより、配線は素子を基板垂直方向
に積層でき、素子の微細化・高集積化により有利な構造
を実現することができる。
Further, according to the present invention, there is provided an electronic circuit characterized by using the above-mentioned carbon nanotube aggregate as a wiring or a resistor. As mentioned above,
Since this aggregate of carbon nanotubes has anisotropy in resistance value, it has a function as both a wiring and a resistor. Therefore, the wiring or the resistor can be used. In this electronic circuit, a plurality of carbon nanotube aggregates may be laminated with an insulating film interposed therebetween. By doing so, the wiring can stack the elements in the direction perpendicular to the substrate, and an advantageous structure can be realized by miniaturization and high integration of the elements.

【0014】さらに本発明によれば、一対のカーボンナ
ノチューブ集合体が誘電体を介して対向配置されてなる
ことを特徴とする容量素子が提供される。この容量素子
はカーボンナノチューブ集合体を用いているため、微細
加工性に優れる上、強度、耐マイグレーション性等も良
好である。この容量素子において、一対のカーボンナノ
チューブ集合体は、略同一方向の軸方位を有する複数の
カーボンナノチューブにより構成されるものとすること
ができる。このようにすれば、容量素子の性能安定性を
向上させることができる。また、この容量素子におい
て、一対のカーボンナノチューブ集合体が基板表面に設
けられ、複数のカーボンナノチューブが基板面と平行な
方向の軸方位を有する構成とすることができる。このよ
うにすれば、容量素子の性能安定性をより向上させるこ
とができる。
Further, according to the present invention, there is provided a capacitive element characterized in that a pair of carbon nanotube aggregates are opposed to each other with a dielectric interposed therebetween. Since this capacitive element uses the aggregate of carbon nanotubes, it has excellent fine workability, and also has good strength and migration resistance. In this capacitive element, the pair of carbon nanotube aggregates may be composed of a plurality of carbon nanotubes having substantially the same axial orientation. By doing so, the performance stability of the capacitive element can be improved. Further, in this capacitive element, a pair of carbon nanotube aggregates may be provided on the surface of the substrate, and the plurality of carbon nanotubes may have an axial orientation parallel to the substrate surface. By doing so, the performance stability of the capacitive element can be further improved.

【0015】上記容量素子において、前記一対のカーボ
ンナノチューブ集合体が、段差を有する基板表面に設け
られ、段差の側壁を起点として基板面と平行方向に成長
した複数のカーボンナノチューブにより構成されたもの
とすることができる。かかる構成を採用すれば、基板面
と平行な方向に軸方位の揃ったカーボンナノチューブ集
合体を製造安定性良く得ることができ、この結果、容量
素子の性能安定性を一層向上させることができる。
In the above capacitive element, the pair of carbon nanotube aggregates is provided on the surface of a substrate having a step, and is composed of a plurality of carbon nanotubes grown in parallel with the substrate surface starting from the side wall of the step. can do. By adopting such a configuration, it is possible to obtain a carbon nanotube aggregate having a uniform axial orientation in the direction parallel to the substrate surface with good manufacturing stability, and as a result, it is possible to further improve the performance stability of the capacitive element.

【0016】また本発明によれば、基板の素子形成面に
段差を設ける工程と、前記段差の側壁に触媒金属を付着
せしめる工程と、前記触媒金属を起点として複数のカー
ボンナノチューブを基板面と平行に略同一方向に成長さ
せる工程とを含むことを特徴とするカーボンナノチュー
ブ集合体の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, a step of forming a step on the element formation surface of the substrate, a step of adhering a catalytic metal to the side wall of the step, and a plurality of carbon nanotubes starting from the catalytic metal and parallel to the substrate surface. And a step of growing the carbon nanotubes in substantially the same direction.

【0017】この製造方法によれば、基板面と平行な方
向に軸方位の揃ったカーボンナノチューブ集合体を製造
安定性良く得ることができる。
According to this manufacturing method, it is possible to obtain a carbon nanotube aggregate having a uniform axial orientation in the direction parallel to the substrate surface with good manufacturing stability.

【0018】さらに本発明によれば、基板の素子形成面
に階段状の複数の段差を設ける工程と、段差側壁に露出
部を残すように前記複数の段差の表面に絶縁膜を形成す
る工程と、前記段差側壁に露出部に触媒金属を付着せし
める工程と、前記触媒金属を起点として複数のカーボン
ナノチューブを基板面と平行に略同一方向に成長させ、
この際、前記絶縁膜上に形成されるカーボンナノチュー
ブと、該カーボンナノチューブの直下に形成される他の
カーボンナノチューブとの間に空隙部を形成する工程と
を含むことを特徴とするカーボンナノチューブ集合体の
製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, a step of providing a plurality of step-like steps on the element formation surface of the substrate, and a step of forming an insulating film on the surfaces of the plurality of steps so as to leave exposed portions on the step sidewalls. A step of adhering a catalytic metal to the exposed portion on the step side wall, and a plurality of carbon nanotubes starting from the catalytic metal and being grown in substantially the same direction in parallel with the substrate surface,
At this time, a carbon nanotube aggregate characterized by including a step of forming a void between the carbon nanotube formed on the insulating film and another carbon nanotube formed immediately below the carbon nanotube. A method of manufacturing the same is provided.

【0019】この製造方法によれば、基板面と平行な方
向に軸方位の揃ったカーボンナノチューブ集合体を安定
的に形成することができるので、一対のカーボンナノチ
ューブ集合体が誘電体を介して対向配置された構成の容
量素子を、良好な製造安定性にて製造することができ
る。また、絶縁膜をスペーサとして利用しているため、
その膜厚を調整することによりカーボンナノチューブ集
合体の間隔を制御でき、所望の容量を持つ容量素子を、
製造安定性良く得ることができる。
According to this manufacturing method, it is possible to stably form an aggregate of carbon nanotubes whose axial directions are aligned in a direction parallel to the substrate surface, and therefore a pair of aggregates of carbon nanotubes are opposed to each other via a dielectric. The arranged capacitive element can be manufactured with good manufacturing stability. Also, since the insulating film is used as a spacer,
By adjusting the film thickness, the spacing between the carbon nanotube aggregates can be controlled, and a capacitive element with a desired capacitance can be
It can be obtained with good manufacturing stability.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明におけるカーボンナノチュ
ーブとは、直径1μm以下の太さで細長い形状を有して
いる材料をいい、特に、カーボンの6角網目の面が軸と
ほぼ平行である材料をいう。カーボンナノチューブ集合
体とは、複数のカーボンナノチューブが層状または束状
に集合した構造をいう。ここでカーボンナノチューブ集
合体を構成する各カーボンナノチューブが略同一の軸方
位を有する構造とすれば、個々のカーボンナノチューブ
の持つ電気的異方性が巨視的な性質として発現し、従来
にない新規な特性を備えた構造体が得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The carbon nanotube in the present invention means a material having a diameter of 1 μm or less and an elongated shape, and in particular, a material in which the hexagonal mesh surface of carbon is substantially parallel to the axis. Say. The carbon nanotube aggregate refers to a structure in which a plurality of carbon nanotubes are aggregated in a layer or a bundle. Here, if each carbon nanotube constituting the aggregate of carbon nanotubes has a structure having substantially the same axial orientation, the electrical anisotropy of each carbon nanotube is expressed as a macroscopic property, and a new novel A structure with characteristics is obtained.

【0021】以下、図面を参照して本発明の実施形態に
ついて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】(第一の実施形態)図1は、本発明に係る
カーボンナノチューブ集合体からなる電子素子の概略構
成図である。単結晶シリコンからなる基板101の素子
形成面に段差が設けられ、この段差の側壁に膜状の触媒
金属102が付着している。基板材料は、本実施形態で
はシリコンを用いたが、ほかに、SiC、MgO、石英
等、様々な半導体ないし絶縁体の基板を用いることがで
きる。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electronic device comprising a carbon nanotube aggregate according to the present invention. A step is provided on the element formation surface of the substrate 101 made of single crystal silicon, and the film-shaped catalytic metal 102 is attached to the side wall of the step. Although silicon is used as the substrate material in the present embodiment, substrates of various semiconductors or insulators such as SiC, MgO, and quartz can be used.

【0023】触媒金属102を起点として、複数のカー
ボンナノチューブが基板面と平行な方向(基板水平方
向)に成長し、カーボンナノチューブ集合体103が構
成されている。カーボンナノチューブ集合体103は、
複数のカーボンナノチューブが基板面内に複数列、隣接
して配置された層状構造となっている。カーボンナノチ
ューブは、シングルウォールナノチューブでもマルチウ
ォールナノチューブでもよいが、強度等の観点からはマ
ルチウォールナノチューブが好ましく用いられる。な
お、各カーボンナノチューブ集合体103は、基板垂直
方向についてはカーボンナノチューブが単層のみ形成さ
れており、段差の高さがカーボンナノチューブの直径と
略等しくなっている。
Starting from the catalytic metal 102, a plurality of carbon nanotubes grow in a direction parallel to the substrate surface (horizontal direction of the substrate) to form a carbon nanotube aggregate 103. The carbon nanotube aggregate 103 is
It has a layered structure in which a plurality of carbon nanotubes are arranged adjacent to each other in a plurality of rows in the surface of the substrate. The carbon nanotubes may be single-wall nanotubes or multi-wall nanotubes, but from the viewpoint of strength and the like, multi-wall nanotubes are preferably used. In each carbon nanotube aggregate 103, only a single layer of carbon nanotubes is formed in the substrate vertical direction, and the height of the step is substantially equal to the diameter of the carbon nanotube.

【0024】カーボンナノチューブ集合体103を構成
する各カーボンナノチューブの成長方向は、図中に示す
矢印の方向である。この方向に対しては、カーボンナノ
チューブ集合体103の抵抗値は低く、配線として機能
する。個々のカーボンナノチューブが成長方向について
低い抵抗値を有するからである。一方、基板面内におい
て図中矢印と垂直な方向については、カーボンナノチュ
ーブ集合体103の抵抗値は高く、抵抗体として機能す
る。隣接するカーボンナノチューブ間の界面抵抗が比較
的高いためである。
The growth direction of each carbon nanotube forming the carbon nanotube aggregate 103 is the direction of the arrow shown in the figure. In this direction, the carbon nanotube aggregate 103 has a low resistance value and functions as a wiring. This is because each carbon nanotube has a low resistance value in the growth direction. On the other hand, in the direction perpendicular to the arrow in the drawing in the plane of the substrate, the resistance value of the carbon nanotube aggregate 103 is high, and the carbon nanotube aggregate 103 functions as a resistor. This is because the interface resistance between adjacent carbon nanotubes is relatively high.

【0025】図1の電子素子の断面図および平面図を図
2に示す。図2(a)は、本発明に係る電子素子の断面
図である。基板101の段差(テラス)に設けられたそ
れぞれのカーボンナノチューブ集合体103は、基板水
平方向に成長し、互いに重なり部分を持つように配置さ
れている。この重なり部分の接触抵抗は比較的低く、ま
た、各カーボンナノチューブ集合体103の基板垂直方
向の抵抗も比較的低い。このため、図中に示された左端
のカーボンナノチューブ集合体103から右端のカーボ
ンナノチューブ集合体103に至るまでは、良導電体に
より電気的に接続された状態となっている。
A sectional view and a plan view of the electronic device shown in FIG. 1 are shown in FIG. FIG. 2A is a sectional view of an electronic device according to the present invention. The carbon nanotube aggregates 103 provided on the steps (terraces) of the substrate 101 grow in the horizontal direction of the substrate and are arranged so as to have overlapping portions with each other. The contact resistance of this overlapping portion is relatively low, and the resistance of each carbon nanotube aggregate 103 in the substrate vertical direction is also relatively low. Therefore, from the left end carbon nanotube aggregate 103 to the right end carbon nanotube aggregate 103 shown in the figure, they are electrically connected by a good conductor.

【0026】図2(b)は、この素子の上面図である。
図のX方向および紙面垂直方向の抵抗は低く、Y方向の
抵抗は高い。この結果、図中−間は配線として機能
し、−間は抵抗体として機能することとなる。
FIG. 2B is a top view of this element.
The resistance in the X direction and the direction perpendicular to the paper surface of the drawing is low, and the resistance in the Y direction is high. As a result, between-in the figure functions as a wiring, and between-functions as a resistor.

【0027】次に、図1、図2の電子素子の製造方法に
ついて説明する。まず、図3(a)のように、基板10
1の素子形成面に多段の段差を階段状に設ける。各段差
の高さは、たとえば5〜300nmとする。こうした段
差は、通常のフォトリソグラフィ技術を用い、たとえば
イオンミリング法により基板表面をエッチングすること
で形成することができる。次に、基板全面に触媒金属を
加熱下で蒸着する。蒸着温度は、通常、200〜600
℃とする。このように加熱下で触媒を蒸着すると、触媒
金属が基板平面上でマイグレートし、段差部分に選択的
に付着した状態となる(図3(b))。触媒金属は、カ
ーボンナノチューブの成長の触媒となるものであれば特
に制限されないが、たとえば鉄(Fe)、コバルト(C
o)またはニッケル(Ni)のうち少なくとも1種を含
むものが好ましく用いられる。Fe−Ni合金、または
Ni−Co合金などの合金を用いてもよい。なお、図3
(b)のように触媒金属を段差部分に選択的に付着せし
めるためには、蒸着温度、基板材料、触媒金属の堆積方
法等を適切に調整することが有効である。
Next, a method of manufacturing the electronic device shown in FIGS. 1 and 2 will be described. First, as shown in FIG.
A multi-level step is provided stepwise on the element formation surface of No. 1. The height of each step is, for example, 5 to 300 nm. Such a step can be formed by using a normal photolithography technique, for example, by etching the surface of the substrate by an ion milling method. Next, a catalytic metal is vapor-deposited on the entire surface of the substrate under heating. The vapor deposition temperature is usually 200 to 600.
℃. When the catalyst is vapor-deposited under heating as described above, the catalyst metal migrates on the substrate plane and is selectively adhered to the step portion (FIG. 3B). The catalyst metal is not particularly limited as long as it serves as a catalyst for growth of carbon nanotubes, and examples thereof include iron (Fe) and cobalt (C
Those containing at least one of o) or nickel (Ni) are preferably used. An alloy such as a Fe—Ni alloy or a Ni—Co alloy may be used. Note that FIG.
In order to selectively attach the catalytic metal to the stepped portion as in (b), it is effective to appropriately adjust the vapor deposition temperature, the substrate material, the catalytic metal deposition method, and the like.

【0028】次に、この触媒金属102を成長起点とし
て、カーボンナノチューブを基板水平方向に成長させる
(図3(c))。成長にあたっては、CVD法(化学気
相成長方法)による成膜が好ましく用いられる。CVD
法としては、プラズマCVD法や熱CVD法等が利用可
能であるが、比較的低温でカーボンナノチューブを成長
させることのできるプラズマCVD法が好ましく用いら
れる。CVD法により成長を行う際の原料ガスとして
は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘ
キサン、またはシクロヘキサンなどの飽和炭化水素;エ
チレン、アセチレン、プロピレン、ベンゼン、またはト
ルエンなどの不飽和炭化水素;アセトン、メタノール、
エタノール、一酸化炭素、または二酸化炭素などの酸素
を含む原料;ベンゾニトリルなどの窒素を含む原料が例
示され、これらを単独または二種以上を組み合わせて用
いることができる。原料ガスとともに反応装置内に流す
キャリアガスは、たとえば水素またはヘリウムを用いる
ことができるが、その使用は必須ではない。
Next, carbon nanotubes are grown in the horizontal direction of the substrate by using the catalyst metal 102 as a growth starting point (FIG. 3C). For growth, film formation by a CVD method (chemical vapor deposition method) is preferably used. CVD
As a method, a plasma CVD method, a thermal CVD method, or the like can be used, but a plasma CVD method capable of growing carbon nanotubes at a relatively low temperature is preferably used. Source gases for growth by the CVD method include saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, and cyclohexane; unsaturated hydrocarbons such as ethylene, acetylene, propylene, benzene, and toluene; Acetone, methanol,
Examples include raw materials containing oxygen such as ethanol, carbon monoxide, or carbon dioxide; raw materials containing nitrogen such as benzonitrile, and these may be used alone or in combination of two or more kinds. Hydrogen or helium, for example, can be used as the carrier gas flowing into the reactor together with the raw material gas, but the use thereof is not essential.

【0029】図3(c)では、カーボンナノチューブ集
合体103を構成する各カーボンナノチューブが基板水
平方向に成長した構造となっているが、このような構造
を安定的に得るためには、原料ガスの供給方向や成長温
度を適切に制御する方法や、磁場あるいは電場を印可し
た状態でカーボンナノチューブを成長させる方法を適宜
に採用することが有効である。
In FIG. 3C, the carbon nanotubes forming the carbon nanotube aggregate 103 have a structure in which they grow in the horizontal direction of the substrate. In order to obtain such a structure stably, the raw material gas It is effective to appropriately adopt a method of appropriately controlling the supply direction and the growth temperature of carbon nanotubes, or a method of growing carbon nanotubes while applying a magnetic field or an electric field.

【0030】以上のようにして、カーボンナノチューブ
集合体103からなる電子素子が形成される。前述した
ように、この電子素子は、抵抗体および配線としての機
能を兼ね備えている。カーボンナノチューブ集合体10
3の長さや段差の高さを制御することにより、抵抗体の
持つ抵抗値を所望の値に制御することができる。
As described above, an electronic element composed of the carbon nanotube aggregate 103 is formed. As described above, this electronic element also has a function as a resistor and a wiring. Carbon nanotube aggregate 10
By controlling the length of 3 and the height of the step, the resistance value of the resistor can be controlled to a desired value.

【0031】(第二の実施形態)本発明を容量素子に適
用した例について図4を参照して説明する。まず、図4
(a)のように、単結晶シリコンからなる基板101の
素子形成面に、イオンミリング法等により多段階の段差
を設ける。次に図4(b)のように、基板全面に絶縁膜
105を形成する。絶縁膜105の種類は特に制限はな
いが、プラズマCVD法や熱CVD法、蒸着法、スパッ
タリング法、熱酸化法等により形成した酸化膜が用いら
れる。本実施形態ではプラズマCVD法により形成した
シリコン酸化膜を利用している。
(Second Embodiment) An example in which the present invention is applied to a capacitive element will be described with reference to FIG. First, FIG.
As shown in (a), multi-steps are provided on the element formation surface of the substrate 101 made of single crystal silicon by an ion milling method or the like. Next, as shown in FIG. 4B, the insulating film 105 is formed on the entire surface of the substrate. The type of the insulating film 105 is not particularly limited, but an oxide film formed by a plasma CVD method, a thermal CVD method, an evaporation method, a sputtering method, a thermal oxidation method, or the like is used. In this embodiment, a silicon oxide film formed by the plasma CVD method is used.

【0032】次に、段差側壁の絶縁膜105で覆われて
いない部分に触媒金属102からなる膜を形成する。こ
の膜の形成は、第一の実施形態において図3(b)の工
程で説明したのと同様にして行う。
Next, a film made of the catalytic metal 102 is formed on the portion of the step sidewall not covered with the insulating film 105. This film is formed in the same manner as described in the step of FIG. 3B in the first embodiment.

【0033】そして、この触媒金属102を成長起点と
して、カーボンナノチューブ集合体103をCVD法等
により成長させる。図4(c)はこの状態を示した図で
ある。カーボンナノチューブ集合体103aとカーボン
ナノチューブ集合体103bとの間には、絶縁膜105
がスペーサとして介在し、この膜厚分だけ空隙部が形成
されている。この空隙部は、その後の成膜工程における
諸条件によって、膜材料によって埋め込まれたり、ある
いは、空隙のまま残存し、空気等のガスが充填されるこ
ととなる。また、空隙が真空の状態で残存してもよい。
いずれにしても、この空隙部に誘電体が配置され、容量
部として機能することとなる。以上のように、本実施形
態のプロセスにより、カーボンナノチューブ集合体10
3aを下部電極、カーボンナノチューブ集合体103b
を上部電極、空気を容量部とする容量素子が形成され
る。
Then, using the catalytic metal 102 as a growth starting point, the carbon nanotube aggregate 103 is grown by the CVD method or the like. FIG. 4C is a diagram showing this state. An insulating film 105 is provided between the carbon nanotube aggregate 103a and the carbon nanotube aggregate 103b.
Intervenes as a spacer, and a void is formed by this film thickness. Depending on various conditions in the subsequent film forming process, the voids may be filled with a film material or may remain as voids and be filled with gas such as air. Further, the void may remain in a vacuum state.
In any case, the dielectric is arranged in this void portion and functions as a capacitance portion. As described above, according to the process of the present embodiment, the carbon nanotube aggregate 10
3a is a lower electrode, carbon nanotube aggregate 103b
Is formed as an upper electrode and air is used as a capacitance portion.

【0034】(第三の実施形態)以上、カーボンナノチ
ューブを用いた抵抗素子と容量素子の形成方法について
説明した。こうした素子を組み合わせることにより、カ
ーボンナノチューブを用いた電子回路を形成することが
できる。本実施形態では、抵抗素子と容量素子を組み合
わせたRC回路を例に挙げて、その構造およびプロセス
について説明する。
(Third Embodiment) The method of forming the resistance element and the capacitance element using the carbon nanotube has been described above. An electronic circuit using carbon nanotubes can be formed by combining these elements. In this embodiment, an RC circuit in which a resistance element and a capacitance element are combined is taken as an example to describe the structure and process.

【0035】図6は本実施形態に係る電子回路の概略構
成図である。図6(a)はこの素子の断面図であり、図
6(b)は上面図である。図6(c)は、この素子の等
価回路図である。図6(a)、(b)に示したように、
カーボンナノチューブ集合体103aとカーボンナノチ
ューブ集合体103bの間には空隙部が存在し、これら
により容量素子が構成されている。一方、カーボンナノ
チューブ集合体103cは、図6(b)の上下方向、す
なわちカーボンナノチューブ成長方向と垂直な方向に延
在して形成され、この方向について抵抗素子として機能
する。これらの組み合わせにより、RC回路が構成され
ている。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the electronic circuit according to the present embodiment. FIG. 6A is a sectional view of this element, and FIG. 6B is a top view. FIG. 6C is an equivalent circuit diagram of this element. As shown in FIGS. 6A and 6B,
There is a void between the carbon nanotube aggregate 103a and the carbon nanotube aggregate 103b, and these constitute a capacitive element. On the other hand, the carbon nanotube aggregate 103c is formed to extend in the vertical direction of FIG. 6B, that is, in the direction perpendicular to the carbon nanotube growth direction, and functions as a resistance element in this direction. An RC circuit is configured by these combinations.

【0036】次に図5を参照して図6のRC回路の形成
方法について説明する。まず図5(a)のように、基板
101の素子形成面に複数の段差を設ける。このとき、
基板面と平行な方向における各段差の幅は、図6(b)
に示した構造に対応するようにしている。すなわち、図
5(a)において、後にカーボンナノチューブ集合体1
03aが形成される一番下の段差と、後にカーボンナノ
チューブ集合体103bが形成される下から二番目の段
差とは、同じ幅に形成されている。また、後にカーボン
ナノチューブ集合体103cが形成される一番上の段差
は、これらよりも広い幅にわたって形成されている。
Next, a method of forming the RC circuit of FIG. 6 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, a plurality of steps are provided on the element formation surface of the substrate 101. At this time,
The width of each step in the direction parallel to the substrate surface is shown in FIG.
It corresponds to the structure shown in. That is, in FIG.
The bottom step where 03a is formed and the second step from the bottom where the carbon nanotube aggregate 103b is formed later are formed to have the same width. Further, the uppermost step on which the carbon nanotube aggregate 103c will be formed later is formed over a wider width than these.

【0037】段差形成後、下から二番目の段差に選択的
に絶縁膜105を成膜する。絶縁膜105の膜厚は段差
の高さよりも低くし、絶縁膜105形成後段差の露出部
分が残るようにする。次いで、加熱下で触媒金属を蒸着
する。このとき触媒金属が基板平面上でマイグレート
し、段差部分に選択的に付着した状態となる(図5
(b))。次いで、図5(c)のように、触媒金属10
2を成長起点として、カーボンナノチューブ集合体10
3を成長させる。このとき、カーボンナノチューブ集合
体103aとカーボンナノチューブ集合体103bの間
には、絶縁膜105が介在するため、空隙部が形成さ
れ、この結果、容量素子が形成されることとなる。ま
た、図中、最上段の段差部分には、カーボンナノチュー
ブ集合体103aおよび103bよりも幅の広いカーボ
ンナノチューブ集合体103cが形成され、抵抗体とし
て機能する。以上により、カーボンナノチューブ集合体
103を備えたRC回路が形成される。
After forming the step, the insulating film 105 is selectively formed on the second step from the bottom. The film thickness of the insulating film 105 is made lower than the height of the step so that the exposed portion of the step remains after the insulating film 105 is formed. Then, the catalytic metal is vapor-deposited under heating. At this time, the catalytic metal migrates on the plane of the substrate and selectively adheres to the step portion (FIG. 5).
(B)). Then, as shown in FIG.
The carbon nanotube aggregate 10 with 2 as a growth starting point
Grow 3 At this time, since the insulating film 105 is interposed between the carbon nanotube aggregate 103a and the carbon nanotube aggregate 103b, a void is formed, and as a result, a capacitive element is formed. Further, in the figure, a carbon nanotube aggregate 103c, which is wider than the carbon nanotube aggregates 103a and 103b, is formed in the uppermost step portion, and functions as a resistor. As described above, the RC circuit including the carbon nanotube aggregate 103 is formed.

【0038】(第四の実施形態)次に本発明を多層配線
構造に適用した例について示す。図7はかかる素子の一
例を示す図である。この素子は、単結晶シリコンからな
る基板101上に、103a〜c、105a等からなる
下部素子構造と、103d〜f、105b等からなる上
部素子構造とが形成され、これらの間に層間絶縁膜が形
成されている。図中、カーボンナノチューブ集合体10
3aは下部電極、カーボンナノチューブ集合体103b
は上部電極として機能し、これらの間に介在する空隙部
とともに容量素子を構成する。その上部に形成されたカ
ーボンナノチューブ集合体103cは、配線として機能
する。このカーボンナノチューブ集合体103cの上部
には、コンタクトホールが設けられ、上部の素子構造と
接続している。このコンタクトホールには、カーボンナ
ノチューブ集合体103gが埋め込まれており、上部素
子構造と下部素子構造を電気的に接続している。上部素
子構造は、カーボンナノチューブ集合体103dおよび
カーボンナノチューブ集合体103eにより構成される
容量素子と、カーボンナノチューブ集合体103fによ
り構成される配線とからなっている。
(Fourth Embodiment) Next, an example in which the present invention is applied to a multilayer wiring structure will be described. FIG. 7 is a diagram showing an example of such an element. In this device, a lower device structure composed of 103a to c, 105a and the like and an upper device structure composed of 103d to f, 105b and the like are formed on a substrate 101 composed of single crystal silicon, and an interlayer insulating film is formed between them. Are formed. In the figure, a carbon nanotube aggregate 10
3a is a lower electrode, carbon nanotube aggregate 103b
Functions as an upper electrode and constitutes a capacitive element together with a void portion interposed therebetween. The carbon nanotube aggregate 103c formed on the upper portion functions as a wiring. A contact hole is provided in the upper part of the carbon nanotube aggregate 103c and is connected to the upper element structure. A carbon nanotube aggregate 103g is embedded in the contact hole to electrically connect the upper element structure and the lower element structure. The upper element structure is composed of a capacitive element including the carbon nanotube aggregate 103d and the carbon nanotube aggregate 103e, and a wiring including the carbon nanotube aggregate 103f.

【0039】本実施形態では二層素子構造の例を示した
が、これらを三層または四層以上に積層した素子構造と
することもできる。また、本実施形態ではコンタクトホ
ールの埋め込み材料をカーボンナノチューブとしたが、
たとえばタングステンや銅等の金属を用いることもでき
る。
In this embodiment, an example of a two-layer element structure has been shown, but an element structure in which these are laminated in three layers or four layers or more may be adopted. Further, in this embodiment, the carbon nanotube is used as the filling material of the contact hole,
For example, a metal such as tungsten or copper can be used.

【0040】次に図7に示す多層配線構造の形成方法に
ついて図8を参照して説明する。図8(a)までは、図
4に示したのと同様の工程を行う。次に図8(b)のよ
うに、全面に層間絶縁膜107を形成した後、層間絶縁
膜107中にコンタクトホール108を設ける。層間絶
縁膜107は、たとえばシリコン酸化膜等とし、CVD
法等により形成することができる。コンタクトホール1
08の形成は、通常のリソグラフィ技術およびドライエ
ッチング技術を用いることにより形成することができ
る。次いで、コンタクトホール108の底部に触媒金属
102を堆積した後、これを成長起点としてカーボンナ
ノチューブ集合体103gを成長させる。これにより図
8(c)の状態となる。
Next, a method of forming the multilayer wiring structure shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG. Up to FIG. 8A, the same steps as those shown in FIG. 4 are performed. Next, as shown in FIG. 8B, after forming an interlayer insulating film 107 on the entire surface, a contact hole 108 is provided in the interlayer insulating film 107. The interlayer insulating film 107 is, for example, a silicon oxide film or the like and is formed by CVD.
It can be formed by a method or the like. Contact hole 1
The layer 08 can be formed by using ordinary lithography technology and dry etching technology. Then, after depositing the catalytic metal 102 on the bottom of the contact hole 108, the carbon nanotube aggregate 103g is grown using this as a growth starting point. As a result, the state shown in FIG.

【0041】その後、図8(a)と同様にして、上部の
素子構造を形成する。以上により、図7に示す多層構造
の電子素子が形成される。
After that, similarly to FIG. 8A, the upper element structure is formed. As described above, the multilayer electronic device shown in FIG. 7 is formed.

【0042】(第五の実施形態)本発明を微分回路に適
用した例について図9を参照して説明する。本実施形態
では、図中の等価回路に示す微分回路を、カーボンナノ
チューブ集合体により構成している。容量素子の容量C
は1.8×10−12F、抵抗体の抵抗Rは2kΩと
し、時定数RCは3.6×10−9sとした。
(Fifth Embodiment) An example in which the present invention is applied to a differentiating circuit will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the differentiating circuit shown in the equivalent circuit in the figure is configured by the carbon nanotube aggregate. Capacitance C of capacitance element
Was 1.8 × 10 −12 F, the resistance R of the resistor was 2 kΩ, and the time constant RC was 3.6 × 10 −9 s.

【0043】容量素子の断面構造は図示したとおりであ
り、厚み50nmの一対のカーボンナノチューブ集合体
が、厚み10nmの絶縁層をスペーサとして積層し、こ
の部分が容量素子を構成する。
The cross-sectional structure of the capacitance element is as shown in the figure. A pair of carbon nanotube aggregates having a thickness of 50 nm are laminated with an insulating layer having a thickness of 10 nm as a spacer, and this portion constitutes a capacitance element.

【0044】一方、各カーボンナノチューブ集合体は抵
抗体として機能する。カーボンナノチューブ集合体の外
形寸法は図示したとおりであり、カーボンナノチューブ
成長方向に50マイクロメートル、これと垂直方向に5
マイクロメートル、高さ方向に50nmとなっている。
この寸法にしたがってカーボンナノチューブ集合体を形
成することにより、上記設計値の微分回路が実現され
る。
On the other hand, each carbon nanotube aggregate functions as a resistor. The outer dimensions of the aggregate of carbon nanotubes are as shown in the figure. The carbon nanotube growth direction is 50 micrometers, and the vertical direction is 5 micrometers.
The height is 50 nm in micrometers.
By forming the carbon nanotube aggregate according to this dimension, the differential circuit of the above design value is realized.

【0045】(第六の実施形態)本実施形態では、図1
1に示す回路を構成する構造体の例を示す。本実施形態
では、異なる段数の階段状の段差にカーボンナノチュー
ブ集合体を形成し、回路を構成している。本実施形態に
係る構造体の平面構造を図10(a)、断面構造を図1
0(b)に示す。図10(a)中、領域(A−A’)で
は、絶縁層成膜部付近に容量素子が形成され、その上下
に配線および抵抗体が形成される。一方、領域(B−
B’)では、配線が形成される。これらは素子中央の平
坦領域(B−B’断面図における最上部平坦領域)の一
段下の段で接続され、そこが抵抗体となる。図10
(a)中、左から右へ向かう方向は、カーボンナノチュ
ーブの成長方向と一致するので低い抵抗を示し、基板面
内においてこれと垂直な方向は高抵抗を示す。
(Sixth Embodiment) In the present embodiment, FIG.
An example of a structure forming the circuit shown in FIG. In this embodiment, a carbon nanotube aggregate is formed in a stepped step having a different number of steps to form a circuit. The plane structure of the structure according to the present embodiment is shown in FIG.
It is shown in 0 (b). In FIG. 10A, in a region (AA ′), a capacitive element is formed near the insulating film forming portion, and a wiring and a resistor are formed above and below the capacitive element. On the other hand, the area (B-
In B '), the wiring is formed. These are connected in a step below the flat area in the center of the element (the uppermost flat area in the BB ′ cross-sectional view), which serves as a resistor. Figure 10
In (a), the direction from the left to the right corresponds to the growth direction of the carbon nanotubes and thus exhibits low resistance, and the direction perpendicular to this in the plane of the substrate exhibits high resistance.

【0046】図中の〜は電極形成部であり、と
の間に電圧を印可(ステップ電圧)すると、との間
で微分回路として動作する(図11)。
In the figure, (1) to (3) are electrode forming portions, and when a voltage is applied between them (step voltage), they operate as a differentiating circuit between and (FIG. 11).

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るカーボ
ンナノチューブ集合体は、基板面と平行な方向に軸方位
の揃った複数のカーボンナノチューブにより構成されて
いるため、基板面内に電子素子や電子回路を形成するの
に好適に用いられる。また、軸方位の方向には低抵抗成
分、基板面内において軸方位と垂直な方向には高抵抗成
分が発現し、従来にない新規な特性の素子が実現され
る。
As described above, the aggregate of carbon nanotubes according to the present invention is composed of a plurality of carbon nanotubes whose axial directions are aligned in the direction parallel to the substrate surface. It is preferably used to form an electronic circuit. In addition, a low resistance component appears in the direction of the axis direction and a high resistance component appears in the direction perpendicular to the axis direction in the plane of the substrate, so that an element having novel characteristics that has never been achieved is realized.

【0048】また本発明に係るカーボンナノチューブ集
合体の製造方法は、段差の側壁を起点としてカーボンナ
ノチューブを成長させるため、基板面と平行な方向に軸
方位の揃ったカーボンナノチューブ集合体を製造安定性
良く得ることができる。また、段差の高さを制御するこ
とで、抵抗値を精度良く制御することができる。
Further, in the method for producing a carbon nanotube aggregate according to the present invention, since the carbon nanotubes are grown starting from the side wall of the step, the carbon nanotube aggregate having a uniform axial orientation in the direction parallel to the substrate surface can be produced stably. You can get better. Further, by controlling the height of the step, the resistance value can be controlled with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子素子の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an electronic device using a carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図2】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子素子の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an electronic device using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図3】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子素子の製造方法を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing an electronic device using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図4】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子素子の製造方法を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing an electronic device using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図5】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子素子の製造方法を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing an electronic device using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図6】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子回路の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of an electronic circuit using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図7】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子回路の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of an electronic circuit using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図8】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子回路の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an electronic circuit using a carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図9】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を
用いた電子回路の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an electronic circuit using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図10】 本発明に係るカーボンナノチューブ集合体
を用いた電子回路の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of an electronic circuit using the carbon nanotube aggregate according to the present invention.

【図11】 図10に示す構造体の等価回路図である。11 is an equivalent circuit diagram of the structure shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板、 102 金属触媒、 103、103
a、103b、103c、103d、103e、103
f、103g カーボンナノチューブ集合体、105、
105a、105b 絶縁膜
101 substrate, 102 metal catalyst, 103, 103
a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103
f, 103g carbon nanotube aggregate, 105,
105a, 105b insulating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/822 H01G 1/01 27/04 H01L 27/04 C 29/06 601 P Fターム(参考) 4G046 CA02 4G077 AA03 BA02 DB16 ED04 EE05 HA06 TK04 4K030 AA09 AA14 BA27 BB01 BB12 CA04 FA01 5E082 AB01 BC40 EE01 EE13 EE28 FF01 5F038 AC05 AC17 AR07 EZ20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/822 H01G 1/01 27/04 H01L 27/04 C 29/06 601 PF term (reference) 4G046 CA02 4G077 AA03 BA02 DB16 ED04 EE05 HA06 TK04 4K030 AA09 AA14 BA27 BB01 BB12 CA04 FA01 5E082 AB01 BC40 EE01 EE13 EE28 FF01 5F038 AC05 AC17 AR07 EZ20

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板表面に設けられたカーボンナノチュ
ーブ集合体であって、前記基板表面と平行な方向の軸方
位を有する複数のカーボンナノチューブにより構成さ
れ、該複数のカーボンナノチューブが略同一の軸方位を
有することを特徴とするカーボンナノチューブ集合体。
1. An aggregate of carbon nanotubes provided on a surface of a substrate, comprising a plurality of carbon nanotubes having an axial orientation parallel to the surface of the substrate, the plurality of carbon nanotubes having substantially the same axial orientation. An aggregate of carbon nanotubes having:
【請求項2】 段差を有する基板表面に設けられたカー
ボンナノチューブ集合体であって、前記段差の側壁を起
点として基板面と平行方向に成長した複数のカーボンナ
ノチューブにより構成され、該複数のカーボンナノチュ
ーブが略同一の軸方位を有することを特徴とするカーボ
ンナノチューブ集合体。
2. A carbon nanotube aggregate provided on a surface of a substrate having a step, the carbon nanotube being composed of a plurality of carbon nanotubes grown in a direction parallel to the substrate surface with a side wall of the step as a starting point. Have substantially the same axial orientation.
【請求項3】 請求項1または2に記載のカーボンナノ
チューブ集合体において、前記複数のカーボンナノチュ
ーブが、基板面内に層状に配置されたことを特徴とする
カーボンナノチューブ集合体。
3. The carbon nanotube aggregate according to claim 1 or 2, wherein the plurality of carbon nanotubes are arranged in layers within a substrate surface.
【請求項4】 請求項1乃至3いずれかに記載のカーボ
ンナノチューブ集合体において、層状に配置された複数
のカーボンナノチューブが基板垂直方向に積層された構
造を有することを特徴とするカーボンナノチューブ集合
体。
4. The carbon nanotube aggregate according to claim 1, wherein the carbon nanotube aggregate has a structure in which a plurality of carbon nanotubes arranged in layers are stacked in a direction perpendicular to the substrate. .
【請求項5】 請求項1乃至4いずれかに記載のカーボ
ンナノチューブ集合体を備えたことを特徴とする電子素
子。
5. An electronic device comprising the carbon nanotube aggregate according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 請求項1乃至4いずれかに記載のカーボ
ンナノチューブ集合体を、配線または抵抗体として用い
たことを特徴とする電子回路。
6. An electronic circuit using the carbon nanotube aggregate according to claim 1 as a wiring or a resistor.
【請求項7】 請求項6に記載の電子回路において、前
記カーボンナノチューブ集合体が絶縁膜を介して複数積
層されたことを特徴とする電子回路。
7. The electronic circuit according to claim 6, wherein a plurality of the carbon nanotube aggregates are laminated with an insulating film interposed therebetween.
【請求項8】 一対のカーボンナノチューブ集合体が誘
電体を介して対向配置されてなることを特徴とする容量
素子。
8. A capacitive element comprising a pair of carbon nanotube aggregates arranged to face each other with a dielectric interposed therebetween.
【請求項9】 請求項8に記載の容量素子において、前
記一対のカーボンナノチューブ集合体は、略同一方向の
軸方位を有する複数のカーボンナノチューブにより構成
されたことを特徴とする容量素子。
9. The capacitive element according to claim 8, wherein the pair of carbon nanotube aggregates is composed of a plurality of carbon nanotubes having axial directions in substantially the same direction.
【請求項10】 請求項9に記載の容量素子において、
前記一対のカーボンナノチューブ集合体は、段差を有す
る基板表面に設けられ、該段差の側壁を起点として基板
面と平行方向に成長した複数のカーボンナノチューブに
より構成されたことを特徴とする容量素子。
10. The capacitive element according to claim 9,
The capacitive element, wherein the pair of carbon nanotube aggregates is provided on the surface of a substrate having a step, and is composed of a plurality of carbon nanotubes grown in a direction parallel to the surface of the substrate starting from a sidewall of the step.
【請求項11】 基板の素子形成面に段差を設ける工程
と、前記段差の側壁に触媒金属を付着せしめる工程と、
前記触媒金属を起点として複数のカーボンナノチューブ
を基板面と平行に略同一方向に成長させる工程とを含む
ことを特徴とするカーボンナノチューブ集合体の製造方
法。
11. A step of providing a step on an element formation surface of a substrate, and a step of adhering a catalytic metal to a side wall of the step.
And a step of growing a plurality of carbon nanotubes starting from the catalyst metal in substantially the same direction in parallel with the surface of the substrate.
【請求項12】 基板の素子形成面に階段状の複数の段
差を設ける工程と、段差側壁に露出部を残すように前記
複数の段差の表面に絶縁膜を形成する工程と、前記段差
側壁に露出部に触媒金属を付着せしめる工程と、前記触
媒金属を起点として複数のカーボンナノチューブを基板
面と平行に略同一方向に成長させ、この際、前記絶縁膜
上に形成されるカーボンナノチューブと、該カーボンナ
ノチューブの直下に形成される他のカーボンナノチュー
ブとの間に空隙部を形成する工程とを含むことを特徴と
するカーボンナノチューブ集合体の製造方法。
12. A step of providing a plurality of step-like steps on an element formation surface of a substrate, a step of forming an insulating film on the surfaces of the step steps so as to leave exposed portions on the step sidewalls, and a step sidewall. A step of adhering a catalytic metal to the exposed portion, and a plurality of carbon nanotubes starting from the catalytic metal as a starting point are grown in substantially the same direction parallel to the substrate surface, and at this time, carbon nanotubes formed on the insulating film, And a step of forming a void portion between the carbon nanotubes and another carbon nanotube formed directly below the carbon nanotubes.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071715A2 (en) * 2003-12-31 2005-08-04 Honeywell International Inc. Nanotube fabrication basis
JP2007051043A (en) * 2005-08-19 2007-03-01 Ulvac Japan Ltd Method for growing carbon nanotube, method for forming wiring, and wiring
JP2007243175A (en) * 2006-03-08 2007-09-20 Samsung Electronics Co Ltd Nanowire memory device and method of manufacturing same
WO2008099638A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Nec Corporation Carbon nanotube resistor, semiconductor device, and process for producing them
JP2009528254A (en) * 2006-03-03 2009-08-06 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ Spatally arranged nanotubes and method of making nanotube arrays
JP2009255025A (en) * 2007-07-06 2009-11-05 Imec Method for forming catalyst nanoparticle for growing elongated nanostructure
JP2010024081A (en) * 2008-07-17 2010-02-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for producing nanowire, nanowire element, and nanowire structure
US7826199B2 (en) * 2007-11-02 2010-11-02 Tsinghua University Electrochemical capacitor with carbon nanotubes
US20110111177A1 (en) * 2008-02-29 2011-05-12 Kenji Hata Carbon nanotube film structure and method for manufacturing the same
JP2013153042A (en) * 2012-01-25 2013-08-08 Fujitsu Ltd Manufacturing method of heat radiation material
JP2014055087A (en) * 2012-09-13 2014-03-27 Panasonic Corp Method for producing graphene and transistor using the graphene
TWI498276B (en) * 2006-03-03 2015-09-01 Univ Illinois Methods of making spatially aligned nanotubes and nanotube arrays

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071715A3 (en) * 2003-12-31 2005-09-22 Honeywell Int Inc Nanotube fabrication basis
WO2005071715A2 (en) * 2003-12-31 2005-08-04 Honeywell International Inc. Nanotube fabrication basis
JP2007051043A (en) * 2005-08-19 2007-03-01 Ulvac Japan Ltd Method for growing carbon nanotube, method for forming wiring, and wiring
US8367035B2 (en) 2006-03-03 2013-02-05 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Methods of making spatially aligned nanotubes and nanotube arrays
JP2009528254A (en) * 2006-03-03 2009-08-06 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ Spatally arranged nanotubes and method of making nanotube arrays
TWI498276B (en) * 2006-03-03 2015-09-01 Univ Illinois Methods of making spatially aligned nanotubes and nanotube arrays
JP2007243175A (en) * 2006-03-08 2007-09-20 Samsung Electronics Co Ltd Nanowire memory device and method of manufacturing same
WO2008099638A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Nec Corporation Carbon nanotube resistor, semiconductor device, and process for producing them
JP2013168655A (en) * 2007-02-15 2013-08-29 Nec Corp Carbon nano-tube resistor, semiconductor device, and method of manufacturing carbon nano-tube resistor and semiconductor device
US8101529B2 (en) 2007-02-15 2012-01-24 Nec Corporation Carbon nanotube resistor, semiconductor device, and manufacturing method thereof
JP2009255025A (en) * 2007-07-06 2009-11-05 Imec Method for forming catalyst nanoparticle for growing elongated nanostructure
US7826199B2 (en) * 2007-11-02 2010-11-02 Tsinghua University Electrochemical capacitor with carbon nanotubes
US20110111177A1 (en) * 2008-02-29 2011-05-12 Kenji Hata Carbon nanotube film structure and method for manufacturing the same
US8623495B2 (en) * 2008-02-29 2014-01-07 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Carbon nanotube film structure and method for manufacturing the same
US9126835B2 (en) 2008-02-29 2015-09-08 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Carbon nanotube film structure and method for manufacturing the same
JP2010024081A (en) * 2008-07-17 2010-02-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for producing nanowire, nanowire element, and nanowire structure
JP2013153042A (en) * 2012-01-25 2013-08-08 Fujitsu Ltd Manufacturing method of heat radiation material
JP2014055087A (en) * 2012-09-13 2014-03-27 Panasonic Corp Method for producing graphene and transistor using the graphene

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