受動電気検査可能な、加速度および電圧測定装置
【課題】加速度および電圧測定装置、並びに加速度および電圧測定装置を製造する方法。
【解決手段】加速度および電圧測定装置は、第1の絶縁層の上面の導電性プレートと、前記導電性プレートの上面の第2の絶縁層であり、前記プレートの上面は、第2の絶縁層の開口に露出する、第2の絶縁層と、開口に掛けわたされた導電性ナノチューブと、前記ナノチューブへの導電性コンタクトとを有する。
【解決手段】加速度および電圧測定装置は、第1の絶縁層の上面の導電性プレートと、前記導電性プレートの上面の第2の絶縁層であり、前記プレートの上面は、第2の絶縁層の開口に露出する、第2の絶縁層と、開口に掛けわたされた導電性ナノチューブと、前記ナノチューブへの導電性コンタクトとを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カーボンナノチューブを含む超小型電子・超小型電気機械装置の分野に関し、より詳細には、超小型加速度計および超小型電圧測定装置、並びに超小型加速度計および電圧測定装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
加速度または最大電圧を測定して記録する現在の方法では、装置は、加速度を測定している間に電力の供給を要する記録装置に加えて、加速度測定装置および電圧測定装置が必要となる。加速度または電圧が発生する事象の露見が起こり、およびどのくらいの加速度が発生し、また電圧が生じたかを決定する必要がある多くの用途では、特に長期間にわたる時には、一定の電力を必要とする加速度装置および記録装置を使用することは非実用的であり、また非常に高価である。現在の加速度測定装置および電圧測定装置に必要な機械資源、電子資源、および電力源を収納する空間がほとんどない用途もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
したがって、コンパクトな、受動最大加速度装置および電圧測定記録装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第一の態様は、第一の絶縁層の上面上の導電性プレートと、前記導電性プレートの上面上の第二の絶縁層であり、前記プレートの上面は、前記第二の絶縁層の開口内で露出する、第二の絶縁層と、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域が前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットと、導電性の1つまたは複数のコンタクトであり、前記1つまたは複数のコンタクトのそれぞれは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触する、導電性の1つまたは複数のコンタクトとを有する装置である。
【0005】
本発明の第二の態様は、第一の絶縁層の上面に導電性プレートを形成するステップと、前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、前記第二の絶縁層に開口を形成し、前記プレートの上面を開口にて露出するステップと、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域は、前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットを形成するステップと、1つまたは複数の導電性コンタクトを形成するステップであり、前記1つまたは複数のそれぞれのコンタクトは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触するステップとを含む方法である。
【0006】
本発明の第三の態様は、第一の絶縁層の上面の1つまたは複数の導電性プレートと、前記導電性プレートの上面の第二の絶縁層であり、前記導電性プレートの上面は、前記導電性プレートのそれぞれの上方の前記第二の絶縁層の開口にて露出する、第二の絶縁層と、前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットと、ナノチューブの前記マットに接続する導電性コンタクトとを含む装置である。
【0007】
本発明の第四の態様は、第一の絶縁層の上面に1つまたは複数の導電性プレートを形成するステップと、前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、前記第二の絶縁層中の導電性プレートのぞれぞれの上方に開口を形成し、前記プレートの前記上面を、前記開口にて露出するステップと、前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットを形成するステップと、ナノチューブの前記マットに導電性コンタクトを形成するステップとを含む方法である。
【発明の効果】
【0008】
したがって、本発明の様々な実施の形態により、コンパクトで受動最大加速度装置、および受動最大加速度装置および電圧記録装置を製造する方法が提供される。例えば、第一の実施の形態の開口の変化する幅を、第二の実施の形態の開口の変化する深さと組み合わせても良い。同様に、第三の実施の形態の開口の変化する幅を、第四の実施の形態の開口の変化する深さと組み合わせても良い。また、本発明の第三および第四の実施の形態は、第二の絶縁層の円形開口を用いて説明しているが、三角形、正方形、長方形、台形および多角形などの他の幾何学的図形の開口を使用してもよい。さらに、カーボンナノチューブの代わりに、炭素以外の材料を含む導電性ナノチューブまたはフィラメントを用いてもよく、または炭素と組み合わせて用いてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
カーボンナノチューブは、より正確には、カーボンフラーレン類と呼ばれ、それは、六角形に配置されたsp2混成炭素原子からなるかご形分子である。カーボンナノチューブには、中空チューブ状構造である単層フラーレンチューブと、多層フラーレンチューブの2種類のフラーレンチューブがある。多層フラーレンは、同軸シリンダのセットに類似する。本発明では、単層カーボンフラーレン(以下、単層ナノチューブ(SWNT)と呼ぶ)、および多層カーボンフラーレン(以下、多層ナノチューブ(MWNT)と呼ぶ)を使用する。本発明のために、用語「カーボンナノチューブ(CNT)」は、炭素SWNTまたは炭素MWNTのいずれかを示す。炭素SWNTは、炭素MWNTより柔軟な傾向がある。
【0010】
図1、3、6、8、10、12、14、16は、本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造を説明する平面図であり、図2、4、7、9、11、13、15、17は、対応する断面図である。図1は平面図であり、図2は、図1の2−2線断面図である。図1および2では、基板100の上面に第一の絶縁層105が形成されている。パターン形成された導電層110が、絶縁層105の上面に形成されている。導電層110は、プレート領域115と、パッド領域120と、プレートとパッド領域との間のコネクター領域125からなる。一実施例では、基板100は、半導体基板であり、第一の絶縁層105は、SiO2を含み、導電層110は、ドープされたポリシリコンを含む。
【0011】
一実施例では、導体材料のブランケット層を堆積させ、前記ブランケット層上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に開口パターンをリソグラフ的に画定してブランケット層を露出し、ブランケット層を減じてエッチングし、残りのフォトレジストを取り除くことにより、パターン化した導電層110を形成する。
【0012】
図3は平面図であり、図4は、図3の4−4線断面図である。図3、4では、第二の絶縁層130は、第一の絶縁層105と導電層110の重なるプレート領域115とを覆って形成されている。導電層110のパッド領域120は、第二の絶縁層130によってカバーされていない。第二の絶縁層130に開口135を形成して、プレート領域115上方の第一の導電層110の上面140を露出する。開口135は、4つの側壁145、150、155、160を有し、その形状は台形状である。側壁145、150は、対向し、互いに平行であり、側壁155、160によって接続されている。側壁150は、側壁145より短い。 側壁155、160は長さが等しい。別の形状では、側壁160が、側壁145、150に垂直である(図5参照)。
【0013】
一実施例において、層130のブランケット層を堆積し、ブランケット層上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層の開口のパターンをリソグラフ的に画定してブランケット層を露出し、プレート領域115および第一の絶縁層105に対してブランケット層を減じてエッチングし、残りのフォトレジストの取り除くことにより、パターン形成した第二の絶縁層130に開口135を形成する。
【0014】
図6は平面図であり、図7は、図6の7−7線断面図である。図6、7では、開口135は、充填材料170で満たされている。充填材料170の上面172は、第二の絶縁層130の上面174と同一平面上にある。一実施例において、充填材料は、多結晶またはアモルファスのゲルマニウムである。
【0015】
一実施例において、開口135を充填材料のブランケット堆積物によって充填材料で満たし、その後化学機械的研磨を行って、第二の絶縁層174の上面174上のいかなる充填材料も取り除く。次いで、フォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層にリソグラフ的に島状のパターンを画定して開口135の充填材料を保護し、露出した充填材料170を減じてエッチングし、残りのフォトレジストの取り除くことによって、開口135内にないいかなる残存する充填材料も取り除くことができる。充填材料170がゲルマニウムである場合、H2O2を水に溶解させた溶液をエッチング液として使用してもよい。
【0016】
図8は、平面図であり、図9は、図8の9−9線断面図である。図8、9では、触媒棒175が、第二の絶縁層130の上面174に形成され、開口135の側壁160に隣接し、側壁145、150に垂直な方向に延在する。触媒棒175は、両端176および177を有する。触媒棒175は、側壁145、150間の垂直距離より長く、端部176は、側壁145を超えて延在し、端部177は、側壁150を超えて延在する。また、触媒棒175は、側壁145及び150間の垂直距離より短くてもよく、側壁145、150のどちらかを超えて延在してもよく、どちらも超えずに延在してもよい。触媒棒175の組成は、後に記載する。
【0017】
一実施例において、フォトレジスト層を形成し、触媒棒175を形成するフォトレジスト層に、開口をリソグラフ的に画定して、触媒棒材料のブランケット層を堆積し、次いで、フォトレジスト層の上面のフォトレジスト層およびいかなる触媒棒材料を取り除くことによって、触媒棒175をリフトオフプロセスを使用して形成する。
【0018】
図10は、平面図であり、図11は、図10の11−11線断面図である。図10、11では、CNT180は、側壁145及び150と平行な方向に、触媒棒175から成長し、充填材料170の上面172および第二の絶縁層130の上面174に平行に接触している。CNT180は、側壁160、充填材料170および側壁155を横切って、触媒棒175から延在している。CNTの長さは、側壁145、150に平行な方向で測定される。
【0019】
第一の実施例において、CNTスイープガスが炭素と触媒金属との合金の間を通る加熱チューブに、基板100を設置することにより、CNT180を製造する。基板100の上面は、CNTスイープガスのフロー方向と平行に設置する。触媒棒175がガス流れに対して上流で垂直であり、充填材料170が触媒棒の下流であるように、基板100を設置する。レーザーで触媒棒175を加熱すると、CNTが触媒棒から成長し、開口135を横切って延びる。第一の実施例では、触媒棒175は、鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらの組み合わせと混合された炭素を含む。
【0020】
第二の実施例では、触媒棒175は、鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらの組み合わせを含み、触媒棒175を加熱した後に、レーザーを切り、炭化水素ガスをスイープガスに加える。使用可能な炭化水素としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、オレフィン、環式または芳香族炭化水素、または他の炭化水素が挙げられる。
【0021】
一実施例において、CNT180は、単層カーボンナノチューブで構成される。一実施例において、CNT180は、多層カーボンナノチューブで構成される。
【0022】
図12は、平面図であり、図13は、図12の13−13線断面図である。図12、13では、CNT180は、触媒棒175とは「非連結」であり、必要に応じて、第二の絶縁層130の上面174を張り出さないように、フォトリソグラフ的に「取り除く」。触媒棒175は、所定の位置に残すように示しているが、触媒棒は、任意に取り除いてもよい。
【0023】
図14は、平面図であり、図15は、図14の15−15線断面図である。図14、15では、多数の導電性パッド185が、導電性ワイヤー195によって、導電性CNTコンタクト190に電気的に接続されている。4つのパッド185を使用するのは典型的であり、より多くのまたはより少ないパッド185を使用してもよい。パッド185、CNTコンタクト190およびワイヤー195は、一体形成してもよい。CNTコンタクト190は、それぞれ、1つまたは複数の相違するCNT180の1セットと接触する。CNT180は、すべて接触する必要はなく、隣接するCNTコンタクト190は、同じ1つまたは複数のCNT180と接続するべきではない。一実施例において、パッド185、CNTコンタクト190およびワイヤ195は、Pt、Auまたは他の金属、およびそれらの組み合わせで構成されている。
【0024】
一実施例において、導体材料のブランケット層を堆積し、ブランケット層上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に開口のパターンをリソグラフ的に画定してブランケット層を露出し、ブランケット層を減じてエッチングし、残りのフォトレジストの取り除くことにより、パッド185、CNT190およびワイヤー195を形成する。
【0025】
図16は、平面図であり、図17は、図16の17−17線断面図である。図16、17では、充填材料170(図15参照)を開口135から取り除き、開口135に張り出すCNT180を残して、装置205Aを完成する。充填材料170がゲルマニウムである場合、水にH2O2を溶解した溶液をエッチング液として使用してもよい。開口135の幅(側壁145、150と平行な方向に側壁155から側壁160まで測定された)が、側壁145から側壁150へ減少するので、CNT180のそれぞれの張出し長さ、またはCNT180のそれぞれによって張り出さられた距離は、CNT180が側壁145および150に対してどこに位置するかに依存して変化する。開口135の狭い部分にわたって延在するCNT180を偏向させるよりも、開口135の広い部分にわたって延在するCNT180を偏向させるのに、より少ない力が必要である。さらに、考察を後に記載する。
【0026】
図18、20、22は、本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置の製造時に、任意の慣性重量の追加を説明する平面図であり、図19、21、23は、対応する断面図である。図18、20、22および対応する図19、21、23で説明するステップは、図1、3、6、8、10、12および対応する図2、4、7、9、11、13で説明するステップの後に行なわれ、図14、15、16、17で説明するステップの代わりである。
【0027】
図18は平面図であり、図19は、図18の19−19線断面図である。図18、19では、多数の慣性重量200が、1つまたは複数のCNT180の複数のセットに取り付けられている。重量200は、それぞれ、1つまたは複数の相違するCNT180の単一のセットに取り付けられている。重量200にすべてのCNT180を取り付ける必要はなく、隣接する重量200は、1つまたは複数のCNT180の同じセットに取りつけるべきではない。
【0028】
一実施例において、フォトレジスト層を形成し、重量200を形成するフォトレジスト層に、開口をリソグラフ的に画定して、重量材料のブランケット層を堆積し、フォトレジスト層の上面のフォトレジスト層およびいかなる重量材料をも取り除くことによって、リフトオフプロセスを使用して重量200を形成する。一実施例で、重量200は、導体材料からなる。一実施例では、重量200は、半導体からなる。一実施例では、重量200は、電気絶縁体からなる。
【0029】
図20は、平面図であり、図21は、図20の21−21線断面図である。重量200を除いて、図20、21は、それぞれ、図14および15に類似している。
【0030】
図22は、平面図であり、図23は、図22の23−23線断面図である。重量200を除いて、図22と23の装置205Bは、図16および17の装置205Aに類似している。
【0031】
図24、26、28は、加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置の断面図であり、対応する25、27、29は、加速後の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置の断面図である。
【0032】
図24では、CNT180は、開口135にかかり、導電層110とパッド185との間に電気的接続はない。図25では、導電層110の上面140に垂直な方向に、大きなベクトル成分を有する加速がかかる場合により、CNT180は曲がり、導電層110の上面140と電気的、物理的に接触する。CNT180を介して、導電層110とパッド185との間に電気的接続がある。図25では、一旦、CNT180が導電層110の上面140と接触すると、CNT180は、ファンデルワールス力によって所定の位置に保持される。
【0033】
全てが理解されるというわけではないが、一般に、ファンデルワールス力は、分子間力である。分子中の結合は、電子の周囲を回ることにより引き起こされる。分子の一方の側で余剰の負電荷を、分子の反対側で電荷(正電荷)の不足を生成するいかなる場合において、いかなる所定の電子も、分子の一方または他方にある、すなわち、双極子が形成されると考えてもよい。隣接する分子上の双極子が、陰極に対して配列した陽極、陽極に対する陰極である場合、弱い一時的な静電気引力がある。物体が多くの分子から構成されるので、引きつける双極子を有する有限数のペアの分子が常に存在する。
【0034】
図16に戻って、「A」と表示するパッドに接続されたCNT180は、開口135にわたって、「B」と表示するパッドに接続されたCNT180よりも短い距離にかかっている。「B」と表示するパッドに接続されたCNT180は、開口135にわたって、「C」と表示するパッドに接続されたCNT180よりも短い距離にかかっている。「C」と表示するパッドに接続されたCNT180は、開口135にわたって、「D」と表示するパッドに接続されたCNT180よりも短い距離にかかっている。CNT180に及ぼされる力は、CNTの質量および加速度量に比例することが分かる。空間にかかる横部材の屈曲量は、他の要因のなかで部材のスパンの長さに比例する。したがって、「D」と表示するパッドに接続されたCNT180は、「C」表示するパッドに接続されたCNT180が、導電層110の上面140と接触するために必要とされるよりも低い加速度を受けた後、導電層110の上面140と接触することとなる。多くのパッド185が、パッド120にショートしたことが分かると、検知方向に、より高い加速度を受ける。CNT180を上面140に接触させ、「貼付」させるファンデルワールス力が、上面からCNTを引き離す役割をする加速力より大きいなら、次いで、パッド120にショートしたパッド185の数は、装置205Aが受ける最大加速度に対して、公知の関係(容易に測定された)を有する。
【0035】
図26、27は、CNT180に取り付けられた重量200を追加したことを除いて、図24、25に類似する。重量200は、CNTの屈曲に対する抵抗を克服するために、CNT180に及ぼされた加速による力を「増幅する」役目を果たす。言いかえれば、重量200は、CNTの有効質量を増加させることにより、CNT180の曲げモーメントを増加させる。図22の装置205Bは、この効果を利用する。
【0036】
図28、29は、CNT180に取り付けられた重量200がCNTを包囲し、上面140に向けてCNTの下に延在するということを除いて、図26、27に類似している。したがって、重量200は、導電性層110の上面140と電気的に接触し、ファンデルワールス力によって導電層110に保持される。図28で説明する構造は、図14、15で説明するステップと、図18、19で説明し、上述したステップとの間で、フィラー170(図15参照)のリセスエッチングを行なうことによって製造されてもよい。
【0037】
図30は、本発明の第二の実施の形態による加速度/電圧測定装置の平面図であり、図31は、図30の31−31線断面図であり、図32は、図30の32−32線断面図である。図30、31の装置205Cは、図22、23の開口135を第一の絶縁層105の凹部225A、225B、225C、225Dの上方に形成された矩形開口部220に変えた以外は、図22、23の装置205Bに類似している。図32で、領域225Aの上方のCNT180と導電層110の距離が、DAであることが分かる。領域225Bの上方のCNT180と導電層110の距離は、DBである。領域225Cの上方のCNT180と導電層110の距離は、DCである。領域225Dの上方のCNT180と導電層110の距離は、DDである。ここで、DA>DC>DB>DDである。したがって、開口220を横切る複数のCNT180のスパンが同じであるとともに、CNTが電気的に導電層110に接触し、「貼付」するのに必要な離脱量は、領域225A、225B、225C、225Dにおいて異なる。装置205Cでの加速度測定は、横部材の屈曲の程度が、横部材に印加された力に比率することに依存する。
【0038】
図32は、第一の絶縁層105にエッチングされた段差を説明しているが、代わりに、基板100に段差をエッチングして、領域225A、225B、225C、225Dを形成してもよい。図30、31、32で説明する構造が、重量200なしで、または図14Aに示すCNTを包囲する重量を使用して製造されてもよいことが分かる。
【0039】
以下に記載される本発明の第三および第四の実施の形態の様々な構造を形成するために用いられる、プロセスの作動原理および材料は、特に断りのない限り、本発明の第1および第二の実施の形態のために上述したものと同様である。
【0040】
図33、35、37、39、41は、本発明の第三の実施の形態による加速度測定装置の製造を説明する平面図であり、図34、36、38、40、42は、対応する断面図である。図33は、平面図であり、図34は、図33の34−34線断面図である。図33、34において、3つのパターン化した導電性層110A、110B、110Cは、それぞれ、パッド領域115A、115B、115Cおよびパッド領域120A、120B、120Cを有し、第一の絶縁層105上に形成されている。
【0041】
図35は、平面図であり、図36は、図35の36−36線断面図である。図35、36において、第二の絶縁層130は、プレート領域115A、115B、115Cの真上に形成され、円形開口135A、135B、135Cは、それぞれのプレート領域115A、115B、115Cの真上の第二の絶縁層130に形成されている。それぞれのプレート領域115A、155B、115Cの表面140A、140B、140Cは、それぞれの開口135A、135B、135C内に露出している。開口135Aは、直径RAを有し、開口135Bは、直径RBを有し、開口135Cは、直径RCを有し、ここで、RC>RB>RAである。3つのプレート領域(115A、115B、115C)および対応する開口(13A、135B、135C)を使用することは典型的であり、より多くまたは少ない数のパッドおよび開口を使用してもよい。
【0042】
図37は、平面図であり、図38は、図37の38−38線断面図である。図37、38では、フィラー170は、開口135A、135B、135C内に形成されている。
【0043】
図39は、平面図であり、図40は、図39の40−40線断面図である。図39、40では、CNTの単一の連続マット250が、開口135A、135B、135Cの真上に形成されている。一実施例では、溶剤にCNTを分散したものからCNTのマット250を回転塗布しており、溶剤は次いで蒸発する。一実施例において、前記分散は膠質である。他の実施例において、前記分散は機械的である(攪拌によって維持される)。開口135A、135B、135Cの面積の十分な割合が、CNTによって覆われない状態であるように、マット250のCNTの密度を制御して、その結果、エッチング液がマットに浸透して、図16、17で上述したようにフィラー170を取り除くことができる。一実施例では、マット250は、単層カーボンナノチューブで構成されている。一実施例では、マット250は、多層カーボンナノチューブで構成されている。
【0044】
図41は平面図であり、図42は、図41の42−42線断面図です。図41、42では、任意の重量200は、開口135A、135B、135Cの中心の真上のマット250上に形成されており、導電性パッド255は、マット150に接続されており、充填材料170(図40参照)を取り除いて、装置260Aを完成する。重量200は、上述されるような重量を形成する前に、充填材料170(図40参照)を凹部に設置することによって、マット250を構成するCNTを包囲しても良い。
【0045】
図43は、本発明の第四の実施の形態による加速度/電圧測定装置の平面図であり、図44Bは、図43の44−44線断面図である。図43、44では、装置260Bは、開口135D、135E、135Dがすべて同じ直径を有し、距離D1、D2、D3がD1>D2>D3で異なる以外、図41、42の装置260Aに類似している。D1は、マット250と導電性プレート110Dの距離である。D2は、マット250と導電性プレート110Eの距離である。D3は、マット250と導電性プレート110Fの距離である。第一の絶縁層105でのエッチングステップにより、異なる距離、D1、D2、D3を生成した。または、基板100のエッチングステップによって、相違する距離D1、D2、D3を生成してもよい。
【0046】
本発明の様々な実施の形態の同一の構造は、加速度測定装置と同時に、電圧測定装置として使用してもよい。図16に戻って、例えば、パッド185およびパッド120に同じ電圧差をかけると、CNT180は導電層110の方へ屈曲することとなる。パッドDに取り付けられたCNT180を十分に屈曲するためには、より小さい電圧差が必要となり、CNTを、例えば、パッドBにCNT180を屈曲して取り付けるために必要とされるよりも大きいファンデルワールス力によって、導電層110に接触させ、次いで取り付ける。一旦電圧を解除すると、導電層110に取り付けられたいかなるCNTも、取り付けられたままとなり、相違するパッド185、120間を精査することによって、装置が受ける最大電圧を決めることができる。
【0047】
図45は、本発明の実施の形態による電圧測定装置の平面図であり、図46は、図45の46−46線断面図である。図45、46では、装置300Aは、絶縁層310が形成された基板305と、絶縁層310に取り付けられた絶縁蓋315とを含む。本発明の第1および第二の実施の形態による導電性プレート320の上方のCNTアレイ315Aは、絶縁層310上に形成されている。導電性アンテナ325は、蓋315上に位置し、パッド340にコンタクト330を介して電気的に接続されている。パッド340は、導電性プレート320に電気的に接続されている。導電性のパッド345は、CNTアレイ315AのCNTの相違するセットに接続されている。
【0048】
パッド340およびパッド345を電気的に浮かせながら、装置300Aを、作動中のプラズマエッチングまたはプラズマ堆積室などの電気的に帯電する環境に設置してもよい。アンテナ325上で引き起こされた電圧によって、CNTのセットのよっては引きつけられることとなり、次いで、ファンデルワールス力によって、CNTは導電性プレート320に貼り付くこととなる。その後、装置300Aを帯電する環境から取り出し、CNTとCNTの下の導電性プレートとの間で受ける最大電圧を決めるために、パッド340を、相違するパッド345に対して個々に精査する。
【0049】
図47は、本発明の実施の形態による電圧測定装置の平面図であり、図48は、図47の48−48線断面図である。図47、48では、装置300Bは、絶縁層310が形成された基板305と、絶縁層310に取り付けられた絶縁蓋315とを含む。1セットの導電性プレート320A、320B、320C、320Dの上方のCNTマット315Bが、絶縁層310上に形成されている。導電性アンテナ325は、蓋315上に位置する。パッド340は、CNTマット315Bに電気的に接続されている。導電性パッド345は、相違する導電性プレート320A、320B、320C、320Dに接続されている。アンテナ325は、導電性コンタクト360を介して、CNTマット315Bの上方に位置する電極365に電気的に接続されている。CNTマットの一部が、後に記載するように電極に引きつけられる場合、電極365は、CNTマット315Bが電極365にショートしないように、絶縁層370によってカバーされている。
【0050】
まず、導電性プレート320A、320B、320C、320Dに、CNTマット315Bの一部を引きつけ、ヴァンファンデルワールス力によって取り付けるように、装置300Bをプリチャージする。次いで、パッド340およびパッド345をアースする、または電気的に浮かせながら、装置300Bを、作動中のプラズマエッチングまたはプラズマ堆積室などの電気的に帯電された環境に設置してもよい。アンテナ325上に引き起こされた電圧によって、CNTは電極365に引きつけられ、CNTを導電性プレート320に保持するファンデルワールス力を破壊することとなる。その後、装置300Bを前記帯電環境から取り出し、CNTマット315Bと導電性プレート320B、320C、320Dとの間で受ける最大電圧を決めるために、パッド340を、相違するパッド345に対して個々に精査する。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明の理解のため、本発明の実施の形態を説明した。当然のことながら、本発明は、本明細書に記載された特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく当業者に直ちに明らかなように、様々な改良、再配列、および置換が可能である。したがって、以下の請求の範囲が、発明の真の精神および範囲に収まるように、そのような改良および変更の全てを網羅することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図2】第1図の2−2線に従う断面図である。
【図3】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図4】第3図の4−4線に従う断面図である。
【図5】前記実施の形態の異なる開口部の形態を示す平面図である。
【図6】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図7】第6図の7−7線に従う断面図である。
【図8】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図9】第8図の9−9線に従う断面図である。
【図10】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図11】第10図の11−11線に従う断面図である。
【図12】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図13】第12図の13−13線に従う断面図である。
【図14】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図15】第14図の15−15線に従う断面図である。
【図16】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図17】第16図の17−17線に従う断面図である。
【図18】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図19】第18図の19−19線に従う断面図である。
【図20】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図21】第20図の21−21線に従う断面図である。
【図22】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図23】第22図の23−23線に従う断面図である。
【図24】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図25】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図26】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図27】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図28】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図29】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図30】本発明の第二の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図31】第30図の31−31線に従う断面図である。
【図32】第30図の32−32線に従う断面図である。
【図33】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図34】第33図の34−34線に従う断面図である。
【図35】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図36】第35図の36−36線に従う断面図である。
【図37】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図38】第37図の38−38線に従う断面図である。
【図39】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図40】第39図の40−40線に従う断面図である。
【図41】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図42】第41図の42−42線に従う断面図である。
【図43】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図44】第43図の44−44線に従う断面図である。
【図45】本発明の他の実施の形態による電圧測定装置を示す平面図である。
【図46】第45図の46−46線に従う断面図である。
【図47】本発明の他の実施の形態による電圧測定装置を示す平面図である。
【図48】第47図の48−48線に従う断面図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、カーボンナノチューブを含む超小型電子・超小型電気機械装置の分野に関し、より詳細には、超小型加速度計および超小型電圧測定装置、並びに超小型加速度計および電圧測定装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
加速度または最大電圧を測定して記録する現在の方法では、装置は、加速度を測定している間に電力の供給を要する記録装置に加えて、加速度測定装置および電圧測定装置が必要となる。加速度または電圧が発生する事象の露見が起こり、およびどのくらいの加速度が発生し、また電圧が生じたかを決定する必要がある多くの用途では、特に長期間にわたる時には、一定の電力を必要とする加速度装置および記録装置を使用することは非実用的であり、また非常に高価である。現在の加速度測定装置および電圧測定装置に必要な機械資源、電子資源、および電力源を収納する空間がほとんどない用途もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
したがって、コンパクトな、受動最大加速度装置および電圧測定記録装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第一の態様は、第一の絶縁層の上面上の導電性プレートと、前記導電性プレートの上面上の第二の絶縁層であり、前記プレートの上面は、前記第二の絶縁層の開口内で露出する、第二の絶縁層と、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域が前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットと、導電性の1つまたは複数のコンタクトであり、前記1つまたは複数のコンタクトのそれぞれは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触する、導電性の1つまたは複数のコンタクトとを有する装置である。
【0005】
本発明の第二の態様は、第一の絶縁層の上面に導電性プレートを形成するステップと、前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、前記第二の絶縁層に開口を形成し、前記プレートの上面を開口にて露出するステップと、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域は、前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットを形成するステップと、1つまたは複数の導電性コンタクトを形成するステップであり、前記1つまたは複数のそれぞれのコンタクトは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触するステップとを含む方法である。
【0006】
本発明の第三の態様は、第一の絶縁層の上面の1つまたは複数の導電性プレートと、前記導電性プレートの上面の第二の絶縁層であり、前記導電性プレートの上面は、前記導電性プレートのそれぞれの上方の前記第二の絶縁層の開口にて露出する、第二の絶縁層と、前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットと、ナノチューブの前記マットに接続する導電性コンタクトとを含む装置である。
【0007】
本発明の第四の態様は、第一の絶縁層の上面に1つまたは複数の導電性プレートを形成するステップと、前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、前記第二の絶縁層中の導電性プレートのぞれぞれの上方に開口を形成し、前記プレートの前記上面を、前記開口にて露出するステップと、前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットを形成するステップと、ナノチューブの前記マットに導電性コンタクトを形成するステップとを含む方法である。
【発明の効果】
【0008】
したがって、本発明の様々な実施の形態により、コンパクトで受動最大加速度装置、および受動最大加速度装置および電圧記録装置を製造する方法が提供される。例えば、第一の実施の形態の開口の変化する幅を、第二の実施の形態の開口の変化する深さと組み合わせても良い。同様に、第三の実施の形態の開口の変化する幅を、第四の実施の形態の開口の変化する深さと組み合わせても良い。また、本発明の第三および第四の実施の形態は、第二の絶縁層の円形開口を用いて説明しているが、三角形、正方形、長方形、台形および多角形などの他の幾何学的図形の開口を使用してもよい。さらに、カーボンナノチューブの代わりに、炭素以外の材料を含む導電性ナノチューブまたはフィラメントを用いてもよく、または炭素と組み合わせて用いてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
カーボンナノチューブは、より正確には、カーボンフラーレン類と呼ばれ、それは、六角形に配置されたsp2混成炭素原子からなるかご形分子である。カーボンナノチューブには、中空チューブ状構造である単層フラーレンチューブと、多層フラーレンチューブの2種類のフラーレンチューブがある。多層フラーレンは、同軸シリンダのセットに類似する。本発明では、単層カーボンフラーレン(以下、単層ナノチューブ(SWNT)と呼ぶ)、および多層カーボンフラーレン(以下、多層ナノチューブ(MWNT)と呼ぶ)を使用する。本発明のために、用語「カーボンナノチューブ(CNT)」は、炭素SWNTまたは炭素MWNTのいずれかを示す。炭素SWNTは、炭素MWNTより柔軟な傾向がある。
【0010】
図1、3、6、8、10、12、14、16は、本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造を説明する平面図であり、図2、4、7、9、11、13、15、17は、対応する断面図である。図1は平面図であり、図2は、図1の2−2線断面図である。図1および2では、基板100の上面に第一の絶縁層105が形成されている。パターン形成された導電層110が、絶縁層105の上面に形成されている。導電層110は、プレート領域115と、パッド領域120と、プレートとパッド領域との間のコネクター領域125からなる。一実施例では、基板100は、半導体基板であり、第一の絶縁層105は、SiO2を含み、導電層110は、ドープされたポリシリコンを含む。
【0011】
一実施例では、導体材料のブランケット層を堆積させ、前記ブランケット層上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に開口パターンをリソグラフ的に画定してブランケット層を露出し、ブランケット層を減じてエッチングし、残りのフォトレジストを取り除くことにより、パターン化した導電層110を形成する。
【0012】
図3は平面図であり、図4は、図3の4−4線断面図である。図3、4では、第二の絶縁層130は、第一の絶縁層105と導電層110の重なるプレート領域115とを覆って形成されている。導電層110のパッド領域120は、第二の絶縁層130によってカバーされていない。第二の絶縁層130に開口135を形成して、プレート領域115上方の第一の導電層110の上面140を露出する。開口135は、4つの側壁145、150、155、160を有し、その形状は台形状である。側壁145、150は、対向し、互いに平行であり、側壁155、160によって接続されている。側壁150は、側壁145より短い。 側壁155、160は長さが等しい。別の形状では、側壁160が、側壁145、150に垂直である(図5参照)。
【0013】
一実施例において、層130のブランケット層を堆積し、ブランケット層上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層の開口のパターンをリソグラフ的に画定してブランケット層を露出し、プレート領域115および第一の絶縁層105に対してブランケット層を減じてエッチングし、残りのフォトレジストの取り除くことにより、パターン形成した第二の絶縁層130に開口135を形成する。
【0014】
図6は平面図であり、図7は、図6の7−7線断面図である。図6、7では、開口135は、充填材料170で満たされている。充填材料170の上面172は、第二の絶縁層130の上面174と同一平面上にある。一実施例において、充填材料は、多結晶またはアモルファスのゲルマニウムである。
【0015】
一実施例において、開口135を充填材料のブランケット堆積物によって充填材料で満たし、その後化学機械的研磨を行って、第二の絶縁層174の上面174上のいかなる充填材料も取り除く。次いで、フォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層にリソグラフ的に島状のパターンを画定して開口135の充填材料を保護し、露出した充填材料170を減じてエッチングし、残りのフォトレジストの取り除くことによって、開口135内にないいかなる残存する充填材料も取り除くことができる。充填材料170がゲルマニウムである場合、H2O2を水に溶解させた溶液をエッチング液として使用してもよい。
【0016】
図8は、平面図であり、図9は、図8の9−9線断面図である。図8、9では、触媒棒175が、第二の絶縁層130の上面174に形成され、開口135の側壁160に隣接し、側壁145、150に垂直な方向に延在する。触媒棒175は、両端176および177を有する。触媒棒175は、側壁145、150間の垂直距離より長く、端部176は、側壁145を超えて延在し、端部177は、側壁150を超えて延在する。また、触媒棒175は、側壁145及び150間の垂直距離より短くてもよく、側壁145、150のどちらかを超えて延在してもよく、どちらも超えずに延在してもよい。触媒棒175の組成は、後に記載する。
【0017】
一実施例において、フォトレジスト層を形成し、触媒棒175を形成するフォトレジスト層に、開口をリソグラフ的に画定して、触媒棒材料のブランケット層を堆積し、次いで、フォトレジスト層の上面のフォトレジスト層およびいかなる触媒棒材料を取り除くことによって、触媒棒175をリフトオフプロセスを使用して形成する。
【0018】
図10は、平面図であり、図11は、図10の11−11線断面図である。図10、11では、CNT180は、側壁145及び150と平行な方向に、触媒棒175から成長し、充填材料170の上面172および第二の絶縁層130の上面174に平行に接触している。CNT180は、側壁160、充填材料170および側壁155を横切って、触媒棒175から延在している。CNTの長さは、側壁145、150に平行な方向で測定される。
【0019】
第一の実施例において、CNTスイープガスが炭素と触媒金属との合金の間を通る加熱チューブに、基板100を設置することにより、CNT180を製造する。基板100の上面は、CNTスイープガスのフロー方向と平行に設置する。触媒棒175がガス流れに対して上流で垂直であり、充填材料170が触媒棒の下流であるように、基板100を設置する。レーザーで触媒棒175を加熱すると、CNTが触媒棒から成長し、開口135を横切って延びる。第一の実施例では、触媒棒175は、鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらの組み合わせと混合された炭素を含む。
【0020】
第二の実施例では、触媒棒175は、鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらの組み合わせを含み、触媒棒175を加熱した後に、レーザーを切り、炭化水素ガスをスイープガスに加える。使用可能な炭化水素としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、オレフィン、環式または芳香族炭化水素、または他の炭化水素が挙げられる。
【0021】
一実施例において、CNT180は、単層カーボンナノチューブで構成される。一実施例において、CNT180は、多層カーボンナノチューブで構成される。
【0022】
図12は、平面図であり、図13は、図12の13−13線断面図である。図12、13では、CNT180は、触媒棒175とは「非連結」であり、必要に応じて、第二の絶縁層130の上面174を張り出さないように、フォトリソグラフ的に「取り除く」。触媒棒175は、所定の位置に残すように示しているが、触媒棒は、任意に取り除いてもよい。
【0023】
図14は、平面図であり、図15は、図14の15−15線断面図である。図14、15では、多数の導電性パッド185が、導電性ワイヤー195によって、導電性CNTコンタクト190に電気的に接続されている。4つのパッド185を使用するのは典型的であり、より多くのまたはより少ないパッド185を使用してもよい。パッド185、CNTコンタクト190およびワイヤー195は、一体形成してもよい。CNTコンタクト190は、それぞれ、1つまたは複数の相違するCNT180の1セットと接触する。CNT180は、すべて接触する必要はなく、隣接するCNTコンタクト190は、同じ1つまたは複数のCNT180と接続するべきではない。一実施例において、パッド185、CNTコンタクト190およびワイヤ195は、Pt、Auまたは他の金属、およびそれらの組み合わせで構成されている。
【0024】
一実施例において、導体材料のブランケット層を堆積し、ブランケット層上にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に開口のパターンをリソグラフ的に画定してブランケット層を露出し、ブランケット層を減じてエッチングし、残りのフォトレジストの取り除くことにより、パッド185、CNT190およびワイヤー195を形成する。
【0025】
図16は、平面図であり、図17は、図16の17−17線断面図である。図16、17では、充填材料170(図15参照)を開口135から取り除き、開口135に張り出すCNT180を残して、装置205Aを完成する。充填材料170がゲルマニウムである場合、水にH2O2を溶解した溶液をエッチング液として使用してもよい。開口135の幅(側壁145、150と平行な方向に側壁155から側壁160まで測定された)が、側壁145から側壁150へ減少するので、CNT180のそれぞれの張出し長さ、またはCNT180のそれぞれによって張り出さられた距離は、CNT180が側壁145および150に対してどこに位置するかに依存して変化する。開口135の狭い部分にわたって延在するCNT180を偏向させるよりも、開口135の広い部分にわたって延在するCNT180を偏向させるのに、より少ない力が必要である。さらに、考察を後に記載する。
【0026】
図18、20、22は、本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置の製造時に、任意の慣性重量の追加を説明する平面図であり、図19、21、23は、対応する断面図である。図18、20、22および対応する図19、21、23で説明するステップは、図1、3、6、8、10、12および対応する図2、4、7、9、11、13で説明するステップの後に行なわれ、図14、15、16、17で説明するステップの代わりである。
【0027】
図18は平面図であり、図19は、図18の19−19線断面図である。図18、19では、多数の慣性重量200が、1つまたは複数のCNT180の複数のセットに取り付けられている。重量200は、それぞれ、1つまたは複数の相違するCNT180の単一のセットに取り付けられている。重量200にすべてのCNT180を取り付ける必要はなく、隣接する重量200は、1つまたは複数のCNT180の同じセットに取りつけるべきではない。
【0028】
一実施例において、フォトレジスト層を形成し、重量200を形成するフォトレジスト層に、開口をリソグラフ的に画定して、重量材料のブランケット層を堆積し、フォトレジスト層の上面のフォトレジスト層およびいかなる重量材料をも取り除くことによって、リフトオフプロセスを使用して重量200を形成する。一実施例で、重量200は、導体材料からなる。一実施例では、重量200は、半導体からなる。一実施例では、重量200は、電気絶縁体からなる。
【0029】
図20は、平面図であり、図21は、図20の21−21線断面図である。重量200を除いて、図20、21は、それぞれ、図14および15に類似している。
【0030】
図22は、平面図であり、図23は、図22の23−23線断面図である。重量200を除いて、図22と23の装置205Bは、図16および17の装置205Aに類似している。
【0031】
図24、26、28は、加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置の断面図であり、対応する25、27、29は、加速後の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置の断面図である。
【0032】
図24では、CNT180は、開口135にかかり、導電層110とパッド185との間に電気的接続はない。図25では、導電層110の上面140に垂直な方向に、大きなベクトル成分を有する加速がかかる場合により、CNT180は曲がり、導電層110の上面140と電気的、物理的に接触する。CNT180を介して、導電層110とパッド185との間に電気的接続がある。図25では、一旦、CNT180が導電層110の上面140と接触すると、CNT180は、ファンデルワールス力によって所定の位置に保持される。
【0033】
全てが理解されるというわけではないが、一般に、ファンデルワールス力は、分子間力である。分子中の結合は、電子の周囲を回ることにより引き起こされる。分子の一方の側で余剰の負電荷を、分子の反対側で電荷(正電荷)の不足を生成するいかなる場合において、いかなる所定の電子も、分子の一方または他方にある、すなわち、双極子が形成されると考えてもよい。隣接する分子上の双極子が、陰極に対して配列した陽極、陽極に対する陰極である場合、弱い一時的な静電気引力がある。物体が多くの分子から構成されるので、引きつける双極子を有する有限数のペアの分子が常に存在する。
【0034】
図16に戻って、「A」と表示するパッドに接続されたCNT180は、開口135にわたって、「B」と表示するパッドに接続されたCNT180よりも短い距離にかかっている。「B」と表示するパッドに接続されたCNT180は、開口135にわたって、「C」と表示するパッドに接続されたCNT180よりも短い距離にかかっている。「C」と表示するパッドに接続されたCNT180は、開口135にわたって、「D」と表示するパッドに接続されたCNT180よりも短い距離にかかっている。CNT180に及ぼされる力は、CNTの質量および加速度量に比例することが分かる。空間にかかる横部材の屈曲量は、他の要因のなかで部材のスパンの長さに比例する。したがって、「D」と表示するパッドに接続されたCNT180は、「C」表示するパッドに接続されたCNT180が、導電層110の上面140と接触するために必要とされるよりも低い加速度を受けた後、導電層110の上面140と接触することとなる。多くのパッド185が、パッド120にショートしたことが分かると、検知方向に、より高い加速度を受ける。CNT180を上面140に接触させ、「貼付」させるファンデルワールス力が、上面からCNTを引き離す役割をする加速力より大きいなら、次いで、パッド120にショートしたパッド185の数は、装置205Aが受ける最大加速度に対して、公知の関係(容易に測定された)を有する。
【0035】
図26、27は、CNT180に取り付けられた重量200を追加したことを除いて、図24、25に類似する。重量200は、CNTの屈曲に対する抵抗を克服するために、CNT180に及ぼされた加速による力を「増幅する」役目を果たす。言いかえれば、重量200は、CNTの有効質量を増加させることにより、CNT180の曲げモーメントを増加させる。図22の装置205Bは、この効果を利用する。
【0036】
図28、29は、CNT180に取り付けられた重量200がCNTを包囲し、上面140に向けてCNTの下に延在するということを除いて、図26、27に類似している。したがって、重量200は、導電性層110の上面140と電気的に接触し、ファンデルワールス力によって導電層110に保持される。図28で説明する構造は、図14、15で説明するステップと、図18、19で説明し、上述したステップとの間で、フィラー170(図15参照)のリセスエッチングを行なうことによって製造されてもよい。
【0037】
図30は、本発明の第二の実施の形態による加速度/電圧測定装置の平面図であり、図31は、図30の31−31線断面図であり、図32は、図30の32−32線断面図である。図30、31の装置205Cは、図22、23の開口135を第一の絶縁層105の凹部225A、225B、225C、225Dの上方に形成された矩形開口部220に変えた以外は、図22、23の装置205Bに類似している。図32で、領域225Aの上方のCNT180と導電層110の距離が、DAであることが分かる。領域225Bの上方のCNT180と導電層110の距離は、DBである。領域225Cの上方のCNT180と導電層110の距離は、DCである。領域225Dの上方のCNT180と導電層110の距離は、DDである。ここで、DA>DC>DB>DDである。したがって、開口220を横切る複数のCNT180のスパンが同じであるとともに、CNTが電気的に導電層110に接触し、「貼付」するのに必要な離脱量は、領域225A、225B、225C、225Dにおいて異なる。装置205Cでの加速度測定は、横部材の屈曲の程度が、横部材に印加された力に比率することに依存する。
【0038】
図32は、第一の絶縁層105にエッチングされた段差を説明しているが、代わりに、基板100に段差をエッチングして、領域225A、225B、225C、225Dを形成してもよい。図30、31、32で説明する構造が、重量200なしで、または図14Aに示すCNTを包囲する重量を使用して製造されてもよいことが分かる。
【0039】
以下に記載される本発明の第三および第四の実施の形態の様々な構造を形成するために用いられる、プロセスの作動原理および材料は、特に断りのない限り、本発明の第1および第二の実施の形態のために上述したものと同様である。
【0040】
図33、35、37、39、41は、本発明の第三の実施の形態による加速度測定装置の製造を説明する平面図であり、図34、36、38、40、42は、対応する断面図である。図33は、平面図であり、図34は、図33の34−34線断面図である。図33、34において、3つのパターン化した導電性層110A、110B、110Cは、それぞれ、パッド領域115A、115B、115Cおよびパッド領域120A、120B、120Cを有し、第一の絶縁層105上に形成されている。
【0041】
図35は、平面図であり、図36は、図35の36−36線断面図である。図35、36において、第二の絶縁層130は、プレート領域115A、115B、115Cの真上に形成され、円形開口135A、135B、135Cは、それぞれのプレート領域115A、115B、115Cの真上の第二の絶縁層130に形成されている。それぞれのプレート領域115A、155B、115Cの表面140A、140B、140Cは、それぞれの開口135A、135B、135C内に露出している。開口135Aは、直径RAを有し、開口135Bは、直径RBを有し、開口135Cは、直径RCを有し、ここで、RC>RB>RAである。3つのプレート領域(115A、115B、115C)および対応する開口(13A、135B、135C)を使用することは典型的であり、より多くまたは少ない数のパッドおよび開口を使用してもよい。
【0042】
図37は、平面図であり、図38は、図37の38−38線断面図である。図37、38では、フィラー170は、開口135A、135B、135C内に形成されている。
【0043】
図39は、平面図であり、図40は、図39の40−40線断面図である。図39、40では、CNTの単一の連続マット250が、開口135A、135B、135Cの真上に形成されている。一実施例では、溶剤にCNTを分散したものからCNTのマット250を回転塗布しており、溶剤は次いで蒸発する。一実施例において、前記分散は膠質である。他の実施例において、前記分散は機械的である(攪拌によって維持される)。開口135A、135B、135Cの面積の十分な割合が、CNTによって覆われない状態であるように、マット250のCNTの密度を制御して、その結果、エッチング液がマットに浸透して、図16、17で上述したようにフィラー170を取り除くことができる。一実施例では、マット250は、単層カーボンナノチューブで構成されている。一実施例では、マット250は、多層カーボンナノチューブで構成されている。
【0044】
図41は平面図であり、図42は、図41の42−42線断面図です。図41、42では、任意の重量200は、開口135A、135B、135Cの中心の真上のマット250上に形成されており、導電性パッド255は、マット150に接続されており、充填材料170(図40参照)を取り除いて、装置260Aを完成する。重量200は、上述されるような重量を形成する前に、充填材料170(図40参照)を凹部に設置することによって、マット250を構成するCNTを包囲しても良い。
【0045】
図43は、本発明の第四の実施の形態による加速度/電圧測定装置の平面図であり、図44Bは、図43の44−44線断面図である。図43、44では、装置260Bは、開口135D、135E、135Dがすべて同じ直径を有し、距離D1、D2、D3がD1>D2>D3で異なる以外、図41、42の装置260Aに類似している。D1は、マット250と導電性プレート110Dの距離である。D2は、マット250と導電性プレート110Eの距離である。D3は、マット250と導電性プレート110Fの距離である。第一の絶縁層105でのエッチングステップにより、異なる距離、D1、D2、D3を生成した。または、基板100のエッチングステップによって、相違する距離D1、D2、D3を生成してもよい。
【0046】
本発明の様々な実施の形態の同一の構造は、加速度測定装置と同時に、電圧測定装置として使用してもよい。図16に戻って、例えば、パッド185およびパッド120に同じ電圧差をかけると、CNT180は導電層110の方へ屈曲することとなる。パッドDに取り付けられたCNT180を十分に屈曲するためには、より小さい電圧差が必要となり、CNTを、例えば、パッドBにCNT180を屈曲して取り付けるために必要とされるよりも大きいファンデルワールス力によって、導電層110に接触させ、次いで取り付ける。一旦電圧を解除すると、導電層110に取り付けられたいかなるCNTも、取り付けられたままとなり、相違するパッド185、120間を精査することによって、装置が受ける最大電圧を決めることができる。
【0047】
図45は、本発明の実施の形態による電圧測定装置の平面図であり、図46は、図45の46−46線断面図である。図45、46では、装置300Aは、絶縁層310が形成された基板305と、絶縁層310に取り付けられた絶縁蓋315とを含む。本発明の第1および第二の実施の形態による導電性プレート320の上方のCNTアレイ315Aは、絶縁層310上に形成されている。導電性アンテナ325は、蓋315上に位置し、パッド340にコンタクト330を介して電気的に接続されている。パッド340は、導電性プレート320に電気的に接続されている。導電性のパッド345は、CNTアレイ315AのCNTの相違するセットに接続されている。
【0048】
パッド340およびパッド345を電気的に浮かせながら、装置300Aを、作動中のプラズマエッチングまたはプラズマ堆積室などの電気的に帯電する環境に設置してもよい。アンテナ325上で引き起こされた電圧によって、CNTのセットのよっては引きつけられることとなり、次いで、ファンデルワールス力によって、CNTは導電性プレート320に貼り付くこととなる。その後、装置300Aを帯電する環境から取り出し、CNTとCNTの下の導電性プレートとの間で受ける最大電圧を決めるために、パッド340を、相違するパッド345に対して個々に精査する。
【0049】
図47は、本発明の実施の形態による電圧測定装置の平面図であり、図48は、図47の48−48線断面図である。図47、48では、装置300Bは、絶縁層310が形成された基板305と、絶縁層310に取り付けられた絶縁蓋315とを含む。1セットの導電性プレート320A、320B、320C、320Dの上方のCNTマット315Bが、絶縁層310上に形成されている。導電性アンテナ325は、蓋315上に位置する。パッド340は、CNTマット315Bに電気的に接続されている。導電性パッド345は、相違する導電性プレート320A、320B、320C、320Dに接続されている。アンテナ325は、導電性コンタクト360を介して、CNTマット315Bの上方に位置する電極365に電気的に接続されている。CNTマットの一部が、後に記載するように電極に引きつけられる場合、電極365は、CNTマット315Bが電極365にショートしないように、絶縁層370によってカバーされている。
【0050】
まず、導電性プレート320A、320B、320C、320Dに、CNTマット315Bの一部を引きつけ、ヴァンファンデルワールス力によって取り付けるように、装置300Bをプリチャージする。次いで、パッド340およびパッド345をアースする、または電気的に浮かせながら、装置300Bを、作動中のプラズマエッチングまたはプラズマ堆積室などの電気的に帯電された環境に設置してもよい。アンテナ325上に引き起こされた電圧によって、CNTは電極365に引きつけられ、CNTを導電性プレート320に保持するファンデルワールス力を破壊することとなる。その後、装置300Bを前記帯電環境から取り出し、CNTマット315Bと導電性プレート320B、320C、320Dとの間で受ける最大電圧を決めるために、パッド340を、相違するパッド345に対して個々に精査する。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明の理解のため、本発明の実施の形態を説明した。当然のことながら、本発明は、本明細書に記載された特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく当業者に直ちに明らかなように、様々な改良、再配列、および置換が可能である。したがって、以下の請求の範囲が、発明の真の精神および範囲に収まるように、そのような改良および変更の全てを網羅することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図2】第1図の2−2線に従う断面図である。
【図3】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図4】第3図の4−4線に従う断面図である。
【図5】前記実施の形態の異なる開口部の形態を示す平面図である。
【図6】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図7】第6図の7−7線に従う断面図である。
【図8】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図9】第8図の9−9線に従う断面図である。
【図10】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図11】第10図の11−11線に従う断面図である。
【図12】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図13】第12図の13−13線に従う断面図である。
【図14】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図15】第14図の15−15線に従う断面図である。
【図16】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図17】第16図の17−17線に従う断面図である。
【図18】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図19】第18図の19−19線に従う断面図である。
【図20】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図21】第20図の21−21線に従う断面図である。
【図22】本発明の第一の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図23】第22図の23−23線に従う断面図である。
【図24】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図25】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図26】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図27】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図28】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図29】加速前の本発明の第一の実施の形態による加速度測定装置を示す断面図である。
【図30】本発明の第二の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図31】第30図の31−31線に従う断面図である。
【図32】第30図の32−32線に従う断面図である。
【図33】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図34】第33図の34−34線に従う断面図である。
【図35】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図36】第35図の36−36線に従う断面図である。
【図37】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図38】第37図の38−38線に従う断面図である。
【図39】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図40】第39図の40−40線に従う断面図である。
【図41】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図42】第41図の42−42線に従う断面図である。
【図43】本発明の第三の実施の形態による加速度/電圧測定装置の製造過程を示す平面図である。
【図44】第43図の44−44線に従う断面図である。
【図45】本発明の他の実施の形態による電圧測定装置を示す平面図である。
【図46】第45図の46−46線に従う断面図である。
【図47】本発明の他の実施の形態による電圧測定装置を示す平面図である。
【図48】第47図の48−48線に従う断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一の絶縁層の上面上の導電性プレートと、
前記導電性プレートの上面上の第二の絶縁層であり、前記プレートの上面は、前記第二の絶縁層の開口内で露出する、第二の絶縁層と、
1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域が前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットと、
導電性の1つまたは複数のコンタクトであり、前記1つまたは複数のコンタクトのそれぞれは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触する、導電性の1つまたは複数のコンタクトとを有する装置。
【請求項2】
さらに、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数セットの前記1つまたは複数の中間領域に取り付けられた慣性重量を含む、請求項1の装置。
【請求項3】
前記ナノチューブの長手方向軸と平行な方向の前記開口の幅は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、または、
前記導電性プレートの上面に垂直な方向の前記開口の深さは、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、または、
前記ナノチューブの長手方向軸に平行な方向の前記開口の幅と前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口の深さの両方は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットのそれぞれの下で異なる、請求項1の装置。
【請求項4】
前記導電性プレートの前記上面に物理的に接触する前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの1つまたは複数のうちのいずれかが、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの前記上面に取り付けられたままとなるように、前記開口上に掛けわたされた前記ナノチューブの領域は、前記導電性プレートの前記上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって偏向可能である、請求項1の装置。
【請求項5】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項4の装置。
【請求項6】
さらに、導電性アンテナと、当該アンテナを前記導電性プレートに一次的に電気的に接続する手段とを有する、請求項1の装置。
【請求項7】
第一の絶縁層の上面に導電性プレートを形成するステップと、
前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、
前記第二の絶縁層に開口を形成し、前記プレートの上面を開口に露出するステップと、
1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域は、前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットを形成するステップと、
1つまたは複数の導電性コンタクトを形成するステップであり、前記1つまたは複数のそれぞれのコンタクトは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触するステップとを含む方法。
【請求項8】
さらに、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの1つまたは複数の中間領域に取り付けられた慣性重量を形成するステップを含む、請求項7の方法。
【請求項9】
前記ナノチューブの長手方向軸と平行な方向の前記開口の幅は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、
前記導電性プレートの上面に垂直な方向の前記開口の深さは、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、または、
前記ナノチューブの長手方向軸に平行な方向の前記開口の幅と前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口の深さの両方は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットのそれぞれの下で異なる、請求項7の方法。
【請求項10】
前記導電性プレートの前記上面に物理的に接触する前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの1つまたは複数のうちのいずれかが、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの前記上面に取り付けられたままとなるように、前記開口上に掛けわたされた前記ナノチューブの領域は、前記導電性プレートの前記上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって偏向可能である、請求項7の方法。
【請求項11】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項7の方法。
【請求項12】
第一の絶縁層の上面の1つまたは複数の導電性プレートと、
前記導電性プレートの上面の第二の絶縁層であり、前記導電性プレートの上面は、前記導電性プレートのそれぞれの上の前記第二の絶縁層の開口に露出する、第二の絶縁層と、
前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットと、
ナノチューブの前記マットに接触する導電性コンタクトとを含む装置。
【請求項13】
さらに、前記開口上にナノチューブの前記マットに取り付けられた慣性重量を含む、請求項12の装置。
【請求項14】
前記開口のそれぞれの面積は異なり、
前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口のそれぞれの深さは異なり、
または、前記開口のそれぞれの面積は異なり、前記導電性プレートの上面と垂直な方向の開口のそれぞれの深さは異なる、請求項12の装置。
【請求項15】
前記導電性プレートの上面のいずれかに物理的に接触する前記ナノチューブのマットのいずれかの部分が、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの上面に取り付けられたままとなるように、前記ナノチューブのマットは、前記導電性プレートの上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって、前記開口上で偏向可能である、請求項12の装置。
【請求項16】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項12の装置。
【請求項17】
さらに、導電性アンテナと、前記アンテナに電気的に接続され、ナノチューブの前記導電性マット上に位置する導電性電極とを有する請求項12の装置。
【請求項18】
第一の絶縁層の上面に1つまたは複数の導電性プレートを形成するステップと、
前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、
前記第二の絶縁層中の導電性プレートのぞれぞれの上に開口を形成し、前記プレートの前記上面を、前記開口に露出するステップと、
前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットを形成するステップと、
ナノチューブの前記マットに導電性コンタクトを形成するステップとを含む方法。
【請求項19】
さらに、前記開口上にナノチューブの前記マットに取り付けられた慣性重量を形成するステップを含む、請求項18の方法。
【請求項20】
前記開口のそれぞれの面積は異なり、
前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口のそれぞれの深さは異なり、または、
前記開口のそれぞれの面積が異なり、前記導電性プレートの上面と垂直な方向の開口のそれぞれの深さは異なる、請求項18の方法。
【請求項21】
前記導電性プレートの上面のいずれかに物理的に接触する前記ナノチューブのマットのいずれかの部分が、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの上面に取り付けられたままとなるように、前記ナノチューブのマットは、前記導電性プレートの上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって、前記開口上で偏向可能である、請求項18の方法。
【請求項22】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項18の方法。
【請求項1】
第一の絶縁層の上面上の導電性プレートと、
前記導電性プレートの上面上の第二の絶縁層であり、前記プレートの上面は、前記第二の絶縁層の開口内で露出する、第二の絶縁層と、
1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域が前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数セットと、
導電性の1つまたは複数のコンタクトであり、前記1つまたは複数のコンタクトのそれぞれは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触する、導電性の1つまたは複数のコンタクトとを有する装置。
【請求項2】
さらに、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数セットの前記1つまたは複数の中間領域に取り付けられた慣性重量を含む、請求項1の装置。
【請求項3】
前記ナノチューブの長手方向軸と平行な方向の前記開口の幅は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、または、
前記導電性プレートの上面に垂直な方向の前記開口の深さは、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、または、
前記ナノチューブの長手方向軸に平行な方向の前記開口の幅と前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口の深さの両方は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットのそれぞれの下で異なる、請求項1の装置。
【請求項4】
前記導電性プレートの前記上面に物理的に接触する前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの1つまたは複数のうちのいずれかが、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの前記上面に取り付けられたままとなるように、前記開口上に掛けわたされた前記ナノチューブの領域は、前記導電性プレートの前記上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって偏向可能である、請求項1の装置。
【請求項5】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項4の装置。
【請求項6】
さらに、導電性アンテナと、当該アンテナを前記導電性プレートに一次的に電気的に接続する手段とを有する、請求項1の装置。
【請求項7】
第一の絶縁層の上面に導電性プレートを形成するステップと、
前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、
前記第二の絶縁層に開口を形成し、前記プレートの上面を開口に露出するステップと、
1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットであり、前記ナノチューブの遠位第1および第二の端部領域は、前記第二の絶縁層に接し、前記ナノチューブの中央領域は、前記開口を掛けわたされ、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセット中のナノチューブは、互いに電気的に接触しない、1つまたは複数の導電性ナノチューブの1つまたは複数のセットを形成するステップと、
1つまたは複数の導電性コンタクトを形成するステップであり、前記1つまたは複数のそれぞれのコンタクトは、前記1つまたは複数のナノチューブの相違するセットのナノチューブの第一の端部領域と電気的に接触するステップとを含む方法。
【請求項8】
さらに、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの1つまたは複数の中間領域に取り付けられた慣性重量を形成するステップを含む、請求項7の方法。
【請求項9】
前記ナノチューブの長手方向軸と平行な方向の前記開口の幅は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、
前記導電性プレートの上面に垂直な方向の前記開口の深さは、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの下でそれぞれ異なり、または、
前記ナノチューブの長手方向軸に平行な方向の前記開口の幅と前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口の深さの両方は、前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットのそれぞれの下で異なる、請求項7の方法。
【請求項10】
前記導電性プレートの前記上面に物理的に接触する前記1つまたは複数のナノチューブの前記1つまたは複数のセットの1つまたは複数のうちのいずれかが、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの前記上面に取り付けられたままとなるように、前記開口上に掛けわたされた前記ナノチューブの領域は、前記導電性プレートの前記上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって偏向可能である、請求項7の方法。
【請求項11】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項7の方法。
【請求項12】
第一の絶縁層の上面の1つまたは複数の導電性プレートと、
前記導電性プレートの上面の第二の絶縁層であり、前記導電性プレートの上面は、前記導電性プレートのそれぞれの上の前記第二の絶縁層の開口に露出する、第二の絶縁層と、
前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットと、
ナノチューブの前記マットに接触する導電性コンタクトとを含む装置。
【請求項13】
さらに、前記開口上にナノチューブの前記マットに取り付けられた慣性重量を含む、請求項12の装置。
【請求項14】
前記開口のそれぞれの面積は異なり、
前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口のそれぞれの深さは異なり、
または、前記開口のそれぞれの面積は異なり、前記導電性プレートの上面と垂直な方向の開口のそれぞれの深さは異なる、請求項12の装置。
【請求項15】
前記導電性プレートの上面のいずれかに物理的に接触する前記ナノチューブのマットのいずれかの部分が、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの上面に取り付けられたままとなるように、前記ナノチューブのマットは、前記導電性プレートの上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって、前記開口上で偏向可能である、請求項12の装置。
【請求項16】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項12の装置。
【請求項17】
さらに、導電性アンテナと、前記アンテナに電気的に接続され、ナノチューブの前記導電性マット上に位置する導電性電極とを有する請求項12の装置。
【請求項18】
第一の絶縁層の上面に1つまたは複数の導電性プレートを形成するステップと、
前記導電性プレートの上面に第二の絶縁層を形成するステップと、
前記第二の絶縁層中の導電性プレートのぞれぞれの上に開口を形成し、前記プレートの前記上面を、前記開口に露出するステップと、
前記開口に掛けわたされたナノチューブの導電性マットを形成するステップと、
ナノチューブの前記マットに導電性コンタクトを形成するステップとを含む方法。
【請求項19】
さらに、前記開口上にナノチューブの前記マットに取り付けられた慣性重量を形成するステップを含む、請求項18の方法。
【請求項20】
前記開口のそれぞれの面積は異なり、
前記導電性プレートの上面と垂直な方向の前記開口のそれぞれの深さは異なり、または、
前記開口のそれぞれの面積が異なり、前記導電性プレートの上面と垂直な方向の開口のそれぞれの深さは異なる、請求項18の方法。
【請求項21】
前記導電性プレートの上面のいずれかに物理的に接触する前記ナノチューブのマットのいずれかの部分が、加速力の除去後にファンデルワールス力によって、前記導電性プレートの上面に取り付けられたままとなるように、前記ナノチューブのマットは、前記導電性プレートの上面に垂直な方向に印加されたベクトル成分を有する加速力によって、前記開口上で偏向可能である、請求項18の方法。
【請求項22】
前記ナノチューブは、カーボンナノチューブである、請求項18の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【公開番号】特開2007−109632(P2007−109632A)
【公開日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−210142(P2006−210142)
【出願日】平成18年8月1日(2006.8.1)
【出願人】(390009531)インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MASCHINES CORPORATION
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年8月1日(2006.8.1)
【出願人】(390009531)インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MASCHINES CORPORATION
【Fターム(参考)】
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