外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法
【課題】鋳型構造を用いずに金属ナノワイヤを成長させ、外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供する。
【解決手段】外部環境ナノワイヤセンサおよびその製造方法を提供する。上記方法は、シリコンなどの基板102から第1の複数のナノワイヤ108を成長させ、インシュレータ層120を第1の複数のナノワイヤ108上に堆積させ、エッチングによって第1の複数のナノワイヤの先端部116を露出させ、電極の端部114が第1の複数のナノワイヤの先端部116の上にまたがるようにパターン化された金属の電極112を形成し、エッチングによって電極の端部114の下にある第1の複数のナノワイヤ108を露出させる方法である。また、上記方法では成長プロモーション層が基板の上に形成される構成としてもよい。上記構成物は、選択的に形成された成長プロモーション層から成長し、露出されたナノワイヤを含む。
【解決手段】外部環境ナノワイヤセンサおよびその製造方法を提供する。上記方法は、シリコンなどの基板102から第1の複数のナノワイヤ108を成長させ、インシュレータ層120を第1の複数のナノワイヤ108上に堆積させ、エッチングによって第1の複数のナノワイヤの先端部116を露出させ、電極の端部114が第1の複数のナノワイヤの先端部116の上にまたがるようにパターン化された金属の電極112を形成し、エッチングによって電極の端部114の下にある第1の複数のナノワイヤ108を露出させる方法である。また、上記方法では成長プロモーション層が基板の上に形成される構成としてもよい。上記構成物は、選択的に形成された成長プロモーション層から成長し、露出されたナノワイヤを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集積回路(IC)の製造に関するものであり、特に、外部環境検出ナノワイヤセンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、ナノワイヤの製造について、ナノデバイスの中、マイクロエレクトロメカニカル(MEM)デバイスの中、およびナノエレクトロメカニカル(NEM)デバイスの中に形成することについての潜在的な重要性から研究がおこなわれている。
【0003】
例えば、Clarles Lieberらは、さまざまな半導体ナノワイヤの合成について報告している。上記の報告では、半導体ナノワイヤはシリコン(Si)、シリコン−ゲルマニウム(SiGe)、リン化インジウム(InP)、チッ化ガリウム(GaN)などからなり、ナノコンピュータシステムを構成するために用いられている。他のグループもまた鋳型構造を用いて金属ナノワイヤを成長させる方法について報告している。上記の金属ナノワイヤは、ニッケル(Ni)、ニッケルシリコン(NiSi)、金(Au)、および白金(Pt)などである。金属ナノワイヤは内部配線に用いることができ、またナノワイヤによる鋭利な先端部は電界放出の目的では効率的に作用する。酸化亜鉛(ZnO)のナノワイヤは、光放出素材として使用し易い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の金属ナノワイヤの成長方法では、工程が複雑になるという問題点を有している。
【0005】
また、多孔性素材の鋳型や型板を用いずに金属ナノワイヤを形成することができる製造方法についても報告されている。鋳型を用いると、多くの複雑な段階をその製造工程に加えることになる。そのため、より現実的であり、商業的に実行可能な金属ナノワイヤの形成手段の公表が望まれている。
【0006】
もし、イリジウム酸化物(IrO2)のナノワイヤが鋳型を用いず、有機金属化学気相成長法(MOCVD:metalorganic chemical vapor deposition)によって成長することができると、特に利便性がある。
【0007】
IrO2は伝導性の金属酸化物であり、DRAMやFeRAMを用いた分野で広く用いられている。IrO2は、電気的、化学的特性が安定であり、高温のO2環境下でも安定であるので、伝導性の電極として用いることもできる。
【0008】
IrO2はまたpHセンサー物質として用いることができる。Irの薄膜は、PVDを用いることによって容易に堆積させることができ、それは優れた多結晶構造であり、強固な配向(111)をもつ。IrO2はあとからIr膜を酸化することによって形成するか、または高温の酸素環境下でスパッタ法を直接用いることによって形成することができる。
【0009】
CVD法は、IrとIrO2との薄膜を成長させるための方法として最近開発された。CVDプロセスにおいてよい状態を維持することが比較的容易であり、また工程への適用範囲が広い。
【0010】
Reui-San Chenらは、MOCVD法と、前駆物質の(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)((methylcyclopentadienyl)(1,5−cyclooctadiene)iridium(I))とを用いてIrO2ナノロッドを形成することについて公表した。
【0011】
彼らはIrO2ナノロッドを電界放出の分野に用いることの可能性についても調べている。
【0012】
彼らの成長させたナノロッドは数ミクロンの長さであり、およそ100ナノメーター(nm)の直径であった。また、繰り返しおこなった実験が成功し、軸方向が整列し鋭利な先端部を有するIrO2のナノロッドが得られた上記の実験によって、結晶構造がアモルファスまたは多結晶であることがわかった。
【0013】
上記のような多結晶構造は欠陥、または転位密度が高いことによる。結晶の成長の間、ナノロッドの軸や底の部分に対しての必要量よりも多くのナノロッドチップの前駆物質を供給し、シャドーイングの効果に打ち勝つための拡散が不十分であったことが考えられる。
【0014】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、鋳型構造を用いずに金属ナノワイヤを成長させ、外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供することにある。
【0015】
本明細書は、U.S.C.120の35によって、『イリジウム酸化膜ナノワイヤおよびその形成法』の発明の優先権を主張している。上記発明はZhangらによってなされており、シリアルナンバー10/971,330 (2004年10月21日)であり、本願で引用している文献である。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明は以下のように説明することができる。
【0017】
IrO2のナノワイヤをTiの薄膜層を有するSi基板上に成長させることができた。ナノワイヤはまた、Tiなどの金属粒子の薄膜層を有する、高濃度にドープしたシリコン・オン・インシュレータ(SOI:Silicon-on-Insulator)ウエハ表面に形成することもできる。Ti層をパターニングした後、IrO2のナノワイヤを選択的に成長させることができる。Ta,Au,Ni,Coおよびこれらと同様の物質が成長プロモーション層として作用する。本発明は、上記技術を、ガスや液体の環境でのセンサに好適なナノワイヤデバイスの形成に応用するものである。
【0018】
それゆえ、本発明は外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供する。上記方法は、基板をシリコン(Si)、SOI、またはガラスなどで形成し、ナノワイヤを成長させ、インシュレータ層をナノワイヤ上に堆積させ、エッチングによってナノワイヤの先端部を露出させ、電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成し、エッチングによって上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させる方法である。上記ナノワイヤは、例えばIrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,またはIn2O3などの物質であり、これらはほんの一例に過ぎない。インシュレータ層はスピン・オン・グラス(SOG:Spin−on glass)またはlow−k層間絶縁部である。
【0019】
上記基板は、電極の端部の下にあるドープされた部位と電極の端部の間にあるドープされていない部位とを含んでいてもよい。そのため、電極の端部の下にあるナノワイヤをエッチングによって露出させるということは、ドープされた基板の部位をエッチングによって露出させるということである。上記によって得られる構造は、基板にドープした部位から成長し、露出したナノワイヤとナノワイヤが組み込まれたインシュレータコアとを含んでいる。
【0020】
また、上記方法は成長プロモーション層を基板上に形成する方法であってもよい。例えば、上記方法は基板の電極の端部の下にある部位に成長プロモーション層を選択的に形成する。上記によって得られる構造は、選択的に形成された成長プロモーション層から成長し、露出されたナノワイヤと基板及び上部の電極の間に挟みこまれたインシュレータコアとを含んでいる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法は、以上のように、基板を形成する工程と、ナノワイヤを成長させる工程と、インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程と、上記ナノワイヤの先端部を露出させるエッチング工程と、電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成する工程と、上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程と、を含む方法である。
【0022】
また、本発明の外部環境ナノワイヤセンサは、以上のように、基板と、外部環境に露出した第1の複数のナノワイヤと、電極の端部が上記第1の複数のナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極と、を含み、インシュレータ層が、上記基板と上記電極の中心部との間に挟まれている。
【0023】
それゆえ、鋳型構造を用いずに金属ナノワイヤを成長させ、外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【0024】
上記の方法は、例えば、基板を形成し、ナノワイヤを成長させ、インシュレータ層をナノワイヤ上に堆積させ、エッチングによってナノワイヤの先端部を露出させ、電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成し、エッチングによって上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させる方法である。
【0025】
それゆえ、鋳型構造を用いずに金属ナノワイヤを成長させ、外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
〔実施の形態〕
図1Aと図1Bとは、それぞれ独立した外部環境ナノワイヤセンサの断面図である。図1Aでは、センサ100は基板102を含んでいる。
【0027】
基板102はシリコン・オン・インシュレータ(SOI:Silicon-on-Insulator)、Si、Si多結晶、Siゲルマニウム(SiGe)、ガラス、プラスチック、石英、または透明な伝導性電極のような物質である。
【0028】
透明な伝導性電極の一例としては、インジウム−錫酸化膜(ITO:Indium Tin oxide)がある。他の透明な伝導性電極についても知られている。また、基板102がp型とn型とのドープがなされていてもよい。一般的にドープされた上記のような基板としては、Siを含むものがある。
【0029】
第1の複数のナノワイヤ108は基板102から成長し、外部環境110に露出する。即ち、第1の複数のナノワイヤ108はナノワイヤとして成長する。ここで、『成長した』ナノワイヤは、一つの基板の上で成長し、『刈り取られ』、それから異なる基板上に分散させたナノ構造物とは区別される。例えば、刈り取られたナノワイヤは溶液中で引き伸ばされ、その後溶液が蒸発させられる。ナノワイヤを形成する上記のような方法は、『採取して並べる』方法としてしばしば報告されている。
【0030】
上記第1の複数のナノワイヤ108は、例えばIrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,InP,またはInAsなどの物質である。
【0031】
また、ナノワイヤは上記の中の2種の物質の組み合わせからなるコアとシェルとの構造を含んでいてもよい(記載は省略する)。さらに、ナノワイヤは区切られた軸の構造を有しており、それぞれの区切られた部分が上記に記載した物質によって構成されていてもよい(記載は省略する)。
【0032】
上記のナノワイヤでは、断面が円形として記載しているが、ナノワイヤが方形、三角形、または楕円の断面であってもよい。さらに、詳しい記載は省略するが、ナノワイヤがコアの中心部に中空の部分を有していてもよい。他の構成として、ナノワイヤがナノロッド、ナノ構造物、またはナノチューブであってもよい。
【0033】
電極の端部114を有するパターン化された金属の電極112は、第1の複数のナノワイヤ108の先端部116上に形成される。電極112は電極の端部114の間に電極の中心部118を有する。インシュレータ層120は基板102と電極の中心部118との間に挟みこまれている。
【0034】
上記インシュレータ層120は、珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサン(siloxane)などのスピン・オン・グラス(SOG:Spin−on glass)である。また、インシュレータ層120は、ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン(methyl silsequioxane)、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)(HSQ hydrogen silsequioxane (methyl Isobutyl Ketone))、絹などのlow−k層間絶縁部であってもよい。また、上記インシュレータ層120は、酸化シリコンの化学量論的混合物であってもよい。
【0035】
図1Aに示すように、上記インシュレータ層は、上記電極の中心部118の下である基板102の一部の上に直接形成される。図1Aのセンサ100では、第2の複数のナノワイヤ122が上記電極の中心部118の下にある基板から成長している。即ち、第2の複数のナノワイヤ122はナノワイヤとして成長している。インシュレータ層120は第2の複数のナノワイヤ122の上に形成され、上記電極の中心部118は第2の複数のナノワイヤ122の先端部124の上に形成される。
【0036】
図1Bに示すセンサ100は、成長プロモーション層104が基板102の上に形成されている点を除いて図1Aに示すものと同じである。
【0037】
上記成長プロモーション層104は、Ti,Ni,Au,Ta,Co,Ir,またはPtなどの物質である。一般的に、成長プロモーション層104は約0.5〜5ナノメーター(nm)の厚み106を有する。図に示すように、第1の複数のナノワイヤ108および第2の複数のナノワイヤ122は成長プロモーション層104の上から成長し、その上に直接形成されている。
【0038】
図2は、図1Aに記載のセンサの変形例の断面図である。上記例では、基板102はドープされた部位200とドープされていない部位202とを含む。例えば、基板はSiであってもよく、ドープされた部位200はp型の不純物を含んでいてもよい。
【0039】
第1の複数のナノワイヤ108はドープされた部位200の上に形成され、第2の複数のナノワイヤ122はドープされていない部位202の上に形成される。上記構成は交互に繰りかえされており、ドープされた部位200は外部環境に露出しており、ドープされていない部位202はインシュレータ層120によって覆われている。特に記載はしていないが、第1の複数のナノワイヤ108および第2の複数のナノワイヤ122は図1Bに示すような成長プロモーション層から成長していてもよい。
【0040】
図3は、図1Bに記載のセンサの変形例の断面図である。成長プロモーション層は、電極の端部114の下にある部分300に選択的に形成されている。
【0041】
成長プロモーション層が電極の中心部118の下には形成されていないので、第1の複数のナノワイヤ108は電極の中心部118の下の基板には形成されない。
【0042】
上記構成は交互に繰りかえされており、図1A、図1Bまたは図2でみられた第2の複数のナノワイヤは図3では形成されない。
【0043】
インシュレータ層120にはナノワイヤは含まれない。
【0044】
特に記載はしていないが、インシュレータ層の一部が成長プロモーションをおこなっている部分300の上に形成されていてもよく、この場合には小数のナノワイヤが上記インシュレータに組み込まれることになる。
【0045】
〔実施例1〕
図4から図8は外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した図である。図4では、SOIのウエハが基板として用いられている。Si,Poly−Si,またはSiGeなどの他の物質についても基板として用いることができる。
【0046】
上記基板は、p型またはn型の基板を形成する他の要素によってドープされている。ドープされた不純物の活性化のために活性化アニーリングがおこなわれる。
【0047】
記載してはいないが、Tiなどの金属の薄膜層を厚さ0.5〜5(nm)でSiの表面に堆積させてもよい。Ni,Au,Ta,Co,Ir,またはPtがナノワイヤの成長プロモーション層として用いることができ、それらの層の厚みは0.5〜5(nm)であることが好ましい。300〜1000℃のO2,N2,Ar,真空下,または形成用の気体中でアニーリングすることによって、成長プロモーション層が活性化し、ナノワイヤの成長が増強される。
【0048】
図5では、上記ウエハがIrO2ナノワイヤの成長のために、成長用のチャンバに移されている。(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)が前駆物質として用いられている。前駆物質とその輸送ラインは約60〜100℃の温度で一定に保たれている。
【0049】
流量50〜500(sccm:standard cubic centimeters)の高純度の酸素が反応気体として用いられる。流量50〜500(sccm)の気体ArはIr前駆物質のアンプルからの輸送用の気体として用いられる。
【0050】
MOCVD法の基準圧力は約1×10−8〜1×10−3(torr)である。また、約1〜500(torr)であり、望ましくは約10〜100(torr)である高いチャンバ圧力は、成長用チャンバに前駆物質を導入する前においてO2のバイパスラインを維持するために用いられる。チャンバ内での成長温度は約200〜500℃であり、望ましくは約300〜400℃である。チャンバの圧力は成長の間1〜500(torr)に固定する。望ましくは約10〜100(torr)に固定する。
【0051】
図6は、ナノワイヤを成長させたのちにインシュレータ層の堆積を示す図である。珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサンなどのスピン・オン・グラス(SOG)が用いられる。ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)、絹などのlow−k層間絶縁部がIrO2ナノワイヤをコートするために引き伸ばされ、覆い、平らな表面を形成するとしてもよい。必要ならば、SOGの多くの層がナノワイヤのカバーのために用いられる。
【0052】
HSQ溶液が用いられる場合には、約100〜10000RPMのスピンスピードが用いられる。上記の層の上でスピンをおこなったのち、約100〜400℃の温度でベーキングがおこなわれる。
【0053】
図9は、IrO2上に形成されたHSQインシュレータ層の走査型電子顕微鏡(SEM)画像である。
【0054】
図6に戻る。HSQの堆積が終わり、さらに約400〜1000℃でアニーリングが終了したのち、化学量論的にSiO2膜を形成する。その際、HF溶液に短時間浸し、ナノワイヤの先端部のみを露出させる。
【0055】
図7は、ナノワイヤの先端部を露出させたのち、最上部の金属層(電極)の形成を示した図である。最上部の金属層はAl,TiN,Pt,Ir,Auなどの物質であり、上記の露出したIrO2ナノワイヤの先端部とともにSiO2の表面に堆積させる。
【0056】
フォトレジストが最上部の金属層の上に堆積され、パターンが形成される。その際、最上部の金属層に対してドライエッチングプロセスがなされてもよい。エッチングされた金属の下にあるSiO2層とナノワイヤとが取り除かれる。上記フォトレジストは、用いられるエッチングの工程によってそのまま残されるか取り除かれる。
【0057】
図8は、競合するセンサの構造である。最上部の金属/SiO2/ナノワイヤの積み重ねられた層をエッチングしたのち、上記構造をHF溶液に浸し、ナノワイヤの外側の縁を露出させつつ最上部の電極を支えるためのSiO2の中央部のコアを残すように処理する。エッチングの時間はデバイスの大きさに依存する。十分なナノワイヤが環境の気体または液体を感知するように露出されるとともに、SiO2は最上部の電極を支えるために残される。
【0058】
上記構造は、最後にHFへ浸ける前または後で、最上部の電極および下部の基板とナノワイヤとの接続を強化するために短時間アニーリングされる。上記のアニーリングはN2,Ar,形成用の気体中,真空中、またはO2の中で温度約200〜1000℃、約10〜3600秒でおこなわれる。
【0059】
〔実施例2〕
図10から図14は、外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した図である。変更された工程では、基板を選択的にドープし、内部のナノワイヤを『無能力』にしている(図10参照)。
【0060】
基板のドープされていない部位は伝送性がなく、ドープされていない基板から成長したナノワイヤはセンサの抵抗値の変化には寄与しない。その代わりに、センサの抵抗値の変化は、ドープされた基板の部位から成長し、異なる環境に露出したナノワイヤによって起こる。選択的にドープした後の、図12から図14に示した工程は上記の図5から図8に示した工程と同様である。
【0061】
〔実施例3〕
図15から図20は、外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した図である。変更点は、ナノワイヤの選択的な成長を達成するために、IrO2ナノワイヤの成長工程の前にTi層をパターンする点である。
【0062】
パターン形成された成長プロモーション層(Ti)を図16に示す。ナノワイヤを含まない、支持するためのSiO2部位については、図20を参照されたい。IrO2のナノワイヤについて特に記載したが、上記ナノワイヤはTiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボンナノチューブなどの金属酸化物に置き換えることができる。さらに、上記ナノワイヤはPd,Pt,Au,Moなどの金属に置き換えることができる。さらに、上記ナノワイヤはSi,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,GaN,InP,InAsなどの半導体に置き換えることができる。
【0063】
図21は、外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を図示したフローチャートである。上記方法は明瞭にするために番号付けされたステップの順に記述されているが、番号どおり実行される必要はない。即ち、これらのステップは省略されたり、平行して実行されたり、記述した順番どおり実行する必要がない場合が存在すると理解されるべきである。上記方法は、ステップ2100から実行される。
【0064】
ステップ2100では基板を形成する。基板は、例えばSOI,Si,polySi,SiGe,ガラス,プラスチック,石英、または透明な伝導性電極などの物質である。たとえば、ステップ2103のようにp型またはn型のドーパントでドープしてもよい。ステップ2106では、ナノワイヤを成長させている。ステップ2108ではインシュレータ層をナノワイヤの上に堆積させている。ステップ2110では、ナノワイヤの先端部を露出させる。ステップ2112では、金属電極の端部がナノワイヤの先端部の上になるようにパターンを形成する。ステップ2114では、電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させる。ステップ2116のように、ステップ2114の後に約200〜1000℃の温度で約10〜3600秒間アニールしてもよい。または、ステップ2116はステップ2114の前におこなってもよい。
【0065】
また、ステップ2104のように、基板の上にTi,Ni,Au,Ta,Co,Ir,またはPtなどの物質からなる成長プロモーション層を形成してもよい。ステップ2106はナノワイヤを成長プロモーション層から成長させる工程である。上記の成長プロモーション層は、約0.5〜5(nm)の厚さで形成される。また別の例として、ステップ2105では成長プロモーション層の形成の後に、O2,N2,Ar,真空下,または形成用の気体中などの環境中で、温度が約300〜1000℃の範囲でアニールされてもよい。
【0066】
ステップ2106のナノワイヤの成長工程は、IrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,InP,またはInAsなどの物質からナノワイヤを成長させる工程が含まれている。ナノワイヤが、上記に記載した物質の2種類の組み合わせからなるコアまたはシェル構造を有する場合もある。即ち、上記のコアは一種類の物質であり、上記のシェルはそれとは異なる物質である。また別の例として、ナノワイヤは区切られた軸の構造を有しており、それぞれの区切られた部分が上記に記載した物質によって構成されていてもよい。
【0067】
上記の図6の記載のように、ステップ2106では有機金属化学気相成長法(MOCVD)の工程を用いて、IrO2のナノワイヤが成長する。MOCVD法は以下のようにおこなう。
【0068】
前駆物質の(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)が、約60〜100℃の温度で導入される。
【0069】
高純度の酸素が流量約50〜500(sccm)で導入される。
【0070】
ArがIr前駆物質の輸送用の気体として、流量約50〜500(sccm)で導入される。
【0071】
基準圧力を1×10−8〜1×10−3(torr)に設定し、O2のバイパスラインを用いてIr前駆物質を導入する前に約1〜500(torr)の圧力を生成する。
【0072】
そして、基板の温度を約200〜500℃に保つ。
【0073】
ステップ2108のSOGまたはlow−k層間絶縁部の堆積工程において、インシュレータ層をナノワイヤの上に堆積させてもよい。SOGは、例えば珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサンなどであり、low−k層間絶縁部は、例えばナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)、絹などである。
【0074】
例えば、HSQ溶液がステップ2108で堆積させられると、約100〜10000RPMのスピンスピードを用いることによって複数のHSQの層が形成される。HSQの層がそれぞれ形成された後、約100〜400℃でベーキングされる。
【0075】
また、ステップ2108でのインシュレータ層を堆積する工程に引き続き、ステップ2109aでは、約400〜1000℃の温度でアニールをおこなってもよい。そして、ステップ2109bでは、アニーリングする工程に応じて、インシュレータ層を化学量論的なSi酸化層に変換する。
【0076】
また、ステップ2103で基板をドープするときに、電極の端部の下にある基板の部位をドープし、電極の端部の間にある基板の部位をドープしないように形成してもよい。それによって、電極の端部の下にある、ナノワイヤを露出させるためのエッチングの工程(ステップ2114)によって、図2〜図14に示すようなドープされた基板の部分が露出する。
【0077】
また、ステップ2104で基板の上に成長プロモーション層を形成する工程では、図3〜20に示すように、電極の端部の下にある基板の部分に選択的に成長プロモーション層の形成をおこなってもよい。
【0078】
本発明は、外部環境ナノワイヤセンサおよびその製造方法を提供する。幾つかの特徴的な工程の例と物質とを用いて発明を説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。他の変形例や発明の実施の形態に関しても本願の発明として実施されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【0079】
【図1A】本発明におけるそれぞれ独立した外部環境ナノワイヤセンサの断面図である。
【図1B】本発明におけるそれぞれ独立した外部環境ナノワイヤセンサの断面図である。
【図2】本発明の図1Aに記載のセンサの変形例の断面図である。
【図3】本発明の図1Bに記載のセンサの変形例の断面図である。
【図4】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図5】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図6】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図7】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図8】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図9】本発明のIrO2上に形成されたHSQインシュレータ層の走査型電子顕微鏡(SEM)画像による断面図である。
【図10】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図11】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図12】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図13】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図14】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図15】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図16】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図17】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図18】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図19】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図20】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図21】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を図示したフローチャートである。
【符号の説明】
【0080】
100 センサ
102 基板
104 成長プロモーション層
108 第1の複数のナノワイヤ(ナノワイヤ)
110 外部環境
112 電極(金属の電極)
114 電極の端部(金属の電極、電極の端部)
116 第1のナノワイヤの先端部
118 電極の中心部(金属の電極、電極の中心部)
120 インシュレータ層(スピン・オン・グラス、low−k層間絶縁部、HSQ層、酸化シリコンの化学量論的な混合物)
122 第2の複数のナノワイヤ(ナノワイヤ)
124 第2のナノワイヤの先端部
200 ドープされた部位
202 ドープされていない部位
【技術分野】
【0001】
本発明は、集積回路(IC)の製造に関するものであり、特に、外部環境検出ナノワイヤセンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、ナノワイヤの製造について、ナノデバイスの中、マイクロエレクトロメカニカル(MEM)デバイスの中、およびナノエレクトロメカニカル(NEM)デバイスの中に形成することについての潜在的な重要性から研究がおこなわれている。
【0003】
例えば、Clarles Lieberらは、さまざまな半導体ナノワイヤの合成について報告している。上記の報告では、半導体ナノワイヤはシリコン(Si)、シリコン−ゲルマニウム(SiGe)、リン化インジウム(InP)、チッ化ガリウム(GaN)などからなり、ナノコンピュータシステムを構成するために用いられている。他のグループもまた鋳型構造を用いて金属ナノワイヤを成長させる方法について報告している。上記の金属ナノワイヤは、ニッケル(Ni)、ニッケルシリコン(NiSi)、金(Au)、および白金(Pt)などである。金属ナノワイヤは内部配線に用いることができ、またナノワイヤによる鋭利な先端部は電界放出の目的では効率的に作用する。酸化亜鉛(ZnO)のナノワイヤは、光放出素材として使用し易い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の金属ナノワイヤの成長方法では、工程が複雑になるという問題点を有している。
【0005】
また、多孔性素材の鋳型や型板を用いずに金属ナノワイヤを形成することができる製造方法についても報告されている。鋳型を用いると、多くの複雑な段階をその製造工程に加えることになる。そのため、より現実的であり、商業的に実行可能な金属ナノワイヤの形成手段の公表が望まれている。
【0006】
もし、イリジウム酸化物(IrO2)のナノワイヤが鋳型を用いず、有機金属化学気相成長法(MOCVD:metalorganic chemical vapor deposition)によって成長することができると、特に利便性がある。
【0007】
IrO2は伝導性の金属酸化物であり、DRAMやFeRAMを用いた分野で広く用いられている。IrO2は、電気的、化学的特性が安定であり、高温のO2環境下でも安定であるので、伝導性の電極として用いることもできる。
【0008】
IrO2はまたpHセンサー物質として用いることができる。Irの薄膜は、PVDを用いることによって容易に堆積させることができ、それは優れた多結晶構造であり、強固な配向(111)をもつ。IrO2はあとからIr膜を酸化することによって形成するか、または高温の酸素環境下でスパッタ法を直接用いることによって形成することができる。
【0009】
CVD法は、IrとIrO2との薄膜を成長させるための方法として最近開発された。CVDプロセスにおいてよい状態を維持することが比較的容易であり、また工程への適用範囲が広い。
【0010】
Reui-San Chenらは、MOCVD法と、前駆物質の(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)((methylcyclopentadienyl)(1,5−cyclooctadiene)iridium(I))とを用いてIrO2ナノロッドを形成することについて公表した。
【0011】
彼らはIrO2ナノロッドを電界放出の分野に用いることの可能性についても調べている。
【0012】
彼らの成長させたナノロッドは数ミクロンの長さであり、およそ100ナノメーター(nm)の直径であった。また、繰り返しおこなった実験が成功し、軸方向が整列し鋭利な先端部を有するIrO2のナノロッドが得られた上記の実験によって、結晶構造がアモルファスまたは多結晶であることがわかった。
【0013】
上記のような多結晶構造は欠陥、または転位密度が高いことによる。結晶の成長の間、ナノロッドの軸や底の部分に対しての必要量よりも多くのナノロッドチップの前駆物質を供給し、シャドーイングの効果に打ち勝つための拡散が不十分であったことが考えられる。
【0014】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、鋳型構造を用いずに金属ナノワイヤを成長させ、外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供することにある。
【0015】
本明細書は、U.S.C.120の35によって、『イリジウム酸化膜ナノワイヤおよびその形成法』の発明の優先権を主張している。上記発明はZhangらによってなされており、シリアルナンバー10/971,330 (2004年10月21日)であり、本願で引用している文献である。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明は以下のように説明することができる。
【0017】
IrO2のナノワイヤをTiの薄膜層を有するSi基板上に成長させることができた。ナノワイヤはまた、Tiなどの金属粒子の薄膜層を有する、高濃度にドープしたシリコン・オン・インシュレータ(SOI:Silicon-on-Insulator)ウエハ表面に形成することもできる。Ti層をパターニングした後、IrO2のナノワイヤを選択的に成長させることができる。Ta,Au,Ni,Coおよびこれらと同様の物質が成長プロモーション層として作用する。本発明は、上記技術を、ガスや液体の環境でのセンサに好適なナノワイヤデバイスの形成に応用するものである。
【0018】
それゆえ、本発明は外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供する。上記方法は、基板をシリコン(Si)、SOI、またはガラスなどで形成し、ナノワイヤを成長させ、インシュレータ層をナノワイヤ上に堆積させ、エッチングによってナノワイヤの先端部を露出させ、電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成し、エッチングによって上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させる方法である。上記ナノワイヤは、例えばIrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,またはIn2O3などの物質であり、これらはほんの一例に過ぎない。インシュレータ層はスピン・オン・グラス(SOG:Spin−on glass)またはlow−k層間絶縁部である。
【0019】
上記基板は、電極の端部の下にあるドープされた部位と電極の端部の間にあるドープされていない部位とを含んでいてもよい。そのため、電極の端部の下にあるナノワイヤをエッチングによって露出させるということは、ドープされた基板の部位をエッチングによって露出させるということである。上記によって得られる構造は、基板にドープした部位から成長し、露出したナノワイヤとナノワイヤが組み込まれたインシュレータコアとを含んでいる。
【0020】
また、上記方法は成長プロモーション層を基板上に形成する方法であってもよい。例えば、上記方法は基板の電極の端部の下にある部位に成長プロモーション層を選択的に形成する。上記によって得られる構造は、選択的に形成された成長プロモーション層から成長し、露出されたナノワイヤと基板及び上部の電極の間に挟みこまれたインシュレータコアとを含んでいる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法は、以上のように、基板を形成する工程と、ナノワイヤを成長させる工程と、インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程と、上記ナノワイヤの先端部を露出させるエッチング工程と、電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成する工程と、上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程と、を含む方法である。
【0022】
また、本発明の外部環境ナノワイヤセンサは、以上のように、基板と、外部環境に露出した第1の複数のナノワイヤと、電極の端部が上記第1の複数のナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極と、を含み、インシュレータ層が、上記基板と上記電極の中心部との間に挟まれている。
【0023】
それゆえ、鋳型構造を用いずに金属ナノワイヤを成長させ、外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【0024】
上記の方法は、例えば、基板を形成し、ナノワイヤを成長させ、インシュレータ層をナノワイヤ上に堆積させ、エッチングによってナノワイヤの先端部を露出させ、電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成し、エッチングによって上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させる方法である。
【0025】
それゆえ、鋳型構造を用いずに金属ナノワイヤを成長させ、外部環境検出ナノワイヤセンサおよび外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
〔実施の形態〕
図1Aと図1Bとは、それぞれ独立した外部環境ナノワイヤセンサの断面図である。図1Aでは、センサ100は基板102を含んでいる。
【0027】
基板102はシリコン・オン・インシュレータ(SOI:Silicon-on-Insulator)、Si、Si多結晶、Siゲルマニウム(SiGe)、ガラス、プラスチック、石英、または透明な伝導性電極のような物質である。
【0028】
透明な伝導性電極の一例としては、インジウム−錫酸化膜(ITO:Indium Tin oxide)がある。他の透明な伝導性電極についても知られている。また、基板102がp型とn型とのドープがなされていてもよい。一般的にドープされた上記のような基板としては、Siを含むものがある。
【0029】
第1の複数のナノワイヤ108は基板102から成長し、外部環境110に露出する。即ち、第1の複数のナノワイヤ108はナノワイヤとして成長する。ここで、『成長した』ナノワイヤは、一つの基板の上で成長し、『刈り取られ』、それから異なる基板上に分散させたナノ構造物とは区別される。例えば、刈り取られたナノワイヤは溶液中で引き伸ばされ、その後溶液が蒸発させられる。ナノワイヤを形成する上記のような方法は、『採取して並べる』方法としてしばしば報告されている。
【0030】
上記第1の複数のナノワイヤ108は、例えばIrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,InP,またはInAsなどの物質である。
【0031】
また、ナノワイヤは上記の中の2種の物質の組み合わせからなるコアとシェルとの構造を含んでいてもよい(記載は省略する)。さらに、ナノワイヤは区切られた軸の構造を有しており、それぞれの区切られた部分が上記に記載した物質によって構成されていてもよい(記載は省略する)。
【0032】
上記のナノワイヤでは、断面が円形として記載しているが、ナノワイヤが方形、三角形、または楕円の断面であってもよい。さらに、詳しい記載は省略するが、ナノワイヤがコアの中心部に中空の部分を有していてもよい。他の構成として、ナノワイヤがナノロッド、ナノ構造物、またはナノチューブであってもよい。
【0033】
電極の端部114を有するパターン化された金属の電極112は、第1の複数のナノワイヤ108の先端部116上に形成される。電極112は電極の端部114の間に電極の中心部118を有する。インシュレータ層120は基板102と電極の中心部118との間に挟みこまれている。
【0034】
上記インシュレータ層120は、珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサン(siloxane)などのスピン・オン・グラス(SOG:Spin−on glass)である。また、インシュレータ層120は、ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン(methyl silsequioxane)、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)(HSQ hydrogen silsequioxane (methyl Isobutyl Ketone))、絹などのlow−k層間絶縁部であってもよい。また、上記インシュレータ層120は、酸化シリコンの化学量論的混合物であってもよい。
【0035】
図1Aに示すように、上記インシュレータ層は、上記電極の中心部118の下である基板102の一部の上に直接形成される。図1Aのセンサ100では、第2の複数のナノワイヤ122が上記電極の中心部118の下にある基板から成長している。即ち、第2の複数のナノワイヤ122はナノワイヤとして成長している。インシュレータ層120は第2の複数のナノワイヤ122の上に形成され、上記電極の中心部118は第2の複数のナノワイヤ122の先端部124の上に形成される。
【0036】
図1Bに示すセンサ100は、成長プロモーション層104が基板102の上に形成されている点を除いて図1Aに示すものと同じである。
【0037】
上記成長プロモーション層104は、Ti,Ni,Au,Ta,Co,Ir,またはPtなどの物質である。一般的に、成長プロモーション層104は約0.5〜5ナノメーター(nm)の厚み106を有する。図に示すように、第1の複数のナノワイヤ108および第2の複数のナノワイヤ122は成長プロモーション層104の上から成長し、その上に直接形成されている。
【0038】
図2は、図1Aに記載のセンサの変形例の断面図である。上記例では、基板102はドープされた部位200とドープされていない部位202とを含む。例えば、基板はSiであってもよく、ドープされた部位200はp型の不純物を含んでいてもよい。
【0039】
第1の複数のナノワイヤ108はドープされた部位200の上に形成され、第2の複数のナノワイヤ122はドープされていない部位202の上に形成される。上記構成は交互に繰りかえされており、ドープされた部位200は外部環境に露出しており、ドープされていない部位202はインシュレータ層120によって覆われている。特に記載はしていないが、第1の複数のナノワイヤ108および第2の複数のナノワイヤ122は図1Bに示すような成長プロモーション層から成長していてもよい。
【0040】
図3は、図1Bに記載のセンサの変形例の断面図である。成長プロモーション層は、電極の端部114の下にある部分300に選択的に形成されている。
【0041】
成長プロモーション層が電極の中心部118の下には形成されていないので、第1の複数のナノワイヤ108は電極の中心部118の下の基板には形成されない。
【0042】
上記構成は交互に繰りかえされており、図1A、図1Bまたは図2でみられた第2の複数のナノワイヤは図3では形成されない。
【0043】
インシュレータ層120にはナノワイヤは含まれない。
【0044】
特に記載はしていないが、インシュレータ層の一部が成長プロモーションをおこなっている部分300の上に形成されていてもよく、この場合には小数のナノワイヤが上記インシュレータに組み込まれることになる。
【0045】
〔実施例1〕
図4から図8は外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した図である。図4では、SOIのウエハが基板として用いられている。Si,Poly−Si,またはSiGeなどの他の物質についても基板として用いることができる。
【0046】
上記基板は、p型またはn型の基板を形成する他の要素によってドープされている。ドープされた不純物の活性化のために活性化アニーリングがおこなわれる。
【0047】
記載してはいないが、Tiなどの金属の薄膜層を厚さ0.5〜5(nm)でSiの表面に堆積させてもよい。Ni,Au,Ta,Co,Ir,またはPtがナノワイヤの成長プロモーション層として用いることができ、それらの層の厚みは0.5〜5(nm)であることが好ましい。300〜1000℃のO2,N2,Ar,真空下,または形成用の気体中でアニーリングすることによって、成長プロモーション層が活性化し、ナノワイヤの成長が増強される。
【0048】
図5では、上記ウエハがIrO2ナノワイヤの成長のために、成長用のチャンバに移されている。(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)が前駆物質として用いられている。前駆物質とその輸送ラインは約60〜100℃の温度で一定に保たれている。
【0049】
流量50〜500(sccm:standard cubic centimeters)の高純度の酸素が反応気体として用いられる。流量50〜500(sccm)の気体ArはIr前駆物質のアンプルからの輸送用の気体として用いられる。
【0050】
MOCVD法の基準圧力は約1×10−8〜1×10−3(torr)である。また、約1〜500(torr)であり、望ましくは約10〜100(torr)である高いチャンバ圧力は、成長用チャンバに前駆物質を導入する前においてO2のバイパスラインを維持するために用いられる。チャンバ内での成長温度は約200〜500℃であり、望ましくは約300〜400℃である。チャンバの圧力は成長の間1〜500(torr)に固定する。望ましくは約10〜100(torr)に固定する。
【0051】
図6は、ナノワイヤを成長させたのちにインシュレータ層の堆積を示す図である。珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサンなどのスピン・オン・グラス(SOG)が用いられる。ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)、絹などのlow−k層間絶縁部がIrO2ナノワイヤをコートするために引き伸ばされ、覆い、平らな表面を形成するとしてもよい。必要ならば、SOGの多くの層がナノワイヤのカバーのために用いられる。
【0052】
HSQ溶液が用いられる場合には、約100〜10000RPMのスピンスピードが用いられる。上記の層の上でスピンをおこなったのち、約100〜400℃の温度でベーキングがおこなわれる。
【0053】
図9は、IrO2上に形成されたHSQインシュレータ層の走査型電子顕微鏡(SEM)画像である。
【0054】
図6に戻る。HSQの堆積が終わり、さらに約400〜1000℃でアニーリングが終了したのち、化学量論的にSiO2膜を形成する。その際、HF溶液に短時間浸し、ナノワイヤの先端部のみを露出させる。
【0055】
図7は、ナノワイヤの先端部を露出させたのち、最上部の金属層(電極)の形成を示した図である。最上部の金属層はAl,TiN,Pt,Ir,Auなどの物質であり、上記の露出したIrO2ナノワイヤの先端部とともにSiO2の表面に堆積させる。
【0056】
フォトレジストが最上部の金属層の上に堆積され、パターンが形成される。その際、最上部の金属層に対してドライエッチングプロセスがなされてもよい。エッチングされた金属の下にあるSiO2層とナノワイヤとが取り除かれる。上記フォトレジストは、用いられるエッチングの工程によってそのまま残されるか取り除かれる。
【0057】
図8は、競合するセンサの構造である。最上部の金属/SiO2/ナノワイヤの積み重ねられた層をエッチングしたのち、上記構造をHF溶液に浸し、ナノワイヤの外側の縁を露出させつつ最上部の電極を支えるためのSiO2の中央部のコアを残すように処理する。エッチングの時間はデバイスの大きさに依存する。十分なナノワイヤが環境の気体または液体を感知するように露出されるとともに、SiO2は最上部の電極を支えるために残される。
【0058】
上記構造は、最後にHFへ浸ける前または後で、最上部の電極および下部の基板とナノワイヤとの接続を強化するために短時間アニーリングされる。上記のアニーリングはN2,Ar,形成用の気体中,真空中、またはO2の中で温度約200〜1000℃、約10〜3600秒でおこなわれる。
【0059】
〔実施例2〕
図10から図14は、外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した図である。変更された工程では、基板を選択的にドープし、内部のナノワイヤを『無能力』にしている(図10参照)。
【0060】
基板のドープされていない部位は伝送性がなく、ドープされていない基板から成長したナノワイヤはセンサの抵抗値の変化には寄与しない。その代わりに、センサの抵抗値の変化は、ドープされた基板の部位から成長し、異なる環境に露出したナノワイヤによって起こる。選択的にドープした後の、図12から図14に示した工程は上記の図5から図8に示した工程と同様である。
【0061】
〔実施例3〕
図15から図20は、外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した図である。変更点は、ナノワイヤの選択的な成長を達成するために、IrO2ナノワイヤの成長工程の前にTi層をパターンする点である。
【0062】
パターン形成された成長プロモーション層(Ti)を図16に示す。ナノワイヤを含まない、支持するためのSiO2部位については、図20を参照されたい。IrO2のナノワイヤについて特に記載したが、上記ナノワイヤはTiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボンナノチューブなどの金属酸化物に置き換えることができる。さらに、上記ナノワイヤはPd,Pt,Au,Moなどの金属に置き換えることができる。さらに、上記ナノワイヤはSi,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,GaN,InP,InAsなどの半導体に置き換えることができる。
【0063】
図21は、外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を図示したフローチャートである。上記方法は明瞭にするために番号付けされたステップの順に記述されているが、番号どおり実行される必要はない。即ち、これらのステップは省略されたり、平行して実行されたり、記述した順番どおり実行する必要がない場合が存在すると理解されるべきである。上記方法は、ステップ2100から実行される。
【0064】
ステップ2100では基板を形成する。基板は、例えばSOI,Si,polySi,SiGe,ガラス,プラスチック,石英、または透明な伝導性電極などの物質である。たとえば、ステップ2103のようにp型またはn型のドーパントでドープしてもよい。ステップ2106では、ナノワイヤを成長させている。ステップ2108ではインシュレータ層をナノワイヤの上に堆積させている。ステップ2110では、ナノワイヤの先端部を露出させる。ステップ2112では、金属電極の端部がナノワイヤの先端部の上になるようにパターンを形成する。ステップ2114では、電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させる。ステップ2116のように、ステップ2114の後に約200〜1000℃の温度で約10〜3600秒間アニールしてもよい。または、ステップ2116はステップ2114の前におこなってもよい。
【0065】
また、ステップ2104のように、基板の上にTi,Ni,Au,Ta,Co,Ir,またはPtなどの物質からなる成長プロモーション層を形成してもよい。ステップ2106はナノワイヤを成長プロモーション層から成長させる工程である。上記の成長プロモーション層は、約0.5〜5(nm)の厚さで形成される。また別の例として、ステップ2105では成長プロモーション層の形成の後に、O2,N2,Ar,真空下,または形成用の気体中などの環境中で、温度が約300〜1000℃の範囲でアニールされてもよい。
【0066】
ステップ2106のナノワイヤの成長工程は、IrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,InP,またはInAsなどの物質からナノワイヤを成長させる工程が含まれている。ナノワイヤが、上記に記載した物質の2種類の組み合わせからなるコアまたはシェル構造を有する場合もある。即ち、上記のコアは一種類の物質であり、上記のシェルはそれとは異なる物質である。また別の例として、ナノワイヤは区切られた軸の構造を有しており、それぞれの区切られた部分が上記に記載した物質によって構成されていてもよい。
【0067】
上記の図6の記載のように、ステップ2106では有機金属化学気相成長法(MOCVD)の工程を用いて、IrO2のナノワイヤが成長する。MOCVD法は以下のようにおこなう。
【0068】
前駆物質の(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)が、約60〜100℃の温度で導入される。
【0069】
高純度の酸素が流量約50〜500(sccm)で導入される。
【0070】
ArがIr前駆物質の輸送用の気体として、流量約50〜500(sccm)で導入される。
【0071】
基準圧力を1×10−8〜1×10−3(torr)に設定し、O2のバイパスラインを用いてIr前駆物質を導入する前に約1〜500(torr)の圧力を生成する。
【0072】
そして、基板の温度を約200〜500℃に保つ。
【0073】
ステップ2108のSOGまたはlow−k層間絶縁部の堆積工程において、インシュレータ層をナノワイヤの上に堆積させてもよい。SOGは、例えば珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサンなどであり、low−k層間絶縁部は、例えばナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)、絹などである。
【0074】
例えば、HSQ溶液がステップ2108で堆積させられると、約100〜10000RPMのスピンスピードを用いることによって複数のHSQの層が形成される。HSQの層がそれぞれ形成された後、約100〜400℃でベーキングされる。
【0075】
また、ステップ2108でのインシュレータ層を堆積する工程に引き続き、ステップ2109aでは、約400〜1000℃の温度でアニールをおこなってもよい。そして、ステップ2109bでは、アニーリングする工程に応じて、インシュレータ層を化学量論的なSi酸化層に変換する。
【0076】
また、ステップ2103で基板をドープするときに、電極の端部の下にある基板の部位をドープし、電極の端部の間にある基板の部位をドープしないように形成してもよい。それによって、電極の端部の下にある、ナノワイヤを露出させるためのエッチングの工程(ステップ2114)によって、図2〜図14に示すようなドープされた基板の部分が露出する。
【0077】
また、ステップ2104で基板の上に成長プロモーション層を形成する工程では、図3〜20に示すように、電極の端部の下にある基板の部分に選択的に成長プロモーション層の形成をおこなってもよい。
【0078】
本発明は、外部環境ナノワイヤセンサおよびその製造方法を提供する。幾つかの特徴的な工程の例と物質とを用いて発明を説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。他の変形例や発明の実施の形態に関しても本願の発明として実施されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【0079】
【図1A】本発明におけるそれぞれ独立した外部環境ナノワイヤセンサの断面図である。
【図1B】本発明におけるそれぞれ独立した外部環境ナノワイヤセンサの断面図である。
【図2】本発明の図1Aに記載のセンサの変形例の断面図である。
【図3】本発明の図1Bに記載のセンサの変形例の断面図である。
【図4】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図5】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図6】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図7】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図8】本発明の外部環境ナノワイヤセンサを形成するステップを示した断面図である。
【図9】本発明のIrO2上に形成されたHSQインシュレータ層の走査型電子顕微鏡(SEM)画像による断面図である。
【図10】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図11】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図12】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図13】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図14】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第1の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図15】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図16】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図17】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図18】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図19】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図20】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの第2の変形例を形成するステップを示した断面図である。
【図21】本発明の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法を図示したフローチャートである。
【符号の説明】
【0080】
100 センサ
102 基板
104 成長プロモーション層
108 第1の複数のナノワイヤ(ナノワイヤ)
110 外部環境
112 電極(金属の電極)
114 電極の端部(金属の電極、電極の端部)
116 第1のナノワイヤの先端部
118 電極の中心部(金属の電極、電極の中心部)
120 インシュレータ層(スピン・オン・グラス、low−k層間絶縁部、HSQ層、酸化シリコンの化学量論的な混合物)
122 第2の複数のナノワイヤ(ナノワイヤ)
124 第2のナノワイヤの先端部
200 ドープされた部位
202 ドープされていない部位
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を形成する工程と、
ナノワイヤを成長させる工程と、
インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程と、
上記ナノワイヤの先端部を露出させるエッチング工程と、
電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成する工程と、
上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程と、を含むことを特徴とする外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項2】
上記基板を形成する工程は、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)、シリコン(Si)、多結晶シリコン、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガラス、プラスティック、石英、および透明な伝導性電極からなる物質によって基板を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項3】
p型およびn型からなる物質によって上記基板をドープする工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項4】
Ti,Ni,Au,Ta,Co,Ir,およびPtからなる物質によって上記基板の上に成長プロモーション層を形成する工程をさらに含み、
上記ナノワイヤを成長させる工程は、上記成長プロモーション層からナノワイヤを成長させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項5】
上記の成長プロモーション層を形成する工程は、成長プロモーション層を厚さ0.5〜5ナノメートル(nm)に形成する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項6】
上記成長プロモーション層を形成する工程の後に、O2,N2,Ar,真空下,または形成用の気体中などの環境中で、温度が300〜1000℃の範囲でアニールする工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項7】
上記ナノワイヤを成長させる工程は、IrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,GaN,InP,InAsからなる物質、上記に記載した物質の2種類の組み合わせからなるコアおよびシェル構造、および区切られた軸の構造を有しており、それぞれの区切られた部分が上記に記載した物質によって構成される構造によってナノワイヤを成長させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項8】
上記ナノワイヤを成長させる工程は、有機金属化学気相成長法(MOCVD)によってIrO2のナノワイヤを成長させる工程を含み、
上記有機金属化学気相成長法によってIrO2のナノワイヤを成長させる工程は、
前駆物質の(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)((methylcyclopentadienyl)(1,5−cyclooctadiene)iridium(I))を60〜100℃の温度で投入する工程と、
高純度の酸素を流量50〜500(sccm)で投入する工程と、
ArをIr前駆物質の輸送用の気体として、流量50〜500(sccm)で投入する工程と、
基準圧力を1×10−8〜1×10−3(torr)に設定し、O2のバイパスラインを用いてIr前駆物質を導入する前に1〜500(torr)の圧力を生成する工程と、
上記基板の温度を200〜500℃に保つ工程と、を有することを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項9】
上記インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程は、スピン・オン・グラス(SOG)またはlow−k層間絶縁部からなる物質を堆積させる工程を含んでおり、
上記スピン・オン・グラスは、珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサン(siloxane)などであり、
上記low−k層間絶縁部は、ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン(methyl silsequioxane)、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)(HSQ hydrogen silsequioxane (methyl Isobutyl Ketone))、絹などであることを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項10】
上記インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程は、HSQを堆積させる工程を含んでおり、
上記HSQを堆積させる工程は、
100〜10000(RPM)のスピンスピードを用いて複数のHSQ層を堆積させる工程と、
上記のHSQ層を堆積させる度に、100〜400℃でベーキングする工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項11】
上記インシュレータ層を堆積させた後に、100〜400℃でアニールする工程と、
アニーリングする工程によって、インシュレータ層を化学量論的に酸化シリコン層に変換する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項12】
上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程に引き続いて、200〜1000℃の温度で10〜3600秒間アニールする工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項13】
上記の基板をドープする工程は、上記電極の端部の下にある基板の部位をドープし、電極の端部の間にある基板の部位をドープしないように形成する工程を含み、
上記の電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程は、上記のドープされた基板の部位を露出させるエッチング工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項14】
上記基板の上に成長プロモーション層を形成する工程は、上記電極の端部の下にある基板の部位に選択的に成長プロモーション層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項5に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項15】
基板と、
外部環境に露出した第1の複数のナノワイヤと、
電極の端部が上記第1の複数のナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極と、を含み、
インシュレータ層が、上記基板と上記電極の中心部との間に挟まれていることを特徴とする外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項16】
第2の複数のナノワイヤをさらに含み、
上記インシュレータ層が上記第2の複数のナノワイヤの上に形成され、
上記電極の中心部が上記第2の複数のナノワイヤの先端部の上に形成されることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項17】
上記基板が、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)、シリコン(Si)、多結晶シリコン、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガラス、プラスティック、石英、および透明な伝導性電極からなる物質であることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項18】
上記基板がp型およびn型からなる物質によってドープされることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項19】
Ti,Ni,Au,Ta,Co,Ir,およびPtからなる物質によって上記基板の上に形成される成長プロモーション層をさらに含み、
上記第1の複数のナノワイヤは上記成長プロモーション層の上に形成されることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項20】
上記の成長プロモーション層は、厚さが0.5〜5ナノメートル(nm)であることを特徴とする請求項19に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項21】
上記第1の複数のナノワイヤが、IrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,GaN,InP,InAsからなる物質、上記に記載した物質の2種類の組み合わせからなるコアおよびシェル構造、および区切られた軸の構造であることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項22】
上記インシュレータ層が、スピン・オン・グラス(SOG)、low−k層間絶縁部、または酸化シリコンの化学量論的な混合物であり、
上記スピン・オン・グラスは、珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサン(siloxane)などであり、
上記low−k層間絶縁部は、ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン(methyl silsequioxane)、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)(HSQ hydrogen silsequioxane (methyl Isobutyl Ketone))、絹であることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項23】
上記基板は、ドープされた基板の部位とドープされない基板の部位とを含み、
上記第1の複数のナノワイヤが上記ドープされた基板の部位の上に形成され、上記第2の複数のナノワイヤが上記ドープされない基板の部位の上に形成されることを特徴とする請求項16に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項24】
上記成長プロモーション層が上記電極の端部の下にある部位に選択的に形成されることを特徴とする請求項19に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項1】
基板を形成する工程と、
ナノワイヤを成長させる工程と、
インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程と、
上記ナノワイヤの先端部を露出させるエッチング工程と、
電極の端部が上記ナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極を形成する工程と、
上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程と、を含むことを特徴とする外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項2】
上記基板を形成する工程は、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)、シリコン(Si)、多結晶シリコン、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガラス、プラスティック、石英、および透明な伝導性電極からなる物質によって基板を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項3】
p型およびn型からなる物質によって上記基板をドープする工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項4】
Ti,Ni,Au,Ta,Co,Ir,およびPtからなる物質によって上記基板の上に成長プロモーション層を形成する工程をさらに含み、
上記ナノワイヤを成長させる工程は、上記成長プロモーション層からナノワイヤを成長させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項5】
上記の成長プロモーション層を形成する工程は、成長プロモーション層を厚さ0.5〜5ナノメートル(nm)に形成する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項6】
上記成長プロモーション層を形成する工程の後に、O2,N2,Ar,真空下,または形成用の気体中などの環境中で、温度が300〜1000℃の範囲でアニールする工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項7】
上記ナノワイヤを成長させる工程は、IrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,GaN,InP,InAsからなる物質、上記に記載した物質の2種類の組み合わせからなるコアおよびシェル構造、および区切られた軸の構造を有しており、それぞれの区切られた部分が上記に記載した物質によって構成される構造によってナノワイヤを成長させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項8】
上記ナノワイヤを成長させる工程は、有機金属化学気相成長法(MOCVD)によってIrO2のナノワイヤを成長させる工程を含み、
上記有機金属化学気相成長法によってIrO2のナノワイヤを成長させる工程は、
前駆物質の(メチルサイクロペンタジエニル)(1,5−サイクロオクタジエン)イリジウム(I)((methylcyclopentadienyl)(1,5−cyclooctadiene)iridium(I))を60〜100℃の温度で投入する工程と、
高純度の酸素を流量50〜500(sccm)で投入する工程と、
ArをIr前駆物質の輸送用の気体として、流量50〜500(sccm)で投入する工程と、
基準圧力を1×10−8〜1×10−3(torr)に設定し、O2のバイパスラインを用いてIr前駆物質を導入する前に1〜500(torr)の圧力を生成する工程と、
上記基板の温度を200〜500℃に保つ工程と、を有することを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項9】
上記インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程は、スピン・オン・グラス(SOG)またはlow−k層間絶縁部からなる物質を堆積させる工程を含んでおり、
上記スピン・オン・グラスは、珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサン(siloxane)などであり、
上記low−k層間絶縁部は、ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン(methyl silsequioxane)、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)(HSQ hydrogen silsequioxane (methyl Isobutyl Ketone))、絹などであることを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項10】
上記インシュレータ層を上記ナノワイヤの上に堆積させる工程は、HSQを堆積させる工程を含んでおり、
上記HSQを堆積させる工程は、
100〜10000(RPM)のスピンスピードを用いて複数のHSQ層を堆積させる工程と、
上記のHSQ層を堆積させる度に、100〜400℃でベーキングする工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項11】
上記インシュレータ層を堆積させた後に、100〜400℃でアニールする工程と、
アニーリングする工程によって、インシュレータ層を化学量論的に酸化シリコン層に変換する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項12】
上記電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程に引き続いて、200〜1000℃の温度で10〜3600秒間アニールする工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項13】
上記の基板をドープする工程は、上記電極の端部の下にある基板の部位をドープし、電極の端部の間にある基板の部位をドープしないように形成する工程を含み、
上記の電極の端部の下にあるナノワイヤを露出させるエッチング工程は、上記のドープされた基板の部位を露出させるエッチング工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項14】
上記基板の上に成長プロモーション層を形成する工程は、上記電極の端部の下にある基板の部位に選択的に成長プロモーション層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項5に記載の外部環境ナノワイヤセンサの製造方法。
【請求項15】
基板と、
外部環境に露出した第1の複数のナノワイヤと、
電極の端部が上記第1の複数のナノワイヤの先端部の上にまたがるようにパターン化された金属の電極と、を含み、
インシュレータ層が、上記基板と上記電極の中心部との間に挟まれていることを特徴とする外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項16】
第2の複数のナノワイヤをさらに含み、
上記インシュレータ層が上記第2の複数のナノワイヤの上に形成され、
上記電極の中心部が上記第2の複数のナノワイヤの先端部の上に形成されることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項17】
上記基板が、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)、シリコン(Si)、多結晶シリコン、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガラス、プラスティック、石英、および透明な伝導性電極からなる物質であることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項18】
上記基板がp型およびn型からなる物質によってドープされることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項19】
Ti,Ni,Au,Ta,Co,Ir,およびPtからなる物質によって上記基板の上に形成される成長プロモーション層をさらに含み、
上記第1の複数のナノワイヤは上記成長プロモーション層の上に形成されることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項20】
上記の成長プロモーション層は、厚さが0.5〜5ナノメートル(nm)であることを特徴とする請求項19に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項21】
上記第1の複数のナノワイヤが、IrO2,TiO2,InO,ZnO,SnO2,Sb2O3,In2O3,カーボン,Pd,Pt,Au,Mo,Si,Ge,SiGe,CdSe,AlN,ZnS,GaN,InP,InAsからなる物質、上記に記載した物質の2種類の組み合わせからなるコアおよびシェル構造、および区切られた軸の構造であることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項22】
上記インシュレータ層が、スピン・オン・グラス(SOG)、low−k層間絶縁部、または酸化シリコンの化学量論的な混合物であり、
上記スピン・オン・グラスは、珪酸塩、リン酸化珪酸塩、またはシロキサン(siloxane)などであり、
上記low−k層間絶縁部は、ナノガラス、MSQ(CH3SiO1.5)、メチル化シルセキオザン(methyl silsequioxane)、HSQ水素化シルセキオザン(メチルイソブチルケトン)(HSQ hydrogen silsequioxane (methyl Isobutyl Ketone))、絹であることを特徴とする請求項15に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項23】
上記基板は、ドープされた基板の部位とドープされない基板の部位とを含み、
上記第1の複数のナノワイヤが上記ドープされた基板の部位の上に形成され、上記第2の複数のナノワイヤが上記ドープされない基板の部位の上に形成されることを特徴とする請求項16に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【請求項24】
上記成長プロモーション層が上記電極の端部の下にある部位に選択的に形成されることを特徴とする請求項19に記載の外部環境ナノワイヤセンサ。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【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9】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【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9】
【公開番号】特開2007−125687(P2007−125687A)
【公開日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−272246(P2006−272246)
【出願日】平成18年10月3日(2006.10.3)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年10月3日(2006.10.3)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
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