(57)【要約】【課題】金属触媒を使用することなくＺｎＯナノ構造を成長させる手法を提供する。【解決手段】本発明の方法においては、基板の表面の上に多結晶酸化亜鉛のシード層を形成することによって、金属触媒を使用することなく、酸化亜鉛のナノ構造を成長させる手法を提供する。シード層は原子層堆積法によって形成されることが出来る（１０２）。このシード層の上に、少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長が引き起こされる（１０３）。シード層は、代替の方法として、有機金属堆積法、スプレイ熱分解法、ＲＦスパッタリング法またはシード層の酸化などのスピンオン法によって形成されることが出来る。【選択図】図１
2006124834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛のナノ構造を形成する方法であって、
基板を提供することと、
該基板の表面の上に多結晶酸化亜鉛のシード層を形成することと、
該シード層の上に少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすこと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記シード層を形成することにおいて、原子層堆積法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の前記シード層が形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シード層を形成することは、ジエチル亜鉛前駆物質と水蒸気との交互のパルスを使用することによって前記シード層を形成することを更に包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記シード層は少なくとも約０．５ｎｍの厚さを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、前記シード層を微量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、酸化亜鉛の炭素熱還元によって亜鉛気体を形成することをさらに包含する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、前記シード層をアニールすることをさらに包含する、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記シード層を形成することにおいて、スピンオン法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の前記シード層が形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記シード層を形成することにおいて、有機金属堆積法にさらに基づいて多結晶酸化亜鉛の前記シード層が形成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、前記シード層をアニールすることをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記シード層を形成することにおいて、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法およびシード層の酸化のうちの１つにさらに基づいて多結晶酸化亜鉛のシード層が形成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
酸化亜鉛のナノ構造であって、
基板を提供することと、
該基板の表面の上に多結晶酸化亜鉛のシード層を形成することと、
該シード層の上に少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすこと
によって形成される、酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項１３】
前記シード層を形成することにおいて、原子層堆積法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の前記シード層が形成される、請求項１２に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項１４】
前記シード層の形成は、ジエチル亜鉛前駆物質と水蒸気との交互のパルスを使用することによって前記シード層を形成することをさらに包含する、請求項１３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項１５】
前記シード層は少なくとも約０．５ｎｍの厚さを有する、請求項１３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項１６】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、前記シード層を少量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことを包含する、請求項１２に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項１７】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、酸化亜鉛の炭素熱還元によって亜鉛気体を形成することをさらに包含する、請求項１６に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項１８】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、前記シード層をアニールすることをさらに包含する、請求項１６に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項１９】
前記シード層を形成することにおいて、スピンオン法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の前記シード層が形成される、請求項１２に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２０】
前記シード層を形成することにおいて、有機金属堆積法にさらに基づいて多結晶酸化亜鉛の前記シード層が形成される、請求項１９に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２１】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、前記シード層をアニールすることをさらに包含する、請求項２０に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２２】
前記シード層を形成することにおいて、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法およびシード層の酸化のうちの１つにさらに基づいて多結晶酸化亜鉛のシード層が形成される、請求項１９に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２３】
酸化亜鉛のナノ構造であって、
基板と、
該基板の表面の上に形成された多結晶酸化亜鉛のシード層と、
該シード層の上に形成された少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造と
を備える、酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２４】
前記シード層は、原子層堆積法によって形成される、請求項２３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２５】
前記シード層は、ジエチル亜鉛前駆物質と水蒸気との交互のパルスを使用することによって形成される、請求項２４に記載の前記酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２６】
前記シード層は少なくとも約０．５ｎｍの厚さを有する、請求項２４に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２７】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造が、前記シード層を微量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことによって形成される、請求項２３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２８】
前記亜鉛気体は、酸化亜鉛の炭素熱還元によって生成される、請求項２７に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項２９】
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造が成長させられる前に、前記シード層がアニールされる、請求項２７に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項３０】
前記シード層は、スピンオン法によって形成される、請求項２３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項３１】
前記シード層の形成において、有機金属堆積法にさらに基づいて多結晶酸化亜鉛のシード層が形成される、請求項３０に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【請求項３２】
前記シード層は、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法およびシード層の酸化のうちの１つによって形成される、請求項３０に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノテクノロジーおよび/またはマイクロエレクトロニクスに関する。より詳細には、本発明はシリコン（Ｓｉ）基板の上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）のナノ構造を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノワイヤ、ナノロッド、ナノファイバー、ウィスカーなどのナノ構造材料は、興味深い光学的および電気的性質を示し、化学およびバイオのセンサーおよび検出器、ＬＥＤ、トランジスタ、レーザー、フィールドエミッタ、などの多数の応用分野において、そのことが実証されてきた。例えば、Ｐ．Ｙａｎｇらの「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ＺｎＯ  ｎａｎｏｗｉｒｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」、Ａｄｖ．Ｆｕｎｃ．Ｍａｔ．１２（５）、３２３（２００２年）およびＣ．Ｍ．Ｌｉｅｂｅｒの「Ｎａｎｏｓｃａｌｅ  ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ａ  ｂｉｇ  ｆｕｔｕｒｅ  ｆｒｏｍ  ｓｍａｌｌ  ｔｈｉｎｇｓ」、ＭＲＳ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、ｐｐ．４８６−４９１、（２００３年７月）を参照されたい。酸化亜鉛（ＺｎＯ）は特に、固体光電子発光体、化学センサー、およびガス検知器の用途において有用であり得る、ナノ構造用として多くの興味深い性質を示す。
【０００３】
ナノ構造の形成に用いられる主要な手法の１つは、気相−液相−固相（ＶＬＳ）成長である。レーザーアブレ−ションおよびアーク放電などのその他の手法もまた、ナノ構造を形成するために使用されてきた。代表的なＶＬＳ成長のメカニズムは金属触媒を必要とする。適切な温度範囲において、触媒は所望の成長材料の飽和溶液を形成する。液滴が所望の成長材料の過飽和状態になると、所望の材料は凝集し、その結果ナノ構造の成長が生ずる。例えば、金（Ａｕ）のような、触媒の薄膜（〜３ｎｍ）がしばしば用いられる。ナノ構造はＡｕが存在するすべての場所で成長が観察される。従来ではＡｕのナノ微粒子を基板上に散布させるか、またはパターン化されたシャドウマスクによってＡｕを蒸着させることにより、Ａｕ触媒をパターニングすることによって、ナノ構造の選択的成長は実現されてきた。
【０００４】
しかしながら、マイクロエレクトロニクス製造に用いられるウルトラクリーンな環境において、基板上に微粒子を散布させることは好ましくない。その上、ナノ構造成長の触媒に用いられる金属は、特有の性質としてエッチングが困難であり、従って減算的にパターニングすることが困難である。さらに、触媒として使用される金属は特有の性質として化学機械的研磨（ＣＭＰ）が困難である。従ってナノ構造の触媒材料は特有の性質として、従来のマイクロエレクトロニクス処理によるパターニングが困難である。さらに、金属触媒を使用することによる汚染もまた重要な問題である。従って、金属触媒を排除することは、ウェーハおよび装置の汚染を削減するために有益である。
【０００５】
それ故に、金属触媒を使用することなくＺｎＯナノ構造を成長させる手法が必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、金属触媒を使用せずにＺｎＯナノ構造を成長させる手法を提供する。
【０００７】
本発明の有利な点は、酸化亜鉛のナノ構造を形成する方法により提供される。その方法においては、基板が提供され、基板の表面上に少なくとも約０．５ｎｍ厚さの多結晶酸化亜鉛のシード層が形成され、シード層の上に少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長が引き起こされる。本発明の一例示的な実施形態においては、シード層は、ジエチル亜鉛前駆物質と水蒸気との交互のパルス注入の使用などによる、原子層堆積（ＡＬＤ）法によって形成される。本発明に従えば、少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、シード層を微量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことを含む。亜鉛気体は酸化亜鉛の炭素熱還元によって形成されることが出来る。本発明の別の例示的な実施形態においては、シード層は、有機金属堆積（ＭＯＤ）法、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法またはシード層の酸化によるなどの、スピンオン法を使用することによって形成される。
【０００８】
本発明はまた、基板の表面上に少なくとも０．５ｎｍ厚さの多結晶酸化亜鉛のシード層を形成すること、およびシード層の上に少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を含むこと、によって形成される酸化亜鉛のナノ構造を提供する。一例示的な実施形態においては、シード層はジエチル亜鉛前駆物質および水蒸気の交互のパルス注入の使用などによる原子層堆積（ＡＬＤ）法を用いることによって形成される。酸化亜鉛のナノ構造は、シード層を微量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことにより、成長が引き起こされることが出来る。亜鉛気体は、酸化亜鉛の炭素熱還元によって形成されることが出来る。本発明の別の例示的な実施形態においては、シード層は、有機金属堆積（ＭＯＤ）法、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法またはシード層の酸化によるなどの、スピンオン法を使用することによって形成されることが出来る。
【０００９】
本発明はまた、基板と、基板の表面上に形成された少なくとも０．５ｎｍ厚さのシード層と、シード層の上に形成された少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造とを含む、酸化亜鉛のナノ構造を提供する。シード層は、ジエチル亜鉛前駆物質および水蒸気の交互のパルス注入の使用などによる原子層堆積（ＡＬＤ）法を用いることによって形成されることが出来る。少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造が、シード層を微量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことによって、形成される。亜鉛気体は、酸化亜鉛の炭素熱還元によって生成されることが出来る。本発明の代替の実施形態においては、シード層は、有機金属堆積（ＭＯＤ）法、スプレイ熱分解法、ＲＦスパッタリング法またはシード層の酸化によるなどの、スピンオン法を使用することにより形成される。
【００１０】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
【００１１】
酸化亜鉛のナノ構造を形成する方法であって、
基板を提供することと、
該基板の表面の上に多結晶酸化亜鉛のシード層を形成することと、
該シード層の上に少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすこと
を包含する、方法。
【００１２】
（項目２）  
上記シード層を形成することにおいて、原子層堆積法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の上記シード層が形成される、項目１に記載の方法。
【００１３】
（項目３）  
上記シード層を形成することは、ジエチル亜鉛前駆物質と水蒸気との交互のパルスを使用することによって上記シード層を形成することを更に包含する、項目２に記載の方法。
【００１４】
（項目４）  
上記シード層は少なくとも約０．５ｎｍの厚さを有する、項目２に記載の方法。
【００１５】
（項目５）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、上記シード層を微量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことを包含する、項目１に記載の方法。
【００１６】
（項目６）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、酸化亜鉛の炭素熱還元によって亜鉛気体を形成することをさらに包含する、項目５に記載の方法。
【００１７】
（項目７）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、上記シード層をアニールすることをさらに包含する、項目５に記載の方法。
【００１８】
（項目８）  
上記シード層を形成することにおいて、スピンオン法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の上記シード層が形成される、項目１に記載の方法。
【００１９】
（項目９）  
上記シード層を形成することにおいて、有機金属堆積法にさらに基づいて多結晶酸化亜鉛の上記シード層が形成される、項目８に記載の方法。
【００２０】
（項目１０）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、上記シード層をアニールすることをさらに包含する、項目９に記載の方法。
【００２１】
（項目１１）  
上記シード層を形成することにおいて、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法およびシード層の酸化のうちの１つにさらに基づいて多結晶酸化亜鉛のシード層が形成される、項目８に記載の方法。
【００２２】
（項目１２）  
酸化亜鉛のナノ構造であって、
基板を提供することと、
該基板の表面の上に多結晶酸化亜鉛のシード層を形成することと、
該シード層の上に少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすこと
によって形成される、酸化亜鉛のナノ構造。
【００２３】
（項目１３）  
上記シード層を形成することにおいて、原子層堆積法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の上記シード層が形成される、項目１２に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００２４】
（項目１４）  
上記シード層の形成は、ジエチル亜鉛前駆物質と水蒸気との交互のパルスを使用することによって上記シード層を形成することをさらに包含する、項目１３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００２５】
（項目１５）  
上記シード層は少なくとも約０．５ｎｍの厚さを有する、項目１３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００２６】
（項目１６）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、上記シード層を少量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことを包含する、項目１２に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００２７】
（項目１７）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こすことは、酸化亜鉛の炭素熱還元によって亜鉛気体を形成することをさらに包含する、項目１６に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００２８】
（項目１８）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、上記シード層をアニールすることをさらに包含する、項目１６に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００２９】
（項目１９）  
上記シード層を形成することにおいて、スピンオン法を使用することによって多結晶酸化亜鉛の上記シード層が形成される、項目１２に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３０】
（項目２０）  
上記シード層を形成することにおいて、有機金属堆積法にさらに基づいて多結晶酸化亜鉛の上記シード層が形成される、項目１９に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３１】
（項目２１）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長を引き起こす前に、上記シード層をアニールすることをさらに包含する、項目２０に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３２】
（項目２２）  
上記シード層を形成することにおいて、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法およびシード層の酸化のうちの１つにさらに基づいて多結晶酸化亜鉛のシード層が形成される、項目１９に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３３】
（項目２３）  
酸化亜鉛のナノ構造であって、
基板と、
該基板の表面の上に形成された多結晶酸化亜鉛のシード層と、
該シード層の上に形成された少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造と
を備える、酸化亜鉛のナノ構造。
【００３４】
（項目２４）  
上記シード層は、原子層堆積法によって形成される、項目２３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３５】
（項目２５）  
上記シード層は、ジエチル亜鉛前駆物質と水蒸気との交互のパルスを使用することによって形成される、項目２４に記載の上記酸化亜鉛のナノ構造。
【００３６】
（項目２６）  
上記シード層は少なくとも約０．５ｎｍの厚さを有する、項目２４に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３７】
（項目２７）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造が、上記シード層を微量の酸素の存在下で亜鉛気体にさらすことによって形成される、項目２３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３８】
（項目２８）  
上記亜鉛気体は、酸化亜鉛の炭素熱還元によって生成される、項目２７に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００３９】
（項目２９）  
少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造が成長させられる前に、上記シード層がアニールされる、項目２７に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００４０】
（項目３０）  
上記シード層は、スピンオン法によって形成される、項目２３に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００４１】
（項目３１）  
上記シード層の形成において、有機金属堆積法にさらに基づいて多結晶酸化亜鉛のシード層が形成される、項目３０に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００４２】
（項目３２）  
上記シード層は、噴霧熱分解法、ＲＦスパッタリング法およびシード層の酸化のうちの１つによって形成される、項目３０に記載の酸化亜鉛のナノ構造。
【００４３】
（摘要）
基板の表面の上に多結晶酸化亜鉛のシード層を形成することにより、金属触媒を使用することなく、酸化亜鉛のナノ構造が成長させられる。
【００４４】
シード層は原子層堆積法により形成されることが出来る。このシード層の上に、少なくとも１つの酸化亜鉛のナノ構造の成長が引き起こされる。シード層は、代替の方法として、有機金属堆積法、スプレイ熱分解法、ＲＦスパッタリング法またはシード層の酸化などのスピンオン法によって形成されることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明は、金属触媒の使用を避けて、Ｓｉ基板上にＺｎＯナノ構造の成長を実現するための２つの手法を提供する。本発明の一例示的な実施形態においては、ＺｎＯナノ構造は、原子層堆積（ＡＬＤ）された多結晶ＺｎＯの上に、気相−固相メカニズムを使用することによって成長させられる。本発明の別の例示的な実施形態においては、ＺｎＯナノ構造は、有機金属堆積（ＭＯＤ）されたＺｎＯの上に、やはり気相−固相メカニズムを使用することによって成長させられる。両方の例示的な実施形態に対して、本発明は、金属触媒の従来手法を使用する、または表面を荒くすることによって得られるよりも、より一層安定しかつ再現性のあるナノ構造の成長領域を生み出す。そのうえ、最終的目標はＳｉＣＭＯＳプロセスにナノ構造を統合することであるので、ＺｎＯナノ構造の成長に金属触媒の使用を排除することは、ＳｉＣＭＯＳ装置に対して潜在的に有害なＳｉＣＭＯＳ装置の金属触媒による汚染を避けることにもつながる。
【００４６】
図１は、本発明に従いＺｎＯナノ構造を形成する手法の、第１の例示的な実施形態１００の流れ図を示す。図２Ａおよび２Ｂは基板、および本発明に従いＺｎＯナノ構造を形成する手法の第１の例示的な実施形態によって形成されたＺｎＯナノ構造の、各ステップにおける断面図を示す。図１のステップ１０１では、クリーンなＳｉ＜１００＞またはＳｉ＜１１１＞出発ウェーハが基板層２０１（図２Ａ）として使用される。ステップ１０２では、基板層２０１の上に多結晶ＺｎＯの薄いシード層２０２が、原子層堆積（ＡＬＤ）を使用して堆積（図２Ａ）される。ＡＬＤのために、前駆物質が堆積チャンバの中に交互にパルス注入され、排出によって分離される。基板の表面上で反応が生じるが、その反応は自己抑制的である。薄膜の厚さは前駆物質のパルス注入/排出のサイクルの数によって制御される。この処理の自己抑制的性質が、均一性および優れたコンフォーマリティ（ｃｏｎｆｏｒｍａｌｉｔｙ）をもたらす。一例示的な実施形態においては、層２０２は約６ｎｍの厚さのＡＬＤ  ＺｎＯを形成するために、約１３０℃と１８０度との間の基板温度においてジエチル亜鉛（ＤＥＺ）前駆物質およびＨ２Ｏ蒸気の交互のパルス注入によって形成される。約０．５ｎｍと約８０ｎｍとの間の厚さのシード層に対して、ナノ構造の成長が引き起こされてきた。原則的には、シード層２０２としてはいかなる厚さのＡＬＤ  ＺｎＯでも使用可能である。代替案としては、ジメチル亜鉛、酢酸亜鉛、塩化亜鉛などの他の前駆物質が、ＡＬＤ  ＺｎＯを形成するために使用されることが出来る。さらに追加として、シード層２０２が形成された後、シード層２０２の結晶構造を改善するために、シード層２０２はアニールされることが出来る。
【００４７】
ステップ１０３では、気相−固相メカニズムによって引き起こされたＺｎＯナノ構造の成長が、図２Ｂに示されるようにナノ構造２０３を形成する。図２Ａに示される層２０１および２０２によって形成されるウェーハ構造は、約９１５℃の亜鉛気体に約３０分間、約３０〜８０ｓｃｃｍの流量のＡｒおよび微量の酸素と共に、さらされる。亜鉛気体は例えば、等割合のＺｎＯおよびグラファイトを使用しＺｎＯ粉末の炭素熱還元によって生成される。原理的には、しかしながら、ＺｎＯナノ構造を成長させるためには、気相のＺｎを供給する方法は全て適切であり得る。
【００４８】
図３は、本発明に従うＺｎＯナノ構造を形成する手法の、第２の例示的な実施形態３００の流れ図を示す。図４Ａおよび４Ｂは基板、および本発明に従いＺｎＯナノ構造を形成する手法の第２の例示的な実施形態によって形成されたＺｎＯナノ構造の、各ステップにおける断面図を示す。図３のステップ３０１では、クリーンなＳｉ〈１００〉またはＳｉ〈１１１〉出発ウェーハが、基板層４０１（図４Ａ）として使用される。ステップ３０２では、基板層４０１の上に多結晶ＺｎＯの薄いシード層４０２が、スピンオン法を使用して堆積（図４Ａ）される。一例示的な実施形態においては層４０２は、約８０ｎｍの厚さのＭＯＤ  ＺｎＯを形成するために、２−メトキシエタノールおよびエタノールアミンの中の酢酸亜鉛脱水物を使用する有機金属堆積（ＭＯＤ）法によって形成される。シード層４０２としてのＭＯＤ  ＺｎＯは、如何なる厚さであっても使用可能である。スピンオン  コーティングの後に、ＭＯＤによって堆積された薄膜は、残留する溶媒を追い出すために１００℃、２００℃および３００℃のそれぞれの温度で１分間づつベイクされ、さらにその後に、乾燥空気中で５００℃で２分間および次いで１０００℃で５分間の急速加熱（ｒａｐｉｄ  ｔｈｅｒｍａｌ）アニールがなされる。代替案として、ＺｎＯ層４０２は噴霧熱分解、ＲＦスパッタリング、または基板４０１の上のＺｎの薄膜の酸化による、などの他の方法を使用することによって堆積することが出来る。
【００４９】
ステップ３０３では、気相−固相メカニズムによって引き起こされるナノ構造の成長が、図４Ｂに示すようにナノ構造４０３を形成する。図４Ａに示される層４０１および４０２によって形成されるウェーハ構造は、約９１５℃の亜鉛気体に約３０分間、約３０〜８０ｓｃｃｍの流量のＡｒおよび微量の酸素と共に、さらされる。亜鉛気体は例えば、等割合のＺｎＯおよびグラファイトを使用しＺｎＯ粉末の炭素熱還元によって生成される。原則的には、ＺｎＯナノ構造を成長させるためには、気相のＺｎを供給する方法は全て適切であり得る。
【００５０】
同時に出願され共有にかかるアメリカ特許出願シリアル番号（代理人整理番号Ｎｏ．ＳＬＡ０９２３）、名称「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ＺｎＯ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ＡＬＤ  ＺｎＯ  Ｓｅｅｄ  Ｌａｙｅｒ」、発明者Ｊ．Ｆ．ＣｏｎｌｅｙおよびＬ．Ｓｔｅｃｋｅｒ、の中に詳細に記述され、ここに援用され、本発明の別の例示的な実施形態においては、ナノ構造の成長に先立ってＺｎＯシード層は、フォトレジストのレジスト層を塗布することによって、パターン化されたマスクを使用して露光および現像され、フッ化水素（ＨＦ）によってエッチングされ、フォトレジストを剥離されて、パターニングされる。垂直方向に整列したＺｎＯの成長が気相−固相メカニズムによって引き起こされ、図４Ｂに示されたナノ構造４０３と同様のナノ構造を形成する。ＺｎＯナノ構造の成長は、残留するシード層４０２で覆われた領域内のみにおいて生じる。
【００５１】
スピンオン法によって形成されたシード層の上に成長したナノ構造を、ＡＬＤ法によって形成されたシード層の上に成長したナノ構造と比較すると、ナノ構造の直径、ナノ構造の長さ、面積あたりの密度および構造の整列度などの、形態の差異が見られる。このように、異なる方法を使用することによって堆積された同じシードの材料の使用が、ナノ構造の形態を調整するために使用できる。
【００５２】
明瞭な理解を得る目的のために、上記の発明について一部詳細に記述されてきたが、添付の請求項の範囲内において、ある種の変更および修正がなされ得ることは、明らかである。従って、本実施形態は例示であってこれに限定するものではないと、考えられるべきであり、本発明は、ここに示された詳細に限定されるべきではなく、添付の請求項の範囲およびその均等物の内において、変更され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に従うＺｎＯナノ構造を形成する手法の、第１の例示的な実施形態のフローチャートである。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、本発明に従う基板およびＺｎＯナノ構造を形成する手法の、第１の例示的な実施形態によって形成されるＺｎＯナノ構造の、各ステップにおける断面図である。
【図３】本発明に従うＺｎＯナノ構造を形成する手法の、第２の例示的な実施形態のフローチャートである。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、本発明に従う基板およびＺｎＯナノ構造を形成する手法の、第２の例示的な実施形態によって形成されるＺｎＯナノ構造の、各ステップにおける断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
２０１、４０１  基板
２０２、４０２  シード層
２０３、４０３  ナノ構造
【図１】
2006124834.tif 000003
【図２】
2006124834.tif 000004
【図３】
2006124834.tif 000005
【図４】
2006124834.tif 000006