(57)【要約】【課題】酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤを好適に形成する方法を提供する。【解決手段】本発明の方法は、０．５〜５ナノメートルの範囲の厚さを有し、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、またはＴａＮといった材料から作製される非連続的な表面を有する成長促進膜（１２０）を提供すること、２００℃〜６００℃の範囲で基板温度を確立すること、前駆物質反応ガスとして酸素を導入すること、前駆物質を導入することと、ＭＯＣＶＤプロセスを用いて、成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤ（１１０）を成長させることを含む。ナノワイヤ（１１０）は、直径が１００〜１０００Åの範囲にあり、長さが１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にあり、アスペクト比（幅に対する長さ）が５０：１より高い。さらに、ナノワイヤは１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤを形成する方法であって、
非連続的な表面を有する成長促進膜を提供することと、
（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することと、
有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いて、該成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することは、
６０℃〜９０℃の範囲にある第１の温度まで該前駆物質を加熱することと、
該前駆物質を導入する移送ラインにおいて、該第１の温度を維持することと、
該前駆物質を搬送ガスと混合することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記前駆物質を搬送ガスと混合することは、ＡｒとＯ２とを含む群から選択される搬送ガスと混合することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することは、
５０標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）〜５００ｓｃｃｍの範囲における流量において該前駆物質と搬送ガスとを導入することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前駆物質反応ガスとして酸素を導入することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記酸素を導入することは、５０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍの範囲における流量において酸素を導入することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記成長促進膜を提供することは、０．５ナノメートル（ｎｍ）〜５ナノメートルｎｍの範囲における厚さを有する成長促進膜を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記成長促進膜を提供することは、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される成長促進膜の材料を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記前駆物質を導入する前に、前記成長促進層を活性ガス中でアニーリングすることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記成長促進層を活性ガス中でアニーリングすることは、１００°Ｃ〜１０００°Ｃの範囲の温度でアニーリングすることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記成長促進層を活性ガス中でアニーリングすることは、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、およびフォーミングガスを含む群から選択される活性ガス中でアニーリングすることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記前駆物質を導入する前に、１×１０−８Ｔｏｒｒ〜１×１０−３Ｔｏｒｒの範囲のベース圧力を確立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１３】
１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの範囲の最終圧力を確立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１４】
前記前駆物質反応ガスとして酸素を導入することは、酸素を加えることにより、前記ベース圧力を前記最終圧力まで上昇させることを含み、
前記前駆物質を導入することは、該最終圧力に到達した後に、前駆物質を導入することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
酸素と前駆物質とを同時に追加することにより、前記ベース圧力を前記最終圧力まで上昇させることをさらに包含する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
２００℃〜６００℃の範囲で基板温度を確立することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１００Å〜１０００Åの範囲にある直径を有するナノワイヤを成長させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１００：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有するナノワイヤを成長させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、５０：１〜１００：１の範囲にあるアスペクト比を有するナノワイヤを成長させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にある長さを有するナノワイヤを成長させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを成長させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記非連続的な表面を有する成長促進膜を提供することは、０．５〜１００ｎｍの範囲にある大きさを有する、上に重なる成長促進アイランドを有する基板を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ構造であって、
基板と、
表面を有し、該基板の上に重なる非連続的な成長促進膜と、
該成長促進膜の表面から成長したＩｒＯｘナノワイヤと
を備える、ナノワイヤ構造。
【請求項２４】
前記成長促進膜は、０．５ナノメートル（ｎｍ）〜５ナノメートルｎｍの範囲における厚さを有する、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項２５】
前記成長促進膜は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される材料から作製される、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項２６】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、１００Å〜１０００Åの範囲にある直径を有する、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項２７】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、１００：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有する、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項２８】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、５０：１〜１００：１の範囲にあるアスペクト比を有する、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項２９】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にある長さを有する、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項３０】
前記ＩｒＯｘナノワイヤのそれぞれは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを備える、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項３１】
前記非連続的な成長促進膜は、０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある大きさを有する、請求項２３に記載のナノワイヤ構造。
【請求項３２】
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続であって、
基板と、
該基板上に形成される第１の導電性電極と、
該基板上に形成される第２の導電性電極と、
１０００Å未満の直径を有するＩｒＯｘナノワイヤであって、該第１の電極に接続された近位端と、該第２の電極に接続された遠位端とを有するＩｒＯｘナノワイヤと
を備える、ナノワイヤ電気相互接続。
【請求項３３】
表面を有する非連続的な成長促進膜の領域であって、前記第１の電極の上に重なる非連続的な成長促進膜の領域をさらに備え、
前記ＩｒＯｘナノワイヤの近位端は、該成長促進膜の表面から成長する、請求項３２に記載のナノワイヤ電気的接続。
【請求項３４】
前記非連続的な成長促進膜の領域は、０．５ナノメートル（ｎｍ）〜５ｎｍの範囲における厚さを有する、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項３５】
複数の非連続的な成長促進膜の領域は、前記第１の電極および前記第２の電極の上に重なり、
複数のナノワイヤは、該複数の成長促進膜の領域から成長する、請求項３４に記載の電気的接続。
【請求項３６】
前記成長促進膜は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される材料から作製される、請求項３３に記載の電気相互接続。
【請求項３７】
前記第１の電極は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される材料であり、
該第１の電極の上に重なる核生成サイトをさらに備え、
前記ＩｒＯｘナノワイヤの近位端は、該核生成サイトから成長する、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項３８】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、１００Å〜１０００Åの範囲にある直径を有する、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項３９】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、５０：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有する、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項４０】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にある長さを有する、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項４１】
前記ＩｒＯｘナノワイヤは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを備える、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項４２】
各ＩｒＯｘナノワイヤが前記第１の電極に接続された近位端と、前記第２の電極に接続された遠位端とを有する複数のＩｒＯｘナノワイヤをさらに備える、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項４３】
前記基板の上に重なる第３の導電性電極と、
１０００Å未満の直径を有するＩｒＯｘナノワイヤであって、前記第１の電極に接続された近位端と、該第３の電極に接続された遠位端とを有するＩｒＯｘナノワイヤと
をさらに備える、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項４４】
アニーリングの結果形成される合金であって、前記ナノワイヤを前記第１の電極と前記第２の電極とに接続させる合金をさらに備える、請求項３２に記載の電気相互接続。
【請求項４５】
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続を形成する方法であって、
基板を提供することを、
該基板の上に重なる第１の導電性電極と第２の導電性電極とを提供することと、
各ＩｒＯｘナノワイヤが１０００Å未満の直径を有する複数のＩｒＯｘナノワイヤを供給することと、
該ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒内に堆積させることと、
ナノワイヤの溶液を該基板全体に薄く塗ることにより、該第１の電極と該第２の電極とを覆うことと、
第１のアニーリングを行うことにより、該溶媒を蒸発させることと、
該第１の電極と該第２の電極との間にＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成することと、
第２のアニーリングを行うことにより、該電極と該ナノワイヤとの間に合金を形成することと
を包含する、方法。
【請求項４６】
前記ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒に堆積させることは、アセトンとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを含む群から選択される溶媒に該ナノワイヤを堆積させることを包含し、
前記第１のアニーリングを行うことは、Ｎ２、Ｏ２、真空、Ａｒ、およびフォーミングガスを含む群から選択される雰囲気中で、２００℃未満の温度でアニーリングすることを含み、
前記第２のアニーリングを行うことは、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２、フォーミングガス、および真空を含む群から選択される雰囲気中で、２００℃〜１０００℃の範囲の温度でアニーリングすることを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続を形成する方法であって、
基板を提供することと、
各ＩｒＯｘナノワイヤが１０００Å未満の直径を有する複数のＩｒＯｘナノワイヤを供給することと、
該ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒に堆積させることにより、ナノワイヤ溶液を生成することと、
該ナノワイヤ溶媒を該基板全体に薄く塗ることと、
該ナノワイヤ溶液を蒸発させることと、
該ナノワイヤによって覆われた基板の上に重なる導電性膜を堆積させることと、
該導電性膜をパターニングすることにより、ＩｒＯｘナノワイヤによって接続された第１の電極および第２の電極を形成すること
とを包含する、方法。
【請求項４８】
前記ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒に堆積させることは、アセトンとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを含む群から選択される溶媒に該ナノワイヤを堆積させることを含み、
前記ナノワイヤ溶液を蒸発させることは、Ｎ２、Ｏ２、真空、Ａｒ、およびフォーミングガスを含む群から選択される雰囲気中で、２００℃未満の温度でアニーリングすることを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記導電性膜をパターニングすることの後に、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２、フォーミングガス、および真空を含む群から選択される雰囲気中で、２００℃〜１０００℃の範囲の温度でアニーリングすることをさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続を形成する方法であって、
基板を提供することを、
該基板の上に重なる第１の導電性電極と第２の導電性電極とを提供することと、
該第１の電極の上に重なる非連続的な表面を有する成長促進膜を形成すること、
（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することと、
該第１の電極と該第２の電極との間に電場を供給することと、
有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いることにより、該第１の電極上の該成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることと、
該電場に応じて、該第２の電極と交差するために該ＩｒＯｘナノワイヤの成長を配向させることと
を包含する、方法。
【請求項５１】
前記第１の電極の上に重なる成長促進膜を形成することは、加えて、該第１の電極と前記第２の電極との上に重なる非連続的な表面を有する成長促進膜を形成することを含み、
該成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、該第１の電極および該第２の電極から該ＩｒＯｘナノワイヤを成長させることを含み、
該ＩｒＯｘナノワイヤの成長を配向させることは、加えて、該第２の電極のナノワイヤを配向させることを包含する、請求項５０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般的に、集積回路（ＩＣ）製造に関し、より詳細には、酸化イリジウムナノワイヤとナノワイヤ電気的相互接続を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノワイヤの製造は、ナノデバイスアプリケーションと、マイクロエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）デバイスアプリケーションと、ナノエレクトロメカニカルＮＥＭデバイスアプリケーションとにおける基礎としての潜在的重要性のために探求されてきた。例えば、Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｌｉｅｂｅｒと係わり合いを有する研究者らは、シリコン（Ｓｉ）、Ｓｉ−ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ＩｎＰ、およびＧａＮといった材料から成る様々な半導体ナノワイヤの合成と、ナノコンピュータシステムの構築における使用とを報告した。他のグループもまた、テンプレート構造を用いて、Ｎｉ、ＮｉＳｉ、Ａｕ、およびＰｔといった材料から成る金属ナノワイヤを成長させることを報告した。金属ナノワイヤは、相互接続として用いられ得、ナノワイヤの鋭いチップは、電界放出を目的とする分野においてナノワイヤを効率的にする。ＺｎＯ２ナノワイヤは、潜在的に、発光素子（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）として有用である。
【０００３】
しかしながら、  多孔質材の型またはテンプレートを使用せずに金属ナノワイヤを形成することができるプロセスは報告されたことがなかった。テンプレートを使用すると、プロセスはかなり複雑になる。よって、より実用的で、かつ商業的に実行可能な金属ナノワイヤの形成方法の公開が所望される。酸化イリジウム（ＩｒＯ２）のナノワイヤを、テンプレートなしで有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて成長させることができると特に有用である。ＩｒＯ２は、ＤＲＡＭアプリケーションおよびＦｅＲＡＭアプリケーションにおいて既に幅広く使用されている導電性金属酸化物である。ＩｒＯ２は、高温でＯ２の環境条件においてでも安定した電気的性質と化学的性質とを有するので、導電性電極として使用され得る。ＩｒＯ２はまた、ｐＨセンサの材料として使用され得る。Ｉｒ薄膜は、優れた多結晶構造および強い（１１１）方位を有して、ＰＶＤを用いて容易に堆積され得る。ＩｒＯ２は、その後、Ｉｒ膜を酸化させることによって形成され得、あるいは、酸素環境中、より高温において反応性スパッタリング法を用いることによって直接形成され得る。ＣＶＤ法は、近年、Ｉｒ薄膜およびＩｒＯ２薄膜を成長させるために開発されてきた。ＣＶＤプロセスで、組成を十分に制御することは比較的容易であり、この方法は優れたステップカバレージを提供することで知られている。
【０００４】
Ｒｅｕｉ−Ｓａｎ  Ｃｈｅｎらは、ＭＯＣＶＤと、前駆物質として（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）とを用いて、ＩｒＯ２ナノロッドを作製することを論じる研究論文を公開した。彼らはまた、ＩｒＯ２ナノロッドを電界放出アプリケーションに使用する可能性を探求した。彼らが成長させたナノロッドは、長さが数マイクロメートルで、直径がおよそ１００ナノメートル（ｎｍ）であった。しかしながら、同様の垂直方向に整列したＩｒＯ２ナノロッドを繰り返し得ることに成功した実験により、これら構造は鋭いチップを表しているが、この結晶構造はアモルファスまたは多結晶であることが示された。この結晶構造は、欠陥、あるいは、成長する間のシャドーイングの影響に打ち勝つための拡散が不十分であることから引き起こされる高い転位密度の結果であり、これは、ナノロッドステム（ｓｔｅｍ）またはロッドボトム部分よりもナノロッドチップにより多くの前駆物質を与えるように作用する。
【０００５】
ここではナノワイヤと呼ばれる薄い酸化イリジウムナノロッドがＭＯＣＶＤプロセスを用いて成長することができると有利である。
【０００６】
上記のナノワイヤがテンプレートを使用せずに成長することができると有利である。
【０００７】
酸化イリジウムナノワイヤが単結晶構造として成長することができると有利である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（本発明の要旨）
本出願は、Ｔｉ基板、ＴｉＮ基板、ＴａＮ基板およびＳｉＯ２基板上に成長したＩｒＯ２ナノワイヤについて記載する。成長長さ、密度、および垂直配向は、温度、圧力、フロー（ｆｌｏｗ）、基板材料、および時間の選択によって制御され得る。堆積プロセスの変形は、直径が僅か１０〜５０ナノメートル（ｎｍ）で、長さが１〜２μｍ（マイクロメートル）程度のアスペクト比が非常に高いＩｒＯ２ナノワイヤが成長することを可能にする。得られたナノワイヤは、優れた結晶性および電気的性質を有する。
【０００９】
従って、酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤを形成する方法が提供される。この方法は、非連続的な表面を有する成長促進膜であって、０．５〜５ナノメートル（ｎｍ）の範囲の厚さを有し、いくつか例を挙げると、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、またはＳｉＧｅといった材料から作製される成長促進膜を提供することと、２００℃〜６００℃の範囲で基板温度を確立すること、前駆物質反応ガスとして酸素を導入することと、（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することと、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いて、成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることとを包含する。
【００１０】
１つの局面において、前駆物質を導入する前に、成長促進層は活性ガス中でアニーリングされる。アニーリングの温度は、１００℃〜１０００℃の範囲にあり、活性ガスはＯ２、Ｎ２、Ａｒ、またはフォーミングガスであり得る。異なる局面において、前駆物質を導入する前に、ベース圧力は１×１０−８Ｔｏｒｒ〜１×１０−３Ｔｏｒｒの範囲で確立され、この方法は、次いで、１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの範囲にある最終圧力を確立する。例えば、酸素が追加され得、それにより、ベース圧力は最終圧力まで上昇する。最終圧力に到達するとすぐに、前駆物質が導入される。あるいは、酸素と前駆物質とが同時に追加されることにより、ベース圧力は最終圧力まで上昇する。
【００１１】
ＩｒＯｘナノワイヤは、直径が１００Å〜１０００Åの範囲にあり、長さが１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にあり、アスペクト比（幅に対する長さ）が５０：１より高い。さらに、このナノワイヤは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを備える。
【００１２】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
【００１３】
（項目１）  
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤを形成する方法であって、
非連続的な表面を有する成長促進膜を提供することと、
（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することと、
有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いて、該成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることと
を包含する、方法。
【００１４】
（項目２）  
上記（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することは、
６０℃〜９０℃の範囲にある第１の温度まで該前駆物質を加熱することと、
該前駆物質を導入する移送ラインにおいて、該第１の温度を維持することと、
該前駆物質を搬送ガスと混合することと
を含む、項目１に記載の方法。
【００１５】
（項目３）
上記前駆物質を搬送ガスと混合することは、ＡｒとＯ２とを含む群から選択される搬送ガスと混合することを含む、項目２に記載の方法。
【００１６】
（項目４）
上記（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することは、
５０標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）〜５００ｓｃｃｍの範囲における流量において該前駆物質と搬送ガスとを導入することを含む、項目２に記載の方法。
【００１７】
（項目５）
前駆物質反応ガスとして酸素を導入することをさらに包含する、項目１に記載の方法。
【００１８】
（項目６）
上記酸素を導入することは、５０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍの範囲における流量において酸素を導入することを含む、項目４に記載の方法。
【００１９】
（項目７）
上記成長促進膜を提供することは、０．５ナノメートル（ｎｍ）〜５ナノメートルｎｍの範囲における厚さを有する成長促進膜を提供することを含む、項目１に記載の方法。
【００２０】
（項目８）
上記成長促進膜を提供することは、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される成長促進膜の材料を提供することを含む、項目１に記載の方法。
【００２１】
（項目９）
上記前駆物質を導入する前に、上記成長促進層を活性ガス中でアニーリングすることをさらに包含する、項目１に記載の方法。
【００２２】
（項目１０）
上記成長促進層を活性ガス中でアニーリングすることは、１００°Ｃ〜１０００°Ｃの範囲の温度でアニーリングすることを含む、項目９に記載の方法。
（項目１１）
上記成長促進層を活性ガス中でアニーリングすることは、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、およびフォーミングガスを含む群から選択される活性ガス中でアニーリングすることを含む、項目９に記載の方法。
（項目１２）
上記前駆物質を導入する前に、１×１０−８Ｔｏｒｒ〜１×１０−３Ｔｏｒｒの範囲のベース圧力を確立することをさらに包含する、項目５に記載の方法。
【００２３】
（項目１３）
１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの範囲の最終圧力を確立することをさらに包含する、項目５に記載の方法。
（項目１４）
上記前駆物質反応ガスとして酸素を導入することは、酸素を加えることにより、上記ベース圧力を上記最終圧力まで上昇させることを含み、
上記前駆物質を導入することは、該最終圧力に到達した後に、前駆物質を導入することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
酸素と前駆物質とを同時に追加することにより、上記ベース圧力を上記最終圧力まで上昇させることをさらに包含する、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
２００℃〜６００℃の範囲で基板温度を確立することをさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１７）
上記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１００Å〜１０００Åの範囲にある直径を有するナノワイヤを成長させることを含む、項目１に記載の方法。
（項目１８）
上記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１００：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有するナノワイヤを成長させることを含む、項目１に記載の方法。
（項目１９）
上記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、５０：１〜１００：１の範囲にあるアスペクト比を有するナノワイヤを成長させることを含む、項目１に記載の方法。
（項目２０）
上記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にある長さを有するナノワイヤを成長させることを含む、項目１に記載の方法。
（項目２１）
上記成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを成長させることを含む、項目１に記載の方法。
（項目２２）
上記非連続的な表面を有する成長促進膜を提供することは、０．５〜１００ｎｍの範囲にある大きさを有する、上に重なる成長促進アイランドを有する基板を提供することを含む、項目１に記載の方法。
（項目２３）
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ構造であって、
基板と、
表面を有し、該基板の上に重なる非連続的な成長促進膜と、
該成長促進膜の表面から成長したＩｒＯｘナノワイヤと
を備える、ナノワイヤ構造。
（項目２４）
上記成長促進膜は、０．５ナノメートル（ｎｍ）〜５ナノメートルｎｍの範囲における厚さを有する、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目２５）
上記成長促進膜は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される材料から作製される、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目２６）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、１００Å〜１０００Åの範囲にある直径を有する、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目２７）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、１００：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有する、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目２８）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、５０：１〜１００：１の範囲にあるアスペクト比を有する、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目２９）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にある長さを有する、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目３０）
上記ＩｒＯｘナノワイヤのそれぞれは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを備える、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目３１）
上記非連続的な成長促進膜は、０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある大きさを有する、項目２３に記載のナノワイヤ構造。
（項目３２）
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続であって、
基板と、
該基板上に形成される第１の導電性電極と、
該基板上に形成される第２の導電性電極と、
１０００Å未満の直径を有するＩｒＯｘナノワイヤであって、該第１の電極に接続された近位端と、該第２の電極に接続された遠位端とを有するＩｒＯｘナノワイヤと
を備える、ナノワイヤ電気相互接続。
（項目３３）
表面を有する非連続的な成長促進膜の領域であって、上記第１の電極の上に重なる非連続的な成長促進膜の領域をさらに備え、
上記ＩｒＯｘナノワイヤの近位端は、該成長促進膜の表面から成長する、項目３２に記載のナノワイヤ電気的接続。
（項目３４）
上記非連続的な成長促進膜の領域は、０．５ナノメートル（ｎｍ）〜５ｎｍの範囲における厚さを有する、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目３５）
複数の非連続的な成長促進膜の領域は、上記第１の電極および上記第２の電極の上に重なり、
複数のナノワイヤは、該複数の成長促進膜の領域から成長する、項目３４に記載の電気的接続。
（項目３６）
上記成長促進膜は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される材料から作製される、項目３３に記載の電気相互接続。
（項目３７）
上記第１の電極は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、およびＴａＮを含む群から選択される材料であり、
該第１の電極の上に重なる核生成サイトをさらに備え、
上記ＩｒＯｘナノワイヤの近位端は、該核生成サイトから成長する、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目３８）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、１００Å〜１０００Åの範囲にある直径を有する、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目３９）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、５０：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有する、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目４０）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にある長さを有する、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目４１）
上記ＩｒＯｘナノワイヤは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを備える、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目４２）
各ＩｒＯｘナノワイヤが上記第１の電極に接続された近位端と、上記第２の電極に接続された遠位端とを有する複数のＩｒＯｘナノワイヤをさらに備える、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目４３）
上記基板の上に重なる第３の導電性電極と、
１０００Å未満の直径を有するＩｒＯｘナノワイヤであって、上記第１の電極に接続された近位端と、該第３の電極に接続された遠位端とを有するＩｒＯｘナノワイヤと
をさらに備える、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目４４）
アニーリングの結果形成される合金であって、上記ナノワイヤを上記第１の電極と上記第２の電極とに接続させる合金をさらに備える、項目３２に記載の電気相互接続。
（項目４５）
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続を形成する方法であって、
基板を提供することを、
該基板の上に重なる第１の導電性電極と第２の導電性電極とを提供することと、
各ＩｒＯｘナノワイヤが１０００Å未満の直径を有する複数のＩｒＯｘナノワイヤを供給することと、
該ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒内に堆積させることと、
ナノワイヤの溶液を該基板全体に薄く塗ることにより、該第１の電極と該第２の電極とを覆うことと、
第１のアニーリングを行うことにより、該溶媒を蒸発させることと、
該第１の電極と該第２の電極との間にＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成することと、
第２のアニーリングを行うことにより、該電極と該ナノワイヤとの間に合金を形成することと
を包含する、方法。
（項目４６）
上記ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒に堆積させることは、アセトンとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを含む群から選択される溶媒に該ナノワイヤを堆積させることを包含し、
上記第１のアニーリングを行うことは、Ｎ２、Ｏ２、真空、Ａｒ、およびフォーミングガスを含む群から選択される雰囲気中で、２００℃未満の温度でアニーリングすることを含み、
上記第２のアニーリングを行うことは、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２、フォーミングガス、および真空を含む群から選択される雰囲気中で、２００℃〜１０００℃の範囲の温度でアニーリングすることを含む、項目４５に記載の方法。
（項目４７）
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続を形成する方法であって、
基板を提供することと、
各ＩｒＯｘナノワイヤが１０００Å未満の直径を有する複数のＩｒＯｘナノワイヤを供給することと、
該ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒に堆積させることにより、ナノワイヤ溶液を生成することと、
該ナノワイヤ溶媒を該基板全体に薄く塗ることと、
該ナノワイヤ溶液を蒸発させることと、
該ナノワイヤによって覆われた基板の上に重なる導電性膜を堆積させることと、
該導電性膜をパターニングすることにより、ＩｒＯｘナノワイヤによって接続された第１の電極および第２の電極を形成すること
とを包含する、方法。
（項目４８）
上記ＩｒＯｘナノワイヤを溶媒に堆積させることは、アセトンとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを含む群から選択される溶媒に該ナノワイヤを堆積させることを含み、
上記ナノワイヤ溶液を蒸発させることは、Ｎ２、Ｏ２、真空、Ａｒ、およびフォーミングガスを含む群から選択される雰囲気中で、２００℃未満の温度でアニーリングすることを含む、項目４７に記載の方法。
（項目４９）
上記導電性膜をパターニングすることの後に、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２、フォーミングガス、および真空を含む群から選択される雰囲気中で、２００℃〜１０００℃の範囲の温度でアニーリングすることをさらに包含する、項目４７に記載の方法。
（項目５０）
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続を形成する方法であって、
基板を提供することを、
該基板の上に重なる第１の導電性電極と第２の導電性電極とを提供することと、
該第１の電極の上に重なる非連続的な表面を有する成長促進膜を形成すること、
（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することと、
該第１の電極と該第２の電極との間に電場を供給することと、
有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いることにより、該第１の電極上の該成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることと、
該電場に応じて、該第２の電極と交差するために該ＩｒＯｘナノワイヤの成長を配向させることと
を包含する、方法。
（項目５１）
上記第１の電極の上に重なる成長促進膜を形成することは、加えて、該第１の電極と上記第２の電極との上に重なる非連続的な表面を有する成長促進膜を形成することを含み、
該成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、該第１の電極および該第２の電極から該ＩｒＯｘナノワイヤを成長させることを含み、
該ＩｒＯｘナノワイヤの成長を配向させることは、加えて、該第２の電極のナノワイヤを配向させることを包含する、項目５０に記載の方法。
【００２４】
（摘要）
酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤと、このナノワイヤを形成する方法とが提供される。この方法は、非連続的な表面を有する成長促進膜であって、０．５〜５ナノメートル（ｎｍ）の範囲の厚さを有し、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、またはＴａＮといった材料から作製される成長促進膜を提供することと、２００℃〜６００℃の範囲で基板温度を確立すること、前駆物質反応ガスとして酸素を導入することと、（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することと、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いて、成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることとを包含する。ＩｒＯｘナノワイヤは、直径が１００Å〜１０００Åの範囲にあり、長さが１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にあり、アスペクト比（幅に対する長さ）が５０：１より高い。さらに、このナノワイヤは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを備える。
【００２５】
上記の方法および酸化イリジウムナノワイヤ電気相互接続のさらなる詳細が以下で説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続の部分的な断面図である。電気相互接続１００は、シリコンまたは酸化シリコンといった基板１０２を備える。第１の導電性電極１０４および第２の導電性電極１０６は、基板１０２上に形成される。電極材料は、従来のＩＣ製造金属、金属酸化物、または導電性半導体材料であり得る。例えば、第１の電極１０４および第２の電極１０６は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、またはＴａＮであり得る。
【００２７】
直径１１２が１０００Å未満のＩｒＯｘナノワイヤ１１０は、第１の電極１０４に接続された近位端（ｐｒｏｘｉｍａｌ  ｅｎｄ）１１４と、第２の電極１０６に接続された遠位端（ｄｉｓｔａｌ  ｅｎｄ）１１６とを有する。「ｘ」の値は、Ｉｒが完全に酸化する場合２であり得、Ｉｒの酸化が不完全な場合、値は０に近づく。いくつかの局面において、ＩｒＯｘナノワイヤ１１０は、１００Å〜１０００Åの範囲の直径１１２を有する。他の局面において、ＩｒＯｘナノワイヤ１１０は、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲の長さ１１８を有する。よって、ＩｒＯｘナノワイヤ１１０は、５０：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有する。
【００２８】
図２は、図１のナノワイヤ電気相互接続の平面図である。図１および図２を見ると、非連続的な成長促進膜の領域１２０は第１の電極１０４の上に重なる表面１２２を有していることが分かる。この成長促進膜は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、またはＴａＮといった材料であり得る。しかしながら、本発明は、必ずしもこれら例だけに限定されることはない。ＩｒＯｘナノワイヤの近位端１１４は、成長促進膜の表面１２２から成長する。非連続的な成長促進膜の領域１２０は、０．５〜５ナノメートル（ｎｍ）の範囲の厚さ１２４を有する。
【００２９】
図３は、図１の電気相互接続の第１の変形の平面図である。この局面において、複数の非連続的な成長促進膜の領域３００は、第１の電極１０４と第２の電極１０６との上に重なる。３つの領域３００が図示されているが、相互接続は特定の数に限定されない。複数のナノワイヤ３０２は、複数の成長促進膜の領域３００から成長する。
【００３０】
図４は、図１の電気相互接続の第２の変形の平面図である。核生成サイト（ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ  ｓｉｔｅ）４００は、第１の電極１０４の上に重なる。ＩｒＯｘナノワイヤの近位端１１４は、核生成サイト４００から成長する。核生成サイト４００は、電極の表面において、小片、キンク（ｋｉｎｋ）または不揃い（ｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ）であり得、あるいは、結晶格子の固定長を一致させることから引き起こされ得る。
【００３１】
図５は、図１の電気相互接続の第３の変形の平面図である。図３におけるように、複数のＩｒＯｘナノワイヤ５００が図示されており、各ＩｒＯｘナノワイヤ５００は、第１の電極１０４に接続された近位端５０２と第２の電極１０６に接続された遠位端５０４とを有する。この局面において、ナノワイヤ５００と電極１０４／１０６との間の界面は、合金５０６としてである。ナノワイヤは溶媒に堆積され、このナノワイヤ溶液は基板上にスピンされて、溶媒が蒸発する。それから、アニーリングプロセスが、相互接続合金５０６を形成する。合金５０６は、ナノワイヤの下にあり、ハッチングで示される。合金５０６は、金属とよく混合するナノワイヤからの金属が電極を形成し、ナノワイヤと電極との間の電気相互接続と機械的相互接続とを形成する領域であると理解される。
【００３２】
図６は、図１の電気相互接続の第４の変形の平面図である。ここでは、第３の導電性電極６００が基板１０２の上に重なる。ＩｒＯｘナノワイヤ６０２は、１０００Å未満の直径６０４を有し、第１の電極１０４に接続された近位端６０６と第３の電極６００に接続された遠位端６０８とを有する。３つの電極が図示されているが、相互接続は特定の数に限定されない。相互接続は特定の数に限定されない。相互接続は、電極間にあるナノワイヤの特定数にも限定されない。
【００３３】
図７は、図１のナノワイヤ１１０の断面図である。ナノワイヤ１１０は、１０Å未満の厚さ７０４を有するアモルファス層７０２で覆われた単結晶ナノワイヤコア７００を有する。ナノワイヤ１１０は、円形の断面を有するように示されているが、他の局面において、ナノワイヤは正方形、三角形、または卵形の形を有し得る。さらに、いくつかの局面では、図示されていないが、コア７００の中心に空洞または中空の領域があり得る。
【００３４】
図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、ＩｒＯｘナノワイヤ構造の部分的な断面図および平面図である。ナノワイヤ構造８００は、Ｓｉまたは酸化シリコンといった基板８０２を備える。表面８０６を有する非連続的な成長促進膜８０４は、基板８０２の上に重なる。成長促進膜の表面８０６から成長したＩｒＯｘナノワイヤ８０８が図示されている。成長促進膜８０４は、０．５ｎｍ〜５ナノメートル（ｎｍ）の範囲の厚さ８１２を有し、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、またはＴａＮといった材料から作製される。非連続的な成長促進膜８０４は、０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の大きさ８１３を有する。大きさ８１３は一般的に円形で示されるが、膜８０４は特定の形に限定されない
ＩｒＯｘナノワイヤ８０８は、１００Å〜１０００Åの範囲の直径８１４と、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲の長さ８１６を有する。１つの局面において、ＩｒＯｘナノワイヤ８０８は、１００：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有する。他の局面において、アスペクト比は、５０：１〜１００：１の範囲にある。図７において示されるように、各ＩｒＯｘナノワイヤは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを有する。
【００３５】
（機能の説明）
ＩｒＯｘナノワイヤは、ＴｉＮ基板、ＴａＮ基板、Ｔｉ基板、Ｔａ基板およびＳｉＯ２基板上に成長することに成功した。（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）が前駆物質として使用される。前駆物質および移送ラインの両方は、６０℃〜９０℃の一定温度で維持される。５０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍの流量における高純度酸素が、Ｉｒ前駆物質のアンプル中の搬送ガス（ｃａｒｒｉｅｒ  ｇａｓ）として使用され得る。さらなる純酸素ラインが追加されることにより、前駆物質の濃度が薄められ得るか、または、前駆物質の総流量が高められ得る。より高い初期のチャンバ圧力もまた、ナノチューブの核生成を強化するために使用され得る。一般的に、ベース圧力（１×１０−８Ｔｏｒｒ〜１×１０−３Ｔｏｒｒ）がはじめに確立されて、成長チャンバを可能な限り清潔にする。それから、このチャンバは、酸素だけで満たされるか、あるいは、酸素と前駆物質とで満たされることにより、圧力を１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの範囲にする。１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒより高いチャンバ圧力もまた、ナノワイヤの核生成を強化するために前駆物質を誘発させる前に、Ｏ２バイパスラインを用いて維持され得る。
【００３６】
チャンバ内の成長温度は、２００℃〜６００℃からであり、チャンバの圧力は、成長の間１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒで維持される。Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａが、０．５ｎｍ〜５ｎｍの範囲の厚さを有するナノワイヤ成長促進層として使用され得る。この成長促進層は、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、またはフォーミングガス中で１００℃〜１０００℃においてアニーリングされることにより、促進層を活性化し、ナノワイヤ成長を強化し得る。
【００３７】
図１３Ａから図１３Ｈは、ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。ＩｒＯｘナノワイヤは、Ｔｉ層の損傷領域上に形成された。Ｔｉ層の厚さは約３ｎｍである。それ故、非連続的な損傷領域の縁部は、３ｎｍさえよりも薄い可能性がある。ナノワイヤの長さは、数マイクロメートルであり、直径は約１ｎｍ〜５０ｎｍである。これらＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の平面図を見ると、Ｓｉ領域上に核生成がない。連続的なＴｉ領域上に大きな核生成の結晶がある。ＩｒＯナノワイヤは、損傷したＴｉ領域の縁部上に成長する。これは、かき跡のように写真に写っている。
【００３８】
図９は、酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤを形成する方法を示すフローチャートである。この方法は、明確にするために、一連の番号が付けられたステップで示されているが、明記されていない限りは、この番号付けから順番は推論されない。これらステップのなかには省略されたり、並行して行われたり、厳密な順序を維持する必要なく行われたりするものがあり得ることを理解されたい。この方法はステップ９００で開始する。
【００３９】
ステップ９０２は、非連続的な表面を有する成長促進膜を提供する。ステップ９０４は２００℃〜６００℃の範囲で基板温度を確立する。ステップ９０６は、前駆物質反応ガスとして酸素を導入する。例えば、酸素流量は、５０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍの範囲にあり得る。ステップ９０８は、最終圧力を確立する。ステップ９１０は、（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入する。ステップ９１２は、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いて、成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させる。
【００４０】
１つの局面において、ステップ９１０で、（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入することは、サブステップを包含する。ステップ９１０ａは、はじめに、６０℃〜９０℃の範囲にある第１の温度まで前駆物質を熱する。ステップ９１０ｂは、前駆物質を導入する移送ラインにおいて第１の温度を維持する。ステップ９１０ｃは、前駆物質を搬送ガスと混合する。例えば、この前駆物質は、ＡｒまたはＯ２といった搬送ガスと混合され得る。他の局面において、ステップ９１０ｃは、５０ｓｃｃｍ〜５００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）の範囲にある流量で前駆物質と搬送ガスとを導入する。
【００４１】
１つの局面において、ステップ９０２で、成長促進膜を提供することは、０．５ｎｍ〜５ナノメートル（ｎｍ）の範囲にある厚さを有する成長促進膜を提供することを包含する。ステップ９０２は、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔａ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＴｉＮ、またはＴａＮといった成長促進膜の材料を提供し得る。異なる局面において、ステップ９０２は、０．５〜１００ｎｍの範囲にある大きさを有する、上に重なる成長促進アイランドを有する基板を提供する。
【００４２】
１つの局面において、ステップ９０９は、ステップ９１０で前駆物質を導入する前に、活性ガス（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｇａｓ）中で成長促進層をアニーリングする。例えば、成長促進層は、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、またはフォーミングガスといった活性ガスを用いて、１００℃〜１０００℃の範囲の温度でアニーリングされ得る。フォーミングガスには、窒素と、４％〜１０％の水素とが含まれる。留意すべき点は、ステップ９０９は、酸素がチャンバ内に導入される（ステップ９０６）前に行われ得る。
【００４３】
異なる局面において、ステップ９０５は、ステップ９１０で前駆物質を導入する前に、１×１０−８Ｔｏｒｒ〜１×１０−３Ｔｏｒｒの範囲にあるベース圧力を確立する。次いで、ステップ９０８は、その後に１Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの範囲にある最終圧力を確立する。他の局面において、前駆物質反応ガスとして酸素を導入すること（ステップ９０６）は、酸素を追加してベース圧力を最終圧力まで上昇させることを含む。それから、ステップ９１０は、最終圧力に到達した後に、前駆物質を導入する。あるいは、酸素と前駆物質とを同時に追加することにより、ベース圧力を最終圧力まで上昇させる。すなわち、ステップ９０６およびステップ９１０は、同時に行われる。
【００４４】
１つの局面において、ステップ９１２で成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、１００Å〜１０００Åの範囲にある直径を有するナノワイヤを成長させることを包含する。他の局面において、ステップ９１２は、１０００Å〜２マイクロメートルの範囲にある長さを有するナノワイヤを成長させる。異なる局面において、ステップ９１２は、１００：１より高いアスペクト比（幅に対する長さ）を有するナノワイヤを成長させる。他の局面において、アスペクト比は、５０：１〜１００：１の範囲にある。さらに別の変形において、ステップ９１２は、各ＩｒＯｘナノワイヤは、１０Å未満の厚さを有するアモルファス層で覆われた単結晶ナノワイヤコアを成長させる。
【００４５】
図１０は、ＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成する方法を示すフローチャートである。この方法はステップ１０００で開始する。ステップ１００２は基板を提供する。ステップ１００４は、基板の上に重なる第１の導電性電極と第２の導電性電極とを提供する。ステップ１００６は、第１の電極の上に重なる非連続的な表面を有する成長促進膜を形成する。ステップ１００８は、（メチルシクロペンタジニエル）（１，５−シクロオクタジエン）イリジウム（Ｉ）前駆物質を導入する。ステップ１０１０は、第１の電極と第２の電極との間に電場を供給する。ステップ１０１２は、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）プロセスを用いて、第１の電極上の成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させる。ステップ１０１４は、電場に応じて、第２の電極と交差するためにＩｒＯｘナノワイヤの成長を配向させる。
【００４６】
１つの局面において、ステップ１００６で第１の電極の上に重なる成長促進膜を形成することは、加えて、第１の電極および第２の電極の上に重なる非連続的な表面を有する成長促進膜を形成することを含む。ステップ１０１２で成長促進膜の表面からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることは、第１の電極および第２の電極からＩｒＯｘナノワイヤを成長させることを包含する。それから、ステップ１０１４は、第２の電極から成長するナノワイヤを配向させる。例えば、フィールドフラックス（ｆｉｅｌｄ  ｆｌｕｘ）の方向により、第１の電極上に成長したナノワイヤは、第２の電極の方向に「曲げられ」得る。
【００４７】
図１１は、ＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成する別の方法を示すフローチャートである。この方法はステップ１１００で開始する。ステップ１１０２は基板を提供する。ステップ１１０４は、基板の上に重なる第１の導電性電極と第２の導電性電極とを提供する。ステップ１１０６は、複数のＩｒＯｘナノワイヤを供給する。各ＩｒＯｘナノワイヤは、１０００Å未満の直径を有する。ステップ１１０８は、アセトンまたはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）といった溶媒にＩｒＯｘナノワイヤを堆積させる。ステップ１１１０は、ナノワイヤの溶液を基板全体に薄く塗り、第１の電極および第２の電極を覆う。ステップ１１１２は、第１のアニーリングを行うことにより、溶媒を蒸発させる。例えば、第１のアニーリングは、Ｎ２、Ｏ２、真空、Ａｒ、またはフォーミングガスといった雰囲気中で、２００℃未満の温度で行われ得る。ステップ１１１４は、第１の電極と第２の電極との間のＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成する。ステップ１１１６は、第２のアニーリングを行い、電極とナノワイヤとの間の合金を形成する。例えば、第２のアニーリングは、２００℃〜１０００℃の範囲の温度で、かつ、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２、フォーミングガス、または真空といった雰囲気中で行われ得る。
【００４８】
図１２は、ＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成する方法における第２の変形を示すフローチャートである。この方法はステップ１２００で開始する。ステップ１２０２は基板を提供する。ステップ１２０４は、複数のＩｒＯｘナノワイヤを供給する。各ＩｒＯｘナノワイヤは、１０００Å未満の直径を有する。ステップ１２０６は、アセトンまたはＩＰＡといった溶媒にＩｒＯｘナノワイヤを堆積させ、ナノワイヤ溶液を生成する。ステップ１２０８は、ナノワイヤ溶媒を基板全体に薄く塗るか、またはスピンする。ステップ１２１０は、ナノワイヤ溶液を蒸発させる。例えば、ステップ１２１０は、Ｎ２、Ｏ２、真空、Ａｒ、またはフォーミングガスといった雰囲気中で、２００℃未満の温度でアニーリングし得る。ステップ１２１２は、ナノワイヤで覆われた基板の上に重なる導電性膜を堆積させる。この方法は、特定の導電性膜の材料に限定されない。ステップ１２１４は、導電性膜をパターニングすることにより、ＩｒＯｘナノワイヤによって接続された第１の電極および第２の電極を形成する。１つの局面において、ステップ１２１６は、導電性膜のパターニングの後に、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２、フォーミングガス、または真空といった雰囲気中で、２００℃〜１０００℃の範囲の温度でアニーリングする。
【００４９】
ＩｒＯｘナノワイヤとナノワイヤ相互接続と、ならびに、いくつかのＩｒＯｘナノワイヤ構造を形成する方法が提供された。プロセスの詳細および材料に関するいくつかの例は、本発明を説明するために用いられた。しかしながら、本発明はこれら例にのみ限定されるわけではない。当業者は本発明の他の変形および実施形態を想到するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤ電気相互接続の部分的な断面図である。
【図２】図１のナノワイヤ電気相互接続の平面図である。
【図３】図１の電気相互接続の第１の変形の平面図である。
【図４】図１の電気相互接続の第２の変形の平面図である。
【図５】図１の電気相互接続の第３の変形の平面図である。
【図６】図１の電気相互接続の第４の変形の平面図である。
【図７】図１のナノワイヤの断面図である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、ＩｒＯｘナノワイヤ構造の部分的な断面図および平面図である。
【図９】酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）ナノワイヤを形成する方法を示すフローチャートである。
【図１０】ＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成する方法を示すフローチャートである。
【図１１】ＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成する別の方法を示すフローチャートである。
【図１２】ＩｒＯｘナノワイヤ電気相互接続を形成する方法における第２の変形を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【図１３Ｂ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【図１３Ｃ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【図１３Ｄ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【図１３Ｅ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【図１３Ｆ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【図１３Ｇ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【図１３Ｈ】ＩｒＯｘナノワイヤの成長および形成を示す写真である。
【符号の説明】
【００５１】
１０２、８０２  基板
１０４  第１の電極
１０６  第２の電極
１１０、５００、６０２、８０８  ＩｒＯｘナノワイヤ
１１４、５０２、６０６０  近位端
１１６、６０８  遠位端
１２０、３００、８０４  非連続的な成長促進膜の領域
４００  核生成サイト
５０６  合金
６００  第３の電極
７００  コア
７０２  アモルファス層
８０６  表面
【図１】
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【図２】
2006117519.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１３Ｈ】
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