(57)【要約】【課題】金属細線の絶縁破壊を防止することを第１の課題とし、高い再現性でギャップ電極を製造することを第２の課題とする。【解決手段】直流電圧ＶＤＣを発生させ、エレクトロマイグレーションを引き起こすパルス電圧Ｖｐを所定の間隔で発生させ、直流電圧ＶＤＣとパルス電圧Ｖｐとを重畳した電圧を金属細線１４に印加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロマイグレーションを利用したナノギャップ電極の製造方法であって、
直流電圧を発生させ、該直流電圧を電極に印加する第１の工程と、
パルス電圧を所定の間隔で前記電極に更に印加する第２の工程と、
を有するナノギャップ電極の製造方法。
【請求項２】
エレクトロマイグレーションを利用したナノギャップ電極の製造方法であって、
直流電圧を発生させる第１の工程と、
パルス電圧を所定の間隔で発生させる第２の工程と、
該直流電圧と該パルス電圧とを重畳した電圧を電極に印加する第３の工程と、
を有するナノギャップ電極の製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程において、
前記直流電圧を発生させると共に、発生した直流電圧と該直流電圧に基づく直流電流とを測定することを特徴とする請求項１又は２に記載のナノギャップ電極の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程において、
測定された前記直流電圧及び前記直流電流に基づいて参照コンダクタンスを算出するＡ工程と、
前記直流電圧を一定の割合で上昇させると共に、上昇後の直流電圧に基づく直流電流を測定するＢ工程と、
上昇後の直流電圧及び直流電流に基づいて算出されたコンダクタンスと前記参照コンダクタンスとの比率が所定の値になった場合に、該直流電圧を前記一定の割合よりも大きい割合で低下させ、低下後の直流電圧及び直流電流に基づいて算出されたコンダクタンスを参照コンダクタンスとするＣ工程と、を更に有し、
該コンダクタンスの値が量子化コンダクタンスの値以下になるまで、前記Ｂ工程及び前記Ｃ工程を繰り返すことを特徴とする請求項３に記載のナノギャップ電極の製造方法。
【請求項５】
前記電極は、液体ヘリウム温度に冷却された真空引き空間に配されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のナノギャップ電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロマイグレーションによるナノギャップ電極を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノテクノロジーの進展により、分子レベルの大きさの材料を使った様々なデバイスが盛んに研究開発されており、従来の微細加工技術では不可能である数ナノメートルの間隔を持つ一対の電極（以降、「ナノギャップ電極」と称する）を製造する技術の開発が望まれている。
【０００３】
従来から、ナノギャップ電極の製造方法が幾つか提案されており、例えば、集束イオンビームを用いたスパッタエッチングを用いる製造方法や、エレクトロマイグレーションを利用する製造方法が既に提案されている。特に、エレクトロマイグレーションによるナノギャップ電極の製造方法とは、電流電子による金属格子の再配列を利用して電極を製造する技術である。
【０００４】
非特許文献１では、図７に示すように、直流電源２０と電流計２１とを直列接続し、直流電源２０から発生する直流電圧を一定の割合で上昇させることにより、金属細線１４に流れる電流密度を高くし、電流がある一定の値以上になると、金属細線１４でエレクトロマイグレーションを引き起こすので、伝導電子が結晶を構成する原子に運動量を与えることにより起こる格子の再配列が発生し、電流が急激に減少して、数ナノメートル程度の間隙（ナノギャップ）を形成する技術が開示されている。
【０００５】
また、非特許文献２では、非特許文献１のエレクトロマイグレーションによるナノギャップ電極の製造方法を基本とし、金属細線のコンダクタンスがわずかに減少する度に、直流電圧を一定の割合だけ下げる処理をコンピュータで制御する手法を取り入れて、急激な熱上昇を防止する技術が開示されている。
【非特許文献１】H. Park、外４名、「Fabrication of metallic electrodes with nanometer separation by electromigration」、Applied Physics Letters、Volume75、Number2、p.301
【非特許文献２】D. R. Strachan、外６名、「Controlled fabrication of nanogaps in ambient environment for molecular electronics」、Applied Physics Letters、2005年、volume86、Number4、p.043109
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載のナノギャップの製造方法では、印加電圧の上昇によりジュール熱が発生し、金属細線の局所的な温度を上昇させるため、融点以上の温度に到達すると、金属細線を構成する原子が格子状に安定的に存在することができず、原子の突然の動きにより、金属細線の絶縁破壊が発生するという問題があった。
【０００７】
また、非特許文献２に記載のナノギャップの製造方法では、たとえコンピュータを用いて制御した場合であっても、上述のジュール熱による絶縁破壊の進行が速いため、金属細線の絶縁破壊を確実に防止できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、金属細線の絶縁破壊を防止すると共に、高い再現性でギャップ電極を製造することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、エレクトロマイグレーションを利用したナノギャップ電極の製造方法であって、直流電圧を発生させ、該直流電圧を電極に印加する第１の工程と、パルス電圧を所定の間隔で前記電極に更に印加する第２の工程と、を有することを要旨とする。
【００１０】
本発明にあっては、エレクトロマイグレーションを利用したナノギャップ電極の製造方法であって、直流電圧を発生させ、この直流電圧を電極に印加する第１の工程と、パルス電圧を所定の間隔で電極に更に印加する第２の工程と、を有するため、エレクトロマイグレーションとそれに付随するジュール熱による温度上昇とを制御することができ、電極の絶縁破壊を防止すると共に、高い再現性でギャップ電極を製造することができる。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、エレクトロマイグレーションを利用したナノギャップ電極の製造方法であって、直流電圧を発生させる第１の工程と、パルス電圧を所定の間隔で発生させる第２の工程と、該直流電圧と該パルス電圧とを重畳した電圧を電極に印加する第３の工程と、を有することを要旨とする。
【００１２】
本発明にあっては、エレクトロマイグレーションを利用したナノギャップ電極の製造方法であって、直流電圧を発生させる第１の工程と、パルス電圧を所定の間隔で発生させる第２の工程と、この直流電圧とこのパルス電圧とを重畳した電圧を電極に印加する第３の工程と、を有するため、エレクトロマイグレーションとそれに付随するジュール熱による温度上昇とを制御することができ、電極の絶縁破壊を防止すると共に、高い再現性でギャップ電極を製造することができる。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１の工程では、前記直流電圧を発生させると共に、発生した直流電圧と該直流電圧に基づく直流電流とを測定することを要旨とする。
【００１４】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１の工程では、測定された前記直流電圧及び前記直流電流に基づいて参照コンダクタンスを算出するＡ工程と、前記直流電圧を一定の割合で上昇させると共に、上昇後の直流電圧に基づく直流電流を測定するＢ工程と、上昇後の直流電圧及び直流電流に基づいて算出されたコンダクタンスと前記参照コンダクタンスとの比率が所定の値になった場合に、該直流電圧を前記一定の割合よりも大きい割合で低下させ、低下後の直流電圧及び直流電流に基づいて算出されたコンダクタンスを参照コンダクタンスとするＣ工程と、を更に有し、該コンダクタンスの値が量子化コンダクタンスの値以下になるまで、前記Ｂ工程及び前記Ｃ工程を繰り返すことを要旨とする。
【００１５】
本発明にあっては、測定された直流電圧及び直流電流に基づいて参照コンダクタンスを算出するＡ工程と、直流電圧を一定の割合で上昇させると共に、上昇後の直流電圧に基づく直流電流を測定するＢ工程と、上昇後の直流電圧及び直流電流に基づいて算出されたコンダクタンスと参照コンダクタンスとの比率が所定の値になった場合に、直流電圧を前記一定の割合よりも大きい割合で低下させ、低下後の直流電圧及び直流電流に基づいて算出されたコンダクタンスを参照コンダクタンスとするＣ工程と、を更に有し、コンダクタンスの値が量子化コンダクタンスの値以下になるまで、前記Ｂ工程及び前記Ｃ工程を繰り返すため、マイグレーションを徐々に進行させて、所望のナノギャップになった時点を確実に把握することができる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、前記電極は、液体ヘリウム温度に冷却された真空引き空間に配されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、金属細線の絶縁破壊を防止すると共に、高い再現性でギャップ電極を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本実施の形態におけるナノギャップ電極を製造するための製造システム構成の一例を示す構成図である。図１に示すように、このナノギャップ電極の製造システム１は、直流電圧ＶＤＣを発生すると共にその直流電圧ＶＤＣに基づく直流電流ＩＤＣを測定可能な電源回路１１と、パルス電圧Ｖｐを発生するパルス発生器１２と、電源回路１１で発生する直流電圧ＶＤＣとパルス発生器１２で発生するパルス電圧Ｖｐとを重畳するバイアスティー１３と、一端がバイアスティー１３に接続されて他端が接地された金属細線１４と、電源回路１１の直流電圧ＶＤＣとパルス発生器１２のパルス電圧Ｖｐとを制御し、電源回路１１の直流電流ＩＤＣを参照可能な制御回路１５とを備えている。
【００１９】
金属細線１４は、ナノギャップ電極の製造システム１によって最終的に生産される電極の素材であって、図２に示すように、厚さ４０ｎｍ程の酸化シリコン膜で表面が覆われたガリウム砒素基板１４１の上に、電子ビームリソグラフィー（ＥＢリソグラフィー）によってパターン化された金属であり、長手方向の長さを２００ｎｍ〜３００ｎｍ，短手方向の長さを５０ｎｍ〜１００ｎｍ，厚さを１０ｎｍ〜３０ｎｍとするナノ単位の大きさを有している。そして、金属細線１４は、この金属細線１４に比べて巨視的な大きさを有するチタン／金で形成された保持電極１４２ａと、チタン／金で形成された保持電極１４２ｂとで保持されている。
【００２０】
本実施の形態では、この金属細線１４をセラミックパッケージに固定し、更にこのセラミックパッケージを低温プローバの先端に固定して冷凍機に入れて真空引きした後に、液体ヘリウムを用いて低温に冷却した状態の金属細線１４であることを前提として、以下説明を続ける。
【００２１】
次に、本実施の形態におけるナノギャップ電極の製造方法について説明する。
【００２２】
まず、電源回路１１において、低電圧領域の直流電圧ＶＤＣを発生させると共に、その直流電圧ＶＤＣに基づく直流電流ＩＤＣを測定する（Ｓ１０１）。
【００２３】
次に、パルス発生器１２において、例えば、３００ｍＶのパルス電圧Ｖｐを、パルス幅１０μｓ，パルス周期１０ｍｓで発生させる（Ｓ１０２）。
【００２４】
そして、（Ｓ１０１）で発生した直流電圧ＶＤＣと、（Ｓ１０２）で発生したパルス電圧Ｖｐとをバイアスティー１３で重畳し、重畳後の直流電圧を金属細線１４に印加する（Ｓ１０３）。
【００２５】
（Ｓ１０１）で発生した直流電圧ＶＤＣと測定された直流電流ＩＤＣとに基づいて初期コンダクタンスＧｉ（＝ＩＤＣ／ＶＤＣ））を算出し、この初期コンダクタンスＧｉを参照コンダクタンスＧｒとする（Ｓ１０４）。
【００２６】
そして、（Ｓ１０２）で発生させたパルス電圧Ｖｐを固定した状態で、直流電圧ＶＤＣを一定の割合、例えば、４ｍＶ／ｓ〜２０ｍＶ／ｓで上昇させると共に、上昇後の直流電圧ＶＤＣ’に基づく直流電流ＩＤＣ’を測定する（Ｓ１０５）。
【００２７】
上昇後の直流電圧ＶＤＣ’及び直流電流ＩＤＣ’に基づいて算出されたコンダクタンスＧ（＝ＩＤＣ’／ＶＤＣ’）を算出し、算出されたコンダクタンスＧと参照コンダクタンスＧｒとの比率が所定の値、例えば、Ｇ／Ｇｒ＜０．９となった場合に、直流電圧ＶＤＣ’を（Ｓ１０５）での一定の割合よりも大きい割合、例えば、５０ｍＶ／ｓ〜１００ｍＶ／ｓで低下させ、低下後の直流電圧ＶＤＣ’’に基づく直流電流ＩＤＣ’’を測定し、直流電圧ＶＤＣ’’及び直流電流ＩＤＣ’’に基づいて算出されたコンダクタンスＧ（＝ＩＤＣ’’／ＶＤＣ’’）を新しい参照コンダクタンスＧｒとする（Ｓ１０６）。
【００２８】
そして、コンダクタンスＧの値が、量子化コンダクタンスＧ０（＝２ｅ２／ｈ＝７７．５μｓ）の値以下になるまで、（Ｓ１０５）及び（Ｓ１０６）を繰り返す（Ｓ１０７）。
【００２９】
続いて、エレクトロマイグレーションによりナノギャップが形成される原理について説明する。初め、金属細線１４は低温に冷やされているが、印加電圧をゼロから上昇させることで、電流もほぼ比例して上昇する。しかし、実際には、ジュール熱による熱上昇の影響により、金属細線１４の有する抵抗値は少しずつ上昇することになる。この過程は可逆過程であり、印加電圧を下げると金属細線１４の温度も下がり、抵抗値は元に戻ることになる。
【００３０】
そして、更に印加電圧を上昇させて、十分大きな電流密度に到達した場合に、エレクトロマイグレーションが発生し、金属細線１４の抵抗値が測定されることになる。エレクトロマイグレーションでは、実際に原子が拡散している状態なので、たとえ印加電圧を下げたとしても、抵抗値が元に戻ることはない状態となる（不可逆過程）。
【００３１】
金属細線１４の一部で、エレクトロマイグレーションが始まった場合、その部分の断面積が小さくなるが、一方で電流値は金属細線１４のどの部分でも同等なので、マイグレーションが発生した部分の電流密度は増加することになる。更に、その部分の局所温度は、ジュール熱の上昇の影響により更に上昇するので、より一層エレクトロマイグレーションが促進されることになる。そして、エレクトロマイグレーションが起こると、その部分の断面積が更に小さくなり、電流密度が更に増加して局所温度が上昇するので、エレクトロマイグレーションが増幅されることになる。
【００３２】
本実施の形態では、上記製造方法において、直流電圧を発生させると共に、パルス電圧を所定の間隔で発生させ、この直流電圧とパルス電圧とを重畳した電圧を金属細線に印加するので、エレクトロマイグレーションとそれに付随するジュール熱による温度上昇とを制御することができ、電極の絶縁破壊を防止すると共に、高い再現性でギャップ電極を製造することができる。
【００３３】
即ち、パルス電圧Ｖｐがオフの場合には、図３（ａ）に示すように、金属細線１４には直流電圧ＶＤＣのみが印加されるので、パワーＰは、次式で求めることができる。
【００３４】
Ｐ＝ＶＤＣ×ＩＬ＝Ｇ×ＶＤＣ２    ・・・式（１）
但し、ＩＬはパルス電圧がオフの場合の電流値である。
【００３５】
一方、パルス電圧Ｖｐがオンの場合には、金属細線１４には直流電圧ＶＤＣにパルス電圧Ｖｐが加えられた電圧が印加されるので、パワーＰは、次式で求めることができる。
【００３６】
Ｐ＝（ＶＤＣ＋Ｖｐ）×ＩＨ＝Ｇ×（ＶＤＣ＋Ｖｐ）２    ・・・式（２）
但し、ＩＨはパルス電圧がオンの場合の電流値である。
【００３７】
式（１）及び式（２）より、パワーＰの時間変化は、図３（ｂ）に示すように、パルス電圧Ｖｐや直流電流Ｉの時間変化に追従することになる。即ち、電流が瞬時に変化することで、金属細線１４の電流密度も急激な増大・減少を繰り返すことになり、これによりエレクトロマイグレーションに必要な電流密度を得ることができ、所望の間隙を有するナノギャップ電極の製造が可能となる。
【００３８】
また、金属細線１４の熱容量Ｃが大きい場合には、パルス電圧Ｖｐを印加してジュール熱を瞬時に増大したとしても、金属細線１４の局所温度上昇はすぐに応答できず、温度が上昇する前にパルス電圧Ｖｐが低下するので、ジュール熱は小さくなる。即ち、パルス電圧がオンの場合に発生したジュール熱は、パルス電圧がオフの間に金属細線１４以外に拡散し、金属細線１４の温度は熱平衡状態の温度に緩和するので、例えば、パルス電圧を印加する時間を、この緩和時間よりも十分に長くすることにより、金属細線１４の温度上昇を調整することができる。従い、パルス幅やパルス周期、また、パルス電圧Ｖｐの値を適宜調整することにより、金属細線１４の温度上昇やマイグレーションの速度を制御することができる。
【００３９】
次に、前述の製造方法から得られた測定結果について説明する。図４は、パルス電圧が３００ｍＶの場合の測定結果を示す特性図である。図４で示す測定結果は、横軸を直流電圧ＶＤＣ，縦軸をコンダクタンスＧとする、エレクトロマイグレーションにおけるコンダクタンス特性（実線）を示している。図４から明らかなように、直流電圧ＶＤＣを制御する毎に、コンダクタンスＧが次第に減少することが確認することができる。
【００４０】
図４で示す測定結果に基づいて、直流電圧ＶＤＣにより供給されるパワーから、金属細線１４以外の部分で消費されたパワーを差し引いたパワー、即ち、金属細線１４に加えられたパワーＰをパラメータとするフィッテング曲線（点線）を描くことができる。即ち、このフィッテング曲線から、金属細線１４に加えられる直流電源成分のパワーＰＤＣを見積もり可能となる。ここで、金属細線１４に加えられた全パワーの時間平均は、直流電圧ＶＤＣにより供給されるパワーＰＤＣとパルス電圧Ｖｐにより供給されるパワーＰｐｕｌｓｅの合計であり、主に、金属細線１４においてジュール熱として消費される。従い、パルス電圧Ｖｐを大きくすることで、瞬間的にエレクトロマイグレーションに必要な電流密度を得ることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、（Ｓ１０１）〜（Ｓ１０３）においてバイアスティー１３を用いて電圧を重畳する製造方法を説明したが、バイアスティー１３を用いることなく、直流電圧ＶＤＣを発生させて、この直流電圧ＶＤＣを電極に印加し、エレクトロマイグレーションを引き起こすパルス電圧Ｖｐを所定の間隔で金属細線１４に更に印加する製造方法に代えた場合であっても、得られる効果に差異を有するものではない。
【００４２】
本実施の形態によれば、エレクトロマイグレーションを利用したナノギャップ電極の製造方法であって、直流電圧ＶＤＣを発生させる工程（Ｓ１０１）と、パルス電圧Ｖｐを所定の間隔で発生させる工程（Ｓ１０２）と、この直流電圧ＶＤＣとこのパルス電圧Ｖｐとを重畳した電圧を電極に印加する工程（Ｓ１０３）と、を有するため、エレクトロマイグレーションとそれに付随するジュール熱による温度上昇とを制御することができ、電極の絶縁破壊を防止すると共に、高い再現性でギャップ電極を製造することができる。
【００４３】
本実施の形態によれば、測定された直流電圧ＶＤＣ及び直流電流ＩＤＣに基づいて参照コンダクタンスＧｒを算出する工程（Ｓ１０４）、直流電圧ＶＤＣを一定の割合で上昇させると共に、上昇後の直流電圧ＶＤＣ’に基づく直流電流ＩＤＣ’を測定する工程（Ｓ１０５）と、上昇後の直流電圧ＶＤＣ’及び直流電流ＩＤＣ’に基づいて算出されたコンダクタンスＧと参照コンダクタンスＧｒとの比率が所定の値になった場合に、直流電圧ＶＤＣ’を（Ｓ１０５）ので一定の割合よりも大きい割合で低下させ、低下後の直流電圧ＶＤＣ’’及び直流電流ＩＤＣ’’に基づいて算出されたコンダクタンスＧを参照コンダクタンスＧｒとする工程（Ｓ１０６）と、を更に有し、コンダクタンスＧの値が量子化コンダクタンスＧ０の値以下になるまで、工程（Ｓ１０５）及び工程（Ｓ１０６）を繰り返すので、エレクトロマイグレーションとそれに付随するジュール熱による温度上昇とを制御することができ、電極の絶縁破壊を防止すると共に、高い再現性でギャップ電極を製造することができる。
【実施例１】
【００４４】
実施例１におけるナノギャップ電極を製造するための製造システム構成、及び、金属細線１４に関する前提条件については、実施の形態と同様なので、ここでは重複説明を省略する。
【００４５】
続いて、本実施例におけるナノギャップ電極の製造方法について説明する。
【００４６】
一定の直流電圧ＶＤＣ０とパルス電圧Ｖｐとを金属細線１４に印加すると共に、金属細線１４を流れる直流電流ＩＤＣを時間軸に沿って測定する（Ｓ２０１）。
【００４７】
エレクトロマイグレーションの進行、即ち、コンダクタンスＧの減少を、直流電流ＩＤＣで判断する（Ｓ２０２）。
【００４８】
直流電流ＩＤＣの変動を参照しながら、突然の絶縁破壊を起さないように直流電圧ＶＤＣ０を制御する（Ｓ２０３）。
【００４９】
本実施例によれば、一定の直流電圧ＶＤＣ０とパルス電圧Ｖｐとを金属細線１４に印加すると共に、金属細線１４を流れる直流電流ＩＤＣを時間軸に沿って測定し、エレクトロマイグレーションの進行を直流電流ＩＤＣで判断するので、マイグレーションを徐々に進行可能とし、所望のナノギャップになった時点を確実に把握でき、ギャップ電極の再現性を高めることが可能となる。
【実施例２】
【００５０】
実施例２におけるナノギャップ電極を製造するための製造システム構成、及び、金属細線１４に関する前提条件については、実施の形態と同様なので、ここでは重複説明を省略する。
【００５１】
続いて、本実施例におけるナノギャップ電極の製造方法について説明する。図５は、本実施例におけるコンダクタンス特性を示す図である。
【００５２】
初期コンダクタンスＧｉを印加するパルス電圧Ｖｐの値から、エレクトロマイグレーションを引き起こすために必要なパワーの直流成分ＰＤＣを算出する（Ｓ３０１）。
【００５３】
ある一定の割合で直流電圧ＶＤＣを増加させる（Ｓ３０２）。
【００５４】
直流電圧ＶＤＣにより供給されるパワーがＰＤＣに到達した時点で、直流電圧ＶＤＣを（Ｓ３０２）における一定の割合で増加させることを止めて、このパワーＰＤＣが一定になるように、コンダクタンスＧの減少と共に、直流電圧ＶＤＣを制御する（Ｓ３０３）。
【００５５】
本実施例によれば、エレクトロマイグレーションを引き起こすために必要なパワーＰＤＣに到達した時点で、直流電圧ＶＤＣを一定の割合で増加させることを止めて、パワーＰＤＣが一定になるように、コンダクタンスの減少と共に、直流電圧ＶＤＣを制御する、マイグレーションを徐々に進行可能とし、所望のナノギャップになった時点を確実に把握でき、ギャップ電極の再現性を高めることが可能となる。
【実施例３】
【００５６】
実施例３におけるナノギャップ電極を製造するための製造システム構成、及び、金属細線１４に関する前提条件については、実施の形態と同様なので、ここでは重複説明を省略する。
【００５７】
続いて、本実施例におけるナノギャップ電極の製造方法について説明する。図６は、本実施例における電圧制御シーケンスを示す図である。
【００５８】
まず、電源回路１１において、直流電圧ＶＤＣを一定速度で増加させると共に、その直流電圧ＶＤＣと直流電圧ＶＤＣに基づく直流電流ＩＤＣとを測定する（Ｓ４０１：図６に示す区間Ａ）。
【００５９】
次に、直流電圧ＶＤＣを一定とし、（Ｓ４０１）において金属細線１４に印加された熱が平衡状態になるまで待つ（Ｓ４０２：区間Ｂ）。
【００６０】
引き続き直流電圧ＶＤＣを一定とした状態で、単一パルス電圧Ｖｐを印加してエレクトロマイグレーションを引き起こす（Ｓ４０３：区間Ｃ）。
【００６１】
パルス電圧Ｖｐを印加した後、直流電圧ＶＤＣをゼロに戻す（Ｓ４０４：区間Ｄ）。
【００６２】
そして、金属細線１４に印加された熱が平衡状態になるまで待つ（Ｓ４０５：区間Ｅ）。
【００６３】
所望の大きさのナノギャップ電極が得られるまで、（Ｓ４０１）〜（Ｓ４０５）を繰り返す（Ｓ４０７）。
【００６４】
本実施例によれば、単一パルス電圧Ｖｐを金属細線１４に照射する度に、電流電圧特性を測定するので、マイグレーションを徐々に進行可能とし、所望のナノギャップになった時点を確実に把握でき、ギャップ電極の再現性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態におけるナノギャップ電極を製造するための製造システム構成の一例を示す構成図である。
【図２】ナノギャップ電極の状態を示す図である。
【図３】ナノギャップ電極に印加される印加電圧の状態を示す図である。
【図４】パルス電圧が３００ｍＶの場合の測定結果を示す特性図である。
【図５】実施例２におけるコンダクタンス特性を示す図である。
【図６】実施例３における電圧制御シーケンスを示す図である。
【図７】従来のエレクトロマイグレーションによるナノギャップ電極を製造するための製造システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ〜Ｅ…区間
Ｇ…コンダクタンス
Ｇ０…量子化コンダクタンス
Ｇｉ…初期コンダクタンス
Ｇｒ…参照コンダクタンス
ＩＤＣ…直流電流
Ｐ，ＰＤＣ，Ｐｐｕｌｓｅ，Ｐｔｏｔａｌ…パワー
ＶＤＣ…直流電圧
Ｖｐ…パルス電圧
１…製造システム
１１…電源回路
１２…パルス発生器
１３…バイアスティー
１４…金属細線
１５…制御回路
１６…バイアスティー
２０…直流電源
２１…電流計
１４１…ガリウム砒素基板
１４２ａ，１４２ｂ…保持電極
【図１】
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【図２】
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【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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