(57)【要約】【課題】  電界を印加することなくカーボンなどよりなる筒状分子の方向性を制御することのできる筒状分子の製造方法を提供する。【解決手段】  表面に酸化膜１２が形成された基板１１に、複数の突条部１３を形成する。次いで、例えば表面に突起を有する原盤を用い、この原盤から触媒物質３０を突条部１３に転写することにより、突条部１３の頂部近傍に、触媒物質３０を配置する。そののち、加熱すると共に、成長ガスを供給することにより触媒物質３０に方向性が生じ、その結果、カーボンナノチューブ４１が、突条部１３の稜線１３Ａに対して垂直な矢印Ａの方向に成長する。これにより、電界を印加することなくカーボンナノチューブ４１の成長方向が制御され、配向性の良好なカーボンナノチューブ構造４０が得られる。【選択図】        図１０
2005162571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に形成された１または２以上の突条部の頂部近傍に、触媒機能を有する物質を配置する工程と、
加熱すると共に、成長ガスを供給することにより前記触媒機能を有する物質を用いて筒状分子を、前記突条部の稜線に対して垂直な方向に成長させる工程と
を含むことを特徴とする筒状分子の製造方法。
【請求項２】
前記基板として、シリコン基板の表面に酸化膜を形成したものを用い、前記筒状分子を、前記シリコン基板と前記酸化膜との境界線に対して垂直な方向に成長させる
ことを特徴とする請求項１記載の筒状分子の製造方法。
【請求項３】
前記筒状分子を、前記基板の表面に略平行に成長させる
ことを特徴とする請求項１記載の筒状分子の製造方法。
【請求項４】
前記基板の表面に前記突条部を形成する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項１記載の筒状分子の製造方法。
【請求項５】
前記触媒機能を有する物質を配置する工程は、
転写用の原盤に前記触媒機能を有する物質を付着させる工程と、
前記原盤を前記基板の突条部に接触させることにより前記触媒機能を有する物質を前記突条部に転写する工程と
を含むことを特徴とする請求項１記載の筒状分子の製造方法。
【請求項６】
前記原盤として、表面に突起を有するものを用い、前記突起に前記触媒機能を有する物質を付着させる
ことを特徴とする請求項５記載の筒状分子の製造方法。
【請求項７】
基板と、
この基板の表面に形成された１または２以上の突条部と、
この突条部の稜線に対して垂直な筒状分子と
を備えたことを特徴とする筒状分子構造。
【請求項８】
前記基板はシリコン基板の表面に酸化膜が形成された構成を有し、前記筒状分子は前記シリコン基板と前記酸化膜との境界線に対して垂直である
ことを特徴とする請求項７記載の筒状分子構造。
【請求項９】
前記筒状分子は、前記基板の表面に略平行である
ことを特徴とする請求項７記載の筒状分子構造。
【請求項１０】
基板と、この基板の表面に形成された１または２以上の突条部と、この突条部の稜線に対して垂直な筒状分子とを有する筒状分子構造と、
前記筒状分子に所定の電圧を印加し、前記筒状分子から電子を放出させるための電極と、
前記筒状分子から放出された電子を受けて発光する発光部と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
基板と、この基板の表面に形成された１または２以上の突条部と、この突条部の稜線に対して垂直な筒状分子とを有する筒状分子構造と、
前記筒状分子の導電性を制御する制御電極と
を備えたことを特徴とする電子素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒を用いてカーボンなどよりなる筒状分子を形成する筒状分子の製造方法、およびその方法により得られた筒状分子構造に関する。本発明は、また、この筒状分子構造を電界電子放出素子として用いた表示装置、およびこの筒状分子構造を用いたトランジスタなどの電子素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のナノテクノロジーの進歩は著しく，なかでもカーボンナノチューブ等の分子構造体は、熱伝導性，電気伝導性，機械的強度などで優れた特性を持つ安定した材料であることから、トランジスタ，メモリ，電界電子放出素子など幅広い用途への応用が期待されている。
【０００３】
カーボンナノチューブは、そのキラリティーにより、金属に近い電気伝導性を有するものと半導体に近い電気伝導性を示すものとがある。電気伝導性が金属に近いものは、その高い機械的強度および大きな熱伝導性とあいまって、例えば配線材料として有望である。また、電気伝導性が半導体に近く、適切な禁制帯幅を有するものは、例えばナノメートルサイズのトランジスタへの応用が考えられる。加えて、カーボンナノチューブは、直径に対する長さの比が極めて大きいことから、電界電子放出素子としても好適である。
【０００４】
これらの用途にカーボンナノチューブを実際に適用し、更にはカーボンナノチューブを利用したＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit；大規模集積回路）を実現するためには、所望の特性を有するカーボンナノチューブを、所望の位置および所望の方向に成長させる技術が不可欠であり、従来よりそのための方法が提案されてきている。
【０００５】
例えば、非特許文献１では、柱を用いてカーボンナノチューブを成長させることによりカーボンナノチューブの方向性をある程度制御できることが報告されている。すなわち、非特許文献１では、成長過程においてカーボンナノチューブを浮遊状態としておくと、カーボンナノチューブがファンデルワールス力により偶然別の柱に接触することを利用して、カーボンナノチューブの方向を制御している。
【０００６】
また、例えば、非特許文献２では、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ；プラズマ増速ＣＶＤ）法において、カーボンナノチューブの縦方向成長が観察されることが記載されている。ここで、カーボンナノチューブの方向が揃う理由は、電界が印加されているからである。
【０００７】
更に、例えば、非特許文献３では、成長途中において電界を印加することによりカーボンナノチューブを水平方向に揃えて成長させることが報告されている。
【非特許文献１】Ｎ．Ｒ．フランクリン（Franklin）、外１名，方向性を有する広範なナノチューブ網への増速ＣＶＤによるアプローチ（An enhanced CVD Approach to Extensive Nanotube Network with Directionality），「アドバンストマテリアルズ（Advanced Materials）」, （独国），２０００年，第１２巻，ｐ．８９０
【非特許文献２】Ｋ．Ｂ．Ｋ．テオ（Teo ）、外１４名，プラズマ増速ＣＶＤカーボンナノチューブ／ナノファイバーはいかに均一に成長するか？（Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition Carbon Nanotube/Nanofiber How Uniform do They Grow?），「ナノテクノロジー（Nanotechnology）」, ２００３年，第１４巻，ｐ．２０４
【非特許文献３】Ｅ．ジョセレヴィチ（Joselevich）、外１名，金属および半導体単層カーボンナノチューブのべクトル成長（Vectorial Growth of Metallic and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes），「ナノレターズ（Nano Letters）」，２００２年，第２巻，ｐ．１１３７
【非特許文献４】Ｋ．チェン（Chen）、外４名，超短波ＵＶレーザパルスによるＬｉＮｂＯ3 のサブミクロン表面格子の生成（Generation of submicron surface gratings on LiNbO3  y ultrashort UV laser pulses），「アプライドフィジクスＡ（Applied Physics A ）」，（独国），１９９７年，第６５巻，ｐ．５１７−５１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの従来の方法は、電界を印加してカーボンナノチューブの成長方向を制御していた。そのため、ＬＳＩ配線などの製造においては実際には適用困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、電界を印加することなくカーボンなどよりなる筒状分子の方向性を制御することのできる筒状分子の製造方法、およびこの方法により得られた筒状分子構造を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、筒状分子の配向性が良好な筒状分子構造を電界電子放出素子として用いた表示装置、およびこのような筒状分子構造を用いた電子素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による筒状分子の製造方法は、基板の表面に形成された１または２以上の突条部の頂部近傍に、触媒機能を有する物質を配置する工程と、加熱すると共に、成長ガスを供給することにより触媒機能を有する物質を用いて筒状分子を、突条部の稜線に対して垂直な方向に成長させる工程とを含むものである。
【００１２】
本発明による筒状分子構造は、基板と、この基板の表面に形成された１または２以上の突条部と、この突条部の稜線に対して垂直な筒状分子とを備えたものである。
【００１３】
本発明による表示装置は、基板と、この基板の表面に形成された１または２以上の突条部と、この突条部の稜線に対して垂直な筒状分子とを有する筒状分子構造と、筒状分子に所定の電圧を印加し、筒状分子から電子を放出させるための電極と、筒状分子から放出された電子を受けて発光する発光部とを備えたものである。
【００１４】
本発明による電子素子は、基板と、この基板の表面に形成された１または２以上の突条部と、この突条部の稜線に対して垂直な筒状分子とを有する筒状分子構造と、筒状分子の導電性を制御する制御電極とを備えたものである。
【００１５】
本発明による筒状分子の製造方法では、基板の表面に形成された１または２以上の突条部の頂部近傍に、触媒機能を有する物質が配置される。そののち、加熱すると共に、成長ガスを供給することにより触媒機能を有する物質に方向性が生じ、その結果、筒状分子が、突条部の稜線に対して垂直な方向に成長する。これにより、電界を印加することなく筒状分子の成長方向が制御され、配向性の良好な筒状分子構造が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の筒状分子の製造方法によれば、基板の表面に形成された１または２以上の突条部の頂部近傍に、触媒機能を有する物質を配置したのち、加熱すると共に、成長ガスを供給することにより触媒機能を有する物質を用いて筒状分子を、突条部の稜線に対して垂直な方向に成長させるようにしたので、電界を印加することなく筒状分子の成長方向を制御することができる。
【００１７】
本発明の筒状分子構造によれば、突条部の稜線に対して垂直な筒状分子を備えるようにしたので、筒状分子の配向性を向上させることができる。また、本発明の表示装置では、本発明の筒状分子構造を電界電子放出素子として備えているので、画面内の表示特性を均一化して大画面においても優れた表示品質を達成することができる。更に、本発明の電子素子では、本発明による筒状分子構造を備えているので、微細化および集積化において有利であり、特にトランジスタまたはＬＳＩに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１ないし図１０は、本発明の一実施の形態に係るカーボンナノチューブの製造方法を表している。本実施の形態の方法は、例えばＦＥＤ（Field Emission Display；電界電子放出型表示装置）の電界電子放出素子、またはＧＡＡ（Gate-All-Around ）トランジスタのチャネルとして用いられるカーボンナノチューブを形成するものであり、基板の表面に形成された１または２以上の突条部の頂部近傍に、触媒機能を有する物質（以下、「触媒物質」という）を配置する工程と、加熱すると共に、成長ガスを供給することにより触媒物質を用いてカーボンナノチューブを、突条部の稜線に対して垂直な方向に成長させる工程とを含むものである。また、本実施の形態では、触媒物質を配置する工程の前に、基板の表面に突条部を形成する工程を更に行うようにしている。
【００２０】
（突条部の形成工程）
まず、図１（Ａ）に示したように、例えばシリコン（Ｓｉ）よりなる基板１１の表面には、例えば熱酸化により、積層方向の厚み（以下、単に「厚み」という）が例えば１００ｎｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）よりなる酸化膜１２を形成したものを用意する。このようにシリコンよりなる基板１１の表面に酸化膜１２を形成したものは、基板１１のみを用いる場合よりもカーボンナノチューブを数多く成長させることができ、カーボンナノチューブの密度を高めることができるので好ましい。また、カーボンナノチューブは後述するように基板１１と酸化膜１２との境界線を起点として成長するため、酸化膜１２の厚みおよび後述する突条部の高さなどを制御することにより、カーボンナノチューブの起点の高さも制御することができるので好ましい。
【００２１】
次いで、図１（Ｂ）および図２に示したように、基板１１の表面に、例えばフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、複数の直線状の突条部１３を形成する。突条部１３の高さは例えば１００ｎｍ以上１μｍ以下、幅は例えば０．５μｍないし１μｍ程度とする。なお、突条部１３の形状は、基板１１の表面にうねりが形成されるような形状であれば特に限定されない。例えば、突条部１３の側面は必ずしも傾斜面である必要はなく、基板１１の表面に対して垂直であってもよい。また、突条部１３は１本だけでもよい。
【００２２】
このとき、突条部１３の長さ方向における稜線１３Ａを、凹凸などの不規則または乱雑な形状にならないように、直線性良く形成することが好ましい。カーボンナノチューブは突条部１３の稜線１３Ａに対して垂直な方向に成長するので、稜線１３Ａを滑らかに直線性良く形成することによりカーボンナノチューブの伸びる方向を容易に揃えることができるからである。ここで、稜線１３Ａとは、突条部１３の頂部、すなわち基板１１の表面から最も高い位置をつないだ線をいう。
【００２３】
（触媒物質の配置工程）
続いて、突条部１３の頂部近傍に触媒物質を配置する。この触媒物質の配置は、例えば電子ビーム蒸着などにより突条部１３の頂部近傍に直接触媒物質を付着させるようにしてもよいが、本実施の形態では、例えば、転写用の原盤に触媒物質を付着させる第１工程と、原盤を基板１１の突条部１３に接触させることにより触媒物質を突条部１３に転写する第２工程とを行う。このようにすることにより、カーボンナノチューブの成長に必要な最小限の触媒物質を突条部１３に配置することができ、突条部１３に余分な触媒物質が転写されてカーボンナノチューブの成長に寄与しにくくなってしまうおそれがなくなる。
【００２４】
原盤に触媒物質を付着させる第１工程では、まず、図３（Ａ）に示したように、例えばシリコンよりなる原盤２１を用意する。次いで、図３（Ｂ）に示したように、この原盤２１の表面に、例えばフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、複数の柱状の突起２２を形成する。このように原盤２１として、表面に突起２２を有するものを用いることにより、突起２２の頂部に付着している触媒物質のみを突条部１３へと転写することができ、原盤２１の全面から転写する場合に比べて、必要以上に過大な量の触媒物質が転写されてしまうことを防止することができる。
【００２５】
続いて、図３（Ｃ）に示したように、原盤２１の突起２２に、例えば電子ビーム蒸着法またはスパッタ法などにより、触媒物質３０を付着させる。付着させる触媒物質３０の厚みは、例えば１２ｎｍとする。
【００２６】
ここで、カーボンナノチューブを形成するための触媒物質３０としては、鉄（Ｆｅ）の他、バナジウム（Ｖ），マンガン（Ｍｎ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），モリブデン（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ）または白金（Ｐｔ）が挙げられる。また、イットリウム（Ｙ），ルテチウム（Ｌｕ），ホウ素（Ｂ），銅（Ｃｕ），リチウム（Ｌｉ），シリコン（Ｓｉ），クロム（Ｃｒ），亜鉛（Ｚｎ），パラジウム（Ｐｄ），銀（Ａｇ），ルテニウム（Ｒｕ），チタン（Ｔｉ），ランタン（Ｌａ），セリウム（Ｃｅ），プラセオジム（Ｐｒ），ネオジム（Ｎｄ），テルビウム（Ｔｂ），ジスプロシウム（Ｄｙ），ホルミウム（Ｈｏ）またはエルビウム（Ｅｒ）を用いてもよい。なお、以上の物質は２種以上同時に使用してもよく、また、これら物質の２種以上からなる化合物を用いてもよい。また、金属フタロシアン化合物，メタセロン、金属塩を用いることも可能である。更に、酸化物あるいはシリサイドであってもよい。
【００２７】
触媒物質を突条部に転写する第２工程では、触媒物質３０を原盤２１の突起２２に付着させたのち、図４および図５（Ａ）に示したように、原盤２１の突起２２を基板１１の突条部１３に接触させ、例えば炉に投入してアルゴン（Ａｒ）雰囲気中で６００℃に加熱する。これにより、図５（Ｂ）および図６に示したように、触媒物質３０を突条部１３に転写し、突条部１３の頂部近傍に配置することができる。
【００２８】
配置される触媒物質３０の量は、この後に行うカーボンナノチューブを成長させる工程において、基板１１を加熱したときに、触媒物質３０が溶融してナノメートルサイズの微細な球状になることができる程度の量であることが好ましい。触媒物質３０が多すぎると溶融しても膜状のままで球状になることができず、カーボンナノチューブの成長に寄与しにくくなるからである。ここでは、原盤２１として表面に突起２２を有するものを用い、この原盤２１から突条部１３に触媒物質３０を転写するようにしているので、触媒物質３０の量を、上述した適切な量に調整することができる。
【００２９】
（カーボンナノチューブの成長工程）
触媒物質３０を突条部１３の頂部近傍に配置したのち、例えば、まず、基板１１を図示しないＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ；化学気相成長）装置に投入し、図示しない成膜室内を例えば１０2 Ｐａで例えば３０分間減圧したのち、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを例えば３０分間充満させることにより残留ガスを除去する。次いで、成膜室の温度を、例えば１５℃／ｍｉｎの速度で例えば９００℃まで加熱する。このとき、触媒物質３０は加熱により溶融し、図７（Ａ）に示したように、酸化膜１２との密着性が低いため、表面張力によりナノメートルサイズの微細な球状になる。
【００３０】
球状になった触媒物質３０は、酸化膜１２との密着性が低いため、図７（Ｂ）および図８に示したように、突条部１３の頂部近傍から滑り落ちようとするが、基板１１と酸化膜１２との境界線１３Ｂ近傍に至ると、停止し、固定される。これは、触媒物質３０が、基板１１と酸化膜１２との境界線１３Ｂで、基板１１を構成するシリコンとシリサイドを形成するからである。なお、シリサイドは触媒物質３０と基板１１との界面付近にのみ形成される。固定された触媒物質３０の形状は球状から変化し、その先端部３０Ａが、稜線１３Ａに対して垂直な矢印Ａの方向に向かって細くなるような方向性を持つようになる。
【００３１】
続いて、触媒活性化ガスとして例えば１４．８％の水素を含む水素とヘリウムとの混合ガスを、例えば２００ｓｃｃｍの流量で例えば２０分間供給することにより、触媒物質３０を活性化させる。触媒物質３０を活性化させたのち、成長ガスとして例えば１２．５％のメタン（ＣＨ4 ）を含むメタンとアルゴンとの混合ガスを、例えば２００ｓｃｃｍの流量で、上述した触媒活性化ガスと共に２０分間供給する。これにより、図９および図１０に示したように、カーボンナノチューブ４１が、触媒物質３０の転写位置において、基板１１と酸化膜１２との境界線１３Ｂを起点として、稜線１３Ａおよび境界線１３Ｂに対して垂直な矢印Ａの方向に成長する。
【００３２】
このとき、カーボンナノチューブ４１は、機械的強度が高いため、基板１１から浮いた状態で、すなわち基板１１の表面に略平行に成長する。また、カーボンナノチューブ４１が長くなった場合でも、成長ガス等の流れにより浮上しつつ、基板１１の表面に略平行に成長を継続して隣の突条部１３に達し、２本の突条部１３の間を架橋することができる。なお、触媒物質３０の一部は、カーボンナノチューブ４１の起点に残存し、一部は図示しないがカーボンナノチューブ４１の先端に付着する場合もある。
【００３３】
カーボンナノチューブ４１の基板１１に対する平行度は、突条部１３の側面の傾斜により異なる。すなわち、側面の傾斜が急であるほど、カーボンナノチューブ４１は基板１１へ向かって下向きに傾いて成長し、緩やかであるほど、カーボンナノチューブ４１は基板１１の表面に平行になる。
【００３４】
カーボンナノチューブ４１を成長させたのち、成膜室の温度をアルゴン雰囲気中で室温に戻す。以上により、基板１１の表面に、突条部１３の稜線１３Ａおよび境界線１３Ｂに対して垂直なカーボンナノチューブ４１を備えたカーボンナノチューブ構造４０が完成する。
【００３５】
このように本実施の形態では、カーボンナノチューブ４１を、突条部１３の稜線１３Ａに対して垂直な矢印方向Ａに成長させるようにしたので、突条部１３の稜線１３Ａの方向を特定することにより、電界を印加することなくカーボンナノチューブ４１の成長方向を制御することができる。よって、カーボンナノチューブ４１の配向性が良好なカーボンナノチューブ構造４０を実現することができる。
【００３６】
また、シリコンよりなる基板１１の表面に酸化膜１２を形成するようにしたので、基板１１のみを用いる場合よりもカーボンナノチューブを数多く成長させることができ、カーボンナノチューブの密度を高めることができる。また、基板１１と酸化膜１２との境界線１３Ｂを起点としてカーボンナノチューブ４１を成長させることができるので、酸化膜１２の厚みおよび突条部１３の高さなどを制御することにより、カーボンナノチューブ４１の起点の高さも制御することができる。
【００３７】
更に、触媒物質３０の配置工程においては、触媒物質３０を付着させた原盤２１を突条部１３に接触させて転写するようにしたので、突条部１３に触媒物質３０を直接付着させる場合に比べて、カーボンナノチューブ４１の成長に寄与しない余分な触媒物質３０を低減することができる。
【００３８】
加えて、原盤２１として、表面に突起２２を有するものを用いるようにしたので、原盤２１の全面から転写する場合に比べて、必要以上に過大な量の触媒物質３０が転写されてしまうのを防止することができる。
【００３９】
［適用例１：表示装置］
図１１は、第１の実施の形態のカーボンナノチューブ構造４０の一適用例として、ＦＥＤの一例を表したものである。このＦＥＤは、電界電子放出素子としてのカーボンナノチューブ構造４０と、カーボンナノチューブ４１に所定の電圧を印加し、カーボンナノチューブ４１から電子ｅ- を放出させるためのゲート電極５０および図示しないカソード電極と、カーボンナノチューブ４１から放出された電子ｅ- を受けて発光する蛍光部６０とを備えている。カーボンナノチューブ構造４０は、基板１１にマトリクス状に設けられ、基板１１に設けられたカソード電極に電気的に接続されている。ゲート電極５０は、基板１１上に絶縁膜５１を介して設けられている。蛍光部６０は、ガラスなどよりなる対向基板６１に設けられている。対向基板６１には、また、アノード電極６２が設けられている。
【００４０】
このＦＥＤでは、カソード電極とゲート電極５０との間に選択的に電圧を印加すると、その交点に位置するカーボンナノチューブ構造４０において電界電子放出が起こり、カーボンナノチューブ４１から電子ｅ- が略水平方向に放出される。カーボンナノチューブ４１から放出された電子ｅ- は、ゲート電極５０によって進行方向を変更され、蛍光部６０に衝突して蛍光体を発光させる。この蛍光体の発光により所望の画像表示がなされる。ここでは、上記実施の形態のカーボンナノチューブ構造４０を電界電子放出素子として備えているので、カーボンナノチューブ４１の配向性が良好であり、カーボンナノチューブ４１から放出される電子ｅ- の方向が均一になる。よって、画面内の表示特性が均一化される。
【００４１】
このように本適用例では、上記実施の形態のカーボンナノチューブ構造４０を電界電子放出素子として備えるようにしたので、画面内の表示特性を均一化することができ、大画面においても優れた表示品質を達成することができる。
【００４２】
［適用例２：ＧＡＡ（Gate-All-Around ）トランジスタ］
図１２および図１３は、第１の実施の形態のカーボンナノチューブ構造４０の他の適用例として、ＧＡＡトランジスタの一例を表すものである。このＧＡＡトランジスタは、上記実施の形態のカーボンナノチューブ構造４０と、カーボンナノチューブ４１の導電性を制御するためのゲート電極７０とを備えている。カーボンナノチューブ４１の両端部には、ソース電極８１およびドレイン電極８２が配置されている。なお、カーボンナノチューブ４１の導電性が生成時にｐ型であった場合には、例えばカリウム（Ｋ）を添加することによりｎ型に変化させることもできる。よって、カーボンナノチューブ４１の導電性を変化させることにより相補型回路構成とすることも可能である。
【００４３】
ゲート電極７０は、基板１１の表面に形成された第１ゲート電極７１と、この第１ゲート電極７１の上に絶縁膜７３を介して設けられた第２ゲート電極７２とにより構成されている。第１ゲート電極７１と第２ゲート電極７２とは、絶縁膜７３に設けられた接続孔７３Ａを介して電気的に接続されている。カーボンナノチューブ４１は、絶縁膜７３に埋め込まれると共に、図１３に示したように、周方向においてゲート電極７０に取り囲まれている。
【００４４】
このＧＡＡトランジスタでは、ゲート電極７０に印加する電圧を調整することにより、カーボンナノチューブ４１すなわちチャネルの導電性が変化し、ソース電極７１とドレイン電極７２との間の導通が制御される。ここでは、上記実施の形態のカーボンナノチューブ構造４０を備えるようにしたので、ＧＡＡトランジスタが微細化される。
【００４５】
このように本適用例では、上記実施の形態のカーボンナノチューブ構造４０を備えるようにしたので、微細化および集積化に有利であり、特性の優れたトランジスタまたはＬＳＩ等を実現することができる。また、ゲート電極７０がカーボンナノチューブ４１の周方向全体を囲むＧＡＡトランジスタ構成とすれば、微細化によるショートチャネル効果が低減され、特性が向上する。
【００４６】
［変形例１］
図１４および図１５は、前述の突条部１３の形成方法の他の例を表したものである。本変形例は、基板１１における突条部１３を、変調された熱分布を用いて極めて微細なパターンで形成するようにしている。すなわち、本変形例は、シリコンよりなる基板１１の表面に対して所望のパターンに応じて変調された熱分布を与え、基板１１の表面を溶融させる「溶融工程」と、基板１１の表面を放熱させることにより、熱分布に応じた位置に突条部１３のパターンを形成する「放熱工程」とを含んでいる。
【００４７】
（溶融工程）
まず、図１４を参照して溶融工程を説明する。熱分布１１１は、基板１１の表面温度がエネルギービーム１１２の照射により空間的に変調されて、高温領域１１１Ｈと低温領域１１１Ｌとが周期的に形成されたものである。エネルギービーム１１２は、波長および位相の揃った平行光であり、本実施の形態では、高出力を得るため、例えばＸｅＣｌエキシマレーザを用いる。
【００４８】
本実施の形態では、熱分布１１１は、エネルギービーム１１２を回折格子１１３で回折させることにより与えられる。回折格子１１３は、エネルギービーム１１２を回折させてエネルギー量を空間的に変調するものであり、例えば、光学ガラス板に、直線状の平行な溝１１３Ａが一定の周期間隔Ｐで一次元方向に配列されたものである。本実施の形態では、例えば、石英材料よりなる板に直線状の平行な溝１１３Ａが例えば１μｍの周期間隔Ｐで一次元方向に配列され、エネルギービーム１１２のエネルギー量を、溝１１３Ａが配列されている方向に沿って一次元方向に変調するようになっている。なお、回折格子１１３は必ずしも溝などの凹凸を形成したものに限られず、例えば、エネルギービーム１１２の透過部分と非透過部分とが印刷により形成されたものであってもよい。
【００４９】
このような回折格子１１３を用いることにより、高温領域１１１Ｈは、溝１１３Ａの延長方向に沿った直線状に形成されると共に、溝１１３Ａの配列されている方向に沿って一次元方向に配列される。熱分布１１１の空間的周期Ｔ、すなわち高温領域１１１Ｈの間隔（ピッチ）は、回折格子１１３の周期間隔Ｐおよびエネルギービーム１１２の波長λに応じて定まる。波長λを小さくするほど、または、周期間隔Ｐを微細にするほど熱分布１１１の空間的周期Ｔを微細化することができる。
【００５０】
エネルギービーム１１２のエネルギー量は、低温領域１１１Ｌにおいて基板１１の表面が溶融する温度となるように設定される。これにより、基板１１の表面の全体を溶融させることができる。このとき、エネルギービーム１１２としてエキシマレーザを用いる場合には、パルス発光の照射回数によりエネルギー量の制御を行うことができる。本実施の形態では、例えば、エネルギービーム１１２のエネルギー量を３５０ｍＪ／ｃｍ2 、パルス照射回数を１００回とする。
【００５１】
（放熱工程）
次に、図１５を参照して放熱工程を説明する。すなわち、溶融工程において基板１１の表面を溶融させたのち、エネルギービーム１１２の照射を止めると、基板１１の表面の温度は徐々に低下して凝固するが、このとき、溶融工程において照射されたエネルギービーム１１２のエネルギー量が一定値を超えている場合には、高温領域１１１Ｈに対応する位置に、基板１１の表面から隆起した突条部１３が形成される。
【００５２】
突条部１３は、高温領域１１１Ｈが溝１１３Ａに対応して一次元方向に配列された直線状であるので、これに対応して、一次元方向に配列された直線状のリブ（突条）のパターンとして形成される。突条部１３の幅（線幅）Ｗ、すなわち熱分布１１１の変調方向における突条部１３の下端部の寸法は、溶融温度および冷却速度により定まる。溶融温度は、エネルギービーム１１２のエネルギー量、すなわちエキシマレーザの場合にはパルス照射回数によって制御することができ、溶融温度が高いほど、突条部１３の幅Ｗは大きくなる。冷却速度は、基板１１または基板１１のホルダーを真空中またはガス雰囲気中に配置する方法、ガスフローによる方法、水または液体窒素中で冷却する方法、あるいは加熱しながらゆっくり冷却する方法などによって制御することができ、冷却速度が速いほど突条部１３の幅Ｗは大きくなる。突条部１３の幅Ｗは、原理的には基板１１の構成物質の原子の大きさより大きい任意の値をとり得るものであり、溶融温度および冷却速度を制御することにより従来のフォトリソグラフィ技術では不可能であった５０ｎｍ未満を実現することができる。
【００５３】
また、突条部１３の間隔Ｌ、すなわち熱分布１１１の変調方向における突条部１３の間隔（ピッチ）は、熱分布１１１の空間的周期Ｔに応じて、すなわち回折格子１１３の周期間隔Ｐおよびエネルギービーム１１２の波長λに応じて定まる。波長λを小さくするほど、または、周期間隔Ｐを微細にするほど突条部１３の間隔Ｌを微細化することができ、従来のフォトリソグラフィでは不可能な微細な間隔Ｌで突条部１３を形成することが可能である。
【００５４】
突条部１３の間隔Ｌは、例えば１００ｎｍ以下であることが好ましい。従来のフォトリソグラフィでは解像限界が５０ｎｍであるため、従来のフォトリソグラフィで形成可能な最小のパターンは、例えば山５０ｎｍ、谷５０ｎｍ、および山５０ｎｍで、その間隔は解像限界の２倍すなわち１００ｎｍとなるからである。更に、突条部１３の間隔Ｌは、５０ｎｍ以下とすればより好ましい。従来の電子ビームリソグラフィの解像限界が２５ｎｍ程度であるため、従来の電子ビームリソグラフィで形成可能な最小のパターンの間隔は、同様に解像限界の２倍すなわち５０ｎｍとなるからである。
【００５５】
このように本変形例では、基板１１に突条部１３を形成する工程において、基板１１の表面に対して所望のパターンに応じて変調された熱分布１１１を与え、基板１１の表面を溶融させたのち、基板１１の表面を放熱させることにより、熱分布１１１に応じた位置に突条部１３のパターンを形成するようにしたので、熱分布１１１を制御することにより従来のフォトリソグラフィでは不可能な微細な突条部１３のパターンを形成することができる。よって、この突条部１３に触媒物質３０を付着させてカーボンナノチューブ４１を成長させ、カーボンナノチューブ構造４０を形成すれば、より高精細なＦＥＤ、または、より微細化されたトランジスタもしくはＬＳＩなどを実現することができる。
【００５６】
［変形例２］
図１６ないし図２１は、前述の突起２２の形成方法の他の例を表したものである。本変形例は、原盤２１における突起２２を、変形例１の変調された熱分布を用いて極めて微細なパターンで形成するようにしている。すなわち、本変形例は、変形例１の溶融工程において、エネルギービームのエネルギー量を二次元方向すなわちＸ方向およびＹ方向に変調させ、原盤２１の表面に対してＸ方向熱分布１２１ＸおよびＹ方向熱分布１２１Ｙを与えるようにしている。
【００５７】
（溶融工程）
まず、図１６を参照して溶融工程を説明する。Ｘ方向熱分布１２１Ｘは、原盤２１の表面温度がＸ方向に変調されて、Ｘ方向高温領域１２１ＸＨとＸ方向低温領域１２１ＸＬとが周期的に形成されたものである。また、Ｙ方向温度分布１２１Ｙは、原盤２１の表面温度がＹ方向に変調されて、Ｙ方向高温領域１２１ＹＨとＹ方向低温領域１２１ＹＬとが周期的に形成されたものである。
【００５８】
Ｘ方向熱分布１２１ＸおよびＹ方向熱分布１２１Ｙは、例えば、エネルギービーム１２２を、非透過部分１２３Ａおよび透過部分１２３Ｂが二次元方向に配列された回折格子１２３で回折させることにより与えられる。回折格子１２３としては、例えば、非透過部分１２３Ａにエネルギービーム１２２を透過させないマスクが印刷されたものなどを用いることができる。
【００５９】
図１７は、原盤２１の表面においてＸ方向温度分布１２１ＸとＹ方向温度分布１２１Ｙとが重畳されることにより、熱分布１２４が形成された状態を表している。図１７に示したように、原盤２１の表面には、Ｘ方向高温領域１２１ＸＨとＹ方向高温領域１２１ＹＨとの重複する位置に高温領域１２４Ｈを有し、Ｘ方向低温領域１２１ＸＬとＹ方向低温領域１２１ＹＬとの重複する位置に低温領域１２４Ｌを有するような熱分布１２４が形成される。これにより、高温領域１２４Ｈは、非透過部分１２３Ａおよび透過部分１２３Ｂの配列されている方向に沿って二次元方向に配列される。
【００６０】
熱分布１２４のＸ方向における空間的周期ＴＸ、すなわち高温領域１２４ＨのＸ方向における間隔（ピッチ）は、回折格子１２３のＸ方向における周期間隔ＰＸおよびエネルギービーム１２２の波長λに応じて定まる。また、熱分布１２４のＹ方向における空間的周期ＴＹ、すなわち高温領域１２４ＨのＹ方向における間隔（ピッチ）は、回折格子１２３のＹ方向における周期間隔ＰＹおよびエネルギービーム１２２の波長λに応じて定まる。波長λを小さくするほど、または周期間隔ＰＸ，ＰＹを微細にするほど熱分布１２４の空間的周期ＴＸ，ＴＹを微細化することができる。ここで、本実施の形態では、回折格子１２３のＸ方向における周期間隔ＰＸとは、一つの非透過部分１２３ＡのＸ方向における寸法と一つの透過部分１２３ＢのＸ方向における寸法との和をいい、回折格子１２３のＹ方向における周期間隔ＰＹとは、一つの非透過部分１２３ＡのＹ方向における寸法と一つの透過部分１２３ＢのＹ方向における寸法との和をいう。
【００６１】
回折格子１２３のＸ方向における周期間隔ＰＸとＹ方向における周期間隔ＰＹとは、互いに独立に設定することができる。したがって、図１８に示したように、熱分布１２４のＸ方向における空間的周期ＴＸとＹ方向における空間的周期ＴＹとを、互いに独立に設定することも可能である。
【００６２】
なお、回折格子１２３としては、マスク印刷により非透過部分１２３Ａおよび透過部分１２３Ｂが形成されたものではなく、凹部または凸部が形成されたものを用いることも可能である。凹凸が形成された回折格子１２３の場合には、回折格子１２３のＸ方向における周期間隔ＰＸとは、凹部（または凸部）のＸ方向における間隔（ピッチ）をいい、回折格子１２３のＹ方向における周期間隔ＰＹとは、凹部（または凸部）のＹ方向における間隔（ピッチ）をいう。
【００６３】
エネルギービーム１２２のエネルギー量は、低温領域１２４Ｌにおいて原盤２１の表面が溶融する温度となるように設定される。これにより、原盤２１の表面の全体を溶融させることができる。このとき、エネルギービーム１２２としてエキシマレーザを用いると、パルス発光の照射回数によりエネルギー量の制御を行うことができる。本実施の形態では、エネルギービーム１２２のエネルギー量を一定値を超えるように制御する。例えば、エネルギービーム１２２のエネルギー量を３５０ｍＪ／ｃｍ2 、パルス照射回数を１００回とする。
【００６４】
（放熱工程）
溶融工程において原盤２１の表面を溶融させたのち、エネルギービーム１２２の照射を止めると、溶融工程において照射されたエネルギービーム１２２のエネルギー量が一定値を超えている場合には、図１９および図２０に示したように、高温領域１２４Ｈに対応する原盤２１の表面が隆起して、複数の突起２２が形成される。
【００６５】
突起２２は、高温領域１２４Ｈが原盤２１の表面に二次元方向に配列されているので、これに対応して、原盤２１の表面に二次元方向に配列された錘体状の突起のパターンとして形成される。突起２２の下端部のＸ方向における寸法（直径）ＤＸおよびＹ方向における寸法（直径）ＤＹは、溶融温度および冷却速度により定まる。溶融温度は、エネルギービーム１２２のエネルギー量、すなわちエキシマレーザの場合にはパルス照射回数によって制御することができ、溶融温度が高いほど突起２２の寸法ＤＸ，ＤＹは大きくなる。また、冷却速度は、原盤２１または原盤２１のホルダーを真空中またはガス雰囲気中に配置する方法、ガスフローによる方法、水または液体窒素中で冷却する方法、あるいは加熱しながらゆっくり冷却する方法などによって制御することができ、冷却速度が速いほど突起２２の寸法ＤＸ，ＤＹは大きくなる。突起２２の寸法ＤＸ，ＤＹは、原理的には原盤２１の構成物質の原子の大きさより大きい任意の値をとり得るものであり、溶融温度および冷却速度を制御することにより従来のフォトリソグラフィ技術では不可能であった５０ｎｍ未満を実現することができる。
【００６６】
また、突起２２のＸ方向における間隔ＬＸ、およびＹ方向における間隔ＬＹは、熱分布１２４の空間的周期ＴＸ，ＴＹに応じて、すなわち回折格子１２３の周期間隔ＰＸ，ＰＹおよびエネルギービーム１２２の波長λに応じて定まる。波長λを小さくするほど、または、回折格子１２３の周期間隔ＰＸ，ＰＹを微細にするほど突起２２の間隔ＬＸ，ＬＹを微細化することができ、従来のフォトリソグラフィでは不可能な微細な間隔ＬＸ，ＬＹで突起２２を形成することも可能である。
【００６７】
突起２２の間隔ＬＸ，ＬＹは、例えば１００ｎｍ以下であることが好ましい。前述のように、従来のフォトリソグラフィでは解像限界が５０ｎｍであるため、従来のフォトリソグラフィで形成可能な最小のパターンは、例えば山５０ｎｍ、谷５０ｎｍ、および山５０ｎｍで、その間隔は解像限界の２倍すなわち１００ｎｍとなるからである。更に、突起２２の間隔ＬＸ，ＬＹは、５０ｎｍ以下とすればより好ましい。従来の電子ビームリソグラフィの解像限界が２５ｎｍ程度であるため、従来の電子ビームリソグラフィで形成可能な最小のパターンの間隔は、同様に解像限界の２倍すなわち５０ｎｍとなるからである。
【００６８】
なお、図１８に示したように熱分布１２４のＸ方向における空間的周期ＴＸとＹ方向における空間的周期ＴＹとを、互いに独立に設定した場合には、これに対応して、図２１に示したように突起２２が楕円形に形成される。
【００６９】
このように本変形例では、原盤２１に突起２２を形成する工程において、原盤２１の表面に対して所望のパターンに応じて変調された熱分布１２４を与え、原盤２１の表面を溶融させたのち、原盤２１の表面を放熱させることにより、熱分布１２４に応じた位置に突起２２のパターンを形成するようにしたので、熱分布１２４を制御することにより従来のフォトリソグラフィでは不可能な微細な突起２２のパターンを形成することができる。よって、この突起２２に触媒物質３０を付着させて基板１１の突条部１３に転写することにより、突条部１３に転写される触媒物質３０の量を、より適切に調整することができる。
【実施例】
【００７０】
更に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００７１】
（実施例１）
上記実施の形態と同様にして、カーボンナノチューブ構造４０を作製した。まず、シリコンよりなる基板１１の表面に、厚みが１００ｎｍの二酸化シリコンよりなる酸化膜１２が形成されたものを用い、高さ１μｍ、幅０．５μｍの直線状の突条部１３を形成した（図１および図２参照。）。
【００７２】
また、シリコンよりなる原盤２１に、直径２００ｎｍ、高さ０．５μｍの突起２２を形成し、触媒物質３０として鉄（Ｆｅ）を電子ビーム蒸着法により１２ｎｍの厚みで付着させた（図３参照。）。続いて、原盤２１の突起２２を基板１１の突条部１３に接触させ（図４参照。）、炉に投入してアルゴン雰囲気中で６００℃に加熱し、触媒物質３０を突条部１３に転写し、突条部１３の頂部近傍に配置した（図５および図６参照。）。
【００７３】
そののち、基板１１を９００℃に加熱すると共に、触媒活性化ガスとして１４．８％の水素を含む水素とヘリウムとの混合ガスを２００ｓｃｃｍの流量で２０分間供給し、触媒物質３０を活性化させた。続いて、成長ガスとして１２．５％のメタンを含むメタンとアルゴンとの混合ガスを流量２００ｓｃｃｍで、触媒活性化ガスと共に２０分間供給し、カーボンナノチューブ４１を成長させた（図７ないし図１０参照。）。
【００７４】
得られたカーボンナノチューブ構造４０を、ＳＥＭ（Scannning Electron Microscope ；ＪＳＭ−６７００Ｆ，ＪＥＯＬ）で観察した。その結果をを図２２ないし図２４に示す。なお、図２２ないし図２４は同一のカーボンナノチューブ構造４０を異なる倍率で撮影したものである。
【００７５】
（実施例２）
酸化膜１２を形成していないシリコンよりなる基板１１を用いたことを除いては、実施例１と同様にしてカーボンナノチューブ構造４０を作製した。得られたカーボンナノチューブ構造４０を、実施例１と同様にＳＥＭで観察した。
【００７６】
（実施例３）
原盤２１を用いず、電子ビーム蒸着法により突条部１３に直接触媒物質３０を付着させたことを除いては、実施例１と同様にしてカーボンナノチューブ構造４０を作製した。得られたカーボンナノチューブ構造４０を、実施例１と同様にＳＥＭで観察した。その結果を図２５に示す。
【００７７】
（実施例４）
酸化膜１２を形成していないシリコンよりなる基板１１を用いたことを除いては、実施例３と同様にしてカーボンナノチューブ構造４０を作製した。得られたカーボンナノチューブ構造４０を、実施例１と同様にＳＥＭで観察した。その結果を図２６に示す。
【００７８】
（比較例１）
基板の表面に、突条部の代わりに略円形の突起を形成したことを除いては、実施例１と同様にしてカーボンナノチューブ構造を作製した。得られたカーボンナノチューブ構造を、実施例１と同様にＳＥＭで観察した。その結果を図２７に示す。
【００７９】
（比較例２）
基板の表面に、突条部の代わりに不規則な形状の突起を形成したことを除いては、実施例１と同様にしてカーボンナノチューブ構造を作製した。得られたカーボンナノチューブ構造を、実施例１と同様にＳＥＭで観察した。その結果を図２８および図２９に示す。なお、図２８および図２９は同一のカーボンナノチューブ構造を異なる倍率で撮影したものである。
【００８０】
このように、実施例１ないし実施例４では、比較例１および比較例２に比べて、カーボンナノチューブ４１の成長方向が揃い、配向性が良くなっていた。これは、比較例１および比較例２では、突起が略円形または不規則な形状を有しているので、そのような突起の形状を基準としてカーボンナノチューブが放射状ないし乱雑な方向に成長してしまったためと考えられる。すなわち、直線状の突条部１３を用いてカーボンナノチューブ４１を成長させるようにすれば、カーボンナノチューブ４１を突条部１３の稜線１３Ａに対して垂直な方向に成長させ、配向均一性を高めることができることが分かった。
【００８１】
更に、シリコンよりなる基板１１の表面に酸化膜１２を形成したものを用いた実施例１（図２２ないし図２４）および実施例３（図２５）では、シリコンよりなる基板１１のみを用いた実施例２および実施例４（図２６）に比べて、同一の成長条件において、より多くのカーボンナノチューブ４１が成長し、カーボンナノチューブ４１の密度が著しく高くなっていた。これは、シリコンよりなる基板１１のみを用いた実施例２および実施例４では、基板１１を加熱することにより触媒物質３０が基板１１を構成するシリコンとシリサイドを形成してしまい、触媒としての活性を失ってしまうためであると考えられる。すなわち、基板１１の表面に酸化膜１２を形成したものを用いることにより、基板１１のみを用いる場合よりもカーボンナノチューブを数多く成長させることができ、カーボンナノチューブの密度を高めることができることが分かった。
【００８２】
加えて、触媒物質３０を原盤２１から突条部１３に転写した実施例１（図２２ないし図２４）では、触媒物質３０の転写位置にカーボンナノチューブ４１が成長し、かつ、突条部１３の頂部近傍に触媒物質３０は残っておらず、突条部１３の表面は滑らかであった。これに対して、触媒物質３０を電子ビーム蒸着法により突条部１３に直接付着させた実施例３（図２５）および実施例４（図２６）では、カーボンナノチューブ４１の成長後に、余分な触媒物質３０が突条部１３の頂部近傍に多量に残存し、突条部１３の表面が粗くなっていた。すなわち、原盤２１として表面に突起２２を有するものを用い、この原盤２１から突条部１３に触媒物質３０を転写することにより、カーボンナノチューブ４１の成長位置を制御することができ、突条部１３に配置される触媒物質３０を適切な量に調整することができることが分かった。
【００８３】
なお、実施例１において、成長ガス等の流れる方向を種々に変えてカーボンナノチューブ４１の成長方向への影響を調べたところ、カーボンナノチューブ４１は成長ガス等の流れる方向に関わらず、稜線１３Ａに対して垂直な方向に成長した。すなわち、突条部１３の稜線１３Ａの方向さえ特定すれば、成長ガス等の流れる方向に関わらずカーボンナノチューブ４１を稜線１３Ａに対して垂直な方向に成長させることができることが分かった。
【００８４】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、基板１１の突条部１３の形成方法としては、上記実施の形態のようなフォトリソグラフィおよびドライエッチング、または上記変形例で説明したような変調された熱分布を用いる方法に限られず、例えば非特許文献４に記載されたような加熱により表面に凹凸のうねりを形成する方法を用いてもよい。
【００８５】
また、上記実施の形態においては、原盤２１の表面に、点状の突起２２を二次元に配置した場合について説明したが、突起２２は必ずしも点状のものに限られず、突条部１３に直交するストライプ状としてもよい。
【００８６】
また、上記適用例１および適用例２では、ＦＥＤまたはＧＡＡトランジスタの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。更に、本発明は、他の構成のＦＥＤ、または他の構成のトランジスタにも適用することが可能である。また、上記変形例１または変形例２の方法により製造されたカーボンナノチューブ構造を用いてＦＥＤ、トランジスタまたはＬＳＩなどを構成することも可能である。
【００８７】
更にまた、上記適用例２では、図１２に示したようにカーボンナノチューブ４１が突条部１３の間に架橋されている場合について説明したが、カーボンナノチューブ４１は必ずしも架橋されていなくてもよい。
【００８８】
加えてまた、上記実施の形態および実施例では、筒状分子としてカーボンナノチューブを成長させる場合について説明したが、筒状分子は炭素（Ｃ）よりなるものに限られず、シリコン（Ｓｉ），金（Ａｕ），酸化亜鉛（Ｚｎ）およびカドミウム（Ｃｄ）からなる群のうちの少なくとも１種よりなるものを成長させることが可能である。
【００８９】
更にまた、例えば、上記変形例１および変形例２では、パルスの照射回数によりエネルギービーム３２２のエネルギー量を調整するようにしたが、パルスの照射回数、照射強度およびパルス幅のそれぞれを調整することが可能である。
【００９０】
加えてまた、変形例１および変形例２では、エネルギービーム１１２，１２２の照射による熱分布１１１，１２４の形成を回折格子１１３，１２３を用いて行う場合について説明したが、回折格子１１３，１２３の代わりに例えばビームスプリッタを用いるようにしてもよい。
【００９１】
更にまた、上記変形例１および変形例２では、ＸｅＣｌエキシマレーザを用いてエネルギービーム１１２，１２２を照射するようにしたが、ＸｅＣｌエキシマレーザ以外のレーザを用いるようにしてもよく、更に、加熱手段として、変調により熱分布を形成できるものであれば、一般的な汎用の電気加熱炉（拡散炉）もしくはランプなどの他の方法により加熱するようにしてもよい。
【００９２】
加えてまた、上記変形例１および変形例２では、放熱工程を溶融工程を終了したのちの常温による自然冷却としたが、常温未満の温度により強制的に冷却して放熱工程を短縮することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明のカーボンナノチューブ構造は、ＦＥＤの電界電子放出素子またはＧＡＡトランジスタなどの電子素子として極めて有用であるほか、ＬＳＩ等の配線またはメモリ装置への適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカーボンナノチューブの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図２】図１（Ｂ）に示した基板を表す斜視図である。
【図３】図１および図２に続く工程を表す断面図である。
【図４】図３に続く工程を表す斜視図である。
【図５】図４に続く工程を表す断面図である。
【図６】図５（Ｂ）に示した基板を表す斜視図である。
【図７】図５および図６に続く工程を表す断面図である。
【図８】図７（Ｂ）に示した基板を表す斜視図である。
【図９】図７および図８に続く工程を表す断面図である。
【図１０】図９に示した基板を表す斜視図である。
【図１１】本発明の適用例１に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図１２】本発明の適用例２に係るＧＡＡトランジスタの構成を表す断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。
【図１４】本発明の変形例１に係る突条部の形成工程における溶融工程を模式的に表す斜視図である。
【図１５】図１４に続く工程（放熱工程）を模式的に表す斜視図である。
【図１６】本発明の変形例２に係る突起の形成工程における溶融工程を模式的に表す斜視図である。
【図１７】図１６に示した原盤の表面に形成されている熱分布の一例を模式的に表す平面図である。
【図１８】図１７に示した熱分布の他の例を表す平面図である。
【図１９】図１６に続く工程（放熱工程）を模式的に表す斜視図である。
【図２０】図１９に示した原盤の表面の一部を拡大して表す平面図である。
【図２１】図１８に示した熱分布を形成したのちに放熱工程を行った場合における原盤の表面の一部を拡大して表す平面図である。
【図２２】本発明の実施例１に係るカーボンナノチューブ構造を拡大して表すＳＥＭ写真である。
【図２３】実施例１に係るカーボンナノチューブ構造をより拡大して表すＳＥＭ写真である。
【図２４】実施例１に係るカーボンナノチューブ構造を更に拡大して表すＳＥＭ写真である。
【図２５】本発明の実施例３に係るカーボンナノチューブ構造を拡大して表すＳＥＭ写真である。
【図２６】本発明の実施例４に係るカーボンナノチューブ構造を拡大して表すＳＥＭ写真である。
【図２７】本発明の比較例１に係るカーボンナノチューブ構造を拡大して表すＳＥＭ写真である。
【図２８】本発明の比較例２に係るカーボンナノチューブ構造を拡大して表すＳＥＭ写真である。
【図２９】比較例２に係るカーボンナノチューブ構造を更に拡大して表すＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００９５】
１１…基板、１２…酸化膜、１３…突条部、１３Ａ…稜線、１３Ｂ…境界線、２１…原盤、２２…突起、３０…触媒機能を有する物質（触媒物質）、４０…カーボンナノチューブ構造、４１…カーボンナノチューブ
【図１】
2005162571.tif 000003
【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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【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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