(57)【要約】【課題】カービンナノチューブを用いた電流容量の大きいトランジスタや配線を製造容易な方法で作製する。【解決手段】基板上に形成した触媒から垂直方向に、カーボンナノチューブ細線密度の高い、長さの揃ったカーボンナノチューブ束を配向成長し、この側面近傍に、カーボンナノチューブ束に親和性を有する液体である有機溶媒を滴下し、これを、窒素ガスを用いて、横倒ししたい方向の反対側からカーボンナノチューブ束方向に向かってブローして有機溶媒と共に垂直に立ったカーボンナノチューブ束を横倒しし、かつ基板表面に一定長さ（領域）をもって接触させる。有機溶媒を乾燥後、この接触領域の一部を、チャネル部として用いてバックゲート型トランジスタを、あるいは導体として配線を製造する。【選択図】図１
2009032819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に触媒金属パターンを形成する、触媒パターン形成工程と、
前記触媒金属パターンの上面から、前記上面に対して垂直方向へカーボンナノチューブ束を成長する、垂直方向成長工程と、
前記カーボンナノチューブ束を、前記カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体を用いて、前記基板の前記表面における所定方向に横倒しし、かつ前記表面に所定の範囲にわたって接触領域を形成する、横倒し及び接触領域形成工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項２】
前記横倒し及び接触領域形成工程において、前記液体と同時に気体を用いることを特徴とする請求項１記載の電子装置の製造方法。
【請求項３】
前記垂直方向成長工程において、前記カーボンナノチューブ束は垂直方向に配向成長されることを特徴とする請求項１または２記載の電子装置の製造方法。
【請求項４】
基板の一方の面にゲート電極、他方の面にソース／ドレイン電極を有する電子装置であって、
前記基板上方において、前記ソース／ドレイン電極間にカーボンナノチューブ束からなるチャネル部が形成されていることを特徴とする電子装置。
【請求項５】
前記チャネル部は、前記基板上の一つのソースまたはドレイン電極となる領域に形成された触媒金属パターンに成長した前記カーボンナノチューブ束であり、前記カーボンナノチューブ束は屈曲して他方のソースまたはドレイン電極に接続されていることを特徴とする請求項４記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の製造方法及びそれを用いた電子装置に関し、さらに詳しくは、特にカーボンナノチューブ束からなる構成物を有する電子装置を容易かつ効率良く製造するに適した製造方法と、その製造方法によって製造した、カーボンナノチューブ束による、例えばトランジスタのチャネルや配線を有する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ；Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ）は、それが、ナノオーダーの微細な構造を有している点、半導体的性質をもつように成長されたカーボンナノチューブは、そのキャリア移動度が非常に高いといった特性を持つ点、一方金属的性質をもつように成長されたカーボンナノチューブは、適用可能な最大電流密度が非常に高いといった特性を持つ点などから、カーボンナノチューブは次世代の電子デバイス用材料として大きな期待が持たれている。
【０００３】
従来から、カーボンナノチューブをチャネル用材料に適用したトランジスタが提案されてきた（例えば、非特許文献１、特許文献１、２など）。通常、これらのトランジスタ（ＦＥＴ；Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、多量に製造されてきたＳｉ−ＦＥＴなどと同様に、基板の表面と平行方向にチャネルを形成する構造をもつものである。カーボンナノチューブを用いたトランジスタでは、基板上にあるソース−ドレイン電極間に基板面と平行にチャネルとなるカーボンナノチューブ束を配置する、つまり、この様に、チャネルとして用いられるカーボンナノチューブ束は、その成長方向が横方向になっている構造である。
【０００４】
図９は、そういった従来のカーボンナノチューブ・トランジスタ構成例の模式図である。基板１０１上にカーボンナノチューブを成長するための触媒１０２を形成し、触媒から成長した、個々に独立のカーボンナノチューブ１０３の両端にソース電極１０４、ドレイン電極１０５が形成され、またその両電極の間に、カーボンナノチューブ１０３に絶縁層あるいは基板を介してゲート電圧が印加可能のようにゲート電極１０６が形成される。
【０００５】
この図９のようなトランジスタを形成するために、例えば、ソース電極１０４（あるいはドレイン電極１０５）側にある触媒１０２から、カーボンナノチューブ１０３を成長させ、ゲート電圧印加領域をまたいでドレイン電極１０５（あるいはソース電極１０４）に達せしめる方法（非特許文献１）がある。その他に、二つの相対する触媒層の横面から、互いに横方向にカーボンナノチューブを接続するように成長させ、横に長いカーボンナノチューブを形成する方法（特許文献１）や、電解めっき槽中に有機溶媒を満たし、これにカーボンナノチューブを分散し、さらに、主面上に予めソース・ドレイン電極（ゲート電極は基板の裏面に形成）が形成された基板とカーボンナノチューブ細線を溶媒中に入れ、基板を＋極とし、−極の金属電極を浸漬して、ソース・ドレイン電極間にカーボンナノチューブが架橋するように電解めっきを行ってトランジスタを形成する方法などが提案されている（特許文献２）。
【非特許文献１】H.Ohnaka et al, Jpn.J.Appl.Phys. 45(2006)5485
【特許文献１】特開２００２−１１８２４８号公報
【特許文献２】特開２００７−１２６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のカーボンナノチューブを用いたトランジスタにおけるドレイン電流ＩDは、一般にマイクロアンペア程度であり、例えば、従来の報告例においては、チャネル形成のカーボンナノチューブ細線の本数によるが、ゲート幅が１００μｍで、ドレイン電流ＩDは数１０ｎＡ〜数１００μＡ程度との結果が報告されている（非特許文献１）。
【０００７】
この様に、得られるドレイン電流ＩDが少なく、さらにトランジスタの抵抗が高い場合では、発熱による電力ロスが発生し、また所要の特性を得ようとすると大きな駆動電圧が必要となる。その結果、このようなトランジスタを集積回路に組み込む上では大きな問題となる。他方、このトランジスタを高周波動作させた場合、得られる電流が小さいと寄生容量の影響を大きく受け、状況によってはトランジスタの正常動作が行なわれないといった問題が生じる。
【０００８】
そのために、カーボンナノチューブを用いたトランジスタにおいては、従来の提案されたトランジスタよりも、より大きな電流が得られるトランジスタを得ることが重要となっている。
【０００９】
このトランジスタ電流の増大化のために、トランジスタの構造上、直接的に取り得る手段の一つは、ソース−ドレイン電極間のチャネル幅（キャリアがソース−ドレイン間を通過する長さであるチャネル長ではなく、ソース電極とドレイン電極との、相対する電極の長さによって決まるチャネルの幅）を大きく取れるようにすることで、ソース−ドレイン電極間を流れるキャリア数を増大させることである。
【００１０】
これを、カーボンナノチューブを用いるトランジスタに関していえば、ソース−ドレイン間をチャネルとして接続するためのカーボンナノチューブ細線の数をより多く形成することである。言い換えれば、ソース−ドレイン間をチャネルとして接続する、即ちソース電極−ドレイン電極間を架橋する、多数のカーボンナノチューブ細線の「まとまり」であるカーボンナノチューブ束を、より密集して（高密度に）、ソース・ドレイン両電極の形状は相対する両電極長を長く（チャネル幅を広く）、かつ架橋効率良く（途中での断線を少なく）、なおかつ、トランジスタ特性の上からは、ゲート電極による制御性を確保するために、基板に接触するように形成することが重要となる。
【００１１】
上記のようなソース電極−ドレイン電極間を架橋するための用途のみならず、例えば、本カーボンナノチューブ束が、半導体的性質では無く、金属的な性質を持っているものである場合は、配線用カーボンナノチューブ束を形成する用途としても非常に重要である。
【００１２】
しかし、従来の報告におけるトランジスタ形成例は、架橋したカーボンナノチューブ細線の本数が十分でなかったとも言え、また、こういった要求に合致した具体的なカーボンナノチューブ束の形成方法の提案は見出されない。
【００１３】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、基板上で、横方向に一定領域にわたってカーボンナノチューブ束を、基板に接触するように、幅広く、密集して、かつ途中断線が少なく形成することのできる、カーボンナノチューブ束を形成する方法、またこれを用いたトランジスタや配線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電子装置の製造方法は、
基板の表面に触媒金属パターンを形成する、触媒パターン形成工程と、
前記触媒金属パターンの上面から、前記上面に対して垂直方向へカーボンナノチューブ束を成長する、垂直方向成長工程と、
前記カーボンナノチューブ束を、前記カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体を用いて、前記基板の前記表面における所定方向に横倒しし、かつ前記表面に所定の範囲にわたって接触領域を形成する、横倒し及び接触領域形成工程と、
を有することを特徴とする。
【００１５】
また、
前記横倒し及び接触領域形成工程において、前記液体と同時に気体を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、
前記垂直方向成長工程において、前記カーボンナノチューブ束は垂直方向に配向成長されることを特徴とする。
【００１７】
そして、本発明の電子装置は、
基板の一方の面にゲート電極、他方の面にソース／ドレイン電極を有する電子装置であって、
前記基板上方において、前記ソース／ドレイン電極間にカーボンナノチューブ束からなるチャネル部が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、
前記チャネル部は、前記基板上の一つのソースまたはドレイン電極となる領域に形成された触媒金属パターンに成長した前記カーボンナノチューブ束であり、前記カーボンナノチューブ束は屈曲して他方のソースまたはドレイン電極に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の製造方法により、製造方法が容易に、基板表面に接触した、成長密度の高い、またカーボンナノチューブ細線の多い、カーボンナノチューブ束が得られる。これをトランジスタのチャネルに適用することで、本発明の、電流量に多いトランジスタを作製でき、またこれを配線に用いることで、電流容量の大きな配線を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態を、添付図を参照しつつ説明する。
【００２１】
（第１の実施例）
まず、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いたバックゲート型トランジスタ作製の実施例を述べる。図１は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。
【００２２】
図１（１）において、基板１上に所定のパターンを持つ触媒２を形成し、触媒２から図示するように垂直方向にカーボンナノチューブ束３を成長する。
【００２３】
次に、図１（２）に示すように、カーボンナノチューブ束３の全体を所定の方向に横倒しにして、基板１の表面上にこれと接触する所定の長さＬの接触領域４を形成する。
【００２４】
そして、図１（３）に示すように、所定の長さＬの接触領域４範囲内にチャネル部５が得られるように、カーボンナノチューブ束３の一方の端部をソース電極６に、他方の端部をドレイン電極７に接続し、基板裏面でチャネル部５での電流を制御するバックゲート電極８を形成することで、本発明になるバックゲート型トランジスタ９が完成する。
【００２５】
本実施例においては、基板１はＬＰ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって成膜したＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）膜を用いた。触媒２は、Ａｌ（アルミニウム）／Ｆｅ（鉄）（膜厚；５ｎｍ／０．４ｎｍあるいは１０ｎｍ／０．４ｎｍ）の積層膜を用いた。
【００２６】
次いで、この触媒２上に、カーボンナノチューブ束３を成長した。成長法は、熱フィラメントＣＶＤ法を用い（例えば、非特許文献２）、成長用導入ガスとして、アセチレン（Ｈ２Ｏ２）：アルゴン（Ａｒ）：水素（Ｈ２）を、１ｓｃｃｍ：９ｓｃｃｍ：２０００ｓｃｃｍの比率で導入した。そのときの圧力１００Ｐａ，成長温度６００℃とした。
【００２７】
こうした条件下で、およそ８０分間の成長時間で得られたカーボンナノチューブ束の例のＳＥＭ像を、図２に示す。図中、底面にある触媒から上方にカーボンナノチューブ束が伸びており、略、触媒パターンの形状を保持したまま略垂直に配向して成長していることがわかる。この例では、触媒のパターンは、４μｍ×１００μｍであって、カーボンナノチューブ束の高さは、凡そ５μｍ程度のものが得られた。本実施例におけるように、カーボンナノチューブを触媒上で密度高く成長させると、カーボンナノチューブ同士の分子間力（ファンデアルワールス力）によってカーボンナノチューブが互いに寄り添うように垂直に配向して成長し、その結果、本図で見られるように、触媒パターンの形状を保持した形で、垂直方向に高く成長した、こうして、本図に見られるように、単位面積あたりのカーボンナノチューブ本数の多い、カーボンナノチューブ束を得ることができる（例えば、非特許文献３）。一方、カーボンナノチューブを触媒上で密度が低い状態で成長させたような場合は個々のカーボンナノチューブ細線が基板上を這うように成長し、この場合、下地基板の影響を受けて長いカーボンナノチューブ束を得ることができない。
【００２８】
次に、触媒上にほぼ垂直に（成長条件によって、垂直方向にカーボンナノチューブが配向して）密度高く成長したカーボンナノチューブ束３の全体を所定の方向に横倒しにして、基板１の表面上にこれと接触する所定の長さＬの接触領域４を形成する。
【００２９】
図３に、このカーボンナノチューブ束全体を横倒しの実験を行った例を示す。図３の（１）〜（４）は、横倒しの実験を実施した後の、カーボンナノチューブ束（及び触媒など）のＳＥＭ像である。
【００３０】
図３（１）は、有機溶媒であるトルエンを用い、これを垂直に立ったカーボンナノチューブ束の側面近傍に滴下した後、そのトルエン滴下液を、窒素ガスで、横倒ししたい方向の反対側からカーボンナノチューブ束方向に向かってブローしてトルエンと共に垂直に立ったカーボンナノチューブ束を横倒しし、かつ基板表面に一定長さ（領域）をもって接触させる、つまり窒素ガスブローによって、トルエンと共に横に倒して基板に貼り付けるようにする。その後、トルエンを自然乾燥させる。
【００３１】
その結果、カーボンナノチューブ束は一様に一方向に横倒しされ、かつ基板表面との分子間力によって、両者の接触が維持される領域が確保されることとなる。その結果が、図３（１）のＳＥＭ像であるが、図中、上下方向配置された触媒上において、一旦垂直方向に略一様の長さで配向成長したカーボンナノチューブ束が、そのまま一様に触媒の右方向に、カーボンナノチューブ束を構成する細線それぞれがほぼ平行状であるように横倒しされ、かつ基板上にほぼ全域にわたって、ピッタリと張り付いている（接触している）ことが観察される。
【００３２】
図３（２）は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を、図３（３）は２−ブタノンを用いて、いずれも上記トルエンを用いたのと同様に窒素ガスブローを同時に用いて、カーボンナノチューブ束を横倒した結果のＳＥＭ像である。この両図の場合は、触媒のパターンは図中右側であって、そこから右方向にカーボンなおチューブ束は横倒し、かつ基板接触がなされている。
【００３３】
上記以外の液体として、エタノール、メタノール、アセトン、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）など、代表的な有機溶媒を用いて実施したところ、同様な結果を得ることができた。
【００３４】
一方、図３（４）は、液体として、水（純水）を用い、上記のアセトンなどと同様な手法でカーボンナノチューブ束の横倒し実験を行った結果のＳＥＭ像である。その結果、同図に見られるようにカーボンナノチューブ束を横倒しすることができず、略垂直方向に立ったままであった。滴下した水を窒素ガスなどでブローしても、カーボンナノチューブ束は殆どはじいてしまう。つまりカーボンナノチューブ束に対して撥水性を有する液体では効果的に横倒しし、かつ基板表面に一定範囲にわたって接触状態とすることができなかった。
【００３５】
つまり、この様に、カーボンナノチューブ束を効果的に横倒しし、基板表面に一定範囲にわたって接触状態とするためには、カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体、もしくはカーボンナノチューブ束に対して親和性を失わない程度に水を含有する液体を用いることが重要である。有機溶媒以外でも親和性液体の適用は可能であることを確かめたが、とくに、有機溶媒（カーボンナノチューブ束に対して親和性を失わない程度に水を含有する有機溶媒を含む）は、基板表面への接触状態を維持したままで、自然蒸発可能である点で優れており、さらに有害性も少なく、デバイス形成プロセスにおいても馴染み易い溶媒であるといった点でも有利である。
【００３６】
上記の説明では、親和性液体滴下と気体（窒素ガスを代表例で挙げたが、勿論、カーボンナノチューブに対して、例えばエアーなど非反応性の気体であれば適用可能である）ブローの実施手法について述べたが、それに代わって、液体のみを使用する手法、即ち、垂直成長したカーボンナノチューブ束に対して、一定方向から親和性液体をかけ流して液体の流れ下る方向にカーボンナノチューブ束を横倒しする手法、及び、スピンコータの台に基板をセットして回転を加えながら親和性液体を滴下して（あるいは、親和性の液体を滴下した後回転を加え）回転中心から外周方向にカーボンナノチューブ束を横倒しする手法などの方法も行った。これらの方法でも、カーボンナノチューブ束を横倒しし、基板表面に一定範囲にわたって接触状態とすることが可能であった。
【００３７】
他方、気体のブローのみで同様の効果を得るべく実験を行ったが、直立したカーボンナノチューブ束は若干傾くようになるが、期待した効果は得られなかった。
【００３８】
さらに、図４（１）のＳＥＭ像は、触媒上に成長したカーボンナノチューブ束が、前述のような配向成長とはならず、大部分のカーボンナノチューブ細線は所要の長さに成長してはいるものの、垂直方向に揃ってはいない場合を示す。これを有機溶媒と窒素ガスのブローで横倒した（本例の場合は、右側から左方向に倒した）ときの様子を図４（２）のＳＥＭ像に示す。この場合においても、必ずしも一様の長さでは無いものの、成長したカーボンナノチューブ束の一定長部分は確保されて、その部分では、ほぼ一様に触媒の左方向に、カーボンナノチューブ束を構成する細線それぞれがほぼ平行状であるように横倒しされ、かつ基板上に張り付いている（接触している）ことが見て取れる。この様なカーボンナノチューブ束の一定長部分を用いることを考えれば、触媒上に成長したカーボンナノチューブ束が、必ずしも前述のような配向成長である必要は無いといえる。
【００３９】
さて、この様に、図１（２）に示した、カーボンナノチューブ束３の全体を所定の方向に横倒しにして、基板１の表面上にこれと接触する所定の長さＬの接触領域４を形成し得た。これを用いて、バックゲート型のトランジスタを作製する。
【００４０】
まず、例えば、基板１の表面全面にＣＶＤ法によってＳｉＯ２膜を形成した後、既知のフォトリソグラフィー法とエッチング法を用い、基板表面に接触したカーボンナノチューブ束の領域Ｌの範囲内の所定の長さを有するチャネル部相当の領域を残して、同じく領域Ｌの範囲内でのカーボンナノチューブ束両端部と接触する電極が形成可能のように、ソース電極領域、ドレイン電極領域相当の開口部を形成する。ソース電極領域、ドレイン電極領域それぞれにおけるカーボンナノチューブ束部分をｐ型あるいはｎ型の導電性付与を、前者は、例えば酸素雰囲気中での加熱処理による酸化、後者は、例えばポタジウムとの接触反応によって行う。
【００４１】
次に、例えばＴｉ膜の全面スパッタリング付着処理を行った後、リフトオフによって、ソース電極、ドレイン電極を形成する。また、基板裏面に同様にＴｉ膜のスパッタリングとリフトオフによって、バックゲート電極を形成し、本発明になるバックゲート型トランジスタを完成する。
【００４２】
図５に、こうして作製されたバックゲート型トランジスタのソース・ドレイン電極側の表面顕微鏡像を示す。ソース電極６とドレイン電極７とに挟まれ、チャネル部５を形成している、横倒しされ基板に接触しているカーボンナノチューブ束を観察できる。
【００４３】
この様に作製されたトランジスタは、例えば、トランジスタのゲート幅が１００μｍの場合、従来例ではドレイン電流ＩDは数１０ｎＡ〜数１００μＡ程度との結果が報告され手いるのに対し、本実施例では、チャネルを形成するカーボンナノチューブ束の密度を圧倒的に高くすることが可能であることは明らかで、例えば１００倍以上の電流が見込める。
【００４４】
更に触媒の面積を大きくし、それに見合ったトランジスタを作製すれば、チャネルを形成するカーボンナノチューブ束中の細線の数として全体的に大きくすることができ、トランジスタの電流もより大きいものとすることができる。
【００４５】
（第２の実施例）
ここにおいては、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いたトップゲート型トランジスタ作製の実施例を述べる。図６は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。
【００４６】
図６（１）において、基板１上に所定のパターンを持つ触媒２を形成し、触媒２から図示するように垂直方向にカーボンナノチューブ束３を成長する。
【００４７】
次に、図６（２）に示すように、カーボンナノチューブ束３の全体を所定の方向に横倒しにして、基板１の表面上にこれと接触する所定の長さＬの接触領域４を形成する。
【００４８】
次に、図６（３）に示すように、所定の長さＬの接触領域４範囲内にチャネル部５が得られるように、カーボンナノチューブ束３の一方の端部をソース電極６に、他方の端部をドレイン電極７に接続する。
【００４９】
そして、図６（４）に示すように、チャネル部５を埋め込むように絶縁膜１０（ゲート酸化膜に相当）を形成し、その絶縁膜１０上にトップゲート電極１１を形成して本発明になるトップゲート型トランジスタ１２を得る。
【００５０】
図６（１）、（２）、（３）の工程は、第１の実施例で述べた具体的なプロセスを適用することが可能である。図６（４）の工程は、例えば、図６（３）での基板表面全体にＣＶＤによってＳｉＯ２膜を形成した後に、電極上などのＳｉＯ２膜を除去して電極間の部分のみの酸化膜１０を残す。その後、この上へのＴｉ膜のスパッタリングとファオトリソグラフィー法を用いてトップゲートゲート電極を作製する。
【００５１】
勿論、図６（３）以降のプロセスを変えて、図６（２）での基板表面全面に、ＣＶＤでＳｉＯ２膜・Ｔｉ膜を積層形成した後、パターニングプロセスによって、ソース電極領域とドレイン電極領域とを開口し、そして、先に絶縁膜１０（ゲート酸化膜）とＴｉのゲート電極パターンを形成する。その後、両電極用の開口部にＴｉ膜を埋め込んでソース電極及びドレイン電極を形成するといった工程を踏むことも可能である。
【００５２】
（第３の実施例）
ここにでは、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いた埋め込みゲート型トランジスタ作製の実施例を述べる。図７は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。
【００５３】
図７（１）において、基板１上に所定のパターン形状の埋め込みゲート電極１３を形成し、その上全面に絶縁膜１４を形成する。絶縁膜１４上に、所定のパターンの触媒２を形成し、次いでその上に垂直にカーボンナノチューブ束３を成長する。
【００５４】
次に、図７（２）に示す様に、カーボンナノチューブ束３を横倒しにして所定の長さＬをもつ接触領域を形成する。
【００５５】
そして、図７（３）に示すように、所定の長さＬの接触領域４範囲内にチャネル部５が得られるように、カーボンナノチューブ束３の一方の端部をソース電極６に、他方の端部をドレイン電極７に接続する。この際、埋め込みゲート電極１３は、ソース電極６、ドレイン電極７の間、チャネル部５の真下に来るように作製される。こうして本発明になる埋め込みゲート型トランジスタ１５が形成される。
【００５６】
具体的プロセスは、先ず基板上にスパッタリングにＴｉ膜を形成した後、パターニングによってＴｉ膜の埋め込みゲート電極を作製し、次いで表面全面にＣＶＤでＳｉＯ２膜（絶縁膜）を形成する。その後、第１の実施例と同様に、カーボンナノチューブ束の成長工程・横倒し工程・電極形成工程を踏んで、本発明になる埋め込みゲート型トランジスタを得る。
【００５７】
（第４の実施例）
本実施例は、本発明による、カーボンナノチューブ束を用いた配線の実施例を述べる。
【００５８】
図８は、本実施例の製造工程を説明するための工程の断面模式図である。
【００５９】
図８（１）において、基板１上に所定のパターンを持つ触媒２を形成し、触媒２から図示するように垂直方向にカーボンナノチューブ束３を成長する。
【００６０】
次に、図８（２）に示すように、カーボンナノチューブ束３の全体を所定の方向に横倒しにして、基板１の表面上にこれと接触する所定の長さＬの接触領域４を形成する。
【００６１】
次に、図８（３）に示すように、所定の長さＬの接触領域４範囲内に配線部１６が得られるように、カーボンナノチューブ束３の両端部に電極１７を形成する。
【００６２】
具体的には、図８（３）の電極形成に関し、例えば、表面全面にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーを用いて電極形成部を開口し、そこに電極材料、例えば、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）などを、スパッタリング、蒸着などを用いるリフトオフ法、あるいはめっきを用いるダマシン法などが適用可能である。
【００６３】
こうして作製された電極間を接続する、横倒しされたカーボンナノチューブ束からなる配線は、以前に報告された横方向成長によって形成されるカーボンナノチューブ束配線（例えば、特許文献１など）よりも、作製容易であって、高密度のカーボンナノチューブ細線を有し、配線幅も広い、よって電流を大きく取れるカーボンナノチューブ束配線を得ることができる。
【００６４】
勿論、これ以外の本発明になる配線構造としては、例えば、図８（３）の配線１６が奥行き方向において絶縁膜などで制限されている様に（あるいは絶縁膜に直線方向に形成された溝内に配線を設ける様に）、幅が制限されたカーボンナノチューブ束の配線も作製可能である。さらに、基板上に多様な触媒パターンを形成し、同時に、あるいは各配線形成の順序を追って、多様な矩形形状のカーボンナノチューブ束を垂直方向に形成し、かつ表面上の多様な方向への横倒しと、これらと接続する電極を組合せて、平面内で多様な方向、長さ、サイズをもつ接続された配線を形成することも可能である。
【００６５】
以上の実施例に関し、基板は上記実施例のほかに、例えば、Ｓｉ（シリコン）などの半導体基板、またＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）などの絶縁膜やＴａ（タンタル）膜など金属膜、ガラス、セラミックなどの絶縁基板も適用できる。触媒については、その他に、例えばＦｅ（鉄）膜やＣｏ（コバルト）膜、Ｎｉ（ニッケル）膜またはこれらの合金膜、またはそれらの積層膜なども適用可能である。またカーボンナノチューブ束３の成長方法や成長条件は、上記条件に限られることは無く、例えば、プラズマエンハンスドＣＶＤなどの成長方法を含め、方法・条件ともに適宜選択して行うことができること、さらに、電極や絶縁膜の形成方法、形成材料についても、上記の実施例に限らないことは言うまでも無いであろう。
【非特許文献２】Y.Awano et al, Phys.Stat.Sol. 203(2006)3611
【非特許文献３】S.Maruyama et al, Chem.Phys.Lett. 403(2005)320  以上の実施例を含む実施の形態に関し、以下の付記を開示する。
【００６６】
（付記１）
基板の表面に触媒金属パターンを形成する、触媒パターン形成工程と、
前記触媒金属パターンの上面から、前記上面に対して垂直方向へカーボンナノチューブ束を成長する、垂直方向成長工程と、
前記カーボンナノチューブ束を、前記カーボンナノチューブ束に対して親和性を有する液体を用いて、前記基板の前記表面における所定方向に横倒しし、かつ前記表面に所定の範囲にわたって接触領域を形成する、横倒し及び接触領域形成工程と、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
（付記２）
前記横倒し及び接触領域形成工程において、前記液体と同時に気体を用いることを特徴とする付記１記載の電子装置の製造方法。
（付記３）
前記液体は有機溶媒、あるいはカーボンナノチューブ束と親和性を失わない程度に水を含有あいた有機溶媒であることを特徴とする付記１記載の電子装置の製造方法。
（付記４）
前記気体は窒素ガスであることを特徴とする付記２記載の電子装置の製造方法。
（付記５）
前記垂直方向成長工程において、前記カーボンナノチューブ束は垂直方向に配向成長されることを特徴とする付記１ないし４の何れかに記載の電子装置の製造方法。
（付記６）
基板の一方の面にゲート電極、他方の面にソース／ドレイン電極を有する電子装置であって、
前記基板上方において、前記ソース／ドレイン電極間にカーボンナノチューブ束からなるチャネル部が形成されていることを特徴とする電子装置。
（付記７）
前記チャネル部は、前記基板上の一つのソースまたはドレイン電極となる領域に形成された触媒金属パターンに成長した前記カーボンナノチューブ束であり、前記カーボンナノチューブ束は屈曲して他方のソースまたはドレイン電極に接続されていることを特徴とする付記６記載の電子装置。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１の実施例の工程を説明する図
【図２】触媒上に成長したカーボンナノチューブ束のＳＥＭ像を示す図
【図３】横倒し及び接触領域形成工程を行った後の状況例のＳＥＭ像を示す図
【図４】カーボンナノチューブ束の触媒上成長と横倒し及び接触領域形成工程を行った後の状況に関する他の例のＳＥＭ像を示す図
【図５】本発明の、カーボンナノチューブ束をチャネルに用いたトランジスタの表面顕微鏡像を示す図
【図６】第２の実施例の工程を説明する図
【図７】第３の実施例の工程を説明する図
【図８】第４の実施例の工程を説明する図
【図９】従来のカーボンナノチューブを用いたトランジスタ形成例の工程を説明する図
【符号の説明】
【００６８】
１、１０１  基板
２、１０２  触媒
３    カーボンナノチューブ束
４    接触領域
５    チャネル部
６、１０４  ソース電極
７、１０５  ドレイン電極
８    バックゲート電極
９    バックゲート型トランジスタ
１０、１４  絶縁膜
１１  トップゲート電極
１２  トップゲート型トランジスタ
１３  埋め込みゲート電極
１５  埋め込みゲート型トランジスタ
１６  配線
１７  電極
１０３  カーボンナノチューブ
１０６  ゲート電極
【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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【図８】
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【図９】
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