"半導体デバイス構造体を形成する方法であって、基板上に導電性パッドを形成するステップと、前記導電性パッドに電気的に結合された第1端部と第2の自由端部との間に、該導電性パッドから実質的に垂直方向に延びる少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させるステップと、前記導電性パッド上および前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの表面上に第1の絶縁層を形成し、当該半導体ナノチューブの表面上に形成された第1の絶縁層の部分がゲート誘電体を画定するステップと、前記第1の絶縁層が形成された前記導電性パッドの上および前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの外側に導電層を形成するステップと、前記導電層をパターン化して、前記導電性パッドから前記第1の絶縁層によって電気的に絶縁され、かつ該導電性パッドの上にあるゲート電極を形成し、該ゲート電極内を通って垂直方向に延び、かつ前記ゲート誘電体によって該ゲート電極から電気的に絶縁される前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを形成するステップと、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部に電気的に結合され、かつ前記ゲート電極から電気的に絶縁されたコンタクトを形成するステップと、を含む方法。前記第1の絶縁層を形成する前記ステップが、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを前記ゲート誘電体の内部に包み込むステップを含む、請求項1に記載の方法。前記コンタクトを形成する前記ステップが、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部から前記ゲート誘電体を除去するステップと、前記コンタクトとして作動する金属構造を形成するステップと、を含む請求項1に記載の方法。前記ゲート電極上に第2の絶縁層を形成するステップと、前記第2の絶縁層および前記ゲート誘電体を凹ませ、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部を露出させるステップと、を更に含む請求項3に記載の方法。前記少なくとも1つの半導体ナノチューブがカーボンナノチューブであり、前記導電性パッドが、カーボンナノチューブを成長させるのに適した触媒材料で作られており、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させるステップが、半導体分子構造を有する前記カーボンナノチューブに炭素原子を組み込むのに有効な条件下で、前記導電性パッドを炭素質反応物質に露出させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させる前記ステップが、化学気相成長技術によって前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部が、前記コンタクトを構成する金属内に突出する、請求項1に記載の方法。前記少なくとも1つの半導体ナノチューブが、配列された炭素原子によって特徴付けられる、請求項1に記載の方法。前記少なくとも1つの半導体ナノチューブが、制御電圧を前記ゲート電極に印加することによって調整されるチャネルを有する電界効果トランジスタのチャネル領域を定める、請求項1に記載の方法。前記コンタクトを形成する前記ステップが、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部から前記ゲート誘電体を部分的に除去して、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部を露出させるステップを含む、請求項1に記載の方法。前記少なくとも1つの半導体ナノチューブの前記第2の自由端部に電気的に結合する前記コンタクトとして作動する金属構造を形成するステップを更に含む、請求項10に記載の方法。前記少なくとも1つの半導体ナノチューブは、制御電圧を前記ゲート電極に印加することによってチャネルを通る電流が調整されるチャネルを有する電界効果トランジスタのチャネル領域を定める、請求項1に記載の方法。半導体デバイス構造体を形成する方法であって、基板上に導電性の第1プレートを形成するステップと、前記第1プレートに電気的に結合され、該第1プレートから実質的に垂直方向に延びるように少なくとも1つのナノチューブを成長させるステップと、前記少なくとも1つのナノチューブ及び前記第1プレートを誘電体層で覆って、前記少なくとも1つの半導体ナノチューブを前記誘電体層の内部に包み込み、かつ当該半導体ナノチューブの先端部を前記誘電体層で覆うステップと、前記少なくとも1つのナノチューブ及び前記第1プレートから前記誘電体層によって電気的に絶縁される導電性のブランケット層を、該第1プレートの上に形成するステップと、を含む方法。前記少なくとも1つのナノチューブが導電性分子構造を有する、請求項13に記載の方法。前記少なくとも1つのナノチューブが半導体分子構造を有する、請求項13記載の方法。前記導電性のブランケット層を、前記少なくとも1つのナノチューブの前記誘電体層で覆われた前記先端部上の深さまで平坦化するステップを更に含む、請求項13記載の方法。平坦化された前記導電性のブランケット層上に導電性の第2プレートを形成するステップを更に含む、請求項15記載の方法。したがって、必要とされるのは、大量生産技術に対応した、チャネル領域として1つ又は複数の半導体カーボンナノチューブを組み込む垂直型FET構造体を製造することである。本発明によれば、半導体デバイス構造体を形成する方法であって、基板上に導電性パッドを形成するステップと、導電性パッドに電気的に結合された第1端部と第2の自由端部との間に、該導電性パッドから実質的に垂直方向に延びる少なくとも1つの半導体ナノチューブを成長させるステップと、導電性パッド上および少なくとも1つの半導体ナノチューブの表面上に第1の絶縁層を形成し、当該半導体ナノチューブの表面上に形成された第1の絶縁層の部分がゲート誘電体を画定するステップと、第1の絶縁層が形成された導電性パッドの上および少なくとも1つの半導体ナノチューブの外側に導電層を形成するステップと、導電層をパターン化して、導電性パッドから第1の絶縁層によって電気的に絶縁され、かつ該導電性パッドの上にあるゲート電極を形成し、該ゲート電極内を通って垂直方向に延び、かつゲート誘電体によって該ゲート電極から電気的に絶縁される少なくとも1つの半導体ナノチューブを形成するステップと、少なくとも1つの半導体ナノチューブの第2の自由端部に電気的に結合され、かつゲート電極から電気的に絶縁されたコンタクトを形成するステップと、を含む方法が提供される。本発明の別の態様においては、半導体デバイス構造体を形成する方法であって、基板上に導電性の第1プレートを形成するステップと、第1プレートに電気的に結合され、該第1プレートから実質的に垂直方向に延びるように少なくとも1つのナノチューブを成長させるステップと、少なくとも1つのナノチューブ及び第1プレートを誘電体層で覆って、少なくとも1つの半導体ナノチューブを誘電体層の内部に包み込み、かつ半導体ナノチューブの先端部を誘電体層で覆うステップと、少なくとも1つのナノチューブ及び第1プレートから誘電体層によって電気的に絶縁される導電性のブランケット層を、第1プレートの上に形成するステップと、を含む方法が提供される。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示し、上述の本発明の一般的な説明及び下述の実施形態の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。本発明の一例は、電圧が静電結合されたゲート電極に印加されたときに、ソースとドレインとの間に選択的な導電性経路を提供する、チャネル領域の半導体材料としてカーボンナノチューブを用いる垂直型電界効果トランジスタFETに向けられる。本発明の好ましい実施形態においては、ソースとドレインとの間のチャネル領域の長さは、ナノチューブの長さとほぼ等しいゲート電極の厚さによって定められ、解像度が制限されるリソグラフィプロセスには依存しない。ソースとドレインとの間に配置するために、カーボンナノチューブを個別に操作する必要はなく、デバイス製造は、デバイス表面上にランダムに分散された1つ又は複数のナノチューブのソース及びドレインとのコインシデントな位置合わせにも依存しない。図1を参照すると、カーボンナノチューブ14の成長をサポートするのに適した触媒材料の触媒パッド10が、絶縁基板12の領域上に多数あるパッド10のパターンの一部として形成される。カーボンナノチューブ14は、触媒パッド10から上向きにほぼ垂直方向に延びるように配向される。絶縁基板12は、酸化シリコンのような絶縁基板12を形成することができる、これらに限定されるものではないが、シリコンSi及びガリウム砒素GaAsを含むいずれかの適切な半導体材料から成るウェハ図示せず上に形成することができる。触媒パッド10は、これらに限定されるものではないが、金属ハロゲン化物及び金属カルボニルのような好適な前駆体を用いる化学気相成長法CVD、スパッタリング、及び物理気相成長法PVDを含むいずれかの従来の堆積技術により、触媒材料のブランケット層を絶縁基板12上に堆積させ、次いで、標準的なリソグラフィ及び減法的エッチングプロセスを用いてブランケット層をパターン加工することによって形成することができる。触媒パッド10内の触媒材料は、ナノチューブの成長を促進するのに適した化学反応条件の下で、適切な反応物質に露出されたときに、核形成し、カーボンナノチューブ14の成長をサポートすることができる、いずれかの材料である。例えば、好適な触媒材料は、これらに限定されるものではないが、鉄、白金、ニッケル、コバルト、これらの金属の各々の化合物、及び、金属シリサイドのようなこれらの金属の各々の合金を含む。カーボンナノチューブ14は、何らかの適切な成長又は堆積技術によって、触媒パッド10上に成長される。本発明の一実施形態においては、カーボンナノチューブ14は、触媒パッド10を形成する触媒材料上のカーボンナノチューブの成長を促進するのに適した成長条件の下で、これらに限定されるものではないが、一酸化炭素CO、エチレンC2H4、メタンCH4、アセチレンC2H2、アセチレンとアンモニアNH3の混合物、アセチレンと窒素N2の混合物、アセチレンと水素H2の混合物、キシレンC6H4CH32、及び、キシレンとフェロセンFeC5H52の混合物を含む何らかの好適な気体の又は気化された炭素質反応物質を用いる化学気相成長法CVD又はプラズマ強化CVDによって成長される。炭素質反応物質及び触媒パッド10は、CVD成長を促進する及び/又は加速するのに適した温度まで加熱することができる。反応物質は、触媒パッド10の触媒材料と化学反応し、カーボンナノチューブ14を核形成し、核形成後の成長を維持する。触媒パッド10の触媒材料は、カーボンナノチューブ14を形成する反応が生じるための活性化エネルギーを減少させることによって、それ自体が露出面で起こる化学反応によって変換又は消費されることなく、ナノチューブの成長に関与する。カーボンナノチューブ14は、結合した炭素原子の六角形のリングを含む、精密に配列された群で構成された中空の円筒形チューブを構成する。円筒形チューブは、約0.5nmから約20nmまでの範囲の直径と、約0.5nmから約3nmまでの側壁厚とを有する。カーボンナノチューブ14は、各々が、自由端部すなわち前端部16と結合端部すなわち基部18との間で計測される統計的分布の高さすなわち長さを持つことが予想される。カーボンナノチューブ14は、触媒パッド10の水平方向面に対して垂直方向、又は、少なくともほぼ垂直方向の配向となるように、平均して、該触媒パッド10から上向きにほぼ垂直方向に延びる。カーボンナノチューブ14のうちの1つ又は全てを、ここに定められるように垂直方向からわずかに傾斜させることができ、ナノチューブの配向は、平均して、ほぼ垂直方向である統計的分布によって特徴付けることができる。ナノチューブの密度及び隣接するカーボンナノチューブ14間の間隔は、他の変数の中でも、成長条件に左右される。カーボンナノチューブ14は、一般に、触媒パッド10の露出された表面積上のほぼランダムな空間的位置において成長する。半導体電子構造又は分子構造を有するカーボンナノチューブ14を優先的に成長させるように、CVD又はプラズマ強化CVDプロセスの成長条件が選択される。代替的に、半導体分子構造を有するカーボンナノチューブ14は、例えば、金属例えば、導電性分子構造を有するナノチューブを破壊することによって、金属分子構造と半導体分子構造の両方を含む自然成長ナノチューブ14のランダムコレクションの中から優先的に選択することができる。導電性カーボンナノチューブの合成後の破壊は、同一出願人による米国特許6,423,583に説明されており、この特許の全体を引用により本明細書に組み入れる。ナノチューブ14は、バンドギャップ及び半導体特性によって特徴付けられる炭素以外の材料で構成することもできる。ここで用いられる水平方向という用語は、配向と関係なく、絶縁基板12及び下にあるウェハの通常の面又は表面と平行な面として定義される。垂直方向という用語は、今しがた定義された水平方向と垂直な方向を指す。上にon、の上にabove、の下にbelow、側部side側壁におけるような、より高いhigher、より低いlower、の上方にoverの下方にunderといった用語は、水平方向面に対して定義されるものである。図2を参照すると、薄い誘電体層20が、触媒パッド10及び絶縁基板12上に共形に堆積される。シリコン前駆体源としてテトラエチルオルトシリケートTEOSを用いる低圧の化学気相成長LPCVDプロセスによって堆積された二酸化シリコンSiO2によって、誘電体層20を構成することができる。誘電体層20はまた、カーボンナノチューブ14のそれぞれの高さすなわち長さに沿って、該カーボンナノチューブ14の各々の外側も被覆する。電気的絶縁が保証される限り、TEOSベースの酸化物の代わりに、他の多くの材料を用いることもできる。以下に説明されるように、カーボンナノチューブ14上のコーティングは、電界効果トランジスタFETデバイス構造体の構造における特徴として関与するそれぞれのゲート誘電体22を定める。絶縁基板12上に堆積された導電性材料のブランケット層24が、隣接するカーボンナノチューブ14間の空いた空間を充填し、ナノチューブ14、絶縁基板12、及び触媒パッド10を覆う。ブランケット層24は、誘電体層20の部分によって絶縁基板12から電気的に絶縁される。ブランケット層24に適した導電性材料は、これらに限定されるものではないが、ドープされた多結晶シリコンポリシリコン、及びアルミニウムAl、銅Cu、金Au、モリブデンMo、タンタルTa、チタンTi、及びタングステンWのような金属を含む。ブランケット層24は、金属ハロゲン化物及び金属カルボニルのような金属含有前駆体の熱分解によるCVD、PVD、又はスパッタリングのような何らかの適切な堆積プロセスによって堆積させることができる。ブランケット層24の厚さは、絶縁体で覆われたカーボンナノチューブ14の自由端部を完全に覆う必要がある。各々のゲート誘電体22は、対応するカーボンナノチューブ14をブランケット層24から電気的に絶縁する。図3を参照すると、ブランケット層24の露出面26が、化学機械研磨CMPプロセス又は他のいずれかの適切な平坦化技術によって、平坦になるように研磨される。一般に、CMPプロセスは、研磨、或いは、研磨パッドとブランケット層24との間に導入されるスラリーによって化学的に助けられる機械的磨耗作用を含む。ブランケット層24の厚さは、かなりの数のカーボンナノチューブ14の前端部が露出面26とほぼ同一平面上になり、次の処理のためにアクセス可能になるような深さまで、材料を除去することによって減少される。図4を参照すると、ブランケット層24の露出面26が、カーボンナノチューブ14に対して選択的に除去され、前端部16が、該露出面26の上に突出する。露出面26を凹ませるための技術は、反応性イオンエッチングRIE、及び適切なエッチング溶液を用いる湿式エッチングを含む。例えば、ブランケット層24を構成するポリシリコン又はアルミニウムは、塩素含有ガス、臭素含有ガス、又はSiO2に対して選択的であることが知られている、これらの混合物を用いて、RIEによってエッチングすることができる。ブランケット層24の残りの厚さが、FETデバイス構造体のチャネル長を決定する。図5を参照すると、露出面26から誘電体層20の深さまで垂直方向に延びる凹部28が、ブランケット層24内に形成される。凹部28は、ブランケット層24をパターン加工し、マスクされていない領域を露出させる、標準的なリソグラフィ及びエッチングプロセスによって形成され、マスクされていない領域において、凹部28及び他の同様のデバイス構造体の他の類似した凹部が形成され、領域がマスクされ、次に、例えばN3を用いる例えば乾式エッチングプロセスによってエッチングされ、マスクされていない領域内の導電性材料を除去する。誘電体層20は、エッチング停止層として働く。ブランケット層24はまた、凹部28を形成するものと同じリソグラフィ及びエッチングプロセスとすることができる標準的なリソグラフィ及びエッチングプロセスによっても、個々のFETデバイス構造体42図8の将来の位置を定める個々のゲート電極30に区分化又は区画される。ブランケット層24のマスクされていない領域内に存在し得るあらゆるカーボンナノチューブ14は、凹部28を形成するエッチングプロセスによって除去されるか、或いは、凹部28からカーボンナノチューブ14を除去することができる他の何らかの適切なプロセスによって排除することができる。本発明は、露出面26が凹まされ、カーボンナノチューブ14の前端部16を露出させる前に、個々のゲート電極30が形成されるように、図4及び図5に関して説明されたプロセス段階の順序を逆にすることもできると考えられる。図6を参照すると、凹部28を充填し、ブランケット層24の露出された領域を覆い、カーボンナノチューブ14の前端部16を覆う、誘電体材料の絶縁層32が、共形に提供される。絶縁層32は、例えば、前駆体源としてNH3及びシランSiN4を用いるLPCVD又はプラズマ強化CVDを用いて堆積された窒化シリコンSi3N4、又は前駆体源としてTEOSを用いるCVDプロセスによって堆積させることができるSiO2を構成することができる。凹部28を充填する絶縁層32の部分は、隣接するゲート電極30を互いから電気的に絶縁する。図7を参照すると、各カーボンナノチューブ14の前端部16が、絶縁層32の凹まされた平坦な露出面33の上に露出され、関連したゲート誘電体22のある長さが、そこから除去される。このために、絶縁層32は、CMPプロセス、又は他の何らかの適切な平坦化技術によって、平坦になるように研磨され、露出面33を定める。次いで、露出面33は、カーボンナノチューブ14に対して選択的な凹まされた露出面33の深さまで絶縁層32及びゲート誘電体22を除去する、1つ又は複数のRIEプロセスを用いて、カーボンナノチューブ14に対して更に凹まされる。代替的に、緩衝フッ化水素酸HF溶液のような好適なエッチング溶液を用いる湿式エッチングプロセスを用いることもできる。カーボンナノチューブ14は、長さの分布を有することができるが、図示されていない。特定のカーボンナノチューブ14は、露出面33が凹まされた後、絶縁層32及び/又はゲート電極30内に埋め込まれたままにできる。図8を参照すると、標準的なリソグラフィ及びエッチングプロセスを用いて、適切な位置に絶縁層32内のコンタクト開口部を定め、該コンタクト開口部を導電性材料で充填することによって、ゲートコンタクト36及びソースコンタクト38が形成される。リソグラフィ及びエッチングプロセスはまた、ドレインコンタクト40として働く導電性材料の領域も定める。各々のゲートコンタクト36は、ゲート電極30の1つに、電気的に、好ましくはオーミックに結合され、各々のソースコンタクト38は、触媒パッド10の1つに、電気的に、好ましくはオーミックに結合される。各々のドレインコンタクト40は、ゲート電極30の関連したものを通って延びるカーボンナノチューブ14の前端部16に、電気的に、好ましくはオーミックに結合される。コンタクト36、38、及び40は、互いから電気的に絶縁され、例えばCVD、PVD、又はスパッタリングによって堆積された、これらに限られるものではないが、Au、Al、Cu、Mo、Ta、Ti、及びWを含む、何らかの好適な導電性材料から形成される。相互接続構造体を製造し、結合し、コンタクト36、38、及び40を、隣接するFETの対応するコンタクトとリンクさせるために、標準的なバックエンドオブラインBEOL処理が用いられる。完成したデバイス構造体42が、ゲート電極30の1つによって定められたゲート又はゲート領域と、触媒パッド10及びソースコンタクト38によって定められたソース又はソース領域と、ドレインコンタクト40によって定められたドレイン又はドレイン領域と、絶縁基板12の水平方向面に対して垂直方向の配向を有する関連したゲート電極30を通って延びるカーボンナノチューブ14の長さに沿ってまとめて定められる半導体チャネル領域と、ナノチューブ14を覆う個々のゲート誘電体22の各々によって定められるゲート誘電体とを有するFETデバイスを形成する。図8において、2つの完成したデバイス構造体だけが見えるが、ここに詳述されるように、構造体42の多数の複製が、絶縁基板12上に設けられることが理解される。完成したデバイス構造体42の各々は、絶縁基板12の隣接する領域上に支持される付加的な回路コンポーネント図示せずによるデバイス動作のために、電気的に結合される。対応するゲートコンタクト36を介してゲート電極30の1つに電圧が印加され、そこを通って延びるカーボンナノチューブ14内のチャネルを形成するとき、キャリアが、該カーボンナノチューブ14を通して、触媒パッド10からドレインコンタクト40に選択的に流れる。触媒パッド10及びソースコンタクト38は、ドレイン領域として働くことができ、ドレインコンタクト40は、ソース領域として働くことができる。図1及び図2における同じ参照符号が同様の特徴を示す、本発明の代替的な実施形態に従った図9及び図10を参照すると、図2に示されるデバイス製造段階に続いて実行される異なる組の処理ステップによって、キャパシタデバイス構造体50図10を形成することができる。具体的には、導電体材料のブランケット層24が、カーボンナノチューブ14の誘電体で覆われた前端部16の上にある深さまで平坦化され、導電体材料の層52が、平坦化されたブランケット層24に適用される。コンタクト図示せずが、触媒パッド10に電気的に結合され、触媒パッド10及びカーボンナノチューブ14が、キャパシタデバイス構造体50の一方の電極又はプレートを供給し、層52が、キャパシタデバイス構造体50の反対側の電極又はプレートを供給する。誘電体層20が、2つのプレートを電気的に隔離する。誘電体層20で覆われたカーボンナノチューブ14の存在により、プレートの一方の有効表面積が増大される。カーボンナノチューブ14が半導体であるので、カーボンナノチューブ14が電流を伝導するように、重ね合わせた定バイアス電圧をキャパシタデバイス構造体50のプレートに印加する必要がある。本発明の代替的な実施形態においては、定バイアス電圧を必要としないように、導電性分子構造を提供するのに適した成長条件の下で、カーボンナノチューブ14を成長させることができる。本発明が、種々の実施形態の説明によって示され、これらの実施形態は、極めて詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に限定すること、又は何らかの方法で制限することは、出願人の意図するところではない。当業者であれば、付加的な利点及び修正が、容易に明らかになるであろう。したがって、より広い態様における本発明は、特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに図示され、説明された、説明に役立つ実施例に限定されるものではない。したがって、出願人の一般的な発明概念の範囲から逸脱することなく、こうした詳細から離脱することが可能である。"