JP2005277096A - カーボンナノチューブ含有金属膜を用いてなる半導体配線とその製造方法、およびカーボンナノチューブ含有金属膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 所定の金属を用いて、その金属のみからなる金属薄膜より性能の高い金属薄膜を提供する。
【解決手段】 単層カーボンナノチューブを形成した基板上に銅をメッキすることで、基板上に単層カーボンナノチューブを取り込んだ銅薄膜を形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】 単層カーボンナノチューブを形成した基板上に銅をメッキすることで、基板上に単層カーボンナノチューブを取り込んだ銅薄膜を形成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、カーボンナノチューブに関するものであり、特に、カーボンナノチューブを利用した金属薄膜に関するものである。
近年、先端材料や新素材の開発は、エレクトロニクス、IT、化学、材料、環境、エネルギー、バイオテクノロジー、医療等様々な分野での産業や科学技術を支える基盤として、非常に重要である。昨今では、とりわけ、ナノスケール物質(原子、分子レベルでの性状が反映される物質)が、バルク物質(集合体として特性が発現する材料)には見られない全く新しい性質や機能を発現させるため、その開発に大きな関心が寄せられている。非特許文献1,2では、新しい複合材料の粉を作るため、直径100−200nmのカーボンナノファイバーに金属をメッキしているものがある。
ナノスケール物質の中でもカーボンナノチューブ(CNT)は、低密度、高強度、高靭性、高延性、高表面積、高表面曲率、高熱伝導度、特異的伝導特性などの特殊な性質を持つため、複合材料、エレクトロニクス素子、平面ディスプレー、無線通信、燃料電池及びリチウム電池などの様々な幅広い分野の産業で次世代の高機能材料として注目されている。カーボンナノチューブは他の金属に比べて、1)100倍以上の電流を流せる、2)抵抗が小さい、3)電流を流したときの発熱が少なく消費電力を抑制可能、4)放熱性も10倍以上よい、といった特徴を有している。
カーボンナノチューブは、グラファイトシートが、外形の直径が1〜100nm程度の管状となった構造を持つ。カーボンナノチューブには、チューブを形成するグラファイトシートが一層である、いわゆる単層カーボンナノチューブ(SWNT)と、グラファイトシートの円筒が多数入れ子状に重なった多層カーボンナノチューブ(MWNT)とがある。カーボンナノチューブの構造の単純化とその特異な性質から、主にSWNTが用いられている。そして近年では、SWNTを様々に加工することで、化学的または物理的に修飾された新しいナノ複合材料を創製することなどが議論されている。
一方、近年の半導体集積回路(LSI)の微細化に伴い、デバイス内の配線材料における信号伝達速度が、デバイス動作速度を決定する要因となっている。そのため、アルミニウム(Al)配線より信号伝達速度が速い、つまり、より低抵抗な、銅(Cu)配線に移行してきている。
半導体LSIでは、Cuのダマシン配線が好適に用いられる。ここで、ダマシン配線を形成する方法について図9(a)〜(c)を用いて説明する。図9(a)に示すように、平坦化された基板上にビア深さもしくは配線厚さ分の絶縁膜を堆積し、配線を形成する場所に反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)で配線溝やビアホールを形成する。続いて、例えばスパッタ法を用いてシード層を形成した後、図9(b)に示すように、例えばメッキ法を用いて、配線溝やビアホールへ金属を埋め込む。その後、図9(c)に示すように、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)によって、ビアホールや配線溝の外部の金属を除去し、ビアホールや配線溝の内部だけに埋め込まれたビアプラグもしくは配線を残す。このようなダマシンプロセスを用いることで、配線の形成と同時に平坦化も行うことができるため、半導体集積回路を多層化しやすいという利点がある。
S. Arai and M. Endo, Electrochemistry Communication 5 (2003) 797-799. S. Arai, M. Endo, and N. Kaneko, Carbon 42 (2004) 641-644.
S. Arai and M. Endo, Electrochemistry Communication 5 (2003) 797-799. S. Arai, M. Endo, and N. Kaneko, Carbon 42 (2004) 641-644.
上記のような半導体LSIにおいて、デバイス動作速度をより速めるために、より低抵抗な配線が望まれる。また、他の様々な分野においても、性能の高い金属薄膜が求められている。ここで、カーボンナノチューブは、Cuと比べるとさらに低抵抗であり、さらに電流を多く流せることができるためCuの場合に問題となっているエレクトロ・マイグレーションを抑制できると考えられている。
そこで、本発明は、所定の金属を用いて、その金属のみからなる金属薄膜よりも性能の高い金属薄膜を実現することを目的とする。
本発明者等は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ね、単層カーボンナノチューブの試料に銅をメッキして金属薄膜を形成することを見いだし、本発明を完成させるに至った。
本発明に係る金属薄膜は、上記課題を解決するために、金属薄膜にカーボンナノチューブが含まれていることを特徴とする。以下で、カーボンナノチューブが含まれている金属薄膜をCNT−金属薄膜と呼ぶことにする。
本発明に係るCNT−金属薄膜は、カーボンナノチューブが含まれているために、金属にカーボンナノチューブの電気的な特性を付け加えることができる。つまり、金属だけの場合より、例えば、1)電流を多く流せる、2)抵抗を小さくすることができる、3)電流を流したときの発熱が少なく消費電力を抑制することができる、4)放熱性をよくすることができる、といった特性を持たせることができる。このように、所定の金属を用いて、その金属のみからなる金属薄膜よりも高い性能を持った金属薄膜を実現することができるという効果を奏する。
なお、CNT−金属薄膜に用いるカーボンナノチューブは、ナノオーダー(100nm以下)であれば、単層でも多層でもかまわない。カーボンナノチューブを取り込ませる金属に応じて、その金属に取り込まれやすく、また、CNT−金属薄膜の抵抗を低くできる方を選べばよい。
本発明に係る金属薄膜は、所定の金属にカーボンナノチューブを取り込んだことを特徴とすると言ってもよい。あるいは、基板上に形成された金属薄膜であって、基板上に形成されたカーボンナノチューブに金属メッキが施され、薄膜状をなしていることを特徴とすると言ってもよい。
また、本発明に係るCNT−金属薄膜において、カーボンナノチューブは、単層からなる構造であってもよい。
上記構成によると、単層カーボンナノチューブは、構造やチューブの直径に対する評価が厳密にできるため、CNT−金属薄膜の電気的性質を評価するには好ましい。しかし本発明のCNT−金属薄膜に用いるカーボンナノチューブは単層に限定されることなく、多層でも、また、単層および多層が混在しているものであってもかまわない。
また、本発明に係るCNT−金属薄膜において、上記カーボンナノチューブの外径は、ナノオーダー(100nm以下)であればよく、SWNTの場合、例えば直径0.8〜3nmのものが挙げられ、また、MWNTの場合、例えば、直径10〜100nmのものが挙げられる。しかし、カーボンナノチューブの外径は、これらに限定されることはない。
また、本発明に係るCNT−金属薄膜において、上記金属が、銅からなっていてもよい。
本発明に係るCNT−金属薄膜に用いられる所定の金属は特に限定されないが、銅を用いると、本願発明に係るCNT−金属薄膜を、半導体配線に利用することができる。半導体LSIにおいて、このCNT−金属薄膜を配線として用いることで、低抵抗で電流を多く流すことができる配線とすることができる。そのため、半導体LSIにおいて、デバイスの動作速度を早めることができ、さらに、金属配線で問題となるエレクトロ・マイグレーションを抑制することができる。また、本発明に係るCNT−金属薄膜を用いる半導体配線としては特に限定されないが、例えば、ダマシン配線に用いることができる。
また、本発明に係るCNT−金属薄膜の薄厚は、使用目的に応じた厚さであればよい。
本発明に係る金属薄膜の形方法は、基板上に形成したカーボンナノチューブに金属をメッキすることで、基板上にカーボンナノチューブが含まれた金属薄膜を形成することを特徴とする。
上記方法によると、所定の金属を用いて、その金属のみからなる金属薄膜よりも高い性能を持った金属薄膜を形成することができる。金属薄膜は、基板上に形成されたカーボンナノチューブを取り込んでいる。そのため、基板にカーボンナノチューブを介して金属を密着させることができる。
例えば、本発明に係る方法をダマシン配線に利用すると以下のようなことが可能である。半導体LSIのダマシン配線を形成する工程において、従来の形成工程においては金属薄膜を基板に密着させるためにシード層を形成する工程が必要である。しかし、本発明に係る方法をダマシン配線に利用すると、金属中にカーボンナノチューブを取り込むことで、基板にカーボンナノチューブを介して金属を密着させることができる。よって、本発明の方法を用いることで、配線形成工程において、シード層を形成する必要がなくなる。よって、プロセスの1つの過程を省略することができる。
また、本発明に係る方法をダマシン配線に利用した場合、従来のダマシン配線の形成工程をできるだけ変化させずに行うことができる。そのため、これまでの配線工程において用いていた装置等を利用することができる。よって、コストが多くかからないという利点がある。
本発明に係るCNT−金属薄膜は、カーボンナノチューブを含んでいるために、金属にカーボンナノチューブの電気的な特性を付け加えることができるという効果を奏する。つまり、CNT−金属薄膜に用いた金属だけの場合より、例えば、1)電流を多く流せる、2)抵抗を小さくすることができる、3)電流を流したときの発熱が少なく消費電力を抑制することができる、4)放熱性をよくすることができる、といった特性を持たせることができる。よって、所定の金属を用いて、その金属のみからなる金属薄膜よりも高い性能を持った金属薄膜を実現することができるという効果を奏する。
本願発明に係るCNT−金属薄膜を、例えば半導体LSIにおけるダマシン配線に用いることで、低抵抗で電流を多く流すことが可能な配線とすることができる。そのため、半導体LSIにおいて、デバイスの動作速度を早めることができるができ、さらに、エレクトロ・マイグレーションを抑制することができる。
本発明に係るCNT−金属薄膜を形成する方法では、基板上に形成したカーボンナノチューブに金属をメッキすることでカーボンナノチューブを取り込んだ金属薄膜を形成する。
上記方法によると、所定の金属を用いて、その金属のみからなる金属薄膜よりも高い性能を持った金属薄膜を形成することができる。金属薄膜は、基板上に形成されたカーボンナノチューブを取り込んでいる。そのため、基板にカーボンナノチューブを介して金属を密着させることができる。
例えば、本発明に係るCNT−金属薄膜を形成する方法をダマシン配線に利用すると、金属中にカーボンナノチューブを取り込むことで、基板にカーボンナノチューブを介して金属を密着させることができる。よって、本発明の方法を用いることで、配線形成工程において、シード層を形成する必要がなくなる。よって、プロセスの1つの過程を省略することができる。
また、本発明に係るCNT−金属薄膜を形成する方法をダマシン配線に利用した場合、従来のダマシン配線の形成工程をできるだけ変化させずに行うことができる。そのため、これまでの配線工程において用いていた装置等を利用することができる。よって、コストが多くかかることがない。
〔実施の形態〕
本発明の一実施形態について図2に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
本発明の一実施形態について図2に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
本発明に係るCNT−金属薄膜に用いるカーボンナノチューブは、ナノオーダー(100nm以下)であれば、単層でも多層でもかまわない。カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブを取り込ませる金属に応じて、その金属に取り込まれやすく、また、CNT−金属薄膜の抵抗を低くできるものを選べばよい。また、その外径としては、SWNTの場合、例えば直径0.8〜3nmのものが挙げられ、また、MWNTの場合、例えば、直径10〜100nmのものが挙げられる。しかし、カーボンナノチューブの外径は、これらに限定されることはない。
なお、SWNTの方が、構造やチューブの直径に対する評価が厳密にできるため、薄膜としての電気的性質を評価するには好ましい。しかしCNT−金属薄膜に用いるカーボンナノチューブは単層に限定されることなく、多層でも、また、単層および多層が混じっているものであってもかまわない。
本発明のCNT−金属薄膜に、単層カーボンナノチューブを用いる場合、単層カーボンナノチューブは、通常の方法で形成すればよい。単層カーボンナノチューブは、例えば、アーク放電法、レーザ蒸発法、化学蒸着(CVD、Chemical Vapor Deposition)法等を利用し、触媒金属を用いて形成することができる。触媒金属としては、例えば鉄や、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム、ロジウム、ランタン、イットリウム等が挙げられる。
単層カーボンナノチューブの形成方法として化学蒸着法を用いる場合、例えば、アセチレン、ベンゼン、エタン、エチレン、エタノール等を触媒金属として用いて、高温で化学反応させると、基板上に単層カーボンナノチューブが形成される。この基板は、高温に耐えられる材料であればよく、例えば、シリコン(Si)、ゼオライト、石英、サファイア等を使用することができる。
単層カーボンナノチューブが形成されたことは、例えば、ラマン散乱分光を測定することで確認することができる。また、SEM(Scanning Electron Microscope)像を観測すればよい。
CNT−金属薄膜に用いる金属は、カーボンナノチューブを取り込むことができる金属であればよい。例えば、銅、アルミニウム、ニッケル等が挙げられるが、これらに限定はされない。また、CNT−金属薄膜の薄厚は、使用目的に応じた厚さであればよい。
金属にCNTを取り込む方法は、特に限定されないが、例えば、電解メッキ法、無電解メッキ法、電子ビーム蒸着、スパッタ法、抵抗加熱法、CVD方等が挙げられる。できるだけ、ストレスを受けない単結晶の薄膜が得られるのが好ましい。
例えば、電解メッキ法を用いて金属にCNTを取り込む方法について、CNTを取り込む金属としてCuを用いる場合について、2つの例を挙げて説明する。
1つ目の方法としては、CNTを作製した基板上にCuをメッキする方法である。例えばシリコン等からなる基板上にCNTを作製し、この基板に対して、図2に示すようなセルを用いて、電流を流してCuをメッキする。メッキ溶液として硫酸銅水溶液(硫酸銅、硫酸、水)用いる。電解メッキ法を用いる場合には、電流量と電流を流す時間(メッキ時間)を変化させることにより、Cuのメッキ量を制御することができる。つまり、膜厚に関しては、目的に応じて膜厚を変化させることができる。目的に応じて電流量と電流を流す時間を調整することで、膜厚を任意に決めることができる。
なお、上記のようにカーボンナノチューブを取り込んだCu薄膜を、CuNT薄膜と呼ぶことにする。
2つ目の方法は、メッキ溶液中にCNTを混入し、Cuと一緒にCNTを基板上にメッキする方法である。この場合、まず、基板上に、例えば電子ビーム蒸着等を用いてシード層を形成する。次に、図2に示すようなセルを用いて、メッキ溶液(硫酸銅、硫酸、水)中に、CNTを混入する。そして、電流を流すことで、基板上にCuNT膜を形成する。なお、2つ目の方法は、従来のダマシン配線の形成工程をほとんど変化させる必要がない。つまり、1つ目の方法に比べて、基板上にCNTを形成する必要がない。そのため、基板は、CNT形成時の高温に耐えうるような材質でなくてもかまわない。つまり、基板として、例えば、ガラス、低融点金属、プラスティック等を用いてもかまわない。
なお、Cuをメッキする際、粒界ができると電流が流れにくくなってしまうため、上記どちらの方法でCuNT薄膜を作製する際でも、できるだけCuの大きな粒界が形成されないように、また、できるだけ平坦な膜ができるような条件でメッキするのが好ましい。
なお、金属にカーボンナノチューブが取り込まれたことを確認するためには、例えば、SEM像を観測することで確認することができる。
また、CNT−金属薄膜の電流電圧特性につていは、例えば、2端子法を用いて測定すればよい。しかしながら、この2端子法ではCNT−金属薄膜の正確な抵抗を測ることが不可能であるため、正確な抵抗を測るためには、端子の起電力を相殺するような4端子法を用いて測定するのがよい。
〔実施例1〕
本発明の一実施例について、実験1〜実験3に基づいて以下に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の実施例では、本発明に係るCTN−金属薄膜を半導体LSIにおけるダマシン配線用に作製したものにつてい説明する。
本発明の一実施例について、実験1〜実験3に基づいて以下に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の実施例では、本発明に係るCTN−金属薄膜を半導体LSIにおけるダマシン配線用に作製したものにつてい説明する。
(実験1)単層カーボンナノチューブ
単層カーボンナノチューブは、鉄を含んだ触媒を塗布したシリコン(Si)基板上に、エタノールを使用し、熱CVD法を用いて900℃で作製した。この試料のラマンスペクトルを測定した。その結果が図3(a),(b)である。励起光源として、Arイオンレーザ(波長514.5nm)を用いた。
単層カーボンナノチューブは、鉄を含んだ触媒を塗布したシリコン(Si)基板上に、エタノールを使用し、熱CVD法を用いて900℃で作製した。この試料のラマンスペクトルを測定した。その結果が図3(a),(b)である。励起光源として、Arイオンレーザ(波長514.5nm)を用いた。
図3(a)に示される高波数側のスペクトルには、「G band」、「D band」と呼ばれる二種類のピークが主に観測され、この内、1590cm-1付近に見られる「G band」はグラファイト(正確には炭素原子の六角格子内振動)に起因するピークである。また、1350cm-1付近に見られる「D band」と呼ばれるピークは、SWNT内の欠陥やアモルファスカーボン等のダングリングボンドを持つ炭素原子に起因するピークである。すわなち、G/D(G band/D band)強度比が大きければ大きいほど、結晶性のいいSWNTが作製できたことを示す。本実験で作製した試料のG/D比は50程度である。よって、高品質なSWNTができていることがわかる。図3(b)に示される低波数側のピークは、SWNTに特有なピークで、RBM(Radial Breathing Mode)と呼ばれ、ナノチューブの直径が全対称的に伸縮する振動モードに対応するため、そのシフト量はおおまかにナノチューブの直径に反比例する。この結果から、直径が1〜2nmのSWTNが得られたことがわかる。
また、本実験で得られたSWNTの試料のSEM像を観察した。これを図4(a),(b)に示す。図4(a)に示すように、基板上にSWNTが成長していることが確認できる。また、同図(b)は、同図(a)の拡大図である。
(実験2)薄膜形成
実験1で得られた単層カーボンナノチューブが形成された基板の試料を用いて、銅・カーボンナノチューブ薄膜(CuNT薄膜)を作製した。
実験1で得られた単層カーボンナノチューブが形成された基板の試料を用いて、銅・カーボンナノチューブ薄膜(CuNT薄膜)を作製した。
上記試料に対し、銅メッキを行った。図2に示すようなセルを用いて作製した。溶液としては硫酸銅水溶液(硫酸銅10g、硫酸5ml、水100ml)を用いた。電流量と電流を流す時間(メッキ時間)を変化させることにより、銅のメッキ量をコントロールすることができた。
なお、試料の基板上にCuシード層を形成はしなかった。通常のLSIの製造工程においては、Cuを基板に密着させるために基板上にCuシード層が必要不可欠である。しかし、本発明を用いると、Cu中にSWNTをうまく取り込むことができる。つまり、SCNTを介することで、Cuを基板に密着させることができる。よって、Cuシード層は作製する必要がない。これらのことより、本発明を用いることで、半導体LSIの配線における1つの工程を省略することができる。
メッキ量が少ない(電流は0.5mA/cm2で10min流した)場合に得られたCuNT薄膜のSEM像を図1に示す。図1に示すように、Cuの結晶中に無数のカーボンナノチューブが取り込まれていることがわかる。なお、Cuの結晶粒径は数十nm〜数μm程度であった。
また、メッキ量が多い(電流は2.5mA/cm2で10min流した)場合には、得られたCuNT薄膜のSEM像を図5(a),(b)に示す。図5(a)に示すように、メッキ量が多い場合にも無数の銅の粒結晶が観察された。なお、Cuの結晶粒径は、数十nm〜数μm程度であった。このメッキ量が多い場合を、さらに詳しく観察すると図5(b)に示すように、SWNTがない部分には銅の結晶が存在しないことが明らかになった。このことより、選択的にCuNT膜を作製することが可能であることが示唆される。つまり、CuNT膜を形成したい場所にのみ、カーボンナノチューブを形成すれば、その場所にCuNT膜を形成することができるということである。
また、さらに電流量が多い場合(電流は12.5mA/cm2で2min流した)には、図6に示すように、図5に見られるような銅の大きな粒界は観察されず、より平坦な膜が形成されることがわかった。なお、膜厚に関しては、目的に応じて膜厚を変化させることができる。つまり、目的に応じて電流量と電流を流す時間を調整することで、膜の厚さは任意に決めることができる。
(実験3)電気電圧特性
実験2で得られたCuNT薄膜(電流は0.5mA/cm2で240min流した)の電気電圧特性につてい2端子法を用いて測定した。この測定の結果より、図7に示すように線形な直線が得られた。この結果より、CuNT薄膜として、導電性のよい金属薄膜が得られたことがわかる。さらに、正確な抵抗を測るために端子の起電力を相殺するような4端子法を用いて測定することができる。
実験2で得られたCuNT薄膜(電流は0.5mA/cm2で240min流した)の電気電圧特性につてい2端子法を用いて測定した。この測定の結果より、図7に示すように線形な直線が得られた。この結果より、CuNT薄膜として、導電性のよい金属薄膜が得られたことがわかる。さらに、正確な抵抗を測るために端子の起電力を相殺するような4端子法を用いて測定することができる。
〔実施例2〕
本発明の他の実施例について、実験4および実験5に基づいて以下に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の実施例では、本発明に係るCTN−金属薄膜を半導体LSIにおけるダマシン配線用に作製したものにつてい説明する。
本発明の他の実施例について、実験4および実験5に基づいて以下に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の実施例では、本発明に係るCTN−金属薄膜を半導体LSIにおけるダマシン配線用に作製したものにつてい説明する。
(実験4)シリコン基板の処理とMWNT混合水溶液の作製
シリコン基板上に電子ビーム蒸着装置を用いて10nm厚さのCuシード層を作製した。
シリコン基板上に電子ビーム蒸着装置を用いて10nm厚さのCuシード層を作製した。
また、硫酸銅20g、硫酸10ml、水200ml、およびMWNT10mgを混合して、MWNT混合メッキ溶液を作製した。なお、MWNTは、市販のもの(長さ100−200μm、直径10−40nm(平均12nm)、純度97%)を使用した。また、上記MWNT混合メッキ溶液作製の際、MWNTを分散させるために、MWNT混合メッキ溶液に対して、室温で超音波洗浄器を用いて、超音波を5時間与えた。
(実験5)薄膜形成
実験4で作製したCuシード層を形成したシリコン基板上に、同じく実験4で作製したMWNT混合メッキ溶液を用いて、銅メッキを行った。図2に示すようなセルを用いた。電流密度25mA/cm2、時間1minで電流を流したところ、シリコン基板上にCuNT薄膜が形成された。
実験4で作製したCuシード層を形成したシリコン基板上に、同じく実験4で作製したMWNT混合メッキ溶液を用いて、銅メッキを行った。図2に示すようなセルを用いた。電流密度25mA/cm2、時間1minで電流を流したところ、シリコン基板上にCuNT薄膜が形成された。
このとき得られたCuNT薄膜のSEM像を図8に示す。図8に示すように、Cuの薄膜内に無数のMWNTが取り込まれていることがわかる。なお、MWNTの長さが100μm以上あるため、銅薄膜内に取り込まれていないMWNTの一部が、CuNT薄膜上に存在している。
なお、本実施例は、上記実施例1と比べて、基板上にCNTを形成する必要がないため、従来のダマシン配線の形成工程をほとんど変化させる必要がない。よって、基板は、CNT形成時の高温に耐えうるような材質でなくてもかまわない。つまり、基板として、例えば、ガラス、低融点金属、プラスティック等を用いてもかまわない。
本発明は上述した実施形態、実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態、実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、以上のように、金属のみからなる薄膜より性能の高い金属薄膜を得ることができる。カーボンナノチューブは、他の金属に比べて、1)100倍以上の電流を流せる、2)抵抗が小さい、3)電流を流したときの発熱が少なく消費電力を抑制することが可能である、4)放熱性が10倍以上よい、といった特徴を持っている。そのため、金属にこれらの用途が必要な分野に利用することができる。
よって、本発明は、ナノテクノロジーを用いた、エレクトロニクスや情報通信の分野、化学、材料、環境、エネルギーの分野、バイオ、医療、医薬等の生命科学の幅広い分野等で利用することができる。例えば、光デバイス、電子デバイスやマイクロデバイスなどの機能材料や構造材料の広い範囲で利用することができる。
具体的な例として、半導体LSIにおけるダマシン配線以外にも、電線やヒートシンク等に利用することが可能である。
Claims (7)
- 金属薄膜にカーボンナノチューブが含まれていることを特徴とするカーボンナノチューブ含有金属薄膜。
- 上記カーボンナノチューブは単層からなる構造であることを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ含有金属薄膜。
- 上記カーボンナノチューブの外径は、直径100nm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ含有金属薄膜。
- 上記金属薄膜は、銅からなることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のカーボンナノチューブ含有金属薄膜。
- 請求項1ないし4の何れか1項に記載の金属薄膜を用いてなる半導体配線。
- 上記半導体配線は、ダマシン配線であることを特徴とする請求項5に記載の半導体配線。
- 基板上に形成したカーボンナノチューブに金属をメッキすることで、基板上にカーボンナノチューブを取り込んだ金属薄膜を形成することを特徴とするカーボンナノチューブ含有金属薄膜の形成方法。
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