KR20130138246A - 나노구조 디바이스 및 나노구조 제조방법 - Google Patents

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Abstract

기판(102)에 복수의 나노구조(101)를 제조하는 방법으로서, 기판(102)의 상부면에 제 1 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함하는 하단층(103)을 증착하는 단계; 하단층(103)의 상부면에 촉매층(104)을 증착하는 단계; 하단층(103)의 상부면에 상기 제 1 평균 그레인 크기와는 다른 제 2 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함하는 촉매층(104)을 증착해, 상기 하단층(103)과 상기 촉매층(104)을 구비한 층 더미를 형성하는 단계; 나노구조(101)가 형성될 수 있는 온도로 층 더미를 가열하는 단계; 반응물질이 촉매층(104)과 접촉하도록 반응물질을 포함하는 가스를 제공하는 단계를 포함하는 복수의 나노구조를 제조하는 방법이 제공된다.

Description

나노구조 디바이스 및 나노구조 제조방법{NANOSTRUCTURE DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING NANOSTRUCTURES}
본 발명은 나노구조 디바이스 및 나노구조 제조방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 스케일링이 나노미터 체제로 계속됨에 따라, 종래 디바이스 및 기술을 대체하기 위한 새롭고 향상된 나노구조들에 대한 연구가 끊임없이 증가하고 있다. 나노구조를 제조하는 많은 방법들이 참고문헌에 공지되어 있다.
예컨대, US 7 687 876은 다수의 중간층들이 기판에 이어 나노구조가 성장되는 결정층에 증착되는 나노구조 제조방법을 개시하고 있다. 기판과 결정층 간의 다층 더미(stack)의 제공을 통해, 나노구조의 전기적 특성뿐만 아니라 형태가 다방면에 걸친 응용에 적용될 수 있다. 이런 광범위한 적용 능력이 요구되지 않을 수 있는 몇몇 응용에 대해, 나노구조를 형성하는데 수반된 공정단계의 회수를 줄이는 것이 바람직할 수 있다.
상기를 고려해, 본 발명의 목적은 나노구조의 제조를 위한 향상된 방법, 및 특히 절감된 제조 복잡도를 통해 비용절감을 가능하게 하는 나노구조 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 기판에 복수의 나노구조를 제조하는 방법으로서, 기판의 상부면에 제 1 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함하는 하단층을 증착하는 단계; 하단층의 상부면에 상기 제 1 평균 그레인 크기와는 다른 제 2 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함하는 촉매층을 증착해, 상기 하단층과 상기 촉매층을 구비한 층 더미를 형성하는 단계; 나노구조가 형성될 수 있는 온도로 층 더미를 가열하는 단계; 및 반응물질이 촉매층과 접촉하도록 반응물질을 포함하는 가스를 제공하는 단계를 포함하는 복수의 나노구조를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명은 기판에 제공된 층들의 그레인 크기들 간의 관계를 적절히 선택함으로써 기판에 제공된 겨우 2개의 층들의 구성으로 나노구조 성장이 촉진될 수 있는 구현을 기초로 한다.
평균 그레인 크기가 다른 2개 층들은 상기 층들의 다른 기계적 특성들을 제공한다. 보다 상세하게, 평균 그레인 크기의 차이가 층들의 스트레스 특성들에 영향을 준다. 층의 스트레스는 차례로 결정학적 특성과 형태에 영향을 줄 수 있다. 여기서, 촉매층의 표면은 결정층의 표면 특성들이 나노구조 성장을 촉진시키는 식으로 변경된다. 더욱이, 그레인 크기의 차이는 2개 인접한 층들 간에 상호확산을 가능하게 한다. 상호확산이 상호확산된 층들의 결정학적 특성을 변경할 수 있기 때문에, 층들에서 스트레스 변화를 야기하여 재결정화를 통해 촉매층의 표면의 결정학적 및 형태학적 특성들을 또한 변경할 수 있다. 나노구조의 성장은 성장하는 재료의 표면의 결정학적 구조 및 형태 모두에 영향을 받는다. 따라서, 하단층과 촉매층에 다른 평균 그레인 크기를 제공함으로써, 겨우 2개 층들을 이용한 나노구조의 성장을 촉진하는 조건들을 얻을 수 있어, 제조비용 및 공정 복잡도가 절감된다.
기판은 광범위한 재료들 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 탄화물, 실리사이드, AlGaAs, AlGaN 또는 SiGe와 같은 반도체 기반의 재료들이 대부분 통상적으로 사용되나, 광학적으로 투명한 기판(ITO, 석영, 유리, 사파이어, 다이아몬드), 폴리머(폴리이미드, 에폭시, PDMS, SU8, SAL6001) 또는 임의의 금속, 금속 합금 또는 절연체와 같은 다른 재료들도 가능하다.
하단층으로서 광범위한 절연재료, 반도체 재료, 또는 도전성 재료들을 이용할 수 있고, 촉매층으로서 Fe, Ni, NiCr, Au, Cu, Pt, Pd 또는 Co와 같은 금속 및 금속 합금을 이점적으로 이용할 수 있다. 추가로, 촉매로서 Co-기반의 바이메탈을또한 이용할 수 있으며, 이런 바이메탈의 예로는 Co-V, Co-Fe, Co-Ni, Co-Pt, Co-Y, Co-Cu 및 Co-Sn이다.
하단층 및 촉매층에 사용되는 절연재료, 반도체 재료, 및 도전성 재료의 박막을 증착하기 위한 여러 가지 다른 증착 방법들이 이용가능하다. 가장 통상적인 증착방법들 가운데 스퍼터링 및 전자빔 증발, 열 증발 또는 저항 증발과 같은 다른 증발 방법들이 있으나, 이런 방법들로 소정의 다른 평균 그레인 크기들이 달성될 수 있게 조정되는 한 화학기상증착(CVD) 또는 전기도금과 같은 다른 방법들도 이용할 수 있다.
이제부터, 그레인 크기를 논할 때 평균 그레인 크기가 항상 언급된다. 평균 그레인 크기는 여러가지 다른 방법을 이용해 측정될 수 있다. 한가지 간단한 접근은 재료의 상단면 평면에 또는 횡단면에서 소정 영역에 있는 그레인들의 개수를 세는 것으로, 이로써 평균 그레인 크기를 정의하는 평균 교차 그레인 영역을 계산할 수 있다. 상기 방법에 따라 그레인 크기 영역을 측정하는 것은 원자력 현미경(AFM) 또는 투과전자 현미경(TEM)에 의해 이점적으로 행해질 수 있다.
본 출원과 관련해, 촉매층은 촉매 및 적어도 하나의 반응물질 종들 간에 화학반응이 발생하여 촉매층으로부터 나노구조 성장을 야기하는 촉매과정에서 촉매로서 작용하는 재료 또는 재료들의 조합을 포함한 층이다. 촉매과정에서 대표적인 반응은 유기 복합물의 분해이다. 이런 과정에서 촉매는 실질적으로 나노구조가 형성되는 최종 반응물을 제공하는 주로 중간 종들을 형성하며 유기 복합물과 반응한다. 반응물은 이점적으로 증기, 기체 형태나 반송 가스의 구성요소로서 제공될 수 있다. 나노구조의 성장은 원격 플라즈마형 화학적 증착법(Remote Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, RPECVD), 열 CVD, 금속유기 CVD(MOCVD), 플라즈마형 CVD(PECVD), 마이크로웨이브 CVD, 유도결합 플라즈마 CVD(Inductively Coupled Plasma CVD, ICPCVD) 또는 해당기술분야에 공지된 다른 타입의 CVD와 같은 CVD 방법에 의해 이점적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일실시예로, 제 1 평균 그레인 크기와 제 2 평균 그레인 크기 중 가장 큰 것은 제 1 평균 그레인 크기 및 제 2 평균 그레인 크기 중 가장 작은 것보다 적어도 10% 더 클 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일실시예에서, (하단층의) 제 1 평균 그레인 크기는 (촉매층의) 제 2 평균 그레인 크기보다 더 작을 수 있다. 추가로, 하단층과 촉매층은 다른 재료 조성물을 이점적으로 가질 수 있다.
하단층과 촉매층 간의 경계면에서 확산이 우세하게 그레인 경계를 따라 그리고 주위에서 발생하기 때문에, 하단층에 더 작은 그레인 크기를 가짐으로써 확산과정의 컨트롤이 향상되고 이로써 나노구조 성장을 촉진하기 위해 촉매층 표면의 결정학적 특성과 형태의 더 양호한 컨트롤을 가능하게 한다. 상기 이유로, 확산층의 그레인 크기를 컨트롤함으로써 확산을 제어해 결정층을 더 큰 정도로 컨트롤한다.
추가로, 하나 또는 양 층들의 증착 후에 또는 나노구조 성장 동안 층(들)의 증착 동안 불순물 요소들이 이점적으로 하단층과 결정층 중 적어도 하나에 주입될 수 있다. 불순물 요소는 반응 래디컬, 이온으로서 기체 상태이거나, 증기 형태로 주입될 수 있다. 불순물 요소를 주입하는 방법은 가령 불순물 요소를 함유한 분위기 가스의 어닐링 및 이온충격을 포함할 수 있다. 이런 불순물 요소의 예로는 H, N, O, CO2, Ar, H2O 증기 또는 그 조합을 포함한다. 재료의 증착동안 주입된 불순물 요소는 박막의 성장 동역학을 바꿀 수 있어 스트레스를 추가할 수 있거나, 불순물들이 증착된 박막에서 그레인 크기 분포를 변경하여 확산 특성에 영향을 줄 수 있다. 더욱이, 불순물 요소의 주입은 또한 주입되는 재료의 결정학적 구조를 변경할 수 있어, 그레인 크기 및 확산 특성을 맞추는데 추가적 가능성을 제공한다.
하단층의 평균 그레인 크기와 촉매층의 평균 그레인 크기 간의 관계를 컨트롤 하는 여러가지 방법들이 있다. 일반적으로, 스퍼터링에 의해 증착된 재료는 증발에 의해 증착된 재료보다 그레인 크기가 더 작아진다. 따라서, 스퍼터링에 의해 한 층을 증착하고 증발에 의해 다른 층을 증착하는 것이 그레인 크기를 달리하는데 이점적일 수 있다. 일예로서, 그레인 크기를 달리하기 위해 다른 증착방법들이 하단층과 촉매층을 형성하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 일실시예로, 촉매층은 소정의 기정의된 위치에 나노구조만을 성장하기 위한 선택을 제공하며 나노구조 성장 전에 패턴화될 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 기판; 기판의 상부면에 배열되고, 제 1 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함한 하단층; 하단층의 상부면에 배열되고, 하단층의 제 1 평균 그레인 크기와는 다른 제 2 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함한 촉매층; 상기 촉매층에 배열된 복수의 나노구조들을 구비하고, 상기 층들로써 층 더미를 이루며, 상기 나노구조 각각은 상기 촉매층에 인접한 베이스; 팁; 및 상기 베이스와 상기 팁 사이에 바디를 구비한 나노구조 디바이스가 제공된다.
본 발명의 이 제 2 태양의 효과 및 특징은 대체로 본 발명의 제 1 태양과 연계해 상술한 효과 및 특징과 유사하다.
본 발명의 일실시예로, 2개층들이 섞인 상호확산된 영역이 하단층과 촉매층 간의 경계면에 나타난다. 상호확산된 영역은 AFM이나 TEM과 같은 측정방법 또는 EDX나 XPS와 같은 화학분석을 이용해 식별될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 더 작은 그레인 크기를 갖는 층은 이점적으로 상대적으로 용융점이 높은 재료의 그룹에서 선택된 제 1 재료로 제조될 수 있고, 더 큰 그레인 크기를 갖는 층은 상대적으로 용융점이 낮은 재료의 그룹에서 선택된 제 1 재료와는 다른 제 2 재료로 제조될 수 있다. 일반적으로, 용융점이 더 낮은 재료로 형성된 층들은 용융점이 더 높은 재료로 형성된 층들보다 평균 그레인 크기가 더 큰 것을 나타낸다. 용융점이 더 높은 재료는 이점적으로 W, Mo 또는 Ta의 그룹에서 선택될 수 있고, 용융점이 더 낮은 재료는 Fe, Ni, Au, Cu, Pt, Pd 및 Co의 그룹에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 나노구조는 탄소를 이점적으로 포함할 수 있고, 가령, 탄소 나노튜브 또는 탄소 나노섬유일 수 있다. 더욱이, 나노구조는 그래핀층을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 방법을 이용해 InP, GaAs, InGaAs, GaN, SiC, Si, CdS, ZnO, TiO2, Ni, Al, Au, Ag, W, Cu, Pd, Pt, Mo 또는 그 조합과 같은 반도체 재료 및/또는 금속에 의해 형성된 나노구조를 포함하는 나노구조 디바이스를 또한 제조할 수 있다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 이들 및 다른 태양들은 본 발명의 현재 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 참조로 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노구조 디바이스를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제조방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3a-d는 나노구조 디바이스를 만들기 위한 제조단계들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 나노구조 디바이스로부터 하나의 나노구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 실시예를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
본 상세한 설명에서, 본 발명에 따른 나노구조 제조방법의 다양한 실시예들은 주로 나노와이어 또는 나노섬유와 같은 나노구조의 제어된 성장을 촉징하는 방법에 관하여 논의된다. 더욱이, 하단층과 촉매층은 다른 증착방법을 이용해 증착된다.
이는 가령 나노구조가 탄소와는 다른 재료로 제조되고/제조되거나 하단층 및 촉매층이 동일 방법을 이용해 증착되는 나노구조 디바이스 및 방법도 또한 포함하는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 결코 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노구조 디바이스(105)를 개략적으로 도시한 것이다. 더욱이, 도 1은 기판(102)의 상부면에 배열된 하단층(103)과 상기 하단층(103)의 상부면에 배열된 촉매층(104)을 도시한 것이다.
다른 단계의 제조공정에 있는 나노구조 디바이스를 도시한 도 3a-d와 함께 나노구조의 제조를 위한 일반 방법 단계들을 요약한 도 2에 도시된 흐름도를 참조로 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법을 설명한다.
제 1 단계(201)에서, 적절한 기판(102)이 도 3a에 도시된 바와 같이 제공된다. 기판(102)은 표준형 실리콘 웨이퍼와 같이 절연, 반도체 또는 도전 기판 중 어느 하나일 수 있다.
다음 단계(202)에서, 금속 또는 금속 합금을 포함한 도전 하단층(103)은 도 3b에 도시된 바와 같이 기판(102)의 표면에 증착된다. 하단층(103)의 그레인 크기는 재료 및/또는 증착방법의 선택을 통해 소정의 평균 그레인 크기를 갖는 하단층을 제조하도록 컨트롤된다. 상대적으로 작은 그레인 크기를 갖는 하단층(103)은 더 높은 용융점을 갖는 재료를 이용하고/이용하거나 스퍼터링에 의해 재료를 증착함으로써 달성된다.
하단층(103)의 증착에 이어, 다음 단계(203)는 하단층(103)의 상단에 금속 촉매층(104)의 증착으로, 이로써 도 3c에 도시된 바와 같이 층 더미가 형성된다. 하단층(103)과 촉매층(104) 간의 그레인 크기의 차이를 달성하기 위해, 촉매층(104)의 그레인 크기를 지배하는 공정 파라미터는 하단층(103)의 그레인 크기에 대해 결정된다. 하단층(103)보다 더 큰 그레인 크기를 갖는 촉매층(104)은 더 낮은 용융점을 갖는 재료를 선택하고/선택하거나 증발에 의해 재료를 증착시킴으로써 달성될 수 있다. 도 3c에서, 하단층(103)의 그레인 크기는 촉매층(104)의 그레인 크기보다 더 작은 것이 더 명확히 도시되어 있다.
다음 단계(204)는 나노구조(101)의 성장을 포함한다. 성장 공정은 나노구조 성장에 적합한 온도까지 온도가 급히 상승하는 단계에서 층 더미를 가열함으로써 시작된다. 층 더미가 가열됨에 따라, 하단층(103)과 촉매층(104)이 상기 2개 층들간의 경계면에서 상호확산된다. 최종발생한 상호확산된 영역(302)의 확장은 재료의 특성, 온도 및 상승된 온도에 대한 노출 시간에 따른다.
추가로, 이는 또한 층들 중 하나 또는 양쪽에 불순물 요소를 주입함으로써 확산 특성을 변경할 수 있다. 층의 증착 동안 주입된 불순물은 층의 성장 특성을 바꿀 수 있어, 스트레스 특성 및 최종발생한 결정학적 구조에 영향을 준다. 증착동안 주입된 불순물은 또한 댕글링 본드(dangling bonds) 및/또는 다른 결함들의 결과로서 그레인 크기를 바꿀 수 있다. 대안으로 또는 조합으로, 불순물은 또한 나노구조 성장을 촉진하도록 표면의 결정학적 특성들을 바꾸면서 이온충격(ion bombardment) 또는 층이 성장한 후 어닐링에 의해 주입될 수 있다.
샘플이 바람직한 온도로 가열되면, 반응 종들을 포함한 가스 또는 기체가 제공되어, 촉매층(104)과의 반응을 통해 나노구조(101)를 형성한다. 복수의 성장 나노구조(101)를 갖는 나노구조(105)가 도 3d에 도시되어 있다. 도 3d는 또한 하단층(103)과 촉매층(104) 간에 재료들이 병합되어 구별되는 그레인들이 더 이상 식별될 수 없는 합금을 형성되는 영역으로서 상호확산된 영역(302)을 도시하고 있다. 그러나, 양 재료의 원자 농도는 에너지 분산 X레이 분광학(EDX) 또는 TEM과 같은 분석 방법을 이용해 상호확산된 영역(302)에서 발견될 수 있다.
촉매층(104)은 기정의된 위치에서만 나노구조를 제조하기 위해 나노구조 성장 이전에 패턴화될 수 있다. 대안으로, 나노구조는 비패턴화 표면에서 촉매층의 전체 표면 위의 핵형성 부위로부터 성장된다.
도 4는 단일 나노구조(101)의 개략적인 예를 도시한 것이다. 각 나노구조(101)는 촉매층(104)에 인접한 베이스(401), 팁(403) 및 베이스(401)와 팁(403) 간의 바디(402)를 갖는다. 나노구조 및 특히 나노와이어의 성장 방식으로 인해, 나노와이어의 팁(403)은 촉매층(104)으로부터 재료를 포함한 도 4에 도시된 바와 같은 캡형 모양을 갖게 된다. 2개 층들간에 상호확산된 영역(302)의 확장에 따라, 나노구조(101)의 팁(403)에서 발견된 하단층 재료(103)의 흔적들이 또한 있을 수 있다.
실시예
하기의 실시예들은 본 발명을 더 예시하기 위해 제시되어 있으며 본 발명의 범위를 과동하게 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
도 5의 흐름도에 의한 본 발명의 제 1 실시예에서, 제 1 단계(501)는 기판 다음에 스프터링에 의해 증착된 W를 포함한 하단층을 증착하는 단계(502)를 제공할 수 있다. 다음, 단계(503)에서, Ni를 포함한 촉매층이 증발에 의해 증착된다. 마지막 단계(504)에서, 탄소 나노튜브는 탄소 운반 전축체로서 아세틸렌을 이용한 PECVD에 의해 성정된다.
도 6의 흐름도에 의해 도시된 본 발명의 제 2 실시예에서, 제 1 단계(601)는 기판 다음에 스퍼터링에 의해 증착된 W를 포함한 하단층을 증착하는 단계(602)를 제공할 수 있다. 다음, 단계(603)에서, Pd를 포함한 촉매층은 증발에 의해 증착된다. 다음 단계(604)에서, H2 형태의 불순물 종들이 나노구조 성장 이전에 온도 급상승 단계 동안 제조공정에 주입된다. 마지막 단계(605)에서, 탄소 나노튜브가 PECVD에 의해 성장된다. 이 실시예에서, 메탄은 탄소 운반 전구체로 사용된다.
적용예
본 발명에 따른 기술에 대한 가능한 적용은 집적회로에 상호연결을 만드는 것이다. 상호연결은 하단층이 상대적으로 작은 그레인 크기를 갖는 기판의 표면에 도전성 하단층을 먼저 증착함으로써 제조될 수 있다. 다음, 더 큰 그레인 크기를 갖는 촉매층이 증착되고, 뒤이어 도전성 나노구조의 성장이 잇따른다. 그런 후 성장된 나노구조는 절연층으로 덮이고 뒤이어 에칭단계가 잇따라 나노구조의 팁을 드러낸다. 나노구조의 노출된 팁은 상호연결 디바이스의 상단 접촉을 형성하도록 도전성 재료로 접촉된다.
본 발명에 따라 제조된 나노구조의 또 다른 적용은 2개의 도전성 층들이 나노구조 어셈블리를 이용해 연결될 수 있는 범프 본딩(bump bonding)에 사용된다. 제조방법은 상호연결부를 제조하는 방법과 크게 유사하다. 그러나, 나노구조 팁을 노출시킨 후, 디바이스를 포함한 칩은 뒤집어져 제 2 칩의 도전성 면에 접촉(플립칩 본딩)됨으로써, 2개 도전층들 간에 연결을 만든다. 추가로, 나노구조 팁을 노출한 표면은 나노구조의 균일한 길이를 달성하기 위해 연마될 수 있다.
상술한 본딩 기술을 이용해, 또한 비등방성 도전막(ACF)로서 나노구조 디바이스를 사용할 수 있다. 또 다른 적용은 벨크로 본딩을 달성하기 위해 노출된 나노구조 팁들과 함께 상술한 바와 같은 2개의 디바이스들을 이용하는 것이다. 이는 서로 마주본 노출된 팁들을 포함한 2개 면들을 가압함으로써 2개 면들 간에 접합이 만들어진다.
상술한 방법은 일반적인 나노구조의 제어된 성장에 적용될 수 있다. 상기 방법은 또한 아날로그 및/또는 디지털 전자회로를 포함한 전자 구성부품들에 대한 임의의 어셈블리 기술들에 사용될 수 있다. 예컨대, 이런 구성부품들은 통신 엔지니어링, 자동차/산업 전자기기 제품, 소비제, 컴퓨팅, 디지털신호 처리 및 통합 제품들에서 발견될 수 있다. 볼그리드어레이(BGA), 플립칩(FC) 모듈, CSP, WLP, FCOB, TCB, TSV 3D 적층, 금속화 구성과 같은 부착 기술들이 본 명세서의 방법들을 이용할 수 있다. RFID, CMOS, BiCMOS, GaAS, AlGAAs, MMIC, MCM과 같은 집적회로(IC) 타입들이 본 명세서의 방법들을 이용할 수 있다. 자동차, 컴퓨터, 휴대폰 송수화기 및 텔레비전에 사용되는 LCD, LED, 및 OLED와 같은 디스플레이 기술들도 또한 본 명세서의 방법들에 의해 이루어진 나노구조 및 연결 기술들을 포함할 수 있다. 유사하게 이런 기술들을 포함할 수 있는 다른 전자 구성부품들로는 ASIC 칩, 메모리 디바이스, MCU, 고주파 디바이스 모듈 및 저항, 커패시터, 인덕터 등과 같은 집적 수동 구성부품을 포함하나 이에 국한되지 않는다.

Claims (15)

  1. 기판(102)에 복수의 나노구조(101)를 제조하는 방법으로서,
    기판(102)의 상부면에 제 1 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함하는 하단층(103)을 증착하는 단계와,
    하단층(103)의 상부면에 상기 제 1 평균 그레인 크기와는 다른 제 2 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함하는 촉매층(104)을 증착해, 상기 하단층(103)과 상기 촉매층(104)을 구비한 층 더미를 형성하는 단계와,
    나노구조(101)가 형성될 수 있는 온도로 층 더미를 가열하는 단계와,
    반응물질이 촉매층(104)과 접촉하도록 반응물질을 포함하는 가스를 제공하는 단계를 포함하는 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 평균 그레인 크기와 상기 제 2 평균 그레인 크기 중 가장 큰 것은 제 1 평균 그레인 크기 및 제 2 평균 그레인 크기 중 가장 작은 것보다 적어도 10% 더 큰 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 평균 그레인 크기는 상기 제 2 평균 그레인 크기보다 더 작은 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    촉매층(104)은 제 1 재료 조성물을 갖고 하단층(103)은 상기 제 1 재료 조성물과는 다른 제 2 재료 조성물을 갖는 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층들의 증착 동안 하단층(103)과 촉매층(104) 중 적어도 하나에 적어도 하나의 불순물 요소를 주입하는 단계를 더 포함하는 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층들의 증착 후 하단층(103)과 촉매층(104) 중 적어도 하나에 적어도 하나의 불순물 요소를 주입하는 단계를 더 포함하는 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나노구조 성장 이전에 상기 촉매층(104)을 패턴화하는 단계를 더 포함하는 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    더 작은 평균 그레인 크기를 갖는 상기 하단층(103)과 상기 촉매층(104) 중 하나가 스퍼터링에 의해 증착되는 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    더 큰 평균 그레인 크기를 갖는 상기 하단층(103)과 상기 촉매층(104) 중 하나가 증발에 의해 증착되는 복수의 나노구조를 제조하는 방법.
  10. 기판(102);
    기판(102)의 상부면에 배열되고, 제 1 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함한 하단층(103);
    하단층(103)의 상부면에 배열되고, 하단층(103)의 제 1 평균 그레인 크기와는 다른 제 2 평균 그레인 크기를 갖는 그레인들을 포함한 촉매층(104);
    상기 촉매층(104)에 배열된 복수의 나노구조(101)를 구비하고,
    상기 층들로써 층 더미를 형성하며,
    상기 나노구조(101) 각각은
    상기 촉매층(104)에 인접한 베이스(401);
    팁(403); 및
    상기 베이스(401)와 상기 팁(403) 사이에 바디(402)를 구비한 나노구조 디바이스(105).
  11. 제 10 항에 있어서,
    하단층(103)과 촉매층(104)은 상기 하단층(103)과 상기 촉매층(104) 사이의 경계면에 상호확산된 나노구조 디바이스(105).
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    촉매층(104)은 제 1 재료 조성물을 갖고 하단층(103)은 상기 제 1 재료 조성물과는 다른 제 2 재료 조성물을 갖는 나노구조 디바이스(105).
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팁(403)은 상기 촉매층(104)으로부터 재료를 포함하는 나노구조 디바이스(105).
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    더 작은 평균 그레인 크기를 갖는 재료는 더 큰 평균 크기를 갖는 재료보다 더 큰 용융점을 갖는 나노구조 디바이스(105).
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노구조(101)의 상기 바디(402)는 탄소를 포함하는 나노구조 디바이스(105).
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