| 研究概要 |
本研究ではカーボンナノチューブの電子線エミッタとゲート引出し電極を基板に一体化したゲート付微小電子線源を作製する.カーボンナノチューブは基板に設けた微細孔の底からのみ選択成長させた.この選択成長の技術を用いてゲート付カーボンナノチューブ微小電子線源を簡単につくるプロセスを開発した.
1.カーボンナノチューブのパターン成長
まず,触媒となるFe薄膜の厚さを最適化した.基板表面にパターニングしたFe薄膜で成長を行うことにより,カーボンナノチューブのロッドパターンができた.このロッドは基板とほぼ垂直に配向しており,約50μm成長させても,2.5μmのロッドパターンが上面から観察できた.基板から100μmの位置に引き出し電極を設け電界放出することも確かめた.
2.微細孔からのカーボンナノチューブの選択成長
Cr蒸着膜の上に触媒となるFe薄膜を蒸着してCVDを行ってもカーボンナノチューブは全く成長しないことがわかった.Crをマスクとして微細孔を形成し,微細孔の底からのみ約2μm径のカーボンナノチューブ束を成長させることができた.しかし,カーボンナノチューブ束は基板表面から10μm以上突出し,ひも状に曲がったものとなった.
3.カーボンナノチューブの反応性イオンエッチング
O_2の反応性イオンエッチングで不要なカーボンナノチューブの除去を試みた.エッチング速度は約10μm/minと大きく,カーボンナノチューブ束の外周の方が束の中心よりエッチング速度が大きいことがわかった.このことは、ゲート電極と接触する可能性の大きな周辺部のカーボンナノチューブを選択的に除去できるため望ましい特性である。
現在のところゲート電極とカーボンナノチューブの接触を完全に取り去ることはできていない.今後,カーボンナノチューブの成長時間,O_2の反応性イオンエッチングの条件の最適化を行う必要がある.
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