專利名稱：納米結(jié)構(gòu)體的制造方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在較低的基底溫度下制造納米結(jié)構(gòu)體的方法。更具體而 言，本發(fā)明涉及使用了熱控制阻擋層和可選地使用對(duì)靶基底的表面進(jìn)行 加熱的熱源的方法。術(shù)語(yǔ)"納米結(jié)構(gòu)體(NS)"在這里是作為上位概念使用的，其包含所有 金屬的、半導(dǎo)體的和絕緣的具有高長(zhǎng)徑比的納米結(jié)構(gòu)體，例如單壁和多 壁碳納米管、碳納米纖維、碳納米絲、碳納米束(碳納米管的束)、硅和氧 化硅納米線、氮化鎵納米線、氧化鋅納米線等。術(shù)語(yǔ)"熱源"在這里是 作為上位概念使用的，其代表所有加熱形式，例如基于電阻、光、等離 子等的加熱形式。
背景技術(shù)：
高長(zhǎng)徑比的納米結(jié)構(gòu)體在各種應(yīng)用中具有巨大的潛力。其產(chǎn)生量子 限域、高長(zhǎng)徑比、獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)性質(zhì)等的小尺寸使其高度合 乎如互連、電極、傳感器、納米激光器等應(yīng)用的需要。納米結(jié)構(gòu)體的存在已在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中廣為記載，并被廣泛地研究。據(jù) 報(bào)導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)體可通過(guò)多種技術(shù)合成。 一個(gè)例子是碳納米管，其合成技 術(shù)包括電弧放電、激光汽化、電子束和催化熱解。其他已知方法是使用 化學(xué)氣相沉積(CVD)和等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)。討論碳納米管 的背景信息公開在2000年12月那期的Scientific American (P. G. Collins 等)的第38 45頁(yè)的現(xiàn)有技術(shù)文件"Nanotubes for electronics"中。此文件 公開了碳納米管(CNT)制造方法，其中將基底放置于真空爐或流式管中， 加熱至約50(TC 120(TC的溫度，并可選地在過(guò)渡金屬催化劑的存在下將 含碳?xì)怏w如甲垸引入，在所述催化劑上含碳?xì)怏w分解為碳蒸氣等。 一些 碳蒸氣形成或者凝結(jié)為碳納米管。此催化工藝類似于用于合成大量的各
種材料的納米線的技術(shù)，例如其中催化劑為鎵而原料氣為硅烷的硅納米線(S. Sharma and M.K. Sunkara， Nanotechnology 15(2004) pp 130國(guó)134)和使用了鎵和作為催化劑的鎳以及作為原料氣的氨氣的GaN納米線(F. Sammy, NNIN REU Research accomplishments (2004) pp 112)。這些納米結(jié)構(gòu)體的合成限制為高溫，通常高于500°C。 一個(gè)例子是 公開在國(guó)際專利申請(qǐng)WO 99/65821中的碳納米管生長(zhǎng)技術(shù)，其中公開了 使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)在如玻璃、二氧化硅、石英和硅 等材料上形成碳納米管的方法。此"熱絲"PECVD方法使用了 300°C 70(TC的較高的氣體溫度，以便將碳納米管沉積在例如應(yīng)變點(diǎn)溫度為 666。C的玻璃上。置于材料上的加熱絲直接對(duì)碳納米管要沉積到的材料進(jìn) 行加熱，加熱絲提供在基底上產(chǎn)生等離子所需的能量，因此提供了使用 催化劑將烴類氣體解離并形成碳納米管的機(jī)構(gòu)。然后，其上沉積有碳納 米管的玻璃可以用于平板顯示器的制造。從US 6，858，197可知一種用于單壁和多壁碳納米管的可控圖案形成 和生長(zhǎng)的方法和系統(tǒng)。以由第一選擇金屬構(gòu)成的第一層和催化劑第二層 涂覆基底。第一層的設(shè)置強(qiáng)化了與碳納米管相關(guān)的電導(dǎo)率，也有助于防 止第二層中的催化劑從基底上脫離(lift-off)。氣體溫度通常為800 1畫。C。從US 2005/0109280可知一種替代的碳納米管制作系統(tǒng)和方法。此 納米管形成于承載在經(jīng)過(guò)溫度調(diào)節(jié)的夾盤中的基底中。形成碳納米管后， 立即啟動(dòng)冷卻循環(huán)來(lái)冷卻基底的背面。當(dāng)前技術(shù)包括較高的基底溫度，這使應(yīng)用開發(fā)存在嚴(yán)重的限制。最 近的研究集中于降低合成溫度， 一個(gè)例子是公開在國(guó)際專利申請(qǐng)WO 03/011755中的技術(shù)，其中公開了在低至室溫的基底溫度制造碳納米管。 在此通過(guò)參照方式將WO 03/011755的內(nèi)容全部引入。在WO 03/011755公開后，已有利用低于30(TC的低基底溫度的類似 技術(shù)的報(bào)導(dǎo)，如New Journal of Physics的2003期153.1頁(yè)(S. Hofmann, B. Kleinsorge， C. Ducati and J. Robertson)禾卩Applied Physics Letter的2004期 1244頁(yè)(T.M. Minea, S. Point, A. Granier and M. Touzeau)所報(bào)導(dǎo)的，其中兩
種技術(shù)均顯示出有缺陷的碳納米管，我們相信這是由于較低的溫度所致。從CN 1448334可知另一種用于在基底材料上直接低溫合成碳納米 管的工藝。此文件公開了在多層基底上直接生長(zhǎng)碳納米管。三層金屬層 包括位于基底上的一層金屬載體層、 一層覆蓋金屬層以及夾在兩者之間 的一層活性金屬催化劑層?；钚越饘俅呋瘎镕e、 Co、 Ni或其合金，金 屬載體層和覆蓋金屬層可以為Au、 Ag、 Cu、 Pd、 Pt或其合金，這三層 可以通過(guò)真空濺射、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、絲網(wǎng)印刷或電鍍形 成。設(shè)計(jì)和改進(jìn)本發(fā)明的目的是提供一種用于形成和生長(zhǎng)碳納米管的改 良的低溫PECVD工藝。發(fā)明內(nèi)容從第一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及一種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方 法，其包括在基底上設(shè)置熱控制阻擋層并形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材 料。所述熱控制阻擋層有助于確?；诇囟缺３衷谙鄬?duì)較低的溫度并由 此擴(kuò)大了可用于形成所述基底的材料的范圍。因此，所述熱控制阻擋層 降低了對(duì)基底的熱效應(yīng)。在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中基 底溫度優(yōu)選低于350°C 。至少在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，現(xiàn)在能夠在保持低缺陷水平的情 況下將納米結(jié)構(gòu)體或納米材料沉積到溫度較低的基底上，增加了碳納米 管制造的商業(yè)潛力，尤其是將納米結(jié)構(gòu)體或納米材料應(yīng)用到那些不能使 用已知高溫沉積法的有重要商業(yè)意義的材料時(shí)。本發(fā)明由于生長(zhǎng)速率增 加還可以獲得納米結(jié)構(gòu)體合成的更高產(chǎn)率和產(chǎn)量。所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料通常形成在所述熱控制阻擋層上。所述熱控制阻擋層優(yōu)選以實(shí)質(zhì)連續(xù)層方式設(shè)置，從而確?；自谄?整個(gè)表面上都得到保護(hù)。所述熱控制阻擋層可以使用任何合適的技術(shù)進(jìn) 行施用。不過(guò)，優(yōu)選所述熱控制阻擋層是沉積在基底上的。例如，所述 熱控制阻擋層可以濺射到基底上。所述熱控制阻擋層優(yōu)選具有實(shí)質(zhì)上均勻的厚度。所述熱控制阻擋層
的厚度優(yōu)選為3nm以上；5nm以上；10nm以上；20nm以上；30 nm 以上；50nm以上；100nm以上；或200nm以上。在需要額外保護(hù)的應(yīng) 用中，可以增加所述熱控制阻擋層的厚度。所述熱控制阻擋層的厚度可 以為500 nm以上。所述熱控制阻擋層優(yōu)選為金屬(如鈦)、半導(dǎo)體或電介質(zhì)材料。本發(fā)明的方法優(yōu)選包括在所述熱控制阻擋層上設(shè)置催化劑以促進(jìn)納 米結(jié)構(gòu)體或納米材料形成的另一步驟。該催化劑可以在形成納米結(jié)構(gòu)體 或納米材料前施用；或者在形成納米材料或納米結(jié)構(gòu)體時(shí)進(jìn)行施用。該 催化劑可以例如以粒徑為0.1一 ljum的粉末形式提供。可以使用常規(guī)光 刻技術(shù)來(lái)使催化劑形成圖案。所述催化劑可以為金屬，例如過(guò)渡金屬。所述催化劑可以例如為選 自由鎳(N')、鈷(Co)和鐵(Fe)組成的組的金屬或金屬混合物。當(dāng)然，可以 選擇催化劑以促進(jìn)所需納米結(jié)構(gòu)體的形成。鎳(Ni)、鐵(Fe)和鈷(Co)通常 用于碳納米管生長(zhǎng)；而鎵(Ga)或金(Au)可以用于硅納米線。同樣地，可以 將不同的材料用于氧化鋅(ZnO)納米線。在某些實(shí)施方式中，所述熱控制阻擋層足以將基底溫度維持在低于 350°C。不過(guò)，進(jìn)行額外的冷卻基底的步驟也是合適的。這可以通過(guò)向冷 卻井供應(yīng)冷卻劑(如水或氦氣)來(lái)進(jìn)行?？梢栽诨椎恼嬖O(shè)置熱控制阻擋 層，而冷卻基底的背面。優(yōu)選在形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中進(jìn) 行冷卻基底的步驟。最優(yōu)選的是，在整個(gè)過(guò)程中實(shí)質(zhì)上連續(xù)地進(jìn)行冷卻 基底的步驟。所述冷卻優(yōu)選控制為確?；椎膶?shí)質(zhì)上均勻冷卻。在形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中基底的溫度可以低于275'C; 225°C; 175t:或125。C?；椎臏囟葍?yōu)選在形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的 過(guò)程中達(dá)到最高。可以在形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料后立即啟動(dòng)基底的冷卻。不過(guò)， 優(yōu)選地，在形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中進(jìn)行基底的冷卻。這樣， 所述熱控制阻擋層可以將基底保持在相對(duì)較低的溫度同時(shí)使納米結(jié)構(gòu)體 或納米材料得以形成。等離子將導(dǎo)致熱控制阻擋層的表面和/或催化劑得到加熱。不過(guò)，所
述方法可以包括對(duì)熱控制阻擋層和/或催化劑進(jìn)行額外加熱的步驟。例如， 可以通過(guò)激光；紅外光；或熱絲，進(jìn)行所述額外加熱。所述熱控制阻擋層可以具有光反射性。因此，此阻擋層可以反射光， 例如來(lái)自紅外燈的光，從而保持基底冷卻并且如有催化劑存在時(shí)可以促 進(jìn)催化劑的加熱。所述熱控制阻擋層可以為絕熱體。當(dāng)然，所述熱控制 阻擋層可以既具有光反射性又為絕熱體。所述方法可以包括在基底上設(shè)置至少一個(gè)器件的額外步驟。所述至 少一個(gè)器件例如可以為電子元件，如晶體管。所述熱控制阻擋層優(yōu)選設(shè) 置在所述至少一個(gè)器件的上面。所述至少一個(gè)器件優(yōu)選被所述熱控制阻 擋層至少實(shí)質(zhì)上覆蓋。所述納米材料或納米結(jié)構(gòu)體可以在兩個(gè)以上的此 類器件之間形成互連。可以在基底上設(shè)置一層或一層以上的接觸層從而 將所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料連接到所述至少一個(gè)器件。所述基底例如可以為塑料材料。從另一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及一種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方 法，其包括在設(shè)置在基底上的至少一個(gè)器件的上面設(shè)置熱控制阻擋層并 形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料。所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料通常形成 在所述熱控制阻擋層上。在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中基底溫度優(yōu)選低于 350°C 。所述熱控制阻擋層可以在不能有效地冷卻基底的情況下提供充分 的保護(hù)而將基底溫度維持在低于35(TC。不過(guò)，在某些實(shí)施方式中，所述 方法可以包括冷卻基底的步驟。優(yōu)選在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料 的過(guò)程中冷卻基底?；變?yōu)選是均勻冷卻的。所述方法可以包括加熱所述熱控制阻擋層的步驟。盡管用于形成所 述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的等離子將導(dǎo)致加熱，但是額外的加熱也是合 適的。所述熱控制阻擋層優(yōu)選以實(shí)質(zhì)連續(xù)層方式提供?？梢允褂萌魏魏线m 的技術(shù)來(lái)施用熱控制阻擋層，但是優(yōu)選為濺射到熱控制阻擋層上。所述 熱控制阻擋層的厚度優(yōu)選為3nm以上；5nm以上；10nm以上；20 nm 以上；30nm以上；50nm以上；100nm以上；或200nm以上。所述熱
控制阻擋層例如可以為鈦層。所述設(shè)置在基底上的至少一個(gè)器件優(yōu)選至少實(shí)質(zhì)上被所述熱控制阻 擋層覆蓋。所述至少一個(gè)器件優(yōu)選為電子元件，如晶體管。從又一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及一種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方 法，其包括在基底的第一表面設(shè)置熱控制阻擋層并形成所述納米結(jié)構(gòu)體 或納米材料，其中在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中將基底的 第二表面冷卻。所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料通常形成在所述熱控制阻擋 層上?；椎牡诙砻娴睦鋮s優(yōu)選在整個(gè)所述表面上均勻地進(jìn)行。這有助 于確保所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的均勻形成。在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中基底溫度優(yōu)選低于350°C 。所述熱控制阻擋層可以在不能有效地冷卻基底的情況下提供充分 的保護(hù)而將基底溫度維持在低于350°C 。不過(guò)，在某些實(shí)施方式中，所述方法可以包括冷卻基底的步驟。優(yōu) 選在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中冷卻基底。優(yōu)選通過(guò)將冷 卻劑弓I入冷卻井中來(lái)將所述第二表面冷卻。所述方法可以包括在所述第 二表面與承載所述基底的表面之間的界面處引入氣體的額外步驟。所述 氣體可以為氫氣或氦氣。所述方法可以包括加熱所述熱控制阻擋層的額外步驟。盡管用于形 成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的等離子將導(dǎo)致加熱，但是額外的加熱也 是合適的。優(yōu)選在所述基底的第一面上設(shè)置至少一個(gè)器件。所述至少一個(gè)器件 優(yōu)選至少實(shí)質(zhì)上被所述熱控制阻擋層覆蓋。所述至少一個(gè)器件優(yōu)選為電 子元件，如晶體管。從另一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及一種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方 法，所述方法包括在基底的第一表面上形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料 并冷卻所述基底的第二表面；其中，在所述第二表面與承載所述基底的 表面之間的界面處引入氣體。在界面處所引入的氣體優(yōu)選為氫氣。優(yōu)選將承載所述基底的表面冷卻以實(shí)現(xiàn)所述基底的第二表面的冷
卻?？梢酝ㄟ^(guò)將冷卻劑引入冷卻井中來(lái)冷卻所述表面。優(yōu)選地，在形成 所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中將所述第二表面冷卻。此處所述的方法可以包括將催化劑施用到熱控制阻擋層的額外步 驟。所述催化劑可以與所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的形成同步施用或者 可以在所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料形成前施用。從又一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及一種用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料 的組件或結(jié)構(gòu)體，其包含基底和熱控制阻擋層。所述熱控制阻擋層的厚度優(yōu)選為3nm以上；5nm以上；10 nm以上；20 nm以上；或30 nm以上?？梢栽谒龌咨显O(shè)置至少一個(gè)器件，如電子元件。從再一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及一種用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料 的組件，所述組件包含基底和至少一個(gè)器件；其中，熱控制阻擋層至少 實(shí)質(zhì)上覆蓋所述基底和所述至少一個(gè)器件。所述至少一個(gè)器件可以為電子元件，如晶體管。所述組件還可以包 含用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的催化劑?？梢灾貜?fù)此處所述的步驟來(lái)建立多層結(jié)構(gòu)體，如微處理器。可以進(jìn) 行中間研磨步驟以提供適用于設(shè)置另一熱控制阻擋層的表面，在所述另 一熱控制阻擋層上可以形成額外的納米結(jié)構(gòu)體或納米材料。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供了一種由使用含碳?xì)怏w等離子的等離子 增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積來(lái)形成碳納米管的方法，其中所述碳納米管不形成在 溫度為35(TC以上的基底上。所述含碳?xì)怏w可以在原位生長(zhǎng)環(huán)境之外分 解，而以激發(fā)態(tài)或"熱等離子"狀態(tài)進(jìn)入生長(zhǎng)區(qū)從而促進(jìn)生長(zhǎng)過(guò)程。碳 源也可以呈等離子束、或等離子弧、或帶有激發(fā)態(tài)碳離子或自由基的分 子蒸氣的形式。顯然，當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施加至可選區(qū)域的熱量以及材料結(jié) 構(gòu)的控制時(shí)，本發(fā)明可以擴(kuò)展至大量的其他材料和應(yīng)用。此處所述的方法使得可以進(jìn)行可選地利用來(lái)自熱源的可選加熱的納 米結(jié)構(gòu)體的合成，并可進(jìn)行將熱控制阻擋層用于有效熱預(yù)算控制的阻熱。 此工藝通用于生長(zhǎng)由金屬、半導(dǎo)體材料或絕緣材料所構(gòu)成的所有形式的 納米材料和納米結(jié)構(gòu)體，如納米管和納米線。此方法適合制造傳感器和
集成電路。不過(guò)，此處限定的本發(fā)明不應(yīng)解釋為局限于這些特定應(yīng)用。根據(jù)此處所述方法制得的納米結(jié)構(gòu)體例如可以是由使用含碳?xì)怏w等離子的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積而形成的碳納米管或碳納米線。從另一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的設(shè)備，所述設(shè)備包含等離子室、至少一個(gè)熱源和用于安放基底的夾盤；其中，所述夾盤是可互換的。從又一方面來(lái)看，本發(fā)明涉及用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的設(shè)備，所述設(shè)備包含等離子室、至少一個(gè)熱源和用于安放基底的夾盤；其 中，設(shè)置了用于使所述基底均勻冷卻的冷卻井。所述冷卻井優(yōu)選適用于 在納米結(jié)構(gòu)體或納米材料形成時(shí)提供基底的均勻冷卻。所述設(shè)備優(yōu)選還 包含用于向處于夾盤與安放在所述夾盤內(nèi)的基底之間的界面供應(yīng)氣體的 出口。優(yōu)選提供如氫氣或氦氣等氣體的供應(yīng)。所述設(shè)備優(yōu)選設(shè)有用于向夾盤有選擇地供應(yīng)能量的RF (射頻)和 DC (直流)電源?？梢栽O(shè)置開關(guān)以使得可以選擇合適的電源。此處所用的術(shù)語(yǔ)"熱控制阻擋層"和"熱阻擋層"具有相同的意思。 本發(fā)明還涉及根據(jù)此處所述的方法所制得的元件/組件/設(shè)備。


為了闡釋本發(fā)明并且使本領(lǐng)域技術(shù)人員更容易理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明， 現(xiàn)將參照以下附圖僅通過(guò)非限制性實(shí)例方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō) 明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的適用于在基底上形成和生長(zhǎng)碳 納米管的直流等離子室的示意圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的位于鈦熱阻擋層上的鎳催化 劑的示意圖。圖2B是在阻擋層厚度影響下的熱阻擋層的阻熱效果的模擬圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的在直流乙炔/氮?dú)?氫氣等離子中在低于350。C的溫度時(shí)在鎳催化劑顆粒上制得的碳納米管的典型的掃描電子顯微照片(SEM)。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的以直流PECVD制得的納米管 的典型的透射電子顯微照片(TEM)。圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的以直流PECVD制得的納米管 的典型的透射電子顯微照片，其顯示了沿納米管軸向排列的單原子石墨 層(graphene layer )。圖5顯示了具有多個(gè)電源的PECVD系統(tǒng)的替代構(gòu)造的示意圖。圖6是使用碳納米管作為微電子技術(shù)中的"穿越晶片式(cross wafer)" 通孔(互連)的示意圖，熱阻擋層將器件與過(guò)高溫度隔離。圖7是納米管用作傳感器平臺(tái)且利用熱阻擋層保護(hù)驅(qū)動(dòng)器件和基底 的實(shí)例的示意圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的適用于在基底上形成和生長(zhǎng)碳 納米管的帶有集成的光學(xué)熱源的等離子室的示意圖。 圖9是用于圖8所示的等離子室的夾盤的示意圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施方式的說(shuō)明在此實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在低于35(TC的低基底溫度下沉積 低缺陷水平的碳納米管，但并不局限于此。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而 易見的是本發(fā)明可以擴(kuò)展至其他材料。首先參照?qǐng)D1，如圖所示使用了自建直流PECVD系統(tǒng)3的等離子室 1。真空室外殼能夠利用由真空泵入口 5處的手動(dòng)釋放閥(未示出)所控制 的壓力進(jìn)行排空。此室具有用于接收需要的氣體或氣體混合物(通常為烴 類氣體，如乙炔C2H2)流的氣體入口 7。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見 的是可以使用任何含碳?xì)怏w。接地電極(陽(yáng)極)9也是設(shè)置在室1的上部中的噴頭的一部分，而接電 (負(fù)偏壓的)電極(陰極)ll設(shè)置在此室的下部中并連接到合適的電源13。在 此實(shí)施方式中，所用的電源為600W的Glassman電源單元(PSU)。如圖2A所示，將500 nm的鈦熱阻擋層17濺射涂覆在基底15上， 之后再濺射涂覆鎳薄膜層19。鎳膜層19是用于形成納米管(NT)的催化劑。
基底15的厚度為1000 nm;催化劑19的厚度為10 nm。熱控制阻擋層17(在 此實(shí)施方式中以鈦層的形式)利用了較低的熱導(dǎo)率性質(zhì)。此實(shí)施方式中所 用的基底15為硅基底，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是可以使 用任何其他基底。催化劑19和熱阻擋層17的選擇并不局限于鎳和鈦， 這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。將基底15放置在較低的電極(陰極)ll上并將室1排空。使用如質(zhì)量 流控制器等合適的裝置，使乙炔、氮?dú)夂蜌錃夥謩e以3、100和100 sccm(立 方厘米/分)的速率流入室1中。為了點(diǎn)燃等離子，將電壓設(shè)置為500 V的直流電源接通。當(dāng)?shù)入x子 點(diǎn)燃后，將氣體流速調(diào)整為提供約5托的工作壓力并將直流電源調(diào)整為 在550 V恒壓運(yùn)行以維持等離子。電位差在某種程度上決定了碳納米管 的生長(zhǎng)和排列方向。是溫度非常高的等離子提供了產(chǎn)生室1中氣體的所需反應(yīng)所必需的 能量，由此使PECVD系統(tǒng)將解離的烴類物質(zhì)和碳離子輸送到基底并由催 化劑引發(fā)碳納米管的生長(zhǎng)。類似地，加熱表面的方式不僅僅局限于等離 子，可以采用熱絲、紅外燈、激光等形式，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言 是顯而易見的。此實(shí)施方式中，在點(diǎn)燃等離子時(shí)電極9、 11上的基底15的溫度低于 350°C。此較低的基底溫度使大量的以前不能適用的基底得以用于碳納米 管沉積。本實(shí)施方式中的基底沒(méi)有經(jīng)歷特意的冷卻。因此，對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員而言顯而易見的是，如圖2B所示，可以利用合適的冷卻機(jī)構(gòu)將基 底溫度降至室溫以下。在所進(jìn)行的不同的工藝試驗(yàn)中，使用了 250 420'C的多個(gè)溫度。不 過(guò)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是可以使用更高或更低的溫度。 另外，使用了 10 30分鐘的多個(gè)工藝時(shí)間。我們使用了 1 10托的典型 工作壓力。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以改變此工作壓力以適合于應(yīng)用。所形成的納米管的表征在日立S-4000場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM) 和飛利浦CM 200透射電子顯微鏡(TEM)上進(jìn)行。TEM所研究的樣品通 過(guò)以下方式制備得到將"生長(zhǎng)狀態(tài)的(as grown)"樣品超聲分散在甲醇
中，然后將一滴懸浮液滴到承載在銅網(wǎng)上的有孔碳膜上。然后將樣品干 燥。在圖3中提供了直流PECVD中生長(zhǎng)在保持于35(TC的基底上的碳納 米管的SEM顯微照片。碳納米管為了支撐而聚集成束，但是對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員而言顯而易見的是，可以通過(guò)施加的電壓來(lái)控制排列。TEM研究顯示了產(chǎn)生的碳納米管的成束。直流PECVD產(chǎn)生的納米 管的典型的透射電子顯微照片如圖4A所示。圖4B顯示了碳納米管的高 倍放大圖像，揭示了排列在管軸向的納米管的多層石墨壁。發(fā)現(xiàn)了沿碳 納米管軸向的石墨片的典型的0.34nm的層間間隔。產(chǎn)生的碳納米管的典 型長(zhǎng)度為0.5 5 |im，直徑為5 15nm。調(diào)整工藝參數(shù)，如沉積時(shí)間、氣 流、催化劑顆粒狀態(tài)、氣體濃度等，可以改變碳納米管的長(zhǎng)度和厚度。從討論的方法中已顯示出直流等離子可以產(chǎn)生如下的碳納米管所 述碳納米管在保持低缺陷水平的情況下生長(zhǎng)在保持于低于350°C的溫度 甚至可能低至室溫的基底15上。此低溫等離子增強(qiáng)CVD方法適合于以 下情況當(dāng)碳納米管生長(zhǎng)點(diǎn)的溫度允許使用溫敏基底時(shí)或當(dāng)需要低缺陷 碳納米管時(shí)，通過(guò)利用金屬催化效應(yīng)有選擇地生長(zhǎng)排列良好的碳納米管。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也顯而易見的是，所述構(gòu)造并不局限于此實(shí) 施方式中所述的構(gòu)造。圖5顯示了改進(jìn)的構(gòu)造，其中在具有冷卻機(jī)構(gòu)25 的同時(shí)配置了多個(gè)電源21、 23來(lái)提供等離子加熱。在此實(shí)施方式未提及 的其他可能構(gòu)造中，還可以以光(例如激光、鹵素?zé)舻?、電阻加熱(例如 加熱絲等)和其他的形式提供能源。第二實(shí)施方式的說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施方式，本發(fā)明可以在微電子技術(shù)中所用的互連27的應(yīng) 用中使低缺陷碳納米管在低于35(TC的低基底溫度下沉積?；ミB在集成電 路中用于負(fù)載大電流密度。由于碳納米管的共價(jià)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生較多的電 遷移、并具有高載流能力和在面對(duì)高電流時(shí)產(chǎn)生低阻抗的彈道電子輸送 能力，所以碳納米管是合適的材料。微電子工藝經(jīng)常要求基底溫度保持 在低于45(TC以避免硅中摻雜物通過(guò)創(chuàng)建更多的空位而過(guò)多擴(kuò)散。 圖6顯示了使用低熱導(dǎo)率材料將加熱元件與相鄰器件29(如晶體管等) 隔離?；ミB27的位置可以通過(guò)己有光刻技術(shù)來(lái)勾畫出輪廓。熱阻擋層17可以使用標(biāo)準(zhǔn)沉積技術(shù)來(lái)鋪設(shè)并有效地覆蓋要保護(hù)的 區(qū)域。催化劑19鋪設(shè)在碳納米管將要沉積的位置?？梢圆捎玫入x子或者頂加熱技術(shù)來(lái)合成碳納米管。熱阻擋層17創(chuàng)造 了熱梯度，這避免了過(guò)多的熱量到達(dá)相鄰器件。生長(zhǎng)碳納米管后，頂面可以通過(guò)化學(xué)機(jī)械研磨來(lái)除去(如果需要)以便 進(jìn)一步沉積頂部接觸層。也可以根據(jù)本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)使用混合的碳納 米管-金屬互連以強(qiáng)化導(dǎo)電工藝。 一旦排列的碳納米管得以生長(zhǎng)，這將得 以實(shí)現(xiàn)，沉積回填的合適金屬以進(jìn)一步促進(jìn)導(dǎo)電。也可以設(shè)計(jì)互連27來(lái) 連通單片集成電路上的層間"電子"。此時(shí)，碳納米管生長(zhǎng)在預(yù)定的通孔 (通常用金屬如銅填充的空腔)中，其中首先設(shè)置阻擋層，在其頂部上沉積 促進(jìn)碳納米管在低溫下生長(zhǎng)的催化劑層。此金屬生長(zhǎng)可以通過(guò)如電沉積 等溶液法或者如濺射或蒸發(fā)等物理法來(lái)進(jìn)行。 一旦生長(zhǎng)出合適長(zhǎng)度的碳 納米管，可能需要采用機(jī)械研磨如CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)來(lái)使表面平整。 也可能需要采用另一金屬層來(lái)將碳納米管連接到集成電路上的目標(biāo)金屬 軌道(metal track)。第三實(shí)施方式的說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施方式，本發(fā)明在傳感平臺(tái)的應(yīng)用中使碳納米管或替代 的納米線在低于35(TC的低基底溫度下沉積在層28上。碳納米管或其他 納米線由于其獨(dú)特的性質(zhì)和高長(zhǎng)徑比(這導(dǎo)致表面積增加)被用作化學(xué)、機(jī) 械等傳感器的材料。在此實(shí)施方式中，使用了例如塑料等溫敏基底15。 在基底15上設(shè)置了多個(gè)器件29。溫敏材料的使用不局限于基底并且可以 擴(kuò)展至有源器件，例如此應(yīng)用中所用的有機(jī)晶體管。參照?qǐng)D7，熱阻擋層17可以描述為包圍著器件區(qū)域。將催化劑置于 所需區(qū)域并使用與第一實(shí)施方式類似的技術(shù)沉積納米管。接觸層18設(shè)置 用于連接在基底15上設(shè)置的器件29。自上而下的加熱和底部冷卻方法有效地同時(shí)保護(hù)了器件區(qū)域和基 底。這樣沉積的納米管此時(shí)可以以其當(dāng)前形式或通過(guò)經(jīng)化學(xué)方法的表面
功能化來(lái)加以利用。利用合適的功能化，其可以用于檢測(cè)病毒、抗體或 氣體。其還可以用于在化學(xué)電池中通過(guò)周圍環(huán)境收集能量，或者用合適 的涂層收集太陽(yáng)能。還可以制作根據(jù)與納米管的變形相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行工 作的壓力傳感器。還可以將納米管用于傳遞RF信號(hào)，或者在所謂的EEG(腦電圖)或ECG(心電圖)裝置中用作小型化生物電位傳感器。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以發(fā)明將此平臺(tái)技術(shù)用于多種應(yīng)用的多種器件結(jié)構(gòu)。熱阻擋層17的使用實(shí)現(xiàn)了納米管的大面積沉積，這有效地增加了傳 感器的效率。第四實(shí)施方式的說(shuō)明根據(jù)第四實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在低于35(TC的低基底溫度下沉 積低缺陷水平的碳納米管，但并不局限于此。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯 而易見的是本發(fā)明可以擴(kuò)展至其他材料。在此實(shí)施方式中采用了一個(gè)或 多個(gè)紅外燈的形式的光學(xué)熱源。參照?qǐng)D8，此PECVD系統(tǒng)包含容納此系統(tǒng)的元件的室31。室31的 壁33可以根據(jù)工藝的需要進(jìn)行加熱或冷卻。此系統(tǒng)主要包含氣體入口 35和出口37。工藝氣體經(jīng)入口 35進(jìn)入并通過(guò)噴頭39均勻分布。然后工 藝壓力通過(guò)使用位于泵送系統(tǒng)前的氣體出口 37處的節(jié)流閥而得以維持。 可以通過(guò)處理室的多管泵送(manifoldpumping)來(lái)迸一步提高氣體分布 均勻性。電能通過(guò)使樣品熱附著到冷卻臺(tái)的電極43輸送到等離子。所輸送的 電能可以是RF 45或DC 47源的形式，這可以通過(guò)電源開關(guān)49進(jìn)行控制。 冷卻臺(tái)可以由任何冷卻氣或冷卻液驅(qū)動(dòng)，因此基底的溫度由冷卻劑流51 控制。從基底到冷卻臺(tái)的熱傳遞可以通過(guò)控制如氫氣等熱界面氣體53來(lái) 進(jìn)一步優(yōu)化。熱源是由紅外(IR)燈55提供的光學(xué)加熱的形式?？梢允褂?反射器57使紅外線直射到樣品來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化光學(xué)加熱。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人 員而言顯而易見的是可以調(diào)節(jié)光源波長(zhǎng)來(lái)提供最優(yōu)的加熱。在此實(shí)施方式中，光學(xué)熱源集成到噴頭中?？梢匀我馐褂脟婎^組件 59或護(hù)罩61或室31作為陽(yáng)極來(lái)產(chǎn)生等離子。這種情況下的等離子可以 用于排列納米管。
此實(shí)施方式中的熱控制阻擋層將基于熱導(dǎo)率或如發(fā)射率或吸收等光 學(xué)性質(zhì)。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見的是對(duì)使用阻擋膜的熱控制 的選擇將受制于熱源。此具體實(shí)施方式
中的阻擋膜將由此可以在反射(以 光學(xué)形式)或阻礙向基底傳熱的同時(shí)優(yōu)化催化劑的熱吸收。如圖9所示，基底15由第一和第二卡裝部件63、 65固定安裝在夾 盤61中。夾盤61設(shè)置有具有入口 69和出口 71的冷卻井67。冷卻液73 經(jīng)入口 69被引入冷卻井67并經(jīng)出口 71離開從而提供均勻的、可控的基 底15背側(cè)冷卻。夾盤61優(yōu)選可與其他夾盤(未示出)互換。如上所述，從基底到夾盤61的熱傳遞可以通過(guò)提供熱界面氣體53 來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化。在本實(shí)施方式中，熱界面氣體為氫氣53，其通過(guò)氣體供 應(yīng)管75供應(yīng)至基底15與夾盤61之間的區(qū)域中。熱界面氣體53優(yōu)選供 應(yīng)至基底15的中心區(qū)域并能夠排出到基底15外邊緣的室31中。熱界面 氣體53通常以室31內(nèi)工藝壓力的1.5倍以上壓力供應(yīng)。設(shè)置至少一個(gè)溫度傳感器77來(lái)測(cè)量基底15的下表面的溫度。可以理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可以對(duì)此處 所述的設(shè)備和步驟作出多種變動(dòng)和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方法，所述方法包括在基底上設(shè)置熱控制阻擋層并形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米 材料的過(guò)程中，所述基底的溫度低于35(TC。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述熱控制阻擋層以實(shí)質(zhì) 連續(xù)層方式設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求1、 2或3任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻 擋層沉積在所述基底上。
5. 如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻擋層 的厚度為3nm以上；5nm以上；10 nm以上；20 nm以上；或30 nm 以上。
6. 如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻擋層 為金屬層、半導(dǎo)體層或電介質(zhì)材料層。
7. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在所述熱控 制阻擋層上設(shè)置催化劑的步驟。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述催化劑為金屬或金屬混合
9. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括將所述基底 均勻冷卻的步驟。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納 米材料的過(guò)程中將所述基底冷卻。
11. 如權(quán)利要求9或IO所述的方法，所述方法還包括向冷卻井供應(yīng) 冷卻液以冷卻所述基底。
12. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括加熱所述 熱控制阻擋層和/或所述催化劑的步驟。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，從頂部對(duì)所述熱控制阻擋層 和/或所述催化劑進(jìn)行加熱。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述的加熱所述熱控 制阻擋層和/或所述催化劑的步驟是通過(guò)以下方式進(jìn)行的激光；紅外光; 或熱絲。
15. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻擋層 具有光反射性。
16. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻擋層 為絕熱體。
17. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在所述基 底上設(shè)置至少一個(gè)器件。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述熱控制阻擋層設(shè)置在所 述至少一個(gè)器件的上面。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述至少一個(gè)器件被所述熱 控制阻擋層至少實(shí)質(zhì)上覆蓋。
20. 如權(quán)利要求17、 18或19任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述器件 為電子元件，如晶體管。
21. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，重復(fù)所述步驟以形 成多層結(jié)構(gòu)體。
22. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述基底為塑料材
23. —種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方法，所述方法包括在設(shè)置 在基底上的至少一個(gè)器件的上面設(shè)置熱控制阻擋層并形成所述納米結(jié)構(gòu) 體或納米材料。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納 米材料的過(guò)程中，所述基底的溫度低于35(TC。
25. 如權(quán)利要求23或24所述的方法，所述方法還包括使所述基底 均勻冷卻的步驟。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納 米材料的過(guò)程中將所述基底冷卻。
27. 如權(quán)利要求23 26任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在所述 熱控制阻擋層上設(shè)置催化劑的步驟。
28. 如權(quán)利要求23 27任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括加熱所述熱控制阻擋層和/或所述催化劑的步驟。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中，從頂部對(duì)所述熱控制阻擋層 和/或所述催化劑進(jìn)行加熱。
30. 如權(quán)利要求28或29所述的方法，其中，所述的加熱所述熱控 制阻擋層和/或所述催化劑的步驟是通過(guò)以下方式進(jìn)行的激光；紅外光； 或熱絲。
31. 如權(quán)利要求23 30任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻擋層以實(shí)質(zhì)連續(xù)層方式設(shè)置。
32. 如權(quán)利要求23 31任一項(xiàng)所述的方法，所述熱控制阻擋層沉積在所述熱控制阻擋層上。
33. 如權(quán)利要求23 32任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻擋 層的厚度為3nm以上；5nm以上；10nm以上；20nm以上；或30nm以上。
34. 如權(quán)利要求23 33任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱控制阻擋 層為金屬層、半導(dǎo)體層或電介質(zhì)材料層。
35. 如權(quán)利要求23 34任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)器件被所述熱控制阻擋層至少實(shí)質(zhì)上覆蓋。
36. 如權(quán)利要求23 35任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)器件為電子元件，如晶體管。
37. —種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方法，所述方法包括在基底 的第一表面上設(shè)置熱控制阻擋層并形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料，其 中，在形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中，將所述基底的第二表 面冷卻。
38. 如權(quán)利要求37所述的方法，其中，將所述第二表面均勻冷卻。
39. 如權(quán)利要求37或38所述的方法，其中，通過(guò)將冷卻劑引入冷 卻井將所述第二表面冷卻。
40. 如權(quán)利要求37、 38或39任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括 在所述第二表面與承載所述基底的表面之間的界面處引入氣體的步驟。
41. 如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述氣體為氫氣。
42. 如權(quán)利要求37 41任一項(xiàng)所述的方法，其中，在形成所述納米 結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中，所述基底的溫度低于350°C。
43. 如權(quán)利要求37 42任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在所述 熱控制阻擋層上設(shè)置催化劑的步驟。
44. 如權(quán)利要求37 43任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括加熱所 述熱控制阻擋層和/或所述催化劑的步驟。
45. 如權(quán)利要求44所述的方法，其中，從頂部對(duì)所述熱控制阻擋層和/或所述催化劑進(jìn)行加熱。
46. 如權(quán)利要求44或45所述的方法，其中，所述的加熱所述熱控 制阻擋層和/或所述催化劑的步驟是通過(guò)以下方式進(jìn)行的激光；紅外光； 或熱絲。
47. 如權(quán)利要求37 46任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述基底的第 一面上設(shè)置至少一個(gè)器件。
48. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述至少一個(gè)器件被所述熱 控制阻擋層至少實(shí)質(zhì)上覆蓋。
49. 如權(quán)利要求47或48所述的方法，其中，所述至少一個(gè)器件為 電子元件，如晶體管。
50. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述納米結(jié)構(gòu)體是 通過(guò)使用含碳?xì)怏w等離子的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成的碳納米管或 碳納米線。
51. —種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方法，所述方法包括在基底 的第一表面上形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料并冷卻所述基底的第二表 面；其中，在所述第二表面與承載所述基底的表面之間的界面處引入氣體。
52. 如權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述氣體為氫氣。
53. 如權(quán)利要求51或52所述的方法，其中，在形成所述納米結(jié)構(gòu) 體或納米材料的過(guò)程中，將所述第二表面冷卻。
54. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括控制穿過(guò) 所述基底的電場(chǎng)以排列所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的步驟。
55. —種通過(guò)使用氣體等離子的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積來(lái)形成納 米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方法，其中，所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料不形成 在溫度為35(TC以上的基底上。
56. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法制得的結(jié)構(gòu)體或組件。
57. —種用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的組件或結(jié)構(gòu)體，所述組 件或結(jié)構(gòu)體包含基底和熱控制阻擋層。
58. 如權(quán)利要求57所述的組件或結(jié)構(gòu)體，其中，所述熱控制阻擋層 的厚度為3nm以上；5nm以上；10 nm以上；20 nm以上；或30 nm 以上。
59. 如權(quán)利要求57或58所述的組件或結(jié)構(gòu)體，所述組件或結(jié)構(gòu)體 還包含至少一個(gè)器件。
60. —種用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的組件，所述組件包含基 底和至少一個(gè)器件；其中，熱控制阻擋層至少實(shí)質(zhì)上覆蓋所述基底和所 述至少一個(gè)器件。
61. 如權(quán)利要求59或60所述的組件，其中，所述至少一個(gè)器件為 電子元件，如晶體管。
62. 如權(quán)利要求57 61任一項(xiàng)所述的組件，所述組件還包含用于形 成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的催化劑。
63. 用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的設(shè)備，所述設(shè)備具有等離子 室、至少一個(gè)熱源和用于安放基底的夾盤；其中，所述夾盤是可互換的。
64. 用于形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的設(shè)備，所述設(shè)備包含等離子 室、至少一個(gè)熱源和用于安放基底的夾盤；其中，設(shè)置了用于使所述基 底均勻冷卻的冷卻井。
65. 如權(quán)利要求64所述的設(shè)備，其中，所述冷卻井適用于在形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的過(guò)程中使所述基底均勻冷卻。
66. 如權(quán)利要求63、 64或65任一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備還具有 用于向所述夾盤有選擇地供應(yīng)電能的射頻電源和直流電源。
全文摘要
本發(fā)明提供了納米結(jié)構(gòu)體的制造方法和設(shè)備。本發(fā)明涉及一種形成納米結(jié)構(gòu)體或納米材料的方法。所述方法包括在基底(15)上設(shè)置熱控制阻擋層(17)并形成所述納米結(jié)構(gòu)體或納米材料。所述方法，例如，可以用于通過(guò)使用含碳?xì)怏w等離子的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積來(lái)形成碳納米管。在形成所述碳納米管的過(guò)程中，所述基底(15)的溫度可以保持在低于350℃。
文檔編號(hào)C23C16/26GK101213321SQ200680020804
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者本·保羅·延森, 森布提拉切萊格·拉維·希爾瓦, 陳冠佑 申請(qǐng)人:薩里納米系統(tǒng)有限公司