特許 7550440 ナノワイヤ製造装置およびナノワイヤ製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-05

(45)【発行日】2024-09-13

(54)【発明の名称】ナノワイヤ製造装置およびナノワイヤ製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/283 20060101AFI20240906BHJP

   B22F 9/02 20060101ALI20240906BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20240906BHJP

   H01J 9/04 20060101ALN20240906BHJP

   H01J 37/06 20060101ALN20240906BHJP

【ＦＩ】

H01L21/283 Z

B22F9/02 Z

H01B13/00 501Z

H01J9/04 A

H01J37/06 A

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020147169

(22)【出願日】2020-09-01

(65)【公開番号】P2022041761

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2023-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】100167689

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 征二

(72)【発明者】

【氏名】木村 康裕

(72)【発明者】

【氏名】巨 陽

【審査官】早川 朋一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０７５９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３９７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０２６８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２８３

Ｂ２２Ｆ ９／０２

Ｈ０１Ｂ １３／００

Ｈ０１Ｊ ９／０４

Ｈ０１Ｊ ３７／０６

Ｂ８２Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エレクトロマイグレーションによる原子拡散によりナノワイヤを製造するナノワイヤ製造装置であって、
ナノワイヤ製造装置は、内部に空間を有する部材を含み、
部材は、
ナノワイヤ材料を空間に供給する供給口と、
空間に供給されたナノワイヤ材料をナノワイヤとして射出する少なくとも一つの射出口と、
を含む、
ナノワイヤ製造装置。

【請求項2】

部材の射出口から相対する端部方向に空間を観た時に、当該方向に垂直な空間の断面積が、
射出口側から空間の端部まで同じである、
または、
射出口側から空間の端部へ向かって徐々に大きくなる部分を含む、
請求項１に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項3】

導電膜を更に含み、
導電膜は、射出口を介して部材の空間側と外側に連続して積層している部分を含む、
請求項１または２に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項4】

導電膜は、空間側に積層された場所から供給口に連続して積層している、
請求項３に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項5】

部材は、
供給口を含む第１部材と、
射出口を含む第２部材と、
を含み、
第１部材に第２部材を接合して空間が規定される、
請求項１に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項6】

導電膜を更に含み、
第２部材は、第１部材に接合される第１面を含み、
導電膜は、第１面の第１部材が接合される場所を介して空間側と外側に連続して積層している部分を含む、
請求項５に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項7】

導電膜を更に含み、
第２部材は、
第１部材に接合される第１面と、
第１面に対向する第２面と、
を含み、
導電膜は、射出口を介して第１面から第２面に連続して積層している部分を含む、
請求項５に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項8】

第１部材は、空間を規定する第３面を含み、
導電膜は、第３面の第２部材が接合される場所から供給口に連続して積層している部分を含む、
請求項６または７に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項9】

導電膜の導電率に対するナノワイヤ材料の導電率の比が、５～２０である、
請求項３、４、６～８の何れか１項に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項10】

導電膜が、窒化チタン膜である、
請求項３、４、６～９の何れか１項に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項11】

アタッチメントを更に含み、
アタッチメントは、
射出口から射出されたナノワイヤが入る入口と、
ナノワイヤが出る出口と、
を含み、
出口は、射出口の形状とは異なる、
請求項１～１０の何れか１項に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項12】

射出口が、複数である、
請求項１～１１の何れか１項に記載のナノワイヤ製造装置。

【請求項13】

エレクトロマイグレーションによる原子拡散によりナノワイヤを製造するナノワイヤ製造装置を用いたナノワイヤ製造方法であって、
ナノワイヤ製造装置は、内部に空間を有する部材を含み、
部材は、
ナノワイヤ材料を空間に供給する供給口と、
空間に供給されたナノワイヤ材料をナノワイヤとして射出する少なくとも一つの射出口と、
を含み、
ナノワイヤ製造方法は、
ナノワイヤ材料を供給口から空間に供給する供給工程と、
ナノワイヤ材料にエレクトロマイグレーションを発生させるための電流を印加する電流印加工程と、
エレクトロマイグレーションによってナノワイヤ材料を移動させて射出口からナノワイヤを射出させる射出工程と、
を含む、ナノワイヤ製造方法。

【請求項14】

射出工程中に、ナノワイヤ材料を供給口から空間に供給する、
請求項１３に記載のナノワイヤ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願における開示は、ナノワイヤ製造装置およびナノワイヤ製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子・情報・エレクトロニクス分野などの各種工業分野において、例えば、ナノ電子部品、ナノ磁性材料、集積回路の配線等に、金属ナノワイヤが要求され、その研究開発が広く行われている。

【0003】

また、金属は、熱伝導性や展延性・焼結性に富んだ加工性に加え、体積強度比、環境負荷の少ないリサイクル性・補修性などの特徴を有している。そのため金属ナノワイヤは、集積回路の配線のみならず、ナノ・マイクロスケールにおいても金属の特性を発揮する機械材料としても期待されている。

【0004】

さらに、より長い金属ナノワイヤを用いることで、例えば、電子顕微鏡のフィラメント、電子部品のボンディングワイヤ、医療用ナノナイフ、重力波望遠鏡の構成部品であるヒートリンク等といった新たな産業分野においての利用が期待されている。

【0005】

特許文献１および特許文献２には、金属配線に高密度電子流を与えてエレクトロマイグレーション（以下、「ＥＭ」と記載することがある。）によって金属ナノワイヤを製造する方法が記載されている。詳細には、（１）金属配線にＥＭと呼ばれる電子流を発生させて、金属原子を移動させ、（２）移動した金属原子が蓄積され高圧力が発生し、（３）その高圧力を利用し、金属原子を物理的に拘束して集約させ、成長させることによって金属ナノワイヤを製造する、ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００６－０７５９６１号公報

【文献】特開２００６－２３９７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１および特許文献２には、ナノワイヤを製造するデバイスが記載されている。デバイスは、電流入出力用パッド間にアルミニウム配線を設け、アルミニウム配線の上に絶縁層を積層している。そして、デバイスの絶縁層は、アルミニウム配線上に開口を備えている。

【0008】

そのため、特許文献１および特許文献２に記載のデバイスでは、電流入出力用パッド間に電位を印加することで、ＥＭが発生し、アルミニウムのナノワイヤが開口から射出される。

【0009】

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載のデバイスは、絶縁層の開口からナノワイヤを射出させるため、材料となるアルミニウム配線を絶縁層で覆う必要がある。そうすると、ナノワイヤを形成するための材料であるアルミニウムの量は、絶縁層の下のアルミニウム配線の量に依存するという問題がある。また、特許文献１および特許文献２に記載のデバイスの絶縁層は、ＣＶＤ等の薄膜形成技術で積層している。そのため、積層後の絶縁層を除去してアルミニウムを供給することは難しく、特許文献１および特許文献２に記載のデバイスは再利用が困難であるという問題がある。

【0010】

そこで、本出願における開示は、金属ナノワイヤを形成するための材料を、所望のタイミングで供給できるナノワイヤ製造装置の提供を課題とする。本出願における開示のその他の任意付加的な効果は、発明を実施するための形態において明らかにされる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（１）エレクトロマイグレーションによる原子拡散によりナノワイヤを製造するナノワイヤ製造装置であって、
ナノワイヤ製造装置は、内部に空間を有する部材を含み、
部材は、
ナノワイヤ材料を空間に供給する供給口と、
空間に供給されたナノワイヤ材料をナノワイヤとして射出する少なくとも一つの射出口と、
を含む、
ナノワイヤ製造装置。
（２）部材の射出口から相対する端部方向に空間を観た時に、当該方向に垂直な空間の断面積が、
射出口側から空間の端部まで同じである、
または、
射出口側から空間の端部へ向かって徐々に大きくなる部分を含む、
上記（１）に記載のナノワイヤ製造装置。
（３）導電膜を更に含み、
導電膜は、射出口を介して部材の空間側と外側に連続して積層している部分を含む、
上記（１）または（２）に記載のナノワイヤ製造装置。
（４）導電膜は、空間側に積層された場所から供給口に連続して積層している、
上記（３）に記載のナノワイヤ製造装置。
（５）部材は、
供給口を含む第１部材と、
射出口を含む第２部材と、
を含み、
第１部材に第２部材を接合して空間が規定される、
上記（１）に記載のナノワイヤ製造装置。
（６）導電膜を更に含み、
第２部材は、第１部材に接合される第１面を含み、
導電膜は、第１面の第１部材が接合される場所を介して空間側と外側に連続して積層している部分を含む、
上記（５）に記載のナノワイヤ製造装置。
（７）導電膜を更に含み、
第２部材は、
第１部材に接合される第１面と、
第１面に対向する第２面と、
を含み、
導電膜は、射出口を介して第１面から第２面に連続して積層している部分を含む、
上記（５）に記載のナノワイヤ製造装置。
（８）第１部材は、空間を規定する第３面を含み、
導電膜は、第３面の第２部材が接合される場所から供給口に連続して積層している部分を含む、
上記（６）または（７）に記載のナノワイヤ製造装置。
（９）導電膜の導電率に対するナノワイヤ材料の導電率の比が、５～２０である、
上記（３）、（４）、（６）～（８）の何れか１つに記載のナノワイヤ製造装置。
（１０）導電膜が、窒化チタン膜である、
上記（３）、（４）、（６）～（９）の何れか１つに記載のナノワイヤ製造装置。
（１１）アタッチメントを更に含み、
アタッチメントは、
射出口から射出されたナノワイヤが入る入口と、
ナノワイヤが出る出口と、
を含み、
出口は、射出口の形状とは異なる、
上記（１）～（１０）の何れか１つに記載のナノワイヤ製造装置。
（１２）射出口が、複数である、
上記（１）～（１１）の何れか１つに記載のナノワイヤ製造装置。
（１３）エレクトロマイグレーションによる原子拡散によりナノワイヤを製造するナノワイヤ製造装置を用いたナノワイヤ製造方法であって、
ナノワイヤ製造装置は、内部に空間を有する部材を含み、
部材は、
ナノワイヤ材料を空間に供給する供給口と、
空間に供給されたナノワイヤ材料をナノワイヤとして射出する少なくとも一つの射出口と、
を含み、
ナノワイヤ製造方法は、
ナノワイヤ材料を供給口から空間に供給する供給工程と、
ナノワイヤ材料にエレクトロマイグレーションを発生させるための電流を印加する電流印加工程と、
エレクトロマイグレーションによってナノワイヤ材料を移動させて射出口からナノワイヤを射出させる射出工程と、
を含む、ナノワイヤ製造方法。
（１４）射出工程中に、ナノワイヤ材料を供給口から空間に供給する、
上記（１３）に記載のナノワイヤ製造方法。

【発明の効果】

【0012】

金属ナノワイヤを形成するための材料を、所望のタイミングで供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置の例を模式的に示す図。

【図2】射出口のその他の形態を示す図。

【図3】第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置の変形例を模式的に示す図。

【図4】第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法の例を模式的に示す図。

【図5】第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置の例を模式的に示す図。

【図6】第２の実施形態に係るナノワイヤ製造方法の例を模式的に示す図。

【図7】第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置の例を模式的に示す図。

【図8】第３の実施形態に係るナノワイヤ製造方法の例を模式的に示す図。

【図9】図面代用写真で、射出口から射出されるナノワイヤの電子顕微鏡写真。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しつつ、ナノワイヤ製造装置について詳しく説明する。なお、本明細書において、同種の機能を有する部材には、同一または類似の符号が付されている。そして、同一または類似の符号の付された部材について、繰り返しとなる説明が省略される場合がある。

【0015】

また、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本明細書において、数値、数値範囲、および定性的な表現（例えば、「同一」、「同じ」等の表現）については、当該技術分野において一般的に許容される誤差を含む数値、数値範囲及び性質を示していると解釈されるものとする。

【0016】

なお、図面において示す各構成の位置、大きさ、範囲などは、理解を容易とするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、本出願における開示は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

【0017】

（ナノワイヤ製造装置の第１の実施形態）
図１～３を参照して、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１について説明する。図１Ａは、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ａ～１ｃの外観の一例を模式的に示す図である。図１Ｂは、部材２を金属材料で形成するナノワイヤ製造装置１ａの一例を模式的に示す断面図である。図１Ｃは、部材２を非金属材料で形成するナノワイヤ製造装置１ｂの一例を模式的に示す断面図である。図１Ｄは、部材２を非金属材料で形成するナノワイヤ製造装置１ｃの一例を模式的に示す断面図である。図１Ｅおよび図１Ｆは、図１Ｃの供給口４から射出口５の方向にナノワイヤ製造装置を観た概略図である。図２Ａ～２Ｄは、射出口５を例示したものである。図３Ａ～３Ｃは、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１の変形例を模式的に示す図である。

【0018】

ナノワイヤ製造装置１ａ～１ｃは、内部に空間３を有する部材２を具備する。そして、部材２は、ナノワイヤ材料を空間３に供給する供給口４、ナノワイヤを射出する射出口５を具備する。

【0019】

部材２は、内部に空間３を有するものであれば、特に限定はない。例えば、空間３を１つの部材で規定してもよく、複数の部材により空間３を規定してもよい。図１Ａに示す例では、１つの部材２によって、空間３を規定している。また、部材２を形成する材料については、ナノワイヤを射出できれば、特に限定はない。部材２を形成する材料として、例えば、ステンレス、チタン、クロム、タングステン等の金属材料、ガラス、ケイ素、セラミックス（例えば、アルミナ、窒化チタン）等の非金属材料が挙げられる。金属材料は、ナノワイヤ材料に比べＥＭが発生し難く、ナノワイヤ材料と反応しないものがより好ましい。金属材料が、ナノワイヤ材料と反応して金属間化合物等を形成してしまうと溶着してナノワイヤ材料の移動を妨げてしまう場合がある。図１Ｂに示す例では、部材２を金属材料で形成している。また、図１Ｃおよび図１Ｄに示す例では、部材２を非金属材料で形成している。なお、図示は省略するが、部材２を金属材料で形成する場合は、漏電を防ぐため、必要に応じで部材２の外周を絶縁材料で被覆してもよい。

【0020】

後掲するが、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１によるナノワイヤの製造は、ＥＭによって行われる。したがって、空間３に保持されたナノワイヤ材料に電流を印加する必要がある。そのため、部材２を非金属材料で形成する場合は、ナノワイヤ材料に電流を印加するために、ナノワイヤ製造装置１は、導電膜６を具備する。図１Ｃ、図１Ｄに示す例では、ナノワイヤ製造装置１ｂ、１ｃは、部材２が非金属材料であるので、導電膜６を具備している。

【0021】

部材２が有する空間３は、ナノワイヤ材料を部材２内に保持できれば、その形状に特に限定はない。図１には、部材２の射出口５から相対する端部方向（図１に示す例では供給口４の方向）に空間３を観た時に、当該方向に垂直な空間３の断面積が、射出口５側から供給口４まで同じである略円柱形状の例が示されている。代替的に、空間３は、略多角柱形状、略立方体形状、略直方体形状等であってもよい。更に代替的に、図３Ａに示すように、部材２の射出口５から相対する端部方向に空間３を観た時に、当該方向に垂直な空間３の断面積が、射出口５側から空間３の端部へ向かって徐々に大きくなる部分３ａを含んでもよい。空間３が徐々に大きくなる部分３ａは、例えば、円錐や角錐等の錐形状等が挙げられる。また、図３Ｂに示すように、空間３が徐々に大きくなる部分３ａと略円柱形状等の断面積が同じ部分を組み合わせてもよい。

【0022】

供給口４は、ナノワイヤ材料を空間３へ供給するためのものであり、空間３と連通している。供給口４は、射出口５からナノワイヤが射出されることを妨げないのであれば、部材２のどの部分に具備してもよい。図１に示す例では、部材２の射出口５に相対する側の端部に供給口４が具備されている。代替的に、図３Ｃに示すように、部材２の空間３の側面に供給口４を具備してもよい。

【0023】

射出口５は、空間３と連通し、ナノワイヤを射出する。図２Ａ～図２Ｄは、射出口５を正面側から観た図である。また、射出口５から射出されるナノワイヤは、射出口５の形状に依存する。図１に示す例では、射出口５は略円形状である。代替的に、射出口５は、図２Ａに示す略四角形状、図２Ｂに示す略五角形状等、任意の形状でもよい。また、図１に示す例では、射出口５は１つである。代替的に、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、射出口５は、複数であってもよい。射出口５が複数であれば、一度に複数のナノワイヤを製造できる。なお、図２Ｃおよび図２Ｄに示す例では、複数の射出口５は同一形状である。代替的に、複数の射出口５は異なる形状であってもよい。

【0024】

射出口５の大きさは、製造するナノワイヤのサイズに応じて、適宜設定すればよい。例えば、７００ｎｍ～１０μｍの範囲が挙げられる。なお、本明細書において「射出口５の大きさ」とは、円形の場合は直径を意味し、円形以外の場合は略並行となる線で射出口５を挟んだ際に、最も長い距離を意味する。

【0025】

また、本明細書において、射出口５は次のように定義される。図１Ａ～図１Ｄおよび図３Ｃに示すとおり、空間３の端部からナノワイヤが外部に射出される箇所まで距離がある場合、射出口５は、空間３の端部からナノワイヤが外部に射出される箇所まで、換言すると、部材２の第１壁２１から第２壁２２を貫通するように形成されている貫通孔を意味する。一方、図３Ａおよび図３Ｂの符号５で示される箇所のとおり、空間３の端部から直接ナノワイヤが外部に射出される場合、射出口５は空間３と外部との境界面を意味する。

【0026】

導電膜６は、空間３に保持されたナノワイヤ材料に電流を印加させるために、部材２に積層される。後掲するが、ＥＭによってナノワイヤを射出口５から射出するためには、ナノワイヤ材料中を移動する電子が射出口５側へ移動するように、ナノワイヤ材料に電流を印加することが好ましい。したがって、導電膜６は、少なくとも射出口５の近傍で、かつ外部電源と接続可能な場所に積層される。図１Ｃに示す例では、導電膜６は、射出口５を介して部材２の空間３側と外側に連続して積層している部分を含んでいる。換言すると、導電膜６は、空間３側の第１壁２１から射出口５を通って外側の第２壁２２に積層されている。つまり、第１壁２１に積層された導電膜６が空間３に露出し、第２壁２２に積層された導電膜６がナノワイヤ製造装置１ｂの外部に露出している。

【0027】

なお、導電膜６は、少なくとも射出口５の近傍に積層されていれば、部材２のその他の部分に延伸して積層してもよい。図１Ｄに示す例では、導電膜６は、第１壁２１から射出口５を通って第２壁２２に積層されることに加えて、任意付加的に空間３を規定する第３壁２３に積層されている。第３壁２３に導電膜６が積層されることで、空間３に露出する導電膜６の面積が増え、空間３内に保持されるナノワイヤ材料との接触面積を増やせる。また、図示していないが、第２壁２２に積層された導電膜６を任意付加的に第３壁２３に対向する外側の壁まで延在してもよい。

【0028】

また、導電膜６は、空間３に保持されたナノワイヤ材料に電流を印加し、ナノワイヤを射出できる程度のＥＭを発生できれば、上記した積層される場所の全面に設けてもよいし（当該場所において導電膜６が離間せず連続して積層される）、一部に設けてもよい（当該場所において導電膜６が離間する部分あり）。図１Ｅには、第１壁２１上に導電膜６を略ドーナッツ状に積層した例、換言すると、第１壁２１に導電膜６を離間せずに連続して積層した例が示されている。一方、図１Ｆには、第１壁２１上に導電膜６を放射状に４本積層した例、換言すると、積層される場所の導電層６を離間して積層した例が示されている。なお、図示は省略するが、射出口５、第２壁２２、第３壁２３に積層される導電膜６についても同様に、積層される場所の全面に設けてもよいし、一部に設けてもよい。したがって、本明細書において、例えば、「射出口を介して部材の空間側と外側に連続して積層している部分」と記載した場合、部材２の空間３側－射出口５－部材２の外側に連続して積層、換言すると、電気が流れるように積層した部分を少なくとも含むことを意味する。他の実施形態における「射出口を介して・・・」も同様である。なお、上記のとおり、ナノワイヤ材料との接触面積を増やすとの観点からは、ナノワイヤ材料と接触する場所では、導電膜６を全面に積層することがより好ましい。

【0029】

導電膜６の材料は、ナノワイヤ材料に比べＥＭが発生し難く、ナノワイヤ材料と反応しない導電性の材料であれば、特に限定はない。また、図１Ｄに示す例では、導電膜６がナノワイヤ材料よりも導電率が高いと、ナノワイヤ材料よりも導電膜６を電子が移動してしまう。そのため、ナノワイヤ材料を移動する電子が少なくなり、ＥＭの効率が低くなるおそれがある。したがって、導電膜６は、ナノワイヤ材料よりも導電率が低いものが好ましく、例えば、導電膜６の導電率に対するナノワイヤ材料の導電率の比は、５～２０が好ましく、１０～２０であることがより好ましい。導電膜６の導電率が低くなることで、電子は、ナノワイヤ材料の方を移動することから、ＥＭの効率が下がらない。ナノワイヤ材料にもよるが、ナノワイヤ材料に比べＥＭが発生し難く、ナノワイヤ材料と反応せず、かつ導電率の低い導電膜６としては、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、タングステン、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）等が挙げられる。

【0030】

なお、ナノワイヤ材料中を移動する電子が導電膜６に移動しても、ナノワイヤ材料中の電子を射出口５方向へ移動させることができれば、導電膜６の導電率は、ナノワイヤ材料の導電率よりも高くてもよい。図１Ｃに示す例では、ナノワイヤ材料中の電子は、射出口５方向に向かい、導電膜６へ移動する。したがって、ナノワイヤ材料中の電子は、射出口５方向以外に移動することはない。よって、導電膜６の積層する場所によるものの、ナノワイヤ材料に比べて導電率の高いものも用いることができる。図１Ｃに示す例では、導電膜６として、例えば、金、銀、銅、タングステン等を用いてもよい。

【0031】

導電膜６は、公知の薄膜作製技術、例えば、物理気相成長法（ＰＶＤ）（蒸着、スパッタリング等）、化学気相成長法（ＣＶＤ）（原子層堆積等）、無電解めっき等によって、部材２上に積層される。

【0032】

（ナノワイヤ製造方法の第１の実施形態）
図４を参照して、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法について説明する。図４Ａは、部材２を金属材料で形成する第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ａでのナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。図４Ｂは、部材２を非金属材料で形成する第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｂでのナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。図４Ｃは、部材２を非金属材料で形成する第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｃでのナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。

【0033】

第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法は、（１）ナノワイヤ材料７１を供給口４から空間３に供給する供給工程と、（２）ナノワイヤ材料７１にエレクトロマイグレーションを発生させるための電流を印加する電流印加工程と、（３）エレクトロマイグレーションによってナノワイヤ材料７１を移動させて射出口５からナノワイヤ７を射出させる射出工程と、を含む。上記工程は、（１）、（２）、（３）の順に実施される。

【0034】

供給工程は、ナノワイヤ材料７１をナノワイヤ製造装置の供給口４から空間３に供給する工程である。供給口４から供給されたナノワイヤ材料７１は、空間３に保持される。

【0035】

ナノワイヤ材料７１は金属である。ＥＭは、金属であれば発生するので、製造したいナノワイヤに応じて適宜選択すればよい。例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、ルテニウム、スズ、ビスマス、タングステン等の金属、またはそれら金属の合金が挙げられる。また、供給口４に供給されるナノワイヤ材料７１は、どのような形状であってもよく、例えば、粉末状、小片状、細線状、棒状等が挙げられる。

【0036】

電流印加工程は、ＥＭが射出口５の方向へ発生するようにナノワイヤ材料７１に電流を印加する。図４Ａに示すナノワイヤ製造装置１ａの例では、部材２が金属材料から形成されている。そのため、部材２の第２壁２２に外部電源の正極が接続される。そして、外部電源の負極は、部材２に接続すると、ナノワイヤ材料７１に電流が流れないので、ナノワイヤ材料７１に直接接続される。したがって、外部電源の負極からの電子は、ナノワイヤ材料７１を介して射出口５方向へ移動する。また、図４Ｂに示すナノワイヤ製造装置１ｂの例では、部材の第２壁２２に積層された導電膜６に外部電源の正極が接続され、ナノワイヤ材料７１に負極が接続される。よって、ナノワイヤ製造装置１ｂは、ナノワイヤ製造装置１ａと同様に電子が移動する。また、図４Ｃに示すナノワイヤ製造装置１ｃの例のように、導電膜６が、任意付加的に空間３を規定する第３壁２３に積層されたときには、外部電源の負極を第３壁２３に積層された導電膜と接続できる。勿論、ナノワイヤ製造装置１ｃを用いたときに、外部電源の負極を直接ナノワイヤ材料７１に接続してもよい。図４Ｃに示す例では、外部電源の負極からの電子が、第３壁２３に積層された導電膜６に移動する。そして、第３壁２３に積層された導電膜６とナノワイヤ材料７１が接触したところで、電子は、ナノワイヤ材料７１へ移動する。これは、導電膜６の導電率が、ナノワイヤ材料７１の導電率よりも低いことによる。その後、ナノワイヤ材料７１に移動した電子は、射出口５の方向へ移動する。

【0037】

ナノワイヤ材料７１を流れる電流量は、ＥＭが発生すれば特に限定はないが、電流密度として１×１０^６Ａ／ｍ²以上が好ましく、１×１０⁸Ａ／ｍ²以上がより好ましい。

【0038】

射出工程は、電流印加によって発生したＥＭによってナノワイヤ材料７１を移動させて射出口５からナノワイヤ７を射出させる工程である。ＥＭは、金属配線を流れる電流密度が上がると原子拡散により金属原子が電子の移動する方向に輸送される現象である。先ず、図４Ａ～図４Ｃに示す例のように、電流印加により、射出口５の方向へ電子が移動する。次に、ナノワイヤ製造装置１ａ～１ｃの空間３に保持されたナノワイヤ材料７１は、ＥＭによる原子拡散により射出口５の方向へ移動する。そして、射出口５の方向へ移動したナノワイヤ材料７１が蓄積され射出口５付近に高い圧力が生じる。その結果、高い圧力によって、射出口５からナノワイヤ７が射出・製造される。

【0039】

第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ａ～１ｆおよびナノワイヤ製造方法は、以下の効果を奏する。
（１）ナノワイヤ製造装置１ａ～１ｆは、供給口４を具備している。そのため、ナノワイヤ材料７１に電流を印加している間であっても、所望のタイミングでナノワイヤ材料７１を供給口４から供給できる。したがって、ナノワイヤ７の製造によって減少したナノワイヤ材料７１を補充できることから、従来技術のように、ナノワイヤ材料７１の量に限定はない。なお、ナノワイヤ材料７１の供給は、通電を切って行ってもよい。
（２）ナノワイヤ材料７１を供給口４から供給できるので、供給量に応じた長いナノワイヤ７を製造できる。
（３）ナノワイヤ材料７１を供給口４から供給できるので、ナノワイヤ製造装置１ａ～１ｆを繰り返し使用できる。
（４）ナノワイヤ材料７１を供給口４から供給できるので、異なる金属組成を有するナノワイヤ７を製造できる。例えば、第一の金属材料でナノワイヤ７を製造し、その後、第一の金属材料とは異なる第二の金属材料を供給口４から供給することで、第一の金属材料と第二の金属材料が連続した異なる金属組成を有したナノワイヤ７を製造できる。
（５）簡便にナノワイヤ７を製造できる。例えば、溶解させた金属材料に圧力をかけて、射出口から射出させてナノワイヤを製造する場合には、材料の溶解、高圧力の付加、温度管理等の手順があるため煩雑である。しかしながら、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ａ～１ｆは、ナノワイヤ材料７１の供給とナノワイヤ材料７１に電流印加することで、ナノワイヤ７を製造することができ、煩雑な手順は必要ない。
（６）複数の射出口５を具備した場合、一度に複数のナノワイヤ７を製造できる。
（７）部材２の第３壁２３を介し第１壁２１から供給口４まで導電膜６を積層した場合、外部電源を導電膜６に接続できる。そのため、ナノワイヤ材料７１に直接外部電源を接続することなく、ナノワイヤ材料７１に電流を印加できる。

【0040】

（ナノワイヤ製造装置の第２の実施形態）
図５を参照して、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊについて説明する。図５Ａは、ナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊの外観の一例を模式的に示す図である。図５Ｂは、第２部材２５を金属材料で形成するナノワイヤ製造装置１ｇの一例を模式的に示す断面図である。図５Ｃは、部材２を非金属材料で形成するナノワイヤ製造装置１ｈの一例を模式的に示す断面図である。図５Ｄは、部材２を非金属材料で形成するナノワイヤ製造装置１ｉの一例を模式的に示す断面図である。図５Ｅは、部材２を非金属材料で形成するナノワイヤ製造装置１ｊの一例を模式的に示す断面図である。

【0041】

第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ａ～１ｆは、部材２が有する空間３を一つの部材で規定している。一方、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊは、部材２が有する空間３を、第１部材２４に第２部材２５を接合して規定した点で第１の実施形態と異なる。したがって、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊでは、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第２の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第１の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。

【0042】

第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊにおいて、部材２は、第１部材２４と第２部材２５を具備する。そして、第１部材２４に第２部材２５を接合して、空間３を規定する。また、第１部材２４は供給口４を具備し、第２部材２５は射出口５を具備する。

【0043】

第１部材２４は、供給口４となる開口（以下、「第１開口」と記載することがある。）と、第２部材２５との接合により覆われる開口（以下、「第２開口」と記載することがある。）を少なくとも具備し、それら開口が連通している。第１部材２４は、第１開口と第２開口が空間３を介して連通していれば、第１開口および第２開口を第１部材２４のどの場所に具備してもよい。図５に示す例では、第１開口と第２開口は対向し、連通している。代替的に、第１部材２５は、第１開口と第２開口とを対向しない位置に具備し、空間３を介して連通してもよい。

【0044】

第２部材２５は、第１部材２４に接合されて空間３を規定する。また、第２部材２５は、射出口５を具備する。第２部材２５は、第１部材２４に接合される側の面を第１面２６とし、第１面２６が第１部材２４に接合されて空間３を規定する。なお、第２部材２５の第１面２６と相対する外側を向く面を第２面２７とする。第２部材２５は、第１部材２４に接合されて空間３を規定し、射出口５を具備するのであれば、形状や大きさに特に限定はない。図５に示す例では、第２部材２５は、厚さが均一の円形状である。代替的に、第２部材２５を、楕円形状や多角形状、厚さが均一ではないものとしてもよい。

【0045】

第１部材２４と第２部材２５の接合方法に、特に限定はない。接合方法は、例えば、接着剤による接合、ネジ等の固定部材による接合、溶接、陽極接合、またはそれらを組み合わせた接合が挙げられる。また、接合に用いられる接着剤に、特に限定はない。接着剤としては、例えば、カーボンペースト、銀ペースト、ニッケルペースト、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

【0046】

また、第１部材２４および第２部材２５を形成する材料は、上記第１の実施形態で説明した部材２を形成する材料と同じものを用いることができる。図５Ａ～５Ｅに示す例では、第１部材２４は、非金属材料で形成しているが、代替的に、金属材料で形成してもよい。なお、図５Ｂに示す例では、第２部材２５を金属材料で形成している。また、図５Ｃ～図５Ｅに示す例では、第２部材２５を非金属材料で形成している。

【0047】

第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１においても、上記第１の実施形態と同様に、空間３に保持されたナノワイヤ材料に電流を印加する必要がある。そのため、図５Ｃ～図５Ｅに示す、第１部材２４および第２部材２５を非金属材料で形成しているナノワイヤ製造装置１ｈ～１ｊは、導電膜６を具備している。

【0048】

導電膜６は、上記第１の実施形態と同様に、少なくとも射出口５の近傍で、かつ外部電源と接続可能な場所に積層されればよい。図５Ｃに示す例では、導電膜６は、第２部材２５の第１面２６の第１部材２４が接合される場所を介して空間３側から外側に連続して積層している部分を含む。すなわち、導電膜６は、第１部材２４に第２部材２５を接合している場所より空間３側の部分で空間３に露出し、外側の部分でナノワイヤ製造装置１ｈの外部に露出する。代替的に、上記第１の実施形態で説明したように、導電膜６は、第２部材２５が具備する射出口５を介して空間３側の第１面２６から外側の第２面２７へ連続して積層している部分を含んでもよい。図５Ｄには、導電膜６を第１面２６から射出口５を通って第２面に連続して積層した例が示されている。

【0049】

また、図５Ｅに示す例のように、導電膜６は、第１部材２４に第２部材２５を接合している場所を介して空間３側から外側に連続して積層されることに加えて、任意付加的に第１部材２４の空間３を規定する第３面２８に積層してもよい。第３面２８に導電膜６が積層されることで、空間３内に保持されるナノワイヤ材料との接触面積を増せる。また、図示していないが、導電層６を、射出口５を介して第１面２６から第２面２７に連続して積層することに加えて、任意付加的に第１面２６から第３面２８に延在してもよい。

【0050】

また、更に導電膜６を、第１部材２４に第２部材２５を接合している場所を介して空間３側から外側に連続して積層した際、導電膜６を任意付加的に第３面２８に対向する外側の面まで延在してもよい。

【0051】

（ナノワイヤ製造方法の第２の実施形態）
図６を参照して、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造方法について説明する。図６Ａは、第２部材２５を金属材料で形成する第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｇでのナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。図６Ｂは、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｈでのナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。図６Ｃは、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｉでのナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。図６Ｄは、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｊでのナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。

【0052】

第２の実施形態に係るナノワイヤ製造方法は、部材２が有する空間３を、第１部材２４に第２部材２５を接合して規定したナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊでナノワイヤを製造する点で、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法と異なり、その他の点は、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法と同じである。したがって、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造方法では、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造方法において明示的に説明されなかったとしても、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。

【0053】

電流印加工程は、ＥＭが射出口５の方向へ発生するようにナノワイヤ材料７１に電流を印加する。図６Ａに示すナノワイヤ製造装置１ｇの例では、第２部材２５が金属材料で形成されている。そのため、第２部材２５の第２面２７に外部電源の正極が接続される。そして、外部電源の負極は、ナノワイヤ材料７１に直接接続される。したがって、外部電源の負極からの電子は、ナノワイヤ材料７１を介して射出口５方向へ移動する。

【0054】

図６Ｂに示すナノワイヤ製造装置１ｈの例では、導電膜６は、第１部材２４に第２部材２５を接合している場所を介して空間３側と外側に連続して積層されている。したがって、第１部材２４に第２部材２５を接合している場所よりも空間３側に積層された導電膜６がナノワイヤ材料７１に接触する。そして、第１部材２４に第２部材２５を接合している場所よりも外側に積層された導電膜６は、外部電源の正極に接続される。また、外部電源の負極は、ナノワイヤ材料７１に直接接続される。ナノワイヤ材料７１に電流が印加されると、導電膜６は、空間３の射出口５側の端部に積層されているので、電子は、射出口５の方向へ移動する。

【0055】

図６Ｃに示すナノワイヤ製造装置１ｉを用いた例は、上記実施形態１に係るナノワイヤ製造装置１ｂを用いた場合の電極の接続と同様である。図６Ｄに示すナノワイヤ製造装置１ｊの例では、導電膜６は、第１面２６の第１部材２４に第２部材２５を接合している場所を介して空間３側と外側、および任意付加的に第３面２８に積層されている。そのため、外部電源の負極を第３面２８に積層された導電膜６と接続できる。勿論、ナノワイヤ製造装置１ｊを用いたときに、外部電源の負極を直接ナノワイヤ材料７１に接続してもよい。

【0056】

したがって、ナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊにおいて、ナノワイヤ材料７１を移動する電子は、射出口５の方向へ流れることから、射出口５の方向へＥＭが発生する。よって、射出工程において、発生したＥＭによりナノワイヤ材料７１が移動し、射出口５からナノワイヤ７が射出される。

【0057】

第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｇ～１ｊおよびナノワイヤ製造方法は、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ａ～１ｆおよびナノワイヤ製造方法が奏する効果に加え、以下の効果を相乗的に奏する。
（１）第１部材２４と第２部材２５を具備することで、第１部材２４に第２部材２５を接合している場所を介して、外部電源と接続できる。
（２）第１部材２４に第２部材２５を接合するので、所望の形状の射出口５を具備した第２部材２５を接合できる。

【0058】

（ナノワイヤ製造装置の第３の実施形態）
図７を参照して、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｋについて説明する。図７Ａは、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｋの一例を模式的に示す断面図である。図７Ｂは、出口８２を正面として観たアタッチメント８の一例を模式的に示す図である。図７Ｃは、図７ＢのＸ－Ｘ’におけるアタッチメント８の断面図を模式的に示す図である。図７Ｄは、アタッチメント８の出口８２から射出されるナノワイヤ７の形状を模式的に示す図である。

【0059】

第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｋは、アタッチメント８を具備する点で第１の実施形態と異なり、その他の点は、第１の実施形態と同じである。したがって、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｋでは、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第３の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第１の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。また、図７に示す例は、第１の実施形態を参照して説明をしているが、第３の実施形態は、第２の実施形態で説明済みの事項も採用可能であることは言うまでもない。

【0060】

上記第１の実施形態で説明したように、射出口５から射出されるナノワイヤの形状は、射出口５の形状に依存している。しかしながら、例えば、中空状のようなナノワイヤを製造しようとしたとき、射出口５の形状を変えるだけでは、製造できない場合もある。そこで、図２に示すような単に射出口５の形状を変化させることでは製造が難しい形状のナノワイヤを製造するために、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｋは、アタッチメント８を具備する。

【0061】

アタッチメント８は、射出口５から射出されたナノワイヤの形状を変える。アタッチメント８は、入口８１と出口８２を具備する。入口８１は、射出口５から射出したナノワイヤが導入される場所である。また、出口８２は、アタッチメント８に導入したナノワイヤが射出される場所である。

【0062】

アタッチメント８から射出されるナノワイヤの形状は、アタッチメント８の出口８２の形状に依存する。出口８２の形状は特に限定はなく、製造したいナノワイヤの形状にあわせて適宜調整すればよい。図７Ｂおよび図７Ｃには、中空状のナノワイヤを製造するアタッチメント８の例が示されている。また、図７Ｄには、アタッチメント８から射出される中空状のナノワイヤ７が示されている。

【0063】

アタッチメント８を形成する材料は、上記第１の実施形態で説明した部材２を形成する材料と同じものを用いることができる。また、図示はしていないが、アタッチメント８を非金属材料で形成する場合、アタッチメント８は、アタッチメント８の入口８１から出口８２にわたり導電膜を具備してもよい。

【0064】

アタッチメント８は、射出口５から射出されるナノワイヤが入口８１に導入されるよう、部材２の第２壁２２に接合される。アタッチメント８の第２壁２２への接合方法は、特に限定はない。接合方法は、例えば、上記第２の実施形態で説明した、第１部材２４と第２部材２５との接合方法を用いることができる。

【0065】

（ナノワイヤ製造方法の第３の実施形態）
図８を参照して、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造方法について説明する。図８は、金属材料で形成されたアタッチメント８を具備する第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｋを用いたナノワイヤ製造方法の一例を示す図である。

【0066】

第３の実施形態に係るナノワイヤ製造方法は、アタッチメント８を具備したナノワイヤ製造装置１ｋでナノワイヤを製造する点で、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法と異なり、その他の点は、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法と同じである。したがって、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造方法では、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造方法において明示的に説明されなかったとしても、第１の実施形態に係るナノワイヤ製造方法で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。また、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造方法は、第２の実施形態に係るナノワイヤ製造方法で説明済みの事項も採用可能であることは言うまでもない。

【0067】

電流印加工程は、ＥＭが射出口５の方向へ発生するようにナノワイヤ材料に電流を印加する。図８に示す例では、アタッチメント８を金属材料で形成している。図８に示すように、アタッチメント８は、金属材料から形成される部材２または第２壁２２に積層された導電膜６と接触させ、電気的に接続する。したがって、アタッチメント８に外部電源の正極を接続することで、アタッチメント８を移動するナノワイヤ材料にもＥＭを発生できる。なお、射出口５とアタッチメント８の出口８２の距離が短い場合、アタッチメント８を金属材料で形成する場合であっても、金属材料から形成される部材２または第２壁２２に積層された導電膜６に外部電源の正極を接続してもよい。射出口５とアタッチメント８の出口８２の距離が短い場合、アタッチメント８内でＥＭが発生しなくても、高い圧力により射出口５からナノワイヤ７が射出されていることから、当該圧力により出口８２からナノワイヤ７を射出できる。

【0068】

また、アタッチメント８を非金属材料で形成し、入口８１から出口８２にわたり導電膜を具備する場合には、アタッチメント８が具備する導電膜と、金属材料から形成される部材２または第２壁２２に積層された導電膜６とを接触させてもよい。そして、出口８２の導電膜に外部電源の正極を接続することで、アタッチメント８を移動するナノワイヤ材料にもＥＭを発生できる。なお、射出口５とアタッチメント８の出口８２の距離が短い場合、金属材料から形成される部材２または第２壁２２に積層された導電膜６に外部電源の正極を接続してもよい。また、その際、アタッチメント８は、導電膜を具備しなくてもよい。上記したように、射出口５とアタッチメント８の出口８２の距離が短い場合、アタッチメント８内でＥＭが発生しなくても、出口８２からナノワイヤ７を射出できる。

【0069】

射出工程では、発生したＥＭにより、射出口５からナノワイヤ７が射出される。そして、ナノワイヤ７は、アタッチメント８の入口８１に導入される。ナノワイヤ７が入口８１に導入された後も、次々とナノワイヤ７が射出口５から射出されるので、入口８１から出口８２にナノワイヤ７が通過する過程で圧力がかかる。したがって、第３の実施形態に係るナノワイヤ製造方法では、アタッチメント８の出口８２の形状と同様の形状のナノワイヤ７を製造できる。また、射出工程において、アタッチメント８を加熱してもよい。ナノワイヤ７がアタッチメント８を通過する過程で、ナノワイヤ７に圧力と熱がかかるので、ナノワイヤ７をより変形させやすくなる。

【0070】

第３の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ｋおよびナノワイヤ製造方法は、第１および第２の実施形態に係るナノワイヤ製造装置１ａ～１ｊおよびナノワイヤ製造方法が奏する効果に加え、以下の効果を相乗的に奏する。
（１）アタッチメント８を具備することで、射出口５で製造することが難しい形状のナノワイヤを製造できる。

【実施例】

【0071】

＜実施例１＞
［ナノワイヤ製造装置の作製］
以下に記載する手順でナノワイヤ製造装置を作製した。

【0072】

〔材料〕
・ガラスキャピラリ（筒）（外径／内径 ０．５７／０．１４ｍｍ、長さ３２ｍｍ）（ＥＭマイスターミニキャップ０．５μｌ、アズワン）（第１部材２４）
・カーボンペースト（超高温耐熱カーボンペーストＧ７７１６）（イーエムジャパン株式会社）
・Ｓｉメッシュウェハ（孔サイズ１０μｍ×１０μｍ矩形（射出口５））（コーンズテクノロジー株式会社）（第２部材２５）

【0073】

〔製造方法〕
（１）ガラスキャピラリ内壁に原子層堆積装置（ＡＬＤ）を用いて導電膜６として窒化チタン（ＴｉＮ）膜を１００ｎｍ堆積した。
（２）ＳｉメッシュウェハにＣＶＤを用いて絶縁膜としてＳｉＯ_２３００ｎｍ、高周波スパッタリング装置を用いて密着改善層としてＴｉ３００ｎｍ、同様に高周波スパッタリング装置を用いて導電膜６としてＴｉＮ３００ｎｍを順に堆積した（以下、Ｓｉメッシュウェハの絶縁膜、密着改善層および導電膜６が堆積された側の面を「堆積面」と記載する。）。
（３）ＳｉメッシュウェハをミラーコンパウンドＧＣ＃３２０（粒径４０μｍ、アズワン）と超音波ディスクカッター（Ｍｏｄｅｌ６０１、Ｇａｔａｎ，Ｉｎｃ．）によりφ３ｍｍに切り抜いた。
（４）ガラスキャピラリ先端にＳｉメッシュウェハの堆積面を接するようにして、ガラスキャピラリとＳｉメッシュウェハをカーボンペーストで接着させた。
（５）２４時間大気中で放置し、その後９０℃で２時間、２６０℃で２時間加熱し、ナノワイヤ製造装置を作製した。

【0074】

＜実施例２＞
［ナノワイヤの製造］
実施例１で作製したナノワイヤ製造装置を用い以下の手順で、ナノワイヤを製造した。
（１）保持治具である金属ニードル（外径／内径 １．０８／０．７２ｍｍ、長さ１５ｍｍ）（ゲージ１９、武蔵エンジニアリング株式会社）にナノワイヤ製造装置を挿入し、ナノワイヤ製造装置を保持した。
（２）ナノワイヤ製造装置のガラスキャピラリの開口（供給口４）から、長さ３０ｍｍのＡｌ細線（ＡＬ－０１１１６７、直径φ０．１０ｍｍ、９９．９％）（株式会社ニラコ）を挿入した。
（３）ナノワイヤ製造装置と電源を接続した。この時、Ｓｉメッシュウェハの堆積面を電源の正極、Ａｌ細線の端部を電源の負極に接続して回路を形成した。電源には、多出力直流安定化電源ＰＷ８－３ＡＱＰ（株式会社テクシオ・テクノロジー）を用いた。
（４）ナノワイヤ製造装置へ１×１０^８Ａ／ｍ^２の定電流となるように電流を印可した。

【0075】

図９に、ナノワイヤ製造装置のＳｉメッシュウェハの射出口５からＡｌナノワイヤが射出された画像を示す。

【0076】

ナノワイヤ製造装置のＳｉメッシュウェハは、複数の略正方形の射出口５を有しており、複数の射出口５から、射出口５の形状に応じた矩形のＡｌナノワイヤが射出されたことが示された。なお、図９に示されたＡｌナノワイヤは、Ｓｉメッシュウェハの射出口５（メッシュ孔）よりも小さい。これは、Ｓｉメッシュウェハへの絶縁膜、密着改善層、導電膜６の堆積時に材料がメッシュ孔に回り込み、堆積面側のメッシュ孔のサイズが、堆積面とは反対側の面（図９に示された面）のメッシュ孔のサイズより小さくなったためと考えられる。

【0077】

以上のことから、本出願で開示するナノワイヤ製造装置によって、ナノワイヤを製造することができた。また、ナノワイヤ製造装置は、開口を有していることから、所望のタイミングでナノワイヤ材料の供給を行うことができ、従来技術のように、ナノワイヤ材料の量に限定されない。また、ナノワイヤ材料の供給を続けることで長いナノワイヤを製造することが期待できる。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本出願で開示するナノワイヤ製造装置を用いることで、所望のタイミングでナノワイヤ材料の供給できる。したがって、機械、材料、電気、宇宙、医療などの幅広い産業分野にとって有用である。

【符号の説明】

【0079】

１、１ａ～１ｋ…ナノワイヤ製造装置、２…部材、２１…第１壁、２２…第２壁、２３…第３壁、２４…第１部材、２５…第２部材、２６…第１面、２７…第２面、２８…第３面、３…空間、３ａ…空間が徐々に大きくなる部分、４…供給口、５…射出口、６…導電膜、７…ナノワイヤ、７１…ナノワイヤ材料、８…アタッチメント、８１…入口、８２…出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】