KR0181256B1 - 침상의 다이아몬드 팁 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계 방출부로 사용할 수 있는, 선단의 곡률이 큰 다이아몬드 팁 제조방법에 관한 것으로, 기판 위에, 표면조직이 정사각형의 (100)면과 주위의 (111)면으로 이루어지고 다이아몬드의 성장면인 (100)면과 (111)면 뒤에 각각 형성된 다이아몬드의 결함 밀도가 서로 다른, 다이아몬드 주상입자로 이루어지는 다이아몬드 막을 형성하는 단계 및 상기 다이아몬드 막을 산소 함유 기체를 사용한 플라즈마로 식각하는 단계로 이루어진다. 본 발명의 또다른 방법은 기판 위에, 표면 조직이 정사각형의 (100)면과 주위의 (111)면으로 이루어지고 다이아몬드의 성장면인 (100)면과 (111)면 뒤에 각각 형성된 다이아몬드의 결함밀도가 서로 다른, 다이아몬드 주상입자로 이루어지는 다이아몬드 막을 형성하는 단계; 상기 다이아몬드막 위에 지지후막을 형성하는 단계 및 상기 기판을 제거하는 단계로 이루어지고, 상기 단계중 어느 한 단계 이후에 상기 다이아몬드막을 기체를 사용한 플라즈마로 식각하는 것으로 이루어진다.

Description

침상의 다이아몬드 팁 제도방법

제1a도는 (100)면으로 성장한 다이아몬드막의 표면조직이다.

제1b도는 (100)면으로 성장한 다이아몬드막의 단표조직이다.

제2도는 제1도의 성장면에서 (100)면과 (111)면에서 측정한 마이크로 라만 스펙트럼이다.

제3도는 (100)면으로 성장한 다이아몬드막의 결함분포 모식도이다.

제4도는 제1도의 시편을 공기 풀라즈마에서 부식한 후 얻어진 조직의 단면이다.

제5 도는 본발명의 실시예에 따른, 다이아몬드 팁의 제작공정도이다.

본 발명은 상단의 곡률이 큰 침상의 다이아몬드 팁을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다이아몬드 팁은 전계 방출부(field emitter)로 사용될 수 있다.

전계에 의한 고상 표면에서의 전자 방출효과는 평판 소자 중의 하나인 전계 방출 소자를 비롯하여 진공 마이크로일렉트로닉스 소자나 마이크로파 소자 등 전자소자의 응용을 가능하도록 하는 물리적 특성이다. 이러한 응용에 있어 가장 기본이 되는 것은, 전계를 걸어 주었을 때 전자를 방출할 수 있는 성능이 우수한 전계 방출부의 확보이다. 전계 방출부로서 갖추어야 할 특성 중, 낮은 인가전압 하에서 전자의 방출이 용이하고 전자 방출량이 커야하며 내구성이 좋아야 한다는 점 등을 들 수 있다.

이러한 목적으로 현대 연구되고 있는 전계 방출부의 개발을 크게 두가지 방향으로 진행되고 있다.

하나는 기하학적으로 곡률이 큰 팁을 만들어 팁부에 전계를 집중시켜 전자 방출을 유도하고자 하는 것이고 다른 하나는 전자가 고체 표면에서 이탈하는데 필요한 에너지인 일함수의 값이 작은 물질을 방출부로 사용하려는 시도이다.

전자의 경우 Si과 Mo를 소재로 하여 건식식각기술이나 특수한 증착방법을 사용하여 선단이 뾰족한 팁을 제작하여 전자의 방출효과를 확인한 바 있으며 현재 전계 방출 소자에 적용하고자 연구되고 있다[H.F.Gray, Proc. 29th Int. Field Emission Symp., 111(1982), C.A.Spindt, CEHolland, A.Rosengreen and I.Brodie, IEEE. Trans. on Electron Devices, 38, 2355 (1991)].

후자의 경우는 가능한 여러 소재에 대한 연구결과가 보고되고 있는데 그 중 다이아몬드가 가장 가능성 있는 소재로 인식되고 있다.

그 이유는 다이아몬드는 전자를 표면에서 방출하는데 에너지 장벽이 매우 작거나 없을 뿐 아니라, 다이아몬드의 우수한 기계적 특성, 열적 특성, 내방사 특성 등으로 인해 방출부로 사용할 때 수반되는 특성의 저하 등이 현저히 작다는 점을 들 수 있다. 다이아몬드의 음성 전자 친화도 특성은 다이아몬드를 팁 형태가 아닌 평판형태로 만들어도 전자의 방출을 기대할 수 있다는 공정상의 단순함과 또한 내구성의 증대라는 커다란 장점을 제공한다.

다이아몬드가 음성 전자 친화도 특성을 가지고 있어 평판형태로 제작하여도 전자의 방출을 기대할 수는 있으나, 이에 더하여 팁의 형상을 기하학적으로 만들어 주어 전계의 접속효과를 더한다면 한층 낮은 전압에서도 높은 전자의 방출을 기대할 수 있다.

이러한 목적하에 다양한 시도들이 이루어지고 있는데 그 한 예가 기존 방출부로 개발된 Si이나 Mo 팁 위에 다이아몬드를 얇은 막 형태로 코팅하는 방법[N.S.Xu, Y.Tzeng and R.V.Latham, J. Phys. D26, 1776 (1993), V.V.Zhirnov, E.I.Givargizov and P.S.Plenkhanov, J.Vac,Sci. and Tech., B13(2), (1995)]이나, 이 방법에서는 다이아몬드 증착전에 기판표면에 특수한 전처리를 하지 않으면 증착이되는 다이아몬드핵의 밀도가 매우 낮아 균일한 다이아몬드막의 증착이 어렵고[A.A.Mosish and P.E.Pehrsson, Appl. Phys. Lett., 59, 417 (1991)], Si 팁이 취약하여 기존에 사용되던 전처리 방버으로는 팁 형상에 균일한 다이아몬드막을 콘팅하기 어렵다.

플라즈마 내에서 기판에 직류전압을 인가하여 핵밀도를 증진시키는 bias enhanced nucleation 방법 [S.Yugo, T.Kimura and T.Muto, Vacuum, 41, 1364, (1990)]을 응용하여 핵밀도를 증진시키는 방법도 제시되었으나 이 방법 역시 균일한 핵형성이 용이하지 않다.

다이아몬드 박막을 Si이나 Mo를 이용하여 제작한 경우와 유사하게 직접 팁 형상으로 만들어 사용하는 방법에 대한 연구도 수행되고 있는데[W.P.Kang, J.L.Davidson, Q.Li, J.F.Xu, D.L.Kinser and D.V.Kerns, 3rd Int. Conf. on Appl. of Diamond Films and Related Materials,NIST, Washington D.C., p37, (1995)], 이는 Si 기판을 팁형상의 음각을 갇조록 제작하고 그의에 다이아몬드를 증착한 후 Si을 제거하여 팁의 양각 형태를 가지는 다이아몬드 팁을 제작하는 방법이다. 이렇게 제작한 다이아몬드 팁은 평판의 다이아몬드막에 비해 전계 방출 특성이 우수하나 이 방법에서는 다이아몬드 팁의 곡률이 Si의 식각정도에 의해 조절되므로 곡률의 조절에 한계가 있고, 공정이 복잡하여 방출부 어레이를 만드는 공정에 상당한 어려움이 있다.

본 발명은 다이아몬드막의 성장형태인 주상조직의 집합조직(texture)형성기구 및 성장면에 따른 결정결함의 차이에 근거하여 다이아몬드막의 식가의 이방성을 이용한, 선단의 곡률이 큰 다이아몬드 팁 제조 방법을 제공한다.

다이아몬드막이 주상조직으로 성장하고 증착조건에 따라 일정한 방향을 갖는 다이아몬드입자들로 구성된 집합조직을 형성하고, 또한 각각의 집합조직 방향에 따라 다이아몬드막의 성장면의 형태는 다양하며 성장면을 구성하고 있는 결정면의 종류 및 구성비도 달라진다는 것이 알려져 있다 (Y.-J.Baik and K.Y.Eun, Thin Solid Films, 214, 123 (1992); Y.JBaik,K.Y.Eun and A.Badzian, 2nd Int. Conf. on Appl. of Diamand Films and Related Materials, Tokyo, Japan, p709 (1993)].

본 발명에 따른 침상의 다이아몬드 팁의 제조방법은 기판 위에, 다이아몬드 주상입자로 이루어지며 그 표면 조직이 다이아몬드 성장면인 (100)면과 (111)면의 결함 밀도가 서로 다를 정도로 정사각형의 (100)면으로 이루어지는 다이아몬드 막을 형성하는 단계 및 상기 다이아몬드 막을 산소를 함유하는 기체를 사용한 플라즈마로 식각하는 단계로 이루어진다.

다이아몬드막을 형성하는 기판은 특별히 종류가 한정되지 않으며 일반적인 화학적 방법에 의해 제거가 용이한 기판은 어떤 것이나 사용할 수 있으며 예를들어 Si 또는 Mo 등을 사용할 수 있고, 다이아몬드 팁 제조 공정의 조건, 제조된 다이아몬드 팁을 사용하고자하는 용도 등을 고려하여 선택할 수 있다.

본 발명에서 필요한, 다이아몬드 주상입자로 이루어지며 그 표면 조직이, 다이아몬드 성장면인 (100)면과 (111)면의 뒤에 각각 형성된 다이아몬드의 결함 밀도(stacking fault 등의 면 결함이나 SP²결합을 갖는 비다이아몬드 구조의 결함)가 다르도록 예를 들어 제1a도와 같이 정사각형의 (100)면과 그 주위의 (111)면으로 이루어지는 다이아몬드 막은 공지의 여러방법에 따라 제조할 수 있는데 이는 다이아몬드에서 집합조직이 형성되는 기구에 대한 이해를 바탕으로 다이아몬드 표면의 격자구조를 변화시킬 수 있는 인자를 도입함으로서 가능하다[Y.-J.Baik and K.Y.Eun, Thin Soild Films, 212, 156 (1992)]. 예를 들어, 이와 같은 조건을 만족하는 다이아몬드 막은 한국특허출원 제92-22104에 제시된 방법, 예를 들면 다이아몬드 증착시 다이아몬드의 증착온도를 변화시키거나, 다이아몬드의 합성시 산소 등의 이종기체를 첨가하거나, 또는 메탄의 농도를 증가시키거나 함에 의해 제조할 수 있다.

제1도는 집합조식의 방향이 100에 근사한 조건에서 얻어지는 다이아몬드 막의 표면조직(제1a도)과 단면조직(제1a도)을 보여준다. 이것은 본 발명에서 사용되는 전형적인 조건의 막에 해당하며, 막의 표면은 정사각형의 (100)면으로 이루어지며 그주위에 (111) 면으로 이루어졌음을 알 수 있다. 다이아몬드 막은 (100)과 (111)의 두 면에서 성장이 진행되는데 각 성장면 뒤에 형성된 다이아몬드의 특성은 이들 성장면에 의존한다. 본 발명에 따른 다이아몬드 막에서는 (100)면을 성장면으로 하여 형성된 다이아몬드와 (111)면을 성장면으로 하여 형성된 다이아몬드는 결함밀도가 서로 다르다. 즉 (100)면 뒤에 형성된 다이아몬드의 결함밀도다 (111)면 뒤에 형성된 다이아몬드의 결함밀도보다 훨씬 작으며, 따라서 이 경우 (111)면 뒤에 형성된 다이아몬드가 더욱 잘 식각된다. 이러한 결함밀도의 차이는 다이아몬드의 마이크로 라만 분석결과로 쉽게 알 수 있다. 제2도는 제1도와 같은 표면조직을 갖는 다이아몬드막에서 (100)면과 (111)면에서 각각 미세한 프로브로 측정한 라만 스펙트럼으로, 이들을 보면 (100)면에서 측정한 라만 스펙트럼의 다이아몬드 피크의 반가폭(full width at half maximum)과 1500㎝^-1근처에서의 비다이아몬드상의 강도가 훨씬 작음을 알 수 있다.

한편 다이아몬드는 고온에서 산소를 함유한 기체에 매우 취약하므로 산소를 함유하는 기체를 사용하여 다이아몬드를 식각할 수 있다. 본 발명에서의 식각단계는 다이아몬드막을 산소를 함유하는 기체를 이용하여 플라즈마로 처리함에 의해 수행된다.

본 발명의 식각 단계에 사용되는 기체는 일반적으로 다이아몬든 식각에 사용되는 기체는 어느 것이나 사용할 수 있으며, 식각속도와 식각의 선택성에 따라 사용하는 기체의 종류를 선정한다. 산소가 기본적으로 포함된 기체를 사용하는 것이 유리하며, 산소에 첨가가 가능한 기체로는 수소, 아르곤 등의 불활성기체, 공기나 질소를 포함한 기체 등이 있으며, 이러한 기체의 선택은 추후 다이아몬드 방출부의 표면 특성의 변화로 방출부의 특성을 변화시킬 수 있으므로 주의하여야 한다.

순수한 산소를 사용할 경우나 산소-아르곤을 사용한 경우 식각속도는 공기를 사용란 경우에 비하여 다수 증가하였으며 산소-수소를 사용한 경우 수소 농도가 증가할 수록 식각속도는 감소하였다.

시편의 온도가 낮은 경우에는 식각속도는 감소하였으며, 압력이 높을수록 식각의 균일도는 감소하였다.

사용기체를 포함하여, 식각조건은 특별히 한정되지 않으나, 결함밀도 차이에 따라 각 성장면에서의 식각정도가 차별화될 수 있는 식각 속도를 선택한다. 이와 같은 식각속도는 사용기체, 식각온도, 식각압력, 시편의 온도 등에 따라 달라질 것이다.

다이아몬드에 포함된 결함은 흑연의 구조를 갖는 SP²형태를 취하므로 다이아몬드를 식각하는 경우 결함밀도에 따른 식각의 이방성을 기대할 수 있다. 본 발명에 따른 다이아몬드 막에서는 결함을 다량 함유한 (111)면 뒤에 성장한 다이아몬드가 결함밀도가 작은 (100)면 뒤에서 성장한 다이아몬드에 비해 식각이 훨씬 용이하므로 주상입자 조직의 다이아몬드를 식각하는 경우 결함밀도 높은 (111)면 뒤에 형성된 다이아몬드가 먼저 식각되어 (100)면 뒤에 형성된 다이아몬드가 기둥형상으로 남게 된다.

이와 같은 식각의 이방성에 의해, 제1도의 다이아몬드막을 식각한 후의 조직은 제4도와 같이 나타난다. 제4도의 아랫부분이 기판과 접촉한 부분이고 윗부분이 성장면에 해당한다. 다이아몬드는 입자와 입자의 경계인 입계 면에서부터 식각이 진행되어 침상의 형상을 띠게 되며, 식각이 진행됨에 따라 팁의 윗면과 아랫면에서 모두 날카로운 선단을 가지는 팁이 형성된다.

이와 같이 본 발명에 따라 다이아몬드를 식각한 경우, 다이아몬드의 기판쪽 선단과 성장면쪽 선단 모두에 곡률이 큰 침상을 형성한다. 따라서 평판의 다이아몬드 방출부에 비해 개선된 전자 방출 효과를 기대할 수 있다.

그러나 만들어진 다이아몬드 팁은 Si 기판과 접촉한 아래 부분이 보다 곡률이 큰 침상 형태를 이루므로 Si 기판과 접촉한 아래 부분을 전계방출부로 이용하는 것이 더 효율적이다.

이와 같이 Si 기판과 접촉한 아래 부분을 전계방출부로 이용하기 위한 본 발명의 방법은 기판 위에 다이아몬드 주상입자로 이루어지며 그 표면 조직이, 다이아몬드의 성장면인 (100) 면과 (111)면 뒤에 각각 형성된 다이아몬드와 결함 밀도가 서로 다르도록, 정사각형의 (100)면과 주위의 (111)면으로 이루어지는 다이아몬드 막을 형성하는 단계(A); 상기 다이아몬드 막 위에 지지후막을 형성하는 단계 (B) 및 기판을 제거하는 단계 (C)로 이루어지고, 상기 단계 중 어느 한 단계이후에 상기 다이아몬드 막을 산소 함유 기체를 사용한 플라즈마로 식각하는 것으로 이루어진다.

이와 같이 Si기판과 접촉한 아래 부분을 전계방출부로 이용하기 위한 본 발명의 방법은 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기판위에 주상입자로 이루어지며 그 표면 조직이 다이아몬드의 성장면인 (100)면과 (111)면 뒤에 각각 형성된 다이아몬드의 결함밀도가 서로 다르도록, 정사각형의 (100)면으로 이루어지는 다이아몬드 막을 형성하는 단계 (A)는 앞에서 설명한 바와 같이 수행된다.

상기 다이아몬드 막 위에 지지후막을 형성하는 단계 (B)는 예를 들어, 화학증착법을 사용하여 지지후막을 수백㎛ 에서 1mm두께로 단계로 증착시키는 것으로 이루어진다. 이와 같이 지지후막을 다이아몬드의 성장면 위에 증착하는 것은 식각후 더욱 곡률이 높은, Si쪽의 다이아몬드 면을 사용하고자 Si를 제거하는 경우 다이아몬드막의 지지역할을 하게 하기 위한 것이다. 지지후막으로는, 기판제거 공정에서 안정하고 또한 다이아몬드를 식각하기 위한 고온 산소분위기에서 안정한 물질, 그리고 전기 전도성이 있어 추후 소자제작시 배선에 문제가 없는 물질이면 어떤 것이라도 사용할 수 있다.

기관으로는 Si 기판이 널리 사용되고, Si 기판은 산을 사용하여 제거하는 방법이 널리 사용되므로, 이와 같은 Si 제거에 사용되는 산에 안정하여 Si 제거시 문제가 없고, 전기전도성이 있으며, 또한 다이아몬드를 식각하기 위한 산소분위기에서 안정한 물질에는 SiC,TiC 등의 탄화물이나 실리사이드 등이 있으며, 특히 SiC는 이러한 조건을 만족시킬 뿐 아니라, 전기적으로 전도성을 가지므로 방출부의 배선시 전도재료의 역할을 충분히 감당할 수 있으므로 지지후막으로 바람직하다.

기판을 제거하는 단계(C)는 사용한 기판이 무엇인가에 따라 달라질 것이다. 예를 들어 Si 기판을 사용하는 경우 일반적으로 질산, 불산 등의 산 수용액을 사용하는 방법이 많이 상용된다.

다이아몬드 막을 산소 함유 기체를 사용한 플라즈마로 식각하는 단계는 위에서 설명한 바와 같이 수행되며, (A)~(C) 단계 중 어느 단계 후에라도 수행될 수 있다. 즉, 기판을 제거하기 전에 식각 공정을 수행하는 경우에도 기판쪽의 다이아몬드 선단이 만족할 만한 침상 다이아몬드 팁 형태로 형성된다(제4도 참조). 그러나 기판을 제거 한 후 식각 공정을 수행하면 보다 짧은 시간에 기판 쪽 다이아몬드 선단이 원하는 정도의 침상을 형태로 식각되므로 (C) 단계 후에 식각 공정을 수행하는 것이 바람직하다.

한편 다이아몬드 표면에 산소가 흡착되어 있을 경우 방출 특성이 현저하게 저하된다. 식각 단계에서 산소를 포함하는 기체를 사용하는 경우 식각후 다이아몬드 표면에 산소가 흡착되어 있고, 또한 다이아몬드 표면에 상당한 흑연층이 존재하고 있으므로 이의 제거하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 공정이 끝난 후에 추가로 수소 플라즈마 내에서 일정시간 처리를 하는 것이 바람직하다.

아래에서 실시예를 통해 본 발명에 의한 다이아몬드 전계 방출부의 제작방법을 구체적으로 설명할 것이나 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다.

[실시예 1]

주상조직으로 이루어지는 다이아몬드막 합성공정 다이아몬드의 표면조직이 정사각형의 (100)면으로 구성되도록 하기 위하여 다음 세가지 방법을 사용하여 다이아몬드 막을 합성하였다.

가. 가열 필파멘트 CVD 방법

Si 기판 위에, 가열 필라멘트 화학기체증착(CVD) 방법으로 수소와 메탄의 혼합기체에 산소의 첨가량을 변화시켜 (100) 표면형상이 나타나는 증착조건에서 (100) 다이아몬드 표면조직을 가지는 다이아몬드 막을 두께 20㎛로 형성 하였다. 증착온도는 900℃, 기체활성화를 위한 텅스텐 필라멘트의 온도는 2000℃로 고정시켰고, 사용한 메탄기체의 농도는 1.6%로 고정시켰다. 합성압력은 40mbar이었고 흘려준 기체의 전체 유랑은 100sccm이었다. 이러한 조건에서 산소의 양을 0.8%까지 증가시켰다. 합성된 다이아몬드의 표면의 형상을 보면 첨가된 산소가 0.3%까지 다이아몬드의 표면은 정사각형의 (100)면으로 구성되었다. 산소량이 보다 증가하면 (100)면이 기판의 표면과 이루는 경사도가 증가하여 (100)면의 일부만이 표면에 노출되는 형상이 나타났으며, 산소 첨가범위가 0.1%에서 0.3%일 때 본 발명에서 원하는 표면형태를 얻을 수 있었다. 이러한 산소의 범위는 사용한 메탄의 농도에 따라 또한 증착온도에 따라 달라지는데 메탄의 농가가 증가할수록 사용가능한 산소의 농도범위는 증가하였고, 온도는 낮을수록 범위가 넓어졌다.

나. 마이크로파 PACVD 방법 1

Si 기판위에, 마이크로파 PACVD(Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition) 방법으로 증착온도를 변화시키면서 (100)형의 표면조식을 가지는 다이아몬드막을 두께 20㎛로 형성하였다. 기체는 1% 메탄을 사용하였고 기체의 총유랑은 100sccm, 사용압력은 40torr이었다. 기판의 온도를 770℃에서 1050℃까지 변화시키면서 실험하였으며 (100)형의 표면조직은 800℃에서 850℃ 구간에서 얻을 수 있었다. 이 온도 구간은 메탄의 농도에 의존하는데 메탄의 농가가 증가할 수록 온도구간이 증가하였다.

다. 마이크로 PACVD 방법 2

Si 기판 위에, 마이크로파 PACVD 방법으로 메탄 농도를 변화시키면서 (100)형의 표면조직을 가지는 다이아몬드막을 두께 20㎛로 형성하였다. 압력은 90torr, 기체유량은 100sccm, 증착온도는 880℃로 하였으며, (100)형의 표면조직은 4% 메탄조성에서 얻어졌다.

[실시예 2]

다이아몬드의 식각공정

실시예1에서 합성한 다이아몬드막을 플라즈마를 사용하여 식각하였다. 식각에 사용한 플라즈마는 마이크로파를 이용하여 형성시켰는데 이 플라즈마는 다이아몬드를 합성할 때 사용되는 것이다. 플라즈마를 형성시킬 때 기체로 공기를 사용하였으며, 다음의 조건에서 식각하였다. 플라즈마 출력 120W, 기체압력 20torr에서 알루미나 지지대 위에 시편을 놓고 시편의 온도를 700℃로 하여 시간에 따라 식각양상을 관찰하였다. 시간에 따라 막의 표면부부터 식각이 진행되었는데 정사각형의 (100)면 주위의 (111)면 뒤에 형성된 다이아몬드부가 먼저 식각되어 제4도의 윗부분과 같이 피라미드형으로 변하고 점차 식각이 진행되어 제3도와 같이 침상의 조직이 형성되는데 약 30분의 시간이 소요되었다. 시편 온도가 700℃보다 낮은 경우에는 식각속도는 현저히 감소하였다. 압력은 식각의 균일도에 영향을 미치는데 압력이 높을수록 식각의 균일도는 감소하였다. 위의조건에서 적정압력은 20torr이하인 것으로 판단되었다.

[실시예 3]

SiC 지지후막을 가지는 다이아몬드 팁 제조

Si 기판 위에 실시예 1에서와 같이 다이아몬드 막을 형성하였다. 형성된 다이아몬드 막 위에 CVD로 SiC 후막을 500 ㎛증착하였다.

SiC 지지후막의 증착시 압력과 유량은 각가 20torr 와 1250sccm이었고 온도는 1150℃이었다. 증착 기체로는 CH₃SiCl₃와 수소의 혼합기체를 사용하였다. SiC 후막을 증착한 시편을 질산과 불산의 용액에 넣어 Si 기판을 녹여내여, 원래 Si 기판과 접촉하였던 다이아몬드 부분이 대기 중에 노출되도록 하였다. 이 시편을 실시예 2와 같이 산소플라즈마를 이용하여 식각처리하였다. 식각처리한 후 시편의 형상은 SiC 기판위에 다이아몬드의 뾰족한 팁이 위를 향해 잘 배열되어 있는 조직을 보여 주었다.

Claims (7)

1. 기판 위에, 표면조직이 정사각형의 (100)면과 주위의 (111)면으로 이루어지고 다이아몬드의 성장면인 (100)면과 (111)면 뒤에 각각 형성된 다이아몬드의 결함 밀도가 서로 다른, 다이아몬드 주상입자로 이루어지는 다이아몬드 막을 형성하는 단계; 및 상기 다이아몬드 막을 산소 함유 기체를 사용한 플라즈마로 식각하는 단계로 이루어지는 다이아몬드 팁의 제조방법.
2. 기판위에, 표면 조직이 정사각형의 (100)면과 주위의 (111)면으로 이루어지고 다이아몬드의 성장면인 (100)면과 (111)면 뒤에 각각 형성된 다이아몬드의 결함 밀도가 서로 다른, 다이아몬드 주상입자로 이루어지는 다이아몬드 막을 형성하는 단계; 상기 다이아몬드막 위에 지지후막을 형성하는 단계 및 상기 기판을 제거하는 단계로 이루어지고, 상기 단계 중 어느 한 단계 이후에 상기 다이아몬드막을 산소 함유 기체를 사용한 플라즈마로 식각하는 것으로 이루어지는 다이아몬드 팁의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 다이아몬드 막이 가열 필라멘트 화학증착법법(CVD) 또는 마이크로파 플라즈마-도움화학증착법(PACVD)으로 형성되는 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 식각이 상기 기판을 제거하는 단계 이후에 수행되는 제조 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 식각이 시편 온도를 700℃이상으로 유지하면서 수행되는 제조방법.
6. 제2항에 있어서, 추가로, 식각된 다이아몬드 팁을 수소 플라즈마내에서 일정시간 처리를 하는 것으로 이루어지는 제조방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 지지후막이 SiC,TiC 또는 실리사이드 화합물인 제조방법.