KR102324225B1 - 마이크로-팁 구조를 갖는 dbd 전극 및 이의 제조방법 - Google Patents

마이크로-팁 구조를 갖는 dbd 전극 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 상면에 단차에 의해 구분되는 제1 면과 제2 면이 형성되는 베이스 기판, 상기 제1 면에 돌출 형성되는 마이크로-팁 구조, 상기 제1 면과 제2 면 상에 형성되는 제1 절연층, 상기 제1 면과 제2 면에 형성된 상기 제1 절연층 상에 형성되며 상기 단차에 의해 서로 이격되는 제1 전극과 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극을 덮도록 형성되는 제2 절연층을 포함하는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 및 이의 제조방법{DBD electrode having micro-tip structure and manufacturing method thereof}
본 발명은 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
공기중에 부유하는 먼지, 세균, 바이러스, 유해 입자, 유해 가스 등을 제거하기 위하여 공기청정기가 보급되고 있다. 공기청정기는 필터여과식, 전기집진식, 플라즈마식 등 다양한 방식이 개발되어 이용되고 있다. 그중에서 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge, DBD) 현상을 이용하여 대기압에서 플라즈마를 발생시키고, 공기를 플라즈마에 통과시켜 공기중의 먼지 등의 입자를 대전시킨 다음 대전된 집진판에 먼지를 흡착시키는 방식이 존재한다.
종래의 플라즈마 발생을 위한 전극 구조는 캐소드와 애노드 전극이 동일 평면에 배치되지 않아서 플라즈마 영역을 넓히기 위해서 필요한 전극의 어레이화가 어려운 문제가 있다. 구체적으로, 캐소드와 애노드 전극의 간격을 정확히 조절하기 어렵고, 어레이화하는 경우 크기가 커지는 문제가 있다. 또는, 전극을 어레이로 배치하기 위하여 캐소드와 애노드 전극을 동일 평면에 배치하더라도, 전극의 형상을 입체적으로 만들기 어려워 충분한 전기장을 발생시키기 위해 높은 전압이 필요한 문제가 있다.
KR 10-0538989 B1
본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 캐소드 전극과 애노드 전극이 하나의 기판 위에 형성된 공통평면(coplanar) 구조를 갖고, 전극이 마이크로-팁 형상을 가지며, 복수개의 전극이 어레이 구조로 형성되는 DBD(Dielectirc Barrier Discharge) 전극 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극은, 상면에 단차에 의해 구분되는 제1 면과 제2 면이 형성되는 베이스 기판, 상기 제1 면에 돌출 형성되는 마이크로-팁 구조, 상기 제1 면과 제2 면 상에 형성되는 제1 절연층, 상기 제1 면과 제2 면에 형성된 상기 제1 절연층 상에 형성되며 상기 단차에 의해 서로 이격되는 제1 전극과 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극을 덮도록 형성되는 제2 절연층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 면은 상기 제2 면보다 낮게 형성될 수 있다.
또한, 상기 마이크로-팁 구조는 복수개가 서로 이격되는 어레이로 형성될 수 있다.
또한, 상기 마이크로-팁 구조는 상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 돌출 형성되되, 피라미드 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 단차는 상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 오목하게 형성되는 측면홈을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 면과 제2 면의 경계는 상기 마이크로-팁 구조에 인접하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 면과 제2 면의 경계는 상기 마이크로-팁 구조가 복수개 형성되는 경우, 상기 복수의 마이크로-팁 구조들 각각과 상기 제2 면의 거리가 일정하도록, 상기 복수의 마이크로-팁 구조들 사이로 상기 제2 면이 돌출되도록 결정될 수 있다.
또한, 상기 제2 면은 상기 마이크로-팁을 향하여 돌출되는 첨단부를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극을 노출하는 제1 패드영역, 및 상기 제2 전극을 노출하는 제2 패드영역을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법은, 실리콘 단결정 재질의 베이스 기판을 준비하는 기판준비단계, 상기 베이스 기판의 상면에 마이크로-팁 구조가 형성될 영역과 제2 면이 형성될 영역만 커버하는 마스크를 형성하는 마스크 형성단계, 상기 마스크에 의해 커버되지 않은 부분을 식각하여, 상기 제2 면보다 낮은 위치에 제1 면과 마이크로-팁 구조를 형성하고, 상기 제1 면과 제2 면을 구분하는 단차에 상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 오목한 측면홈을 형성하는 식각단계, 상기 제1 면과 제2 면 상에 제1 절연층을 형성하는 제1 절연층 형성단계, 상기 제1 면과 제2 면의 상기 제1 절연층 상에 금속층을 형성하여, 상기 단차에 의해 분리되는 제1 전극과 제2 전극을 형성하는 전극형성단계, 및 상기 제1 전극과 제2 전극을 커버하도록 제2 절연층을 형성하는 제2 절연층 형성단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스크는 상기 마이크로-팁 구조가 형성될 영역을 커버하는 제1 마스크, 및 상기 제2 면이 형성될 영역을 커버하는 제2 마스크를 포함하며, 상기 제1 마스크는 하나 이상 형성되고, 상기 제2 마스크의 경계는 상기 제1 마스크에 인접하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 마스크는 상기 제1 마스크가 복수개 형성되고 어레이로 형성되는 경우, 상기 제1 마스크의 사이로 돌출되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 마스크는 상기 제1 마스크를 향하여 돌출되는 첨단부를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 식각단계는 상기 마스크에 의해 커버되지 않은 상기 베이스 기판의 상면을 건식 식각하여 상기 제2 면보다 낮고 단차에 의해 구분되는 제1 면을 형성하고, 상기 마이크로-팁 구조가 형성될 영역에 기둥 형상의 필라 구조를 형성하는 제1 식각단계, 및 상기 제1 식각단계 이후에 습식 식각을 수행하여 상기 제1 면과 제2 면을 구분하는 단차에 상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 오목한 측면홈을 형성하고, 상기 필라 구조의 측면을 내측으로 오목하게 식각하여 상기 필라 구조의 상부를 탈락시키고 상기 필라 구조의 하부에 피라미드 형상의 마이크로-팁 구조를 형성하는 제2 식각단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극형성단계는 상기 제2 면에 의해 가려지는 상기 단차의 측면홈에 상기 금속이 증착되지 않도록, 상기 베이스 기판의 상면에 수직한 방향으로 금속 입자를 증착시켜, 상기 제1 면과 마이크로-팁 구조를 커버하는 제1 전극 및 상기 제2 면을 커버하는 제2 전극을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법은, 상기 제1 전극과 제2 전극의 일부를 노출시키도록 상기 제2 절연층의 일부를 제거하고, 상기 제1 전극을 노출하는 제1 패드영역 및 상기 제2 전극을 노출하는 제2 패드영역을 형성하는 패드 형성단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 캐소드 전극과 애노드 전극이 하나의 기판 위에 형성된 공통평면 구조를 가지고 복수개의 전극이 어레이 구조로 형성되므로 대형화에 용이하고, 전극이 마이크로-팁 형상을 가져 낮은 전압으로도 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 마이크로-팁 구조를 제조한 다음 별도의 패터닝 공정 없이 한번의 금속 증착 공정만으로 애노드와 캐소드가 분리된 전극을 제조할 수 있으므로 공정단순화를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 C-C'에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일실시예의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극은, 상면에 단차(130)에 의해 구분되는 제1 면(110)과 제2 면(120)이 형성되는 베이스 기판(100), 제1 면(110)에 돌출 형성되는 마이크로-팁 구조(111), 제1 면(110)과 제2 면(120) 상에 형성되는 제1 절연층(140), 제1 면(110)과 제2 면(120)에 형성된 제1 절연층(140) 상에 형성되며 단차(130)에 의해 서로 이격되는 제1 전극(151)과 제2 전극(152), 및 상기 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 덮도록 형성되는 제2 절연층(160)을 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극은, 제1 전극(151)을 노출하는 제1 패드영역(171), 및 제2 전극(152)을 노출하는 제2 패드영역(172)을 더 포함할 수 있다.
베이스 기판(100)은 결정방향(orientation)이 <100> 인 단결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)은 결정방향에 따라 식각될 수 있으므로 마이크로-팁 구조(111)와 단차(130)에 형성되는 측면홈(131)이 형성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극은 베이스 기판(100)의 상면, 하면, 또는 상면과 하면에 모두 형성될 수 있다.
베이스 기판(100)의 상면 또는 하면에는 제1 면(110)과 제2 면(120)이 형성될 수 있다. 제1 면(110)은 제2 면(120)보다 낮게 형성될 수 있다. 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계에는 제2 면(120)의 높이만큼의 단차(130)가 존재한다. 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계에 형성되는 단차(130)는 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 오목하게 형성되는 측면홈(131)을 가질 수 있다. 측면홈(131)은 베이스 기판(100)의 결정방향을 따라, 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계에서 제2 면(120)의 가운데를 향하는 사선을 따라 오목하게 형성될 수 있다. 즉, 측면홈(131)의 하부는 제1 면(110)에서 단차(130)의 가운데를 향한 경사면으로 형성되고, 측면홈(131)의 상부(131H)는 제2 면(120)에서 단차(130)의 가운데를 향한 역경사면으로 형성된다.
마이크로-팁 구조(111)는 베이스 기판(100)의 제1 면(110)에 일체로 형성될 수 있다. 마이크로-팁 구조(111)는 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 돌출 형성되되, 피라미드 형상을 가질 수 있다. 마이크로-팁 구조(111)는 전체적으로 하부가 제1 면(110)에 일체로 형성되고 상부가 뾰족한 피라미드 형상을 가질 수 있다. 달리 말하면, 마이크로-팁 구조(111)는 전체적으로 사각뿔 형상을 가질 수 있다. 마이크로-팁 구조(111)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
마이크로-팁 구조(111)의 측면이 제1 면(110)과 형성하는 각도는 베이스 기판(100)의 결정방향에 따라 정해질 수 있다. 마이크로-팁 구조(111)는 복수개가 서로 이격되는 어레이로 형성될 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 9개의 마이크로-팁 구조(111)가 3행 3열의 어레이로 서로 이격되어 형성될 수 있다.
제1 절연층(140)은 제1 면(110), 마이크로-팁 구조(111), 측면홈(131), 제2 면(120)을 커버하도록 형성될 수 있다. 제1 절연층(140)은 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(Si3N4) 또는 다른 절연물질로 형성될 수 있다. 제1 절연층(140)은 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계에 형성되는 측면홈(131)을 모두 커버하도록 형성되어, 제1 면(110)과 제2 면(120) 상에 연속적으로 형성된다. 제1 절연층(140)은 제1 전극(151)과 제2 전극(152)에 인가되는 전압이 실리콘 재질의 베이스 기판(100)을 따라 흐르지 않도록 절연한다.
제1 절연층(140)과 베이스 기판(100)의 제2 면(120) 사이에 마스크(200)가 더 존재할 수 있다. 마스크(200)는 제1 면(110)과 제2 면(120)을 구분하고 제1 면(110)을 식각하기 위해 제2 면(120) 상에 형성되는 층이다. 마스크(200)는 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질화막(Si3N4)으로 형성될 수 있다.
제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 제1 절연층(140) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 전기전도성을 갖는 금속층으로 형성될 수 있다. 제1 전극(151)은 캐소드(Cathode) 전극(150)일 수 있고, 제2 전극(152)은 애노드(Anode) 전극(150)일 수 있다. 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 플라즈마 형성시 마이크로-팁 구조(111) 부분에 전기장이 집중되어 높은 열이 발생할 수 있는 점을 고려하여, 고온에서 견딜 수 있는 금속으로 형성할 수 있다. 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 낮은 온도에서 사용한다면 알루미늄(Al)을 사용할 수 있고, 높은 온도에서 사용한다면 백금(Pt)을 사용할 수 있으며, 그 외의 금속을 이용할 수도 있다.
제1 전극(151)은 제1 면(110), 마이크로-팁 구조(111)를 커버하도록 제1 절연층(140) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(151)은 측면홈(131)의 하부(경사면)에는 형성될 수 있으나, 측면홈(131)의 상부(131H, 역경사면)에는 형성되지 않는다.
제2 전극(152)은 제2 면(120)을 커버하도록 제1 절연층(140) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극(152)은 제2 면(120)에서 측면홈(131)으로 이어지는 경계까지 형성될 수 있으나, 측면홈(131)의 상부(131H, 역경사면)에는 형성되지 않는다. 즉, 측면홈(131)의 상부에는 제1 전극(151)이나 제2 전극(152)이 형성되지 않기 때문에, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 물리적으로 분리되어 있다. 따라서, 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계는 제1 전극(151)과 제2 전극(152)의 경계와 일반적으로 일치할 수 있다.
제2 절연층(160)은 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 커버하도록 제1 전극(151)과 제2 전극(152) 상에 형성될 수 있다. 제2 절연층(160)은 제1 전극(151)과 제2 전극(152)이 형성되지 않은 측면홈(131)의 상부에도 형성되어, 제1 절연층(140)과 연결될 수 있다. 제2 절연층(160)은 실리콘 산화막(SiO2), 알루미나(Al2O3) 또는 다른 절연물질로 형성될 수 있다. 제2 절연층(160)이 형성됨에 따라, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 상호간에 절연성이 더 높아진다. 제2 절연층(160)은 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 커버하여, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)에 전압이 인가되었을 경우 글로우 방전에서 아크 플라즈마로 전이되는 것을 방지할 수 있다.
제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계는 마이크로-팁 구조(111)에 인접하게 형성될 수 있다. 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계는 곧 제1 전극(151)과 제2 전극(152)의 경계 또는 제2 전극(152)의 외곽이라고 할수 있고, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)의 경계가 마이크로-팁 구조(111)와 인접하여 위치할수록 낮은 전압으로 큰 전기장을 생성할 수 있다. 즉, 제2 전극(152)의 외곽과 마이크로-팁 구조(111)의 상부가 인접하여 위치하도록, 마이크로-팁 구조(111)의 위치와 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계의 위치가 결정될 수 있다.
다시 도 1에 예시적으로 도시된 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계를 설명하면, 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계는 9개의 마이크로-팁 구조(111)를 'ㄷ'자로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 면(120) 상에 형성된 제2 전극(152)은 9개의 마이크로-팁 구조(111)를 둘러싸도록 형성되고, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)에 전압을 인가하면 마이크로-팁 구조(111)의 상부와 제2 전극(152)의 외곽 사이에서 전기장이 생성된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 도 4의 (a)는 도 3의 단면도 구조를 바탕으로 제1 전극(151)에 전압을 인가하고 제2 전극(152)을 그라운드(GND)로 설정한 상태에서 전기장의 분포를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 도 4의 (b)는 왼쪽 마이크로-팁 구조(111)에서 전기장의 세기이고, 도 4의 (c)는 가운데 마이크로-팁 구조(111)에서 전기장의 세기이며, 도 4의 (d)는 오른쪽 마이크로-팁 구조(111)에서 전기장의 세기를 나타낸다.
제2 전극(152)에 가까이 위치한 왼쪽 마이크로-팁 구조(111)와 오른쪽 마이크로-팁 구조(111)에서의 전기장의 세기가, 가운데 마이크로-팁 구조(111)에서의 전기장의 세기보다 크다. 즉, 제2 전극(152)과 마이크로-팁 구조(111)가 가까이 위치할수록 강한 전기장을 얻을 수 있음이 확인된다. 또한, 전기장이 왼쪽, 가운데, 오른쪽 마이크로-팁 구조(111)에 모두 형성되면서, 마이크로-팁 구조(111)의 어레이를 통과하는 공기중의 입자를 대전시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 C-C'에 따른 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계는 마이크로-팁 구조(111)가 복수개 형성되는 경우, 복수의 마이크로-팁 구조(111)들 각각과 제2 면(120)의 거리가 일정하도록 결정될 수 있다. 즉, 마이크로-팁 구조(111)들 각각과 제2 면(120) 상에 형성되는 제2 전극(152)의 거리가 일정하도록, 마이크로-팁 구조(111)들과 제2 면(120)의 위치가 결정될 수 있다. 달리 말하면, 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계는 마이크로-팁 구조(111)가 복수개 형성되는 경우, 복수의 마이크로-팁 구조(111)들 각각과 제2 면(120)의 거리가 일정하도록, 복수의 마이크로-팁 구조(111)들 사이로 상기 제2 면(120)이 돌출되도록 결정될 수 있다.
도 5에 예시적으로 도시된 본 발명의 다른 일실시예를 참고하면, 2개씩 3줄로 배치된 마이크로-팁 구조(111)의 어레이가 제1면 상에 형성되고, 제2 면(120)이 복수의 마이크로-팁 어레이 사이로 돌출되도록 형성될 수 있다. 구체적으로 2개의 마이크로-팁 어레이의 양쪽에 제2 면(120)의 돌출부(121)가 형성되어, 마이크로-팁 구조(111)와 제2 전극(152)의 거리가 동일하게 형성된다. 도 6을 참고하면, 하나의 마이크로-팁 구조(111)의 좌우에 동일한 간격으로 제2 면(120)의 돌출부(121)가 형성되어, 하나의 마이크로-팁 구조(111)의 좌우에 동일한 간격으로 제2 전극(152)이 형성될 수 있다. 이와 같이 제2 면(120)이 마이크로-팁 구조(111)와 동일한 거리에 형성되는 경우, 마이크로-팁들 사이에 자기장의 편차가 발생하지 않고 안정적인 플라즈마를 생성할 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 형상에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 마이크로-팁과 제2 전극(152)의 배치관계는 거리를 일정하게 유지할 수 있다면 다양하게 변형될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)이 하나의 기판(100) 위에 형성된 공통평면(coplarnar) 구조이고, 저면(제1 면(110))에 제1 전극(151)이 위치하고 고면(제2 면(120))에 제2 전극(152)이 위치하는 구조이므로, 두 전극(151, 152)의 거리를 가깝게 제조할 수 있고 두 전극(151, 152) 사이의 거리를 일정하게 제조할 수 있으므로 일정한 전기장을 유도할 수 있고 대형화에 유리하다. 또한, 복수개의 마이크로-팁 구조(111)를 일정한 어레이 구조로 형성할 수 있으므로 대형화에 용이하며, 마이크로-팁 구조(111)와 같이 끝이 뾰족한 구조물을 전극으로 이용함으로써 낮은 전압에서 높은 전기장 세기를 유도할 수 있어서, 낮은 전기에너지를 이용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 도 7의 (a)는 도 6의 단면도 구조를 바탕으로 제1 전극(151)에 전압을 인가하고 제2 전극(152)을 그라운드(GND)로 설정한 상태에서 전기장의 분포를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 도 7의 (b)는 왼쪽 마이크로-팁 구조(111)에서 전기장의 세기이고, 도 7의 (c)는 가운데 마이크로-팁 구조(111)에서 전기장의 세기이며, 도 7의 (d)는 오른쪽 마이크로-팁 구조(111)에서 전기장의 세기를 나타낸다.
도 7의 (b), (c), (d)를 참고하면, 왼쪽 마이크로-팁 구조(111), 오른쪽 마이크로-팁 구조(111), 가운데 마이크로-팁 구조(111)에서의 전기장가 전체적으로 균일한 것을 확인할 수 있다. 또한, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)에 동일한 전압을 인가한다는 가정 하에 도 7의 (b), (c), (d)를 도 4의 (b), (c), (d)와 비교하였을 때, 마이크로-팁 구조(111)의 양측에 동일한 거리로 제2 전극(152)이 위치하는 구조인 경우에 전기장의 세기가 더 큰 것을 확인할 수 있다. 또한, 모든 마이크로-팁 구조(111)에 일정하게 전기장의 세기가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 제2 면(120)은 마이크로-팁 구조(111)를 향하여 돌출되는 첨단부(미도시)를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 1 또는 도 5에 도시된 제2 면(120)에서 마이크로-팁 구조(111)를 향해 연속으로 연장되는 삼각형 형상의 첨단부가 더 형성될 수 있다. 이러한 경우 마이크로-팁 구조(111)의 상부의 꼭지점 부분과, 이를 향하는 제2 면(120)의 첨단부의 끝에 형성되는 제2 전극(152)의 꼭지점 부분에 전기장이 집중되면서 더 강한 세기의 전기장을 획득할 수 있다.
도 8 내지 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법은, 실리콘 단결정 재질의 베이스 기판(100)을 준비하는 기판준비단계(S10), 베이스 기판(100)의 상면에 마이크로-팁 구조(111)가 형성될 영역과 제2 면(120)이 형성될 영역만 커버하는 마스크(200)를 형성하는 마스크 형성단계(S20), 마스크(200)에 의해 커버되지 않은 부분을 식각하여, 제2 면(120)보다 낮은 위치에 제1 면(110)과 마이크로-팁 구조(111)를 형성하고, 제1 면(110)과 제2 면(120)을 구분하는 단차(130)에 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 오목한 측면홈(131)을 형성하는 식각단계(S30), 제1 면(110)과 제2 면(120) 상에 제1 절연층(140)을 형성하는 제1 절연층 형성단계(S40), 제1 면(110)과 제2 면(120)의 제1 절연층(140) 상에 금속층을 형성하여, 단차(130)에 의해 분리되는 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 형성하는 전극형성단계(S50), 및 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 커버하도록 제2 절연층(160)을 형성하는 제2 절연층 형성단계(S60)를 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법은, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)의 일부를 노출시키도록 제2 절연층(160)의 일부를 제거하고, 제1 전극(151)에 연결되는 제1 패드영역(171) 및 상기 제2 전극(152)에 연결되는 제2 패드영역(172)을 형성하는 패드영역 형성단계(S70)를 더 포함할 수 있다.
도 8은 기판준비단계(S10) 및 마스크 형성단계(S20)의 일부를 나타낸 도면이다. 도 8의 (a)는 사시도이고, (b)는 사시도의 A-A'를 따른 단면도이다. 도 9는 마스크 형성단계(S20)를 수행하여 베이스 기판(100) 상에 마스크(200)가 형성된 상태를 나타내는 도면이다. 도 9의 (a)는 사시도이고, (b)는 사시도의 A-A'를 따른 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기판준비단계(S10)에서, 단결정 실리콘 재질의 베이스 기판(100)을 준비한다. 베이스 기판(100)을 준비한 다음, 마스크 형성단계(S20)를 수행한다. 마스크 형성단계(S20)에서 먼저 도 8에 도시된 바와 같이 베이스 기판(100)의 상면에 마스크(200)를 형성한다. 다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이 마스크(200)의 일부를 제거하여, 베이스 기판(100)의 상면에 마이크로-팁 구조(111)가 형성될 영역과 제2 면(120)이 형성될 영역만 커버하는 마스크(200)를 형성한다. 마스크(200)는 oxidation 공정을 이용하여 생성하는 실리콘 산화물(SiO2), 또는 LPCVD 공정을 이용하여 생성하는 실리콘 질화물(Si3N4)로 형성될 수 있다. 마스크(200)의 일부를 제거하는 과정은 포토레지스트 형성, 노광, 현상, 건식 식각(dry etch) 등의 알려진 방법을 이용할 수 있다.
마스크(200)는 마이크로-팁 구조(111)가 형성될 영역을 커버하는 제1 마스크(210), 및 제2 면(120)이 형성될 영역을 커버하는 제2 마스크(220)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 마스크(210)는 하나 이상 형성되고, 제2 마스크(220)의 외곽 경계선(221)은 제1 마스크(210)에 인접하게 형성될 수 있다. 제1 마스크(210)는 복수의 마이크로-팁 구조(111)를 형성하기 위하여 필요한 위치에 형성될 수 있다. 제2 마스크(220)의 외곽 경계선(221)은 곧 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계이면서 단차(130)가 형성 되는 위치이다. 따라서 제2 마스크(220)의 평면 형상은 제2 면(120)의 평면 형상 설계에 따라 결정된다.
또한, 제2 마스크(220)는 제1 마스크(210)가 복수개 형성되고 어레이(array)로 형성되는 경우, 제1 마스크(210)의 사이로 돌출되도록 형성될 수 있다. 이러한 경우 도 5에 도시된 바와 같이 제2 면(120)이 복수의 마이크로-팁 구조(111)들의 사이로 돌출되는 돌출부(121)를 갖게 된다. 제2 마스크(220)의 형상은 제1 마스크(210)와 일정한 거리를 유지하도록 형성될 수 있다. 제2 마스크(220)의 형상에 제1 마스크(210)와 일정한 거리를 유지하면, 제2 면(120) 상의 제2 전극(152)과, 제1 마스크(210)의 위치에 형성되는 마이크로-팁 구조(111)의 거리가 일정하게 형성된다.
또한, 제2 마스크(220)는 제1 마스크(210)를 향하여 돌출되는 첨단부(미도시)를 갖도록 형성될수 있다. 제2 마스크(220)에서 제1 마스크(210)를 향하여 돌출되는 첨단부는 곧 제2 면(120)의 첨단부로 형성되고, 제2 면(120)의 첨단부 상에 형성되는 제2 전극(152)으로 형성될 수 있다. 제2 전극(152)이 마이크로-팁(111) 방향으로 돌출되고 끝이 뾰족한 첨단부 형상을 갖는 경우, 첨단부 끝에 전기장이 집중되므로 더 낮은 전압을 이용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
도 10, 11 및 12는 식각단계(S30)를 도시하는 도면이다. 도 10, 11 및 12의 (a)는 사시도이고, (b)는 사시도의 A-A'를 따른 단면도이다.
식각단계(S30)는 마스크(200)에 의해 커버되지 않은 베이스 기판(100)의 상면을 건식 식각(dry etch)하여 제2 면(120)보다 낮고 단차(130)에 의해 구분되는 제1 면(110)을 형성하고, 마이크로-팁 구조(111)가 형성될 영역에 기둥 형상의 필라 구조(180)를 형성하는 제1 식각단계(S31), 및 제1 식각단계(S31) 이후에 습식 식각을 수행하여 제1 면(110)과 제2 면(120)을 구분하는 단차(130)에 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 오목한 측면홈(131)을 형성하고, 필라 구조(180)의 측면을 내측으로 오목하게 식각하여 필라 구조(180)의 상부를 탈락시키고 필라 구조(180)의 하부에 피라미드 형상의 마이크로-팁 구조(111)를 형성하는 제2 식각단계(S32)를 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 식각단계(S31)를 수행하면 도 9에 도시된 마스크(200)에 의해 커버되지 않은 베이스 기판(100)의 일부가 제거된다. 그에 따라 베이스 기판(100)의 상면에는 제1 면(110)과 제2 면(120)이 단차(130)에 의해 구분되고, 제1 마스크(210)가 형성된 베이스 기판(100) 부분은 기둥 형상의 필라 구조(180)로 형성된다. 필라 구조(180)는 제1 마스크(210)의 형상과 위치에 따라 형성된다. 제1 식각단계(S31)의 식각 시간은, 제2 식각단계(S32)를 진행하였을 때 필라구조(180)의 상부(180H)가 탈락될 수 있을 정도로 충분히 오래 진행되어 식각 깊이를 충분히 깊게 형성할 필요가 있다. 즉, 필라 구조(180)의 높이가 충분히 높게 형성될 때까지 제1 식각단계(S31)를 수행한다.
도 11은 제2 식각단계(S32)를 수행하는 과정 중의 어느 한 지점을 도시하는 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 식각단계(S31)를 수행한 이후에 제2 식각단계(S32)를 수행한다. 제2 식각단계(S32)를 수행하면 필라 구조(180)의 측면(180S), 제1 면(110)과 제2 면(120)의 단차(130)에서 베이스 기판(100)의 결정방향을 따라 가운데가 오목하게 제거된다. 필라 구조(180)는 상부(180H)와 하부(180L)에서 가운데 방향을 향해 사선으로 식각되고, 단차(130)는 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 상부(130H)와 하부(130L)에서 가운데 방향을 향해 사선으로 식각된다. 그 결과 필라 구조(180)는 가운데 부분이 오목한 모래시계 형태로 형성되고, 단차(130)는 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 오목한 측면홈(131)이 형성된다. 제2 식각단계(S32)의 습식 식각은 KOH 용액 또는 TMAH 용액을 이용하는 이방성 식각(anisotropic etch)일 수 있다.
제2 식각단계(S32)에서 습식 식각을 계속 수행하면, 제거되는 부분이 많아지면서 도 12에 도시된 바와 같이, 필라 구조(180)의 가운데 부분이 소멸되어 없어지고 필라 구조(180)의 상부(180H)는 필라 구조(180)의 하부(180L)와 분리되어 베이스 기판(100)에서 탈락된다. 제2 식각단계(S32)에서 습식 식각은 필라 구조(180)의 상부(180H)가 탈락되기 충분한 시간동안 진행될 수 있다. 필라 구조(180)의 상부(180H)가 탈락되기 충분한 시간동안 습식 식각을 진행하면, 이미 상부(180H)가 탈락된 하부(180L)의 끝단 부분은 식각 속도가 조금 더 빨라져서 도 11의 (a)에서와 같이 마이크로-팁 구조(111)의 상부에 베이스 기판(100)의 결정방향보다 일정 각도(θ)만큼 더 제거될 수 있다. 제2 식각단계(S32)를 수행하면 그 결과 필라 구조(180)는 마이크로-팁 구조(111)로 형성되고, 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계에 형성되는 단차(130)에 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 오목한 측면홈(131)이 형성된다.
도 13은 제1 절연층(140)을 형성하는 제1 절연층 형성단계(S40)를 수행한 상태를 나타내는 도면이다. 도 13의 (a)는 사시도이고, (b)는 사시도의 A-A'에 따른 단면도이다. 제1 절연층(140)은 제1 면(110), 마이크로-팁 구조(111), 측면홈(131), 제2 면(120)을 모두 커버하도록 형성된다. 제1 절연층(140)은 너무 두껍게 형성하지 않는다. 제1 절연층(140)의 두께는 마이크로-팁 구조(111)의 뾰족함을 유지할 수 있을 정도로 결정한다. 제1 절연층(140)은 제1 면(110), 제2 면(120), 단차(130)의 오목부, 마이크로-팁 구조(111)의 모든 위치에서 균일하게 형성한다. 제1 절연층(140)은 PECVD를 이용한 실리콘 산화막(SiO2), LPCVD를 이용한 실리콘 질화막(Si3N4), ALD에 의한 알루미나(Al2O3) 또는 다른 절연물질로 형성될 수 있다.
도 14는 제1 전극(151) 및 제2 전극(152)을 형성하는 전극형성단계(S50)를 수행한 상태를 나타내는 도면이다. 도 14의 (a)는 사시도이고, (b)는 사시도의 A-A'에 따른 단면도이다. 전극형성단계(S50)는 제2 면(120)에 의해 가려지는 단차(130)의 측면홈(131)에 금속이 증착되지 않도록, 베이스 기판(100)의 상면에 수직한 방향으로 금속 입자를 증착시켜, 제1 면(110)과 마이크로-팁 구조(111)를 커버하는 제1 전극(151) 및 제2 면(120)을 커버하는 제2 전극(152)을 형성하는 것이다. 전극(150)은 한번의 금속 증착 공정을 통해, 제1 전극(151)과 제2 전극(152)로 분리 형성된다. 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계에 존재하는 단차(130)에는 측면홈(131)이 형성되어 있고, 측면홈(131)은 제1 면(110)에서 제2 면(120) 방향으로 가운데가 오목하게 형성되므로, 베이스 기판(100)의 상면에 수직한 방향으로 금속 입자가 이동하여 증착되는 경우 제2 면(120)에 금속 입자가 가로막혀 측면홈(131)의 상부(131H, 역경사면)에는 증착되지 않는다. 따라서 제1 면(110)과 마이크로-팁 구조(111)의 상면에는 금속이 증착되어 제1 전극(151)이 형성되고, 제2 면(120) 상에는 금속이 증착되어 제2 전극(152)이 형성되나, 제1 면(110)과 제2 면(120)의 경계의 단차(130)에 형성된 측면홈(131)의 상부(131H)에는 금속이 증착되지 않으므로 제1 전극(151)과 제2 전극(152)이 물리적으로 분리될 수 있다. 금속을 증착하는 방법은 금속 입자를 직진시킬 수 있는 E-beam 증착 방식을 이용할 수 있으며, 그 외에 금속 입자를 직진시킬 수 있는 다른 방식을 이용할 수 있다. sputtering 방식이나 ALD 방식을 이용하더라도 금속 입자를 직진시킬 수 있도록 환경을 제어하여 이용할 수 있다.
도 15는 제2 절연층(160)을 형성하는 제2 절연층 형성단계(S60)를 수행한 상태를 나타낸 도면이다. 도 15의 (a)는 사시도이고, (b)는 사시도의 A-A'에 따른 단면도이다. 제2 절연층(160)은 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 커버하도록 형성된다. 제2 절연층(160)은 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 모두 커버하도록 형성되고, 측면홈(131)의 상부(131H)에 전극(150)이 형성되지 않고 노출된 제1 절연층(140)과 연결되도록 형성될 수 있다. 제2 절연층(160)을 형성할 때 제1 전극(151)과 제2 전극(152)의 상태나 성질을 변형하지 않도록, 금속층 위에도 증착이 용이한 ALD 공정을 이용하여 알루미나(Al2O3)로 제2 절연층(160)을 형성할 수 있다.
도 16은 제1 패드영역(171)과 제2 패드영역(172)을 형성하는 패드 형성단계를 수행한 상태를 나타내는 도면이다. 도 16의 (a)는 사시도이고, (b)는 사시도의 A-A'에 따른 단면도이다. 제1 패드영역(171)은 제1 전극(151) 상에 형성된 제2 절연층(160)의 일부를 제거하여 형성될 수 있다. 제2 패드영역(172)은 제2 전극(152) 상에 형성된 제2 절연층(160)의 일부를 제거하여 형성될 수 있다. 제1 패드영역(171) 및 제2 패드영역(172)을 형성하기 위하여, 포토레지스트 형성, 노광, 현상, 식각 등의 포토리소그래피 공정을 이용할 수 있다. 제1 패드영역(171)과 제2 패드영역(172)에는 제1 전극(151)과 제2 전극(152)상에 금속층을 더 형성할 수도 있다. 제1 패드영역(171)과 제2 패드영역(172)은 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 외부 회로와 전기적으로 연결하기 위한 와이어 본딩이나 솔더링이 수행되는 영역으로 제공될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 마이크로-팁 구조(111)를 제조한 다음 별도의 패터닝 공정 없이 한번의 금속 증착 공정만으로 제1 전극(151)과 제2 전극(152)가 분리된 전극을 제조할 수 있으므로 공정단순화를 달성할 수 있다. 또한, 기존의 MEMS 제조공정을 이용할 수 있으므로 대면적 실리콘 기판 가공이 가능하여 제조 단가를 낮출 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 베이스 기판
110: 제1 면
111: 마이크로-팁 구조
120: 제2 면
130: 단차
131: 측면홈
140: 제1 절연층
150: 전극
151: 제1 전극
152: 제2 전극
160: 제2 절연층
171: 제1 패드영역
172: 제2 패드영역
180: 필라 구조
200: 마스크
210: 제1 마스크
220: 제2 마스크
221: 제2 마스크의 외곽 경계선

Claims (16)

  1. 상면에 단차에 의해 구분되는 제1 면과 제2 면이 형성되는 베이스 기판;
    상기 제1 면에 돌출 형성되는 마이크로-팁 구조;
    상기 제1 면과 제2 면 상에 형성되는 제1 절연층;
    상기 제1 면과 제2 면에 형성된 상기 제1 절연층 상에 형성되며 상기 단차에 의해 서로 이격되는 제1 전극과 제2 전극;
    상기 제1 전극과 제2 전극을 덮도록 형성되는 제2 절연층을 포함하는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 면은
    상기 제2 면보다 낮게 형성되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이크로-팁 구조는
    복수개가 서로 이격되는 어레이로 형성되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 마이크로-팁 구조는
    상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 돌출 형성되되, 피라미드 형상을 갖는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 단차는
    상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 오목하게 형성되는 측면홈을 갖는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 면과 제2 면의 경계는
    상기 마이크로-팁 구조에 인접하게 형성되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 면과 제2 면의 경계는
    상기 마이크로-팁 구조가 복수개 형성되는 경우, 상기 복수의 마이크로-팁 구조들 각각과 상기 제2 면의 거리가 일정하도록, 상기 복수의 마이크로-팁 구조들 사이로 상기 제2 면이 돌출되도록 결정되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 면은
    상기 마이크로-팁을 향하여 돌출되는 첨단부를 갖도록 형성되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극을 노출하는 제1 패드영역; 및
    상기 제2 전극을 노출하는 제2 패드영역을 더 포함하는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극.
  10. 실리콘 단결정 재질의 베이스 기판을 준비하는 기판준비단계;
    상기 베이스 기판의 상면에 마이크로-팁 구조가 형성될 영역과 제2 면이 형성될 영역만 커버하는 마스크를 형성하는 마스크 형성단계;
    상기 마스크에 의해 커버되지 않은 부분을 식각하여, 상기 제2 면보다 낮은 위치에 제1 면과 마이크로-팁 구조를 형성하고, 상기 제1 면과 제2 면을 구분하는 단차에 상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 오목한 측면홈을 형성하는 식각단계;
    상기 제1 면과 제2 면 상에 제1 절연층을 형성하는 제1 절연층 형성단계;
    상기 제1 면과 제2 면의 상기 제1 절연층 상에 금속층을 형성하여, 상기 단차에 의해 분리되는 제1 전극과 제2 전극을 형성하는 전극형성단계; 및
    상기 제1 전극과 제2 전극을 커버하도록 제2 절연층을 형성하는 제2 절연층 형성단계를 포함하는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 마스크는
    상기 마이크로-팁 구조가 형성될 영역을 커버하는 제1 마스크; 및
    상기 제2 면이 형성될 영역을 커버하는 제2 마스크를 포함하며,
    상기 제1 마스크는 하나 이상 형성되고, 상기 제2 마스크의 경계는 상기 제1 마스크에 인접하게 형성되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 마스크는
    상기 제1 마스크가 복수개 형성되고 어레이로 형성되는 경우, 상기 제1 마스크의 사이로 돌출되도록 형성되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 마스크는
    상기 제1 마스크를 향하여 돌출되는 첨단부를 갖도록 형성되는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 식각단계는
    상기 마스크에 의해 커버되지 않은 상기 베이스 기판의 상면을 건식 식각하여 상기 제2 면보다 낮고 단차에 의해 구분되는 제1 면을 형성하고, 상기 마이크로-팁 구조가 형성될 영역에 기둥 형상의 필라 구조를 형성하는 제1 식각단계; 및
    상기 제1 식각단계 이후에 습식 식각을 수행하여 상기 제1 면과 제2 면을 구분하는 단차에 상기 제1 면에서 제2 면 방향으로 오목한 측면홈을 형성하고, 상기 필라 구조의 측면을 내측으로 오목하게 식각하여 상기 필라 구조의 상부를 탈락시키고 상기 필라 구조의 하부에 피라미드 형상의 마이크로-팁 구조를 형성하는 제2 식각단계를 포함하는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 전극형성단계는
    상기 제2 면에 의해 가려지는 상기 단차의 측면홈에 상기 금속이 증착되지 않도록, 상기 베이스 기판의 상면에 수직한 방향으로 금속 입자를 증착시켜, 상기 제1 면과 마이크로-팁 구조를 커버하는 제1 전극 및 상기 제2 면을 커버하는 제2 전극을 형성하는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극의 일부를 노출시키도록 상기 제2 절연층의 일부를 제거하고, 상기 제1 전극을 노출하는 제1 패드영역 및 상기 제2 전극을 노출하는 제2 패드영역을 형성하는 패드영역 형성단계를 더 포함하는, 마이크로-팁 구조를 갖는 DBD 전극 제조방법.
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