KR20070104034A - 전계방출용 팁의 제조방법, 이에 의해 제조된 전계방출용팁 및 이를 포함하는 소자 - Google Patents

전계방출용 팁의 제조방법, 이에 의해 제조된 전계방출용팁 및 이를 포함하는 소자 Download PDF

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KR20070104034A
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Abstract

본 발명은 다공성 글래스 템플릿을 이용하여 SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 성장시킨 나노 와이어의 일부를 글래스 템플릿으로부터 노출시키는 것을 특징으로 하는 크기 및 간격의 조절이 가능한 전계방출용 팁의 제조방법, 이에 의해 제조된 전계방출용 팁 및 이를 포함하는 소자에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 간단하고 경제적인 공정에 의해 나노 와이어의 크기 및 간격을 자유롭게 조절할 수 있는 전계방출용 팁을 제조할 수 있기 때문에, 센서, 광검출소자, 발광 다이오드, 레이저 다이오드, EL 소자, PL 소자, CL 소자 및 스위칭 소자 등 다양한 분야에 효과적으로 적용될 수 있다.
글래스 템플릿, 나노 와이어, 전계방출, 팁, 에칭, 스위칭 소자, 센서

Description

전계방출용 팁의 제조방법, 이에 의해 제조된 전계방출용 팁 및 이를 포함하는 소자{Method of Manufacturing Tips for Field Emission, Tips for Field Emission Manufactured By the Same, and Device Comprising The Same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 글래스 템플릿을 이용하여 전계방출용 팁을 제조하는 원리를 설명하기 위한 공정 개략도,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 다공성 글래스 템플릿을 이용하여 전계방출용 팁을 제조하는 원리를 설명하기 위한 공정 개략도,
도 3은 SLS(solid-liquid-solid)법에 의한 전계방출용 팁으로 이용되는 나노 와이어의 제작 공정을 나타내는 공정 개략도,
도 4는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의한 전계방출용 팁으로 이용되는 나노 와이어의 제작 공정을 나타내는 공정 개략도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 스위칭 소자를 나타내는 개략도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 스위칭 소자의 작동원리를 나타내는 개략도로서, 도 6(a)는 오프(Off) 상태의 스위칭 소자를, 도 6(b)는 온(On) 상태의 스위칭 소자를 나타낸 것이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 기판 20: 금속 촉매층
30: 글래스 템플릿 50: 나노와이어
본 발명은 전계방출용 팁의 제조방법, 이에 의해 제조된 전계방출용 팁 및 이를 포함하는 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다공성 글래스 템플릿을 이용하여 SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 성장시킨 나노 와이어의 일부를 글래스 템플릿으로부터 노출시키는 것을 특징으로 하는 크기 및 간격의 조절이 가능한 전계방출용 팁의 제조방법, 이에 의해 제조된 전계방출용 팁 및 이를 포함하는 소자에 관한 것이다.
나노 와이어는 직경이 나노미터(1nm = 10-9m) 영역을 가지고, 길이가 직경에 비해 훨씬 큰 수백 나노미터, 마이크로미터(1㎛ = 10-6m) 또는 더 큰 밀리미터(1mm = 10-3m) 단위를 갖는 선형 재료이다. 이러한 나노 와이어의 물성은 그들이 갖는 직경과 길이에 의존한다.
상기 나노 와이어는 작은 크기로 인하여 미세 소자에 다양하게 응용될 수 있으며, 특정 방향에 따른 전자의 이동 특성이나 편광 현상을 나타내는 광학 특성을 이용할 수 있는 장점이 있다.
현재 나노 입자(nano particle)에 대한 제조방법과 물성에 대한 연구는 상당히 활성화되어 있는 것에 비해, 나노 와이어에 대한 보편적인 제조방법은 미비한 실정이다. 기존의 대표적인 방법은 예를 들어, 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD), 레이저 어블레이션법(Laser Ablation), 및 템플릿(template)을 이용하는 방법 등이 있다. 이 중에서 템플릿(template)을 이용하는 방법은 수 나노미터에서 수백 나노미터 단위의 기공을 만들고, 이 기공을 나노 와이어의 틀로 이용하는 것이다.
전자 방출원으로부터 방출되는 전자의 양은 인가되는 전기장의 세기와 전자 방출원의 재질 및 형상에 의해 영향을 받게 되는데, 전극에 인가되는 전압은 수백 V에서 수십 V로 저전압화가 진행되는 추세이므로, 저전압화가 될수록 전자 방출원의 재질 및 형상에 관한 기술개발이 요구되고 있다.
한편, 일반적으로 전계에 의한 고상표면에서의 전계방출 효과는 평판 표시소자 중의 하나인 전계방출 평판 표시소자를 비롯하여 진공 마이크로 전자 소자나 마이크로파 소자 등 전자소자의 응용을 가능하도록 하는 물리적인 특성이라 할 수 있다.
이러한 응용에 있어서 가장 기본이 되는 것은 전계를 걸어 주었을때 전자를 방출할 수 있는 성능이 우수한 전계방출부의 확보라고 할 수 있는데, 이러한 전계방출부로서 갖추어야 할 특성으로는 낮은 인가 전압 하에서 전자의 방출이 용이하고 안정되며, 전자방출량이 크고 내구성이 우수해야 한다는 것이다.
그런데, 기존의 탄소나노튜브(carbon nanotube) 등을 이용한 나노 크기의 전계방출용 팁(tip)의 경우 사용횟수에 따라 팁 끝이 무뎌지게 되는 단점이 있기 때문에, ZnO, Si 또는 SiC 등과 같은 고강도 물질로 대체시킬 필요성이 대두되어 왔다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 글래스 템플릿을 이용하여 SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 성장시킨 나노 와이어의 일부를 글래스 템플릿으로부터 노출시킴으로써, 크기 및 간격의 조절이 가능한 전계방출용 팁의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법으로 제조된 크기 및 간격의 조절이 가능한 전계방출용 팁을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 전계방출용 팁을 포함하는 소자를 제공하는 것이다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 전계방출용 팁의 제조방법은 나노 기공을 갖는 글래스 템플릿을 이용하여 SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 성장시킨 나노 와이어의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 글래스 템플릿을 이용하여 전계방출용 팁을 제조하는 원리를 설명하기 위한 공정 개략도이다. 도 1을 참조하면, 다공성 글래스 템플릿을 제공하고(a 단계), 템플릿을 금속 촉매층이 형성된 기판 위에 배치하며(b 단계), SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 템플릿 내의 기공을 따라 나노 와이어를 형성하여 성장시키고(c 단계), 상기 글래스 템플릿의 일부를 에칭하여 글래스 템플릿으로부터 나노 와이어의 일부를 노출시킨다(d 단계).
또한 도 2를 참조하면, 다공성 글래스 템플릿을 제공하고(a 단계), 템플릿을 금속 촉매층이 형성된 기판 위에 배치하며(b 단계), SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 템플릿 내의 기공을 따라 나노 와이어를 형성하여 성장시키고(c 단계), 상기 글래스 템플릿 내에서 성장이 완료된 나노 와이어를 더 성장시켜 글래스 템플릿으로부터 나노 와이어의 일부를 노출시킨다(d 단계).
본 발명과 같이, 다공성 글래스 템플릿을 이용하여 SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 성장시킨 나노 와이어를 템플릿의 일부를 에칭하거나, 템플릿 내에서 나노 와이어를 더 성장시켜 나노 와이어의 일부를 노출시키는 경우, 나노 와이어의 크기와 간격을 일정하게 조절함으로써 다양한 크기와 간격을 갖는 전계방출용 팁을 제조할 수 있고, 물질이나 조성을 변화시킴으로써 초격자(superlattice) 또는 하이브리드(hybrid)의 복합 구조물로 형성할 수 있 으며, 나노 와이어 성장시 도판트로 도핑시켜 도핑(dopping)된 전계방출용 팁을 제조할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 제조방법을 각 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(a) 다공성 글래스 템플릿을 제공하는 단계
본 발명은 전계방출용 팁을 제조하기 위하여 글래스 템플릿을 사용하는 것을 특징으로 한다.
기존의 나노 와이어를 형성하기 위한 템플릿은 주로 AAO(Anodic Aluminum Oxide)가 많이 사용되어 왔는데, 이는 인가된 전압에 따라 기공의 크기 및 길이를 조절하기 때문에 기공을 균일하게 원하는 위치에 형성하기 어렵다. 또한, 에칭이 길이방향으로 끝까지 되지 않는 경우 기공이 형성되지 않은 부분은 제거해야 하기 때문에 공정이 복잡하다. 아울러, 내부에 존재하는 알루미늄의 융점이 660℃이므로 고온 공정에서 수행되는 SLS(solid-liquid-solid)법에 의해서 와이어를 형성시킬 수 없고, 재질이 불투명하므로 광소자 제작에는 사용할 수 없다.
이에 반하여, 글래스 템플릿은 큰 기공을 갖는 파이버를 다발로 묶어 한번에 인장시켜 만들기 때문에 기공을 균일하게 원하는 위치에 형성하기 쉽고 파이버의 커팅에 따라 길이가 정해지므로 균일한 기공을 가진 다양한 길이의 템플릿을 선택할 수 있다. 또한, 공정이 간단할 뿐만 아니라 글래스의 융점이 1700℃ 정도이므로 고온 공정에서 수행되는 SLS(solid-liquid-solid)법에 의해서 와이어를 형성시 킬 수 있다. 아울러, 재질이 투명하므로 광소자로 사용가능하고, 기존에 많은 연구가 진행된 광섬유 기술을 이용할 수 있다.
본 발명에서 특징적으로 사용되는 상기 다공성 글래스 템플릿의 직경이나 높이는 자유도가 높으므로 나노 와이어가 성장되는 기판의 크기에 따라 선택이 가능하다. 또한, 상기 다공성 템플릿 내의 기공은 제조하고자 하는 나노 와이어의 규격에 따라 달라지기 때문에 특별히 한정되는 것은 아니다.
(b) 상기 템플릿을 금속 촉매층이 형성된 기판 위에 배치하는 단계
글래스 템플릿이 제공되면, 이를 금속 촉매층이 형성된 기판 위에 배치시킨다. 본 발명에서 금속 촉매층은 기판 위에 금속 촉매, 예를 들어 Au 금속 촉매를 코팅함으로써 형성된다. 이때, 불순물을 제거하기 위해 통상의 방법에 따라 기판을 미리 세척할 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 기판은 실리콘 기판, 또는 유리 위에 실리콘을 코팅한 기판을 예로 들 수 있다.
상기 기판 위에 코팅되는 금속 촉매는 와이어를 성장시킬 수 있는 금속 촉매이면 모두 사용할 수 있다. 구체적으로 Au, Ni, Fe, Ag, Pd, Pd/Ni을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 금속 촉매는 나노 입자, 또는 박막 형태로 기판에 코팅될 수 있으며, 상기 기판 위에 코팅되는 금속 촉매 코팅층의 두께는 50nm 이하가 바람직하다.
상기 금속 촉매를 기판에 코팅하는 방법으로는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않고, 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 코팅방법, 예를 들어 화학 기상 증착법(CVD), 스퍼터링(sputtering), e-빔 증착(e-beam evaporation), 진공증착법, 스핀 코팅(spin coating), 딥핑(dipping) 방법으로 수행될 수 있다.
(c) SLS (solid-liquid-solid)법 또는 VLS (vapor-liquid-solid)법에 의해 템플릿 내의 기공을 따라 나노 와이어를 형성하여 성장시키는 단계
본 발명은 SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 나노 와이어를 형성하는 것을 특징으로 한다.
SLS(solid-liquid-solid)법은 도 3에 도시된 바와 같이, 별도의 증기상 실리콘을 공급하지 않고 고체 기판(예를 들어, 실리콘 기판)으로부터 확산된 실리콘이 용융 촉매의 표면상에서 응축되어 결정화함으로써 나노 와이어로 성장되는 방법이다.
이에 반하여, VLS(vapor-liquid-solid)법은 도 4에 도시된 바와 같이 고온의 반응로(furnace) 내부에서 운송되는 증기상 실리콘 함유종이 금, 코발트, 니켈 등의 용융 촉매의 표면상에서 응축되어 결정화함으로써 실리콘 나노 와이어로 성장되는 방법이다.
구체적으로, 본 발명의 상기 SLS(solid-liquid-solid) 공정은 템플릿이 배치된 기판을 반응로에 넣고 기체를 주입하면서 가열하여 기판으로부터 확산된 와이어 소스로 나노 와이어를 형성시킴으로써 수행될 수 있다.
또한, 상기 VLS(vapor-liquid-solid) 공정은 템플릿이 배치된 기판을 반응로에 넣고 기체 및 와이어 소스를 주입하면서 가열하여 나노 와이어를 형성시킴으로써 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 SLS(solid-liquid-solid) 공정 및 VLS(vapor-liquid-solid) 공정에 사용되는 기체로는 Ar, N2, He, H2로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 기체는 구체적으로 100sccm 정도로 주입할 수 있으나, 공정에 따라 변경될 수 있다.
상기 SLS(solid-liquid-solid) 및 VLS(vapor-liquid-solid) 공정에서 압력은 760torr 이하에서 실시될 수 있고, 온도는 SLS의 경우 800~1200℃, VLS의 경우 370~600℃에서 수행될 수 있다. 또한, 나노 와이어의 길이에 따라 가열 시간은 조절 가능하다.
한편, VLS(vapor-liquid-solid) 공정의 경우 주입되는 와이어 소스로는 실리콘 나노 와이어의 경우 SiH4, SiCl4, SiH2Cl2 등을 사용할 수 있다.
(d) 성장된 나노 와이어의 일부를 노출시키는 단계
상기 (c) 단계에 의해 나노 와이어의 성장이 완료되면 상기 글래스 템플릿의 일부를 에칭하거나, 상기 글래스 템플릿 내에서 성장이 완료된 나노 와이어를 더 성장시켜 나노 와이어의 일부를 노출시킨다.
글래스 템플릿의 일부를 에칭하여 나노 와이어의 일부를 노출시키는 경우에는 통상의 방법 즉, 건식 또는 습식 에칭방법에 의해 수행할 수 있는데, 예컨대, 불산 등의 에천트를 사용하여 템플릿을 제거 할 수 있다.
상기 글래스 템플릿 내에서 성장이 완료된 나노 와이어를 더 성장시켜 나노 와이어의 일부를 노출시키는 경우에는 상기한 SLS(solid-liquid-solid) 공정 또는 VLS(vapor-liquid-solid) 공정에 의해 더 성장시켜 수행할 수 있다.
아울러, 본 발명에서 상기 나노 와이어의 일부를 노출시키는 단계시 도판트로 도핑시켜 나노 와이어를 형성할 수도 있다. 또한, 물질이나 조성을 변화시킴으로써 초격자(superlattice) 또는 하이브리드(hybrid)의 복합 구조물로 형성할 수 있는데, 상기 복합 구조물은 예를 들어, 실리콘 나노 와이어일 경우 III-V 족 화합물(예를 들면, 갈륨 아세나이드(GaAs), 갈륨 나이트라이드(GaN)), 탄소나노튜브(CNT), 산화아연(ZnO), 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택된 물질로 형성시킬 수 있다.
상기의 과정에 의해 일부가 노출된 나노 와이어의 크기를 일정하게 조절하는 단계를 추가적으로 거침으로써 다양한 크기를 갖는 전계방출용 팁을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 상기 방법으로 제조된 전계방출용 팁에 관한 것으로, 원하는 위치와 크기의 조절이 가능할 뿐만 아니라, 기존의 탄소나노튜브 등을 이용한 나노 크기의 전계방출용 팁(tip)이 지니는 무뎌짐을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 양상은 상기의 전계방출용 팁을 포함하는 소자에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 소자에는 FET(Field Emission Transistor)와 같은 전자 소자, 센서, 광검출소자(photodetector), 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 및 레이저 다이오드(LD: Laser Diode), EL(electroluminescence) 소자, PL(photoluminescence) 소자, CL(Cathodeluminescence) 소자 및 스위칭(switching) 소자 등이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 스위칭 소자를 예로 들어 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 스위칭 소자를 나타내는 개략도이다. 도 5를 참조하면, 기판(10); 금속 촉매층(20); 나노 와이어(50)를 포함하여 형성되어 있는데, 상기 도 5에서는 금속전극층이 기판 위에 형성되어 있는 것으로 도시하였지만, 기판 밑면에 형성시킬 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 스위칭 소자의 작동원리를 나타내는 개략도로서, 도 6(a)는 오프(off) 상태의 스위칭 소자를, 도 6(b)는 온(On) 상태의 스위칭 소자를 나타낸 것이다. 상기 도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 두 팁의 한쪽에 소스 전극(source electrode)을, 다른 한쪽에는 드레인 전극(drain electrode)을 형성하고, 다른 쪽에 게이트 전극(gate electrode)을 만들어 게이트의 전압에 따라 두 팁간에 정전기적 힘(electrostatic force)이나 반데르 발스 힘(Van der waals force)의 우세함의 정도에 따라, 팁끼리 붙거나(반데르 발스 힘 우세, 온 상태) 떨어짐(정전기적 힘 우세, 오프 상태)에 따른 온/오프(on/off) 특성을 나타내기 때문에 스위칭 소자로 이용할 수 있다.
상기에서 전극을 형성하는 방법은 팁의 아래 부분과 기판 사이에 형성할 수 도 있고, 팁의 표면을 증착 등과 같은 반도체 공정을 이용하여 형성할 수 도 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1 ( 전계방출용 팁 (1)의 제조)
실리콘 기판을 유기 세정과 불산을 이용하여 자연 산화막을 제거한 후 촉매로 니뽄 페인트(Nipponpaint) 사의 약 10nm 크기의 금나노 입자(Au nano particle)를 스핀 코팅하여 약 10nm의 박막을 형성하였다.
이어서, 나노 와이어 성장을 위해 글래스 템플릿을 올려놓고 템플릿이 놓여진 기판을 반응로에 넣은 다음, 분당 10~15℃로 가열(heating)하고 아르곤(Ar)을 100sccm 정도로 주입하면서, 공정 압력을 500torr로 일정하게 하였다.
공정 온도인 1000℃에 도달되면 30분 유지시켜 나노 와이어가 성장되도록 하였다. 이어서, 700℃ 정도로 천천히 냉각시켜서 나노 와이어의 성장을 종료시켰다.
그런 다음, 글래스 템플릿의 일부를 보호하고 드러난 부분을 불산을 에천트로 하여 글래스 템플릿의 일부를 에칭하여 글래스 템플릿으로부터 나노 와이어의 일부를 노출시켜 전계방출용 팁을 제조하였다.
실시예 2 ( 전계방출용 팁 (2)의 제조)
Ar 기체 이외에 4% SiH4 기체를 100sccm 정도로 추가로 주입하고, 공정 온도를 400℃로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 글래스 템플릿으로부터 일부가 노출된 전계방출용 팁을 제조하였다.
실시예 3 ( 전계방출용 팁 (3)의 제조)
실리콘 기판을 유기 세정과 불산을 이용하여 자연 산화막을 제거한 후 촉매로 니뽄 페인트(Nipponpaint) 사의 약 10nm 크기의 금나노 입자(Au nano particle)를 스핀 코팅하여 약 10nm의 박막을 형성하였다.
이어서, 나노 와이어 성장을 위해 글래스 템플릿을 올려놓고 템플릿이 놓여진 기판을 반응로에 넣은 다음, 분당 10~15℃로 가열(heating)하고 아르곤(Ar)을 100sccm 정도로 주입하면서, 공정 압력을 500torr로 일정하게 하였다.
공정 온도인 1000℃에 도달되면 30분 동안 유지시켜 글래스 템플릿 내에 나노 와이어가 성장되도록 한 다음, 20분 동안 더 유지시켜 나노 와이어가 상기 글래스 템플릿의 외부로 노출되도록 하였다. 이어서, 700℃ 정도로 천천히 냉각시켜서 나노 와이어의 성장을 종료시킴으로써 글래스 템플릿으로부터 나노 와이어의 일부를 노출시켜 전계방출용 팁을 제조하였다.
실시예 4 ( 전계방출용 팁 (4)의 제조)
Ar 기체 이외에 4% SiH4 기체를 100sccm 정도로 추가로 주입하고, 공정 온도 를 400℃로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 글래스 템플릿으로부터 일부가 노출된 전계방출용 팁을 제조하였다.
실시예 5 (스위칭 소자의 제조)
유리 기판 위에 ITO가 패터닝되어 있는 기판 상부에 상기 실시예 1에서 제조한 전계방출용 팁을 배치하고, 두 팁의 한쪽에 소스 전극을, 다른 한쪽에는 드레인 전극(drain electrode)을 형성하고, 다른 쪽에 게이트 전극(gate electrode)을 형성하여 스위칭 소자를 제작하였다.
이상에서 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.
본 발명에 의하면 간단하고 경제적인 공정에 의해 나노 와이어의 크기 및 간격을 자유롭게 조절할 수 있는 전계방출용 팁을 제조할 수 있기 때문에, FET(Field Emission Transistor)와 같은 전자 소자, 센서, 광검출소자(photodetector), 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode), 레이저 다이오드(LD: Laser Diode), EL(electroluminescence) 소자, PL(photoluminescence) 소자, CL(Cathodeluminescence) 소자 및 스위칭(switching) 소자 등 다양한 분야에 효과 적으로 적용할 수 있다.

Claims (20)

  1. (a) 다공성 글래스 템플릿을 제공하는 단계;
    (b) 상기 템플릿을 금속 촉매층이 형성된 기판 위에 배치하는 단계;
    (c) SLS(solid-liquid-solid)법 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 템플릿 내의 기공을 따라 나노 와이어를 형성하여 성장시키는 단계; 및
    (d) 성장된 나노 와이어의 일부를 노출시키는 단계를 포함하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 기판이 실리콘 기판 또는 유리 위에 실리콘을 코팅한 기판인 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 금촉 촉매가 Au, Ni, Fe, Ag, Pd, Pd/Ni로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 금속 촉매가 나노입자 또는 박막의 형태로 코팅되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 금속 촉매가 50nm이하의 두께로 코팅되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 금속 촉매가 화학 기상 증착법(CVD), 스퍼터링(sputtering), e-빔 증착(e-beam evaporation), 진공증착법, 스핀 코팅(spin coating) 및 딥핑(dipping)으로 이루어진 군에서 선택된 방법으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 SLS(solid-liquid-solid) 공정이 템플릿이 배치된 기판을 반응로에 넣고 기체를 주입하면서 가열하여 기판으로부터 확산된 와이어 소스로 나노 와이어를 형성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 VLS(vapor-liquid-solid) 공정이 템플릿이 배치된 기판을 반응로에 넣고 기체 및 와이어 소스를 주입하면서 가열하여 나노 와이어를 형성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 기체가 Ar, N2, He, H2로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 가열공정이 압력은 760torr 이하, 온도 는 VLS 공정의 경우 370~600℃, SLS 공정의 경우 800~1200℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 와이어 소스가 SiH4, SiCl4 및 SiH2Cl2로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 나노 와이어의 일부를 노출시키는 단계가 상기 글래스 템플릿의 일부를 에칭하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 에칭은 건식 또는 습식 에칭인 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 나노 와이어의 일부를 노출시키는 단계가 상기 글래스 템플릿 내에서 성장이 완료된 나노 와이어를 더 성장시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서, 나노 와이어를 SLS(solid-liquid-solid) 또는 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의해 더 성장시키는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 나노 와이어의 일부를 노출시키는 단계시 도판트로 도핑시켜 도핑된 나노 와이어를 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 나노 와이어의 일부를 노출시키는 단계시 물질이나 조성을 변화시킴으로써 초격자(superlattice) 또는 하이브리드(hybrid)의 복합 구조물로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출용 팁의 제조방법.
  18. 상기 제 1항 내지 제 8항 및 제 11항 내지 제 17항에 의해 제조된 전계방출용 팁.
  19. 상기 제 18항에 의한 전계방출용 팁을 포함하는 소자.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 소자가 전자 소자, 센서, 광검출소자(photodetector), 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode), 레이저 다이오드(LD: Laser Diode), EL(electroluminescence) 소자, PL(photoluminescence) 소자, CL(Cathodeluminescence) 소자 및 스위칭(switching) 소자로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 소자.
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