KR100829578B1 - Metal nano-tip and method of manufacturing the same - Google Patents
Metal nano-tip and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100829578B1 KR100829578B1 KR1020060117917A KR20060117917A KR100829578B1 KR 100829578 B1 KR100829578 B1 KR 100829578B1 KR 1020060117917 A KR1020060117917 A KR 1020060117917A KR 20060117917 A KR20060117917 A KR 20060117917A KR 100829578 B1 KR100829578 B1 KR 100829578B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal
- tip
- nanotip
- fine diameter
- seed layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0004—Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of nanostructural devices or systems or methods for manufacturing the same
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
- B82B3/0038—Manufacturing processes for forming specific nanostructures not provided for in groups B82B3/0014 - B82B3/0033
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 나노팁의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a metal nanotip according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 나노팁의 개략적 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a metal nanotip according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 나노팁의 단면 SEM 사진이다.3 is a cross-sectional SEM photograph of the metal nanotip according to the second embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 메탈 나노팁의 제조방법을 보여주는 공정도이다.Figures 4a to 4g is a process chart showing a method of manufacturing a metal nanotip according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10:기판 20:씨드층10: substrate 20: seed layer
30:메탈층 30a:그레인 바운더리30:
40:메탈팁40: metal tip
본 발명은 스캐닝 프로브 마이크로스코프(SPM; scanning probe microscope)의 프로브팁(probe tip) 또는 전계방출소자(FED; field emission device)의 에미터팁(emitter tip)으로 이용할 수 있는 도전성 팁에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수 ㎚ 내지 수십 ㎚의 미세한 직경을 갖는 메탈 나노팁 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive tip that can be used as a probe tip of a scanning probe microscope (SPM) or an emitter tip of a field emission device (FED). More particularly, the present invention relates to a metal nanotip having a fine diameter of several nm to several tens of nm and a method of manufacturing the same.
일반적으로 스캐닝 프로브 마이크로스코프(SPM: scanning probe microscope)는 탐침(probe)으로 스캐닝(scanning)하는 방식을 이용하여 시편의 여러 물리량을 측정하는 장치로서, 박막의 표면 분석에 매우 유용하여 제3세대 현미경이라고 일컬어지기도 한다. In general, a scanning probe microscope (SPM) is a device that measures various physical quantities of a specimen by scanning with a probe, and is a third generation microscope because it is very useful for surface analysis of thin films. It may also be called.
SPM의 기본 구조는 끝이 매우 뾰족한 팁(tip)을 가진 탐침과 상기 탐침으로 시편 표면을 스캐닝할 수 있게 하는 스캐너, 그리고 이들을 제어하고 신호를 받아 처리하는 제어 및 정보처리 시스템으로 구성된다. 이러한 SPM은 다양한 형태로 발전하여 왔다. 측정하려는 물리량에 따라, 팁과 시편 사이에 걸린 전압차로 인해 흐르는 전류를 이용한 STM(scanning tunneling microscope), 팁과 시편 사이의 여러 가지 원자적 힘을 이용한 AFM(atomic force microscope), 시편의 자기장과 자화된 팁 간의 자기력을 이용한 MFM((magnetic force microscope), 시편과 팁간의 정전기력을 이용한 EFM(electrostatic force microscope) 및 시편 표면의 전기용량을 측정하는 SCM(scanning capacitance microscope) 등의 기술이 개발되어 물질 표면 분석에 큰 역할을 수행하고 있다. The basic structure of the SPM consists of a probe with a very sharp tip, a scanner that allows the probe to scan the surface of the specimen, and a control and information processing system that controls and receives and processes them. These SPMs have evolved in various forms. Depending on the physical quantity to be measured, a scanning tunneling microscope (STM) using current flowing due to the voltage difference between the tip and the specimen, an atomic force microscope (AFM) using various atomic forces between the tip and the specimen, the magnetic field and magnetization of the specimen Materials such as magnetic force microscope (MFM) using magnetic force between two tips, electrostatic force microscope (EMF) using electrostatic force between specimen and tip, and scanning capacitance microscope (SCM) to measure capacitance of specimen surface have been developed. It plays a big role in the analysis.
위에서 열거한 여러 종류의 SPM 중에서 시편의 전기적 특성을 측정하여 그 표면을 분석하는 EFM, SCM 및 표면의 전기전도성을 측정하는 장치 등의 경우는 도전성 팁을 갖는 탐침을 사용한다. 이들 장치의 분해능(resolution)을 높이기 위해서는 도전성 팁의 지름을 최소화할 필요가 있다. 종래에는 실리콘 팁 표면에 금속 코팅층을 형성한 도전성 팁을 사용해 왔으나, 재료 및 제조 공정상의 한계로 인해 팁의 지름이 대부분 100nm를 초과하게 된다. 종래의 도전성 팁으로는 수십 나노 스케일의 그레인 사이즈(grain size)를 갖는 시편이나, 나노 스케일 소자의 분석에 어려움이 있다. Among the various types of SPMs listed above, EFM, SCM, and surface conductivity measuring instruments that measure the electrical properties of the specimen and analyze the surface, etc., use a probe with a conductive tip. In order to increase the resolution of these devices, it is necessary to minimize the diameter of the conductive tip. Conventionally, a conductive tip having a metal coating layer formed on a silicon tip surface has been used, but due to limitations in materials and manufacturing processes, the diameter of the tip mostly exceeds 100 nm. Conventional conductive tips have difficulty in analyzing nanoscale devices or specimens having grain sizes of several tens of nanoscales.
1990년대 후반부터 AFM 등의 장치는 그 프로브에 지름이 수 내지 수십 나노미터인 탄소나노튜브 팁을 채용함으로써 분해능을 한 차원 높이고 있다. 그러나 AFM 등에 사용되는 탄소나노튜브 팁은 전기 저항값이 커서 EFM, MFM, SCM 등에 사용되는 도전성 팁으로는 부적합하다.Since the late 1990s, devices such as AFM have increased the resolution by employing carbon nanotube tips with diameters ranging from several tens of nanometers to the probe. However, carbon nanotube tips used in AFM and the like have large electrical resistance values, which are not suitable for conductive tips used in EFM, MFM, SCM, and the like.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 분해능이 높아지면서도 전기저항은 감소될 수 있도록 그 구조가 개선된 미세한 직경의 메탈 나노팁 및 그 제조방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to improve the above-described problems of the related art, and to provide a metal nanotip having a fine diameter and a method of manufacturing the structure whose structure is improved so that the electrical resistance may be reduced while the resolution is increased. .
본 발명에 따른 메탈 나노팁은,Metal nanotip according to the present invention,
기판 상에 TaN 또는 TiN으로 형성된 씨드층(seed layer); 및A seed layer formed of TaN or TiN on the substrate; And
상기 씨드층 상에 Pt, Pd, Au 및 Ir으로 이루어지는 노블 메탈(noble metal) 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 형성된 것으로, 그 첨단부가 1㎚ 내지 100㎚ 크기의 미세한 직경으로 형성된 메탈팁;을 포함한다.It is formed on the seed layer is selected from any one of the noble metal (noble metal) group consisting of Pt, Pd, Au and Ir, the tip portion of the metal tip formed of a fine diameter of 1nm to 100nm; includes.
또한, 본 발명에 따른 메탈 나노팁의 제조방법은,In addition, the method for producing a metal nanotip according to the present invention,
기판 상에 TaN 또는 TiN으로 씨드층을 형성하는 단계;Forming a seed layer on the substrate with TaN or TiN;
상기 씨드층 상에 Pt, Pd, Au 및 Ir으로 이루어지는 노블 메탈(noble metal) 그룹으로부터 선택된 어느 하나를 증착하여 메탈층을 형성하는 단계; 및Depositing any one selected from a noble metal group consisting of Pt, Pd, Au, and Ir on the seed layer to form a metal layer; And
상기 메탈층을 Ar, Cl2 및 BCl3으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 에천트(etchant) 가스분위기에서 건식식각(dry etch)하여, 상기 씨드층 상에 그 첨단부가 1㎚ 내지 100㎚ 크기의 미세한 직경을 갖는 메탈팁을 형성하는 단계;를 포함한다.The metal layer is dry etched in an etchant gas atmosphere comprising at least one selected from the group consisting of Ar, Cl 2 and BCl 3 , and the tip portion thereof is 1 nm to 100 nm on the seed layer. It includes; forming a metal tip having a fine diameter of the size.
본 발명에 따르면, 분해능이 높아지면서도 전기저항은 감소될 수 있도록 그 구조가 개선된 미세한 직경의 메탈 나노팁이 제조될 수 있다.According to the present invention, a fine diameter metal nanotip having an improved structure may be manufactured so that the resolution may be increased while the electrical resistance is reduced.
이하에서는 본 발명에 따른 메탈 나노팁 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되게 도시된 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of a metal nanotip and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail. In the process, the thicknesses of layers or regions illustrated in the drawings are exaggerated for clarity.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 나노팁의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a metal nanotip according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 나노팁은 기판(10) 상에 TaN 또는 TiN으로 형성된 씨드층(20, seed layer) 및 상기 씨드층 상에 Pt, Pd, Au 및 Ir으로 이루어지는 노블 메탈(noble metal) 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 형성된 메탈팁(40)을 포함한다. 여기에서, 상기 기판(10)은 Si, SiO2 또는 폴리머(polymer)와 같은 다양한 재료로 만들어진 것일 수 있다.Referring to FIG. 1, the metal nanotip according to the first embodiment of the present invention may be formed of a
상기 메탈팁(40)은 상기 씨드층(20) 상면에 수직하게 형성되었으며, 그 첨단부가 1㎚ 내지 100㎚ 크기의 미세한 직경으로 형성되었다. 구체적으로, 상기 메탈 팁(40)은 1㎚ 내지 100㎚ 범위의 길이로 형성되었으며, 상기 씨드층(20)과의 인접부(40b)에서 그 첨단부(40a)로 갈수록 그 직경이 점차 가늘어지는 형상, 예를 들어 원뿔 형상으로 형성되었다. 이와 같은 상기 메탈팁(40)의 직경 및 길이범위는, 상기 메탈 나노팁의 분해능과 밀접한 관계를 가진다. 예를 들어, 상기 메탈팁(40)의 직경이 작을수록, 상기 메탈 나노팁의 분해능이 높아질 수 있을 것이다.The
본 발명에 따른 메탈 나노팁에서 상기 씨드층(20)의 형성물질인 TaN 또는 TiN는 우수한 전기전도성을 가질 뿐만 아니라, 상기 메탈팁(40)의 형성물질인 Pt, Pd, Au 또는 Ir와 매우 우수한 점착(adhesion) 특성을 가진다. 따라서, 상기 메탈팁(40)을 통해 탐침되는 전기적 신호는 상기 씨드층(20)을 통해 이와 연결된 신호입력부에 잘 전달될 수 있다. 특히, 상기 TaN 또는 TiN으로 형성된 씨드층(20)은, 그 위에 메탈팁(40) 형성을 위한 Pt, Pd, Au 또는 Ir와 같은 노블 메탈의 증착시에, 상기 노블 메탈이 상기 씨드층(20) 상에 컬럼(column)형으로 에피(epi)성장하도록 도와줄 수 있을 뿐만 아니라, 상기 노블 메탈이 다른 영역, 예를 들어 Si 기판으로 확산하지 못하도록 안정적인 확산방지(diffusion barrier) 역할도 함께 수행할 수 있다. 여기에서, 상기 씨드층(20)은 2㎚ 내지 500㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다. 상기 씨드층(20)이 2㎚ 이하로 너무 얇게 형성될 경우, 전술한 바와 같은 씨드층(20)의 역할을 제대로 수행해내기 어려우며, 반대로 500㎚ 이상으로 너무 두껍게 형성될 경우, 상기 메탈 나노팁의 분해능이 감소될 수 있다.In the metal nanotips according to the present invention, TaN or TiN, which is a material of forming the
본 발명에 따른 메탈 나노팁은, 분해능이 높아지면서도 전기저항은 감소될 수 있도록 그 구조가 개선되었다. 본 발명에 따른 메탈 나노팁은 도전성 팁으로, Pt, Pd, Au 또는 Ir와 같은 노블 메탈로 형성된 메탈팁(40)을 포함하여 굽힘강성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 특히 그 첨단부가 1㎚ 내지 100㎚ 크기의 미세한 직경으로 형성될 수 있기 때문에, 스캐닝 프로브 마이크로스코프(SPM)의 프로브팁 또는 전계방출소자(FED)의 에미터팁으로 이용될 경우 우수한 성능이 기대될 수 있다. 구체적으로, 기존 SPM에 이용되었던 메탈팁은 그 직경이 100㎚ 이상의 크기를 가지기 때문에 시편의 분석시 분해능이 낮았지만, 본 발명에 따른 메탈 나노팁은 수 ㎚ 정도의 직경을 갖기 때문에, 분해능은 높이면서 전기저항은 감소될 수 있어 그 성능이 우수하다. 또한, 본 발명에 따른 메탈 나노팁을 FED의 에미터팁으로 이용할 경우, 기존 FED의 에미터팁 보다 더 작은 형상과 사이즈가 확보될 수 있어, 미세하고 고전류를 통할 수 있는 고성능 에미터팁의 구현이 가능할 수 있다.Metal nanotip according to the present invention, the structure is improved so that the electrical resistance can be reduced while the resolution is increased. The metal nanotip according to the present invention is a conductive tip, including a
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 나노팁의 개략적 단면도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 나노팁의 단면 SEM 사진이다.2 is a schematic cross-sectional view of a metal nanotip according to a second embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional SEM photograph of the metal nanotip according to the second embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따라 상기 씨드층(20) 상에 상기 메탈팁(40)을 다수로 형성할 수도 있다. 제2 실시예에 따른 메탈 나노팁은 상기 제1 실시예에 따른 메탈 나노팁과 구조에 있어서 메탈팁(40)의 수에만 차이가 있고, 다른 구성요소는 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.2 and 3, a plurality of
도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 메탈 나노팁의 제조방법을 보여주는 공정도이다.Figures 4a to 4g is a process chart showing a method of manufacturing a metal nanotip according to the present invention.
도 4a 및 도 4b를 함께 참조하면, 먼저 기판(10) 상에 TaN 또는 TiN으로 씨 드층(20)을 형성한다. 상기 기판(10)은 Si, SiO2 또는 폴리머(polymer)와 같은 다양한 재료로 만들어진 것일 수 있으며, 특별히 그 재질이 한정될 필요는 없다. 상기 씨드층(20)은 PVD(physical vapor deposition) 또는 CVD(chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있으며, 대략 2㎚ 내지 500㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.4A and 4B, the
그 다음에, 상기 씨드층(20) 상에 Pt, Pd, Au 및 Ir으로 이루어지는 노블 메탈(noble metal) 그룹으로부터 선택된 어느 하나를 PVD, 구체적으로 아르곤(Ar) 스퍼터에 의해 증착하여 메탈층(30)을 형성한다. 바람직하게, 상기 메탈층(30)은 2㎚ 내지 500㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈는 5㎚ 내지 400㎚의 크기로 형성될 수 있다. 여기에서, 상기 메탈층(30)의 두께 및 그레인 사이즈 각각은 본 발명에서 최종적으로 제조되는 메탈팁의 길이 및 직경을 제어하는 요소(factor)가 될 수 있다. 상기 메탈층(30)의 증착시에 하나 또는 둘 이상의 공정변수를 단독 또는 조합으로 다양하게 변화시킴으로써, 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈를 제어하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 메탈층의 성막속도를 0.1Å/sec 내지 50Å/sec 범위로 조절하여 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈를 제어할 수 있다. 상기 성막속도가 작을수록, 메탈층(30)의 그레인 사이즈는 커질 수 있다. 다른 방법으로, 상기 메탈층(30)의 증착온도를 -100℃ 내지 700℃ 범위로 조절하여 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈를 제어할 수 있다. 상기 증착온도가 높을수록, 메탈층(30)의 그레인 사이즈가 커질 수 있다. 또 다른 방법으로, 상기 메탈층(30)의 증착시에 RF파워(radio frequency power)를 50W 내지 1000W 범위로 조절하여 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈를 제어할 수 있다. 상기 RF파워가 클수록, 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈가 커질 수 있다. 또 다른 방법으로, 상기 메탈층(30)의 증착압력을 0.1 미리토르(mtorr) 내지 100 미리토르(mtorr) 범위로 조절하여 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈를 제어할 수 있다.Next, any one selected from the group of noble metals consisting of Pt, Pd, Au, and Ir is deposited on the
상기 Ar 스퍼터에 의해 메탈층(30)을 증착할 경우, 상기 Ar 가스에 N2 가스를 더 첨가한 혼합가스 분위기에서 상기 메탈층(30)이 증착될 수 있다. 이 때, 상기 혼합가스 중 N2 가스의 함유비를 0.01% 내지 50%의 범위로 조절하여 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈를 제어할 수 있다. 상기 N2 가스의 함유량이 커질수록, 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈는 작아질 수 있다.When the
또 다른 방법으로, 상기 씨드층(20)의 그레인 사이즈를 제어하여 상기 씨드층(20) 상에 증착되는 상기 메탈층(30)의 그레인 사이즈를 제어할 수 있다. 상기 씨드층(20)의 형성물질인 TaN 또는 TiN는 상기 메탈층(30)의 형성물질인 Pt, Pd, Au 또는 Ir와 매우 우수한 점착(adhesion) 특성을 가질 뿐만 아니라, 상기 메탈층(30)의 그레인 형성에 있어서 상기 메탈층(30)의 그레인이 컬럼(column)형으로 에피(epi)성장하도록 도와주는 역할을 한다. 그 결과, 상기 메탈층(30)의 그레인은 상기 씨드층(20)의 그레인들을 따라 성장하게 되며, 또한 상기 씨드층(20)의 그레인들에 따른 굴곡과 거칠기(roughness)를 그대로 가지게 된다. 그리고, 이와 같이 형성된 상기 메탈층(30)의 그레인 바운더리(grain boundary)는 상기 그레인들의 굴 곡으로 인하여 후속되는 메탈팁의 형성을 위한 식각공정에서 빠른 식각비(etch rate)를 가질 수 있게 된다. 도 4b에서 참조번호 30a는 그레인 바운더리(grain boundary)를 나타낸다. In another method, the grain size of the
또한, 상기 TaN 또는 TiN으로 형성된 씨드층(20)은, 상기 Pt, Pd, Au 또는 Ir와 같은 노블 메탈이 다른 영역, 예를 들어 Si 기판으로 확산하지 못하도록 안정적인 확산방지(diffusion barrier) 역할도 함께 기능할 수 있다.In addition, the
도 4c 내지 도 4e를 함께 참조하면, 상기 메탈층(30)을 Ar, Cl2 및 BCl3으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 에천트(etchant) 가스분위기에서 건식식각(dry etch)한다. 그 결과, 상기 씨드층(20) 상에 그 첨단부가 1㎚ 내지 100㎚ 크기의 미세한 직경을 갖는 메탈팁(40)을 형성할 수 있다.4C to 4E, the
전술한 바와 같이, 상기 메탈층(30)의 그레인은 그 하부에 형성된 씨드층(20)의 그레인들에 따라 성장되어, 상기 씨드층(20)의 그레인들에 따른 굴곡과 거칠기(roughness)를 그대로 가지게 되고, 이와 같이 형성된 상기 메탈층(30)의 그레인 바운더리는 상기 에천트 가스분위기에서 빠른 식각비(etch rate)를 가질 수 있게 된다. 그 결과, 상기 건식식각 공정에서 상기 메탈층(30)의 그레인 바운더리 영역(30a)으로부터 식각이 시작되어 식각영역이 점차로 넓어지게 되는데, 이와 같은 그레인 바운더리 식각을 이용하여, 도 4e에 도시된 바와 같이 그 첨단부가 1㎚ 내지 100㎚ 크기의 미세한 직경을 갖는 메탈팁(40)들을 형성할 수 있다.As described above, the grains of the
상기 메탈층(30)의 전면부, 즉 상면부로부터 점차로 식각이 진행되는 결과 로, 상기 메탈팁(40)은 상기 씨드층(20)과의 인접부(40b)에서 그 첨단부(40a)로 갈수록 점차로 그 직경이 가늘어지는 형상, 예를 들어 원뿔 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 형성되는 상기 메탈팁(40)은 상기 씨드층(20) 상면에 수직하게 형성될 수 있다. 여기에서, 수직이란 반드시 직각만을 의미하는 것은 아니며, 어느 정도의 기울어진 각도로 포함하는 것으로 한다. 바람직하게, 상기 메탈팁(40)의 길이는 1㎚ 내지 100㎚ 범위로 형성될 수 있다. 이와 같은 메탈팁(40)의 길이와 직경은 본 발명에 따른 메탈 나노팁의 분해능과 밀접한 관계가 있다.As a result of etching gradually progressing from the front portion, that is, the upper surface portion of the
도 4f 및 도 4g를 참조하면, 상기 씨드층(20) 상에 형성된 복수의 메탈팁(40)들 중 어느 하나만을 남기로, 그 나머지를 모두 식각공정에 의해 제거할 수 있다. 그 결과, 상기 씨드층(20) 상에 하나의 메탈팁(40) 만이 형성될 수 있다. 이와 같은 공정과정을 통하여, 본 발명에 따른 메탈 나노팁이 제조될 수 있다.4F and 4G, only one of the plurality of
본 발명에 따르면, 분해능이 높아지면서도 전기저항은 감소될 수 있도록 그 구조가 개선된 미세한 직경의 메탈 나노팁이 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 메탈 나노팁은 도전성 팁으로 굽힘강성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 특히 그 첨단부가 1㎚ 내지 100㎚ 크기의 미세한 직경으로 형성될 수 있기 때문에, 스캐닝 프로브 마이크로스코프(SPM)의 프로브팁 또는 전계방출소자(FED)의 에미터팁으로 이용될 경우 우수한 성능이 기대될 수 있다. 구체적으로, 기존 SPM에 이용되었던 메탈팁은 그 직경이 100㎚ 이상의 크기를 가지기 때문에 시편의 분석시 분해능이 낮았지만, 본 발명에 따른 메탈 나노팁은 수 ㎚ 정도의 직경을 갖기 때문에, 분해능은 높이면서 전기저항은 감소될 수 있어 그 성능이 우수하다. 또한, 본 발명에 따른 메탈 나노팁을 FED의 에미터팁으로 이용할 경우, 기존 FED의 에미터팁 보다 더 작은 형상과 사이즈가 확보될 수 있어, 미세하고 고전류를 통할 수 있는 고성능 에미터팁의 구현이 가능할 수 있다.According to the present invention, a fine diameter metal nanotip having an improved structure may be manufactured so that the resolution may be increased while the electrical resistance is reduced. The metal nanotip according to the present invention is not only excellent in bending rigidity and durability as a conductive tip, but also because the tip portion can be formed with a fine diameter of 1 nm to 100 nm in size, the probe of the scanning probe microscope (SPM) Excellent performance can be expected when used as a tip or emitter tip of a field emission device (FED). Specifically, the metal tip used in the existing SPM has a low resolution when analyzing the specimen because its diameter has a size of 100nm or more, but the metal nanotip according to the present invention has a diameter of about several nm, while increasing the resolution The electrical resistance can be reduced and the performance is excellent. In addition, when the metal nanotip according to the present invention is used as the emitter tip of the FED, a smaller shape and size than the emitter tip of the existing FED can be secured, and it may be possible to implement a high-performance emitter tip capable of passing fine and high current. have.
이상에서, 이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 상기 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점이 이해되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 공정순서에만 국한되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 발명의 기술사상을 중심으로 보호되어야 할 것이다.In the above, some exemplary embodiments have been described and illustrated in the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention, but these embodiments are merely exemplary and various modifications from the embodiments can be made by those skilled in the art. And it should be understood that other equivalent embodiments are possible. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated and described structures and process sequences, but should be protected based on the technical spirit of the invention described in the claims.
Claims (27)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060117917A KR100829578B1 (en) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | Metal nano-tip and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060117917A KR100829578B1 (en) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | Metal nano-tip and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100829578B1 true KR100829578B1 (en) | 2008-05-14 |
Family
ID=39650411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060117917A KR100829578B1 (en) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | Metal nano-tip and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100829578B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010039636A (en) * | 1999-06-15 | 2001-05-15 | 이철진 | Apparatus of white light source using carbon nanotubes and fabrication Method thereof |
| KR20010091389A (en) * | 2000-03-15 | 2001-10-23 | 이영희 | Method for depositing a vertically aligned carbon nanotubes using thermal chemical vapor deposition |
| US20030194600A1 (en) | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Pan Alfred I-Tsung | Surface structure for enhancing catalyst reactivity and method of manufacturing thereof |
| US20060076867A1 (en) | 2001-09-18 | 2006-04-13 | Guillorn Michael A | Individually electrically addressable carbon nanofibers on insulating substrates |
-
2006
- 2006-11-27 KR KR1020060117917A patent/KR100829578B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010039636A (en) * | 1999-06-15 | 2001-05-15 | 이철진 | Apparatus of white light source using carbon nanotubes and fabrication Method thereof |
| KR20010091389A (en) * | 2000-03-15 | 2001-10-23 | 이영희 | Method for depositing a vertically aligned carbon nanotubes using thermal chemical vapor deposition |
| US20060076867A1 (en) | 2001-09-18 | 2006-04-13 | Guillorn Michael A | Individually electrically addressable carbon nanofibers on insulating substrates |
| US20030194600A1 (en) | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Pan Alfred I-Tsung | Surface structure for enhancing catalyst reactivity and method of manufacturing thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8245318B2 (en) | Sidewall tracing nanoprobes, method for making the same, and method for use | |
| US7601650B2 (en) | Carbon nanotube device and process for manufacturing same | |
| US8020216B2 (en) | Tapered probe structures and fabrication | |
| US20080098805A1 (en) | Nanotube-Based Nanoprobe Structure and Method for Making the Same | |
| KR101159074B1 (en) | Conductive carbon nanotube tip, probe of scanning probe microscope comprising the same and manufacturing method of the conductive carbon nanotube tip | |
| CN1934671B (en) | Method for forming carbonaceous material protrusion and carbonaceous material protrusion | |
| Hantschel et al. | Diamond scanning probes with sub-nanometer resolution for advanced nanoelectronics device characterization | |
| KR100388433B1 (en) | Fabricating method of metallic nanowires | |
| US20110268884A1 (en) | Formation of nanoscale carbon nanotube electrodes using a self-aligned nanogap mask | |
| Yu et al. | Patterned carbon nanotube field emitter using the regular array of an anodic aluminium oxide template | |
| Tay et al. | High-resolution nanowire atomic force microscope probe grownby a field-emission induced process | |
| CN1801399A (en) | Probe for scanning magnetic microscope and manufacturing method thereof, method for forming iron-magnetic alloy film on carbon nanopipe | |
| KR100829578B1 (en) | Metal nano-tip and method of manufacturing the same | |
| CN111157767A (en) | Scanning probe and preparation method thereof | |
| TWI439696B (en) | Probe tip modification method | |
| KR101806389B1 (en) | Modification of atomic force microscopy tips by deposition of nanoparticles with an aggregate source | |
| JP2008157686A (en) | Methods for manufacturing conductive probe and magnetic probe | |
| Komuro et al. | Miniature tunnel junction by electron-beam-induced deposition | |
| KR102101854B1 (en) | Atomic force microscope tip and its manufacturing method | |
| Jang et al. | Suppression of leakage current via formation of a sidewall protector in the microgated carbon nanotube emitter | |
| Chen et al. | Scanning electron beam induced deposition for conductive tip modification | |
| CN100370579C (en) | Method for forming quantum point | |
| Pan et al. | Selective growth of carbon nanotube on scanning probe tips by microwave plasma chemical vapor deposition | |
| US20200278379A1 (en) | Method for Producing a Probe Suitable for Scanning Probe Microscopy | |
| JP2009281754A (en) | Nanotube probe for scanning probe microscope, its manufacturing method and scanning probe microscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |