탄소계 재료 돌기의 형성 방법 및 탄소계 재료 돌기 document_id A220623043460

지금까지 다이아몬드의 돌기 구조를 형성하는 경우, Si의 이방성 에칭이 오목한 형태로 다이아몬드를 형성하고, Si를 제거하여 다결정 다이아몬드의 피라미드를 형성하는 방법이 있었다(예를 들어, 하기 비특허문헌 1 참조). 그러나, 이 방법을 전자 방출 소자에 이용하는 경우, 선단부 입경을 작게 할 필요가 있으므로 돌기는 다결정이 되고, 돌기 내부에 입계가 존재하므로, 전자의 수송이 원활하지 않아 NEA 표면으로부터 효율적으로 전자의 방출을 할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 근접장 광프로우브에 이용하는 경우에도 다결정이면 입계나 개개의 결정의 왜곡에 의한 광의 산란으로 광의 전파가 원활하지 않다는 문제도 있었다. 또한, 돌기의 각도가 그다지 예리하지 않다는(70도 정도) 결점도 있었다. 그래서, 단결정을 이용한 피라미드를 형성하는 방법이나 다양한 형상의 돌기를 형성하는 방법이 개발되었다(예를 들어, 하기 비특허문헌 2 참조). 그 방법은 다이아몬드의 표면에 미소한 원기둥을 형성하고, 그 원기둥 상에 성장 파라미터를 제어하면서 다이아몬드를 에피택셜 성장시켜(epitaxial growth) 선단부가 뾰족한 피라미드형의 돌기를 만든다는 것이다. 또한, 그 미소 원기둥 돌기를 더 에칭하고, 첨예화하는 방법도 보고되어 있다. 또한, Al 마스크를 사용하여 2단계의 양초형의 돌기를 형성하는 방법도 보고되어 있다(예를 들어, 하기 비특허문헌 3, 비특허문헌 4 참조). 또한, 다이아몬드를 가공하여 돌기를 형성하는 선행문헌(비특허문헌 5)도 있다. [비특허문헌 1] K.Okano, K.Hoshina, S.Koizumi and K.Nishimura, "Diamond and Related Materials 5" (1996) 19-24 [비특허문헌 2] Y.Nishibayashi, H.Saito, T.Imai and N.Fujimori, "Diamond and Related Materials 9" (2000) 290-294 [비특허문헌 3] 니시바야시 요시키, 안도 유타카, 후루타 히로시, 코바시 히로시, 메구로 타카카즈, 이마이 타카히로, 히라오 타카시, 오우라 켄지로, 「SEI 테크니컬 리뷰(2002년 8월호)」 [비특허문헌 4] Yoshiki.Nishibayashi, Yutaka Ando, Hiroshi Fruta, Natsuo Tatsumi, Akihiko Namba and T.Imai, "Sumitomo Electric Industries Technical Review, No.57" (2004) 33-36 [비특허문헌 5] E.S.Baik, Y.J.Baik and D.Jeon, "Thin Solid Films 377-378" (2000) 299-302