• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제5권2호
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• pp.39-45
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• 2004

Atomic Force Microscope (AFM) has been widely used in micro/nano-scale studies and applications for the last few decades. In this work, wear characteristics of silicon-based AFM tip was investigated. AFM tip shape was observed using a high resolution SEM and the wear coefficient was approximately calculated based on Archard's wear equation. It was shown that the wear coefficient of Si and ${Si}_3$$N_4$ tips were in the range of ${10}^{-1}$~${10}^{-3}$and ${10}^{-3}$~${10}^{-4}$, respectively. Also, the effect of relative humidity and sliding distance on adhesion-induced tip wear was investigated. It was found that the tip wear has more severe for harder counter surface materials. Finally, the probable wear mechanism was analyzed from the adhesive and abrasive interaction point of view.

• 전기화학회지
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• 제9권2호
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• pp.84-88
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• 2006

본 연구에서는 주사탐침현미경을 이용한 Si 표면의 국부 산화피막 형성에 있어서, 탐침이 움직이면서 생기는 $SiO_2$의 일차원적인 선의 높이가 탐침 전위, deflection setpoint, 탐침 속도에 의해 어떻게 영향을 받는지 고찰해 보았다. -3 V 보다 작은 탐침 전위에서는 국부 산화피막 형성이 관찰되지 않았으며 -3 V 보다 큰 탐침 전위에서는, 탐침 속도가 $1{\mu}m/s$일 때, 1 V씩 증가함에 따라 0.47nm의 비율로 선의 높이가 높아졌다. Deflection setpoint는 탐침이 가하는 기계적인 힘의 표지가 되는데, $12\sim18nN$ 정도의 힘이 가해지지 않으면 국부 산화피막 형성이 관찰되지 않았다. 그 이상의 힘이 가해져야 국부 산화피막 형성이 관찰되는데 이때 선의 높이는 기계적인 힘과 무관하였다. 탐침 속도가 빨라짐에 따라 선의 높이는 낮아졌으나, 탐침 전위가 -5V인 경우, 0.7nm 이하로 낮아지지는 않았다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권9호
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• pp.662-664
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• 1999

We fabricated AC-TFEL device having cone-shaped Si micro-tip reflector array based on the process which have been conventionally employed for the Si-tip field emitter array in FED system. As a result, the AC-TFEL device having a new geometrical structure could generate well concentrated visible white-light from 3600 reflectors/pixel under bipolar pulse excitation mode only by edge-emission mechanism.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제7권3호
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• pp.27-29
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• 2000

Lift-off를 이용한 DLC-coated Si-tip FEA 제조에 있어서 gate 절연막의 측면에 DLC가 coating되는 것을 방지하기 위해 기판 상에 Al 희생층을 경사-회전 증착한 뒤 DLC를 coating하고, 다음으로 희생층을 식각하여 tip 이외의 DLC를 제거하는 방법을 제안하였다. 이러한 Al희생층을 이용한 lift-off공정에 의해 제조된 DLC-coated Si-tip FEA의 전류전압 특성과 전류 표동 특성을 조사하였으며, gate 누설 전류의 감소와 방출 전류의 안정성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권2호
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• pp.124-127
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• 2000

Si FEA로부터 tip의 표면을 Ti 금속으로 silicidation한 새로운 3극형 Ti-silicided Si FEA를 제작하고 이의 전계 방출특성을 조사하였다. 제작된 소자에서 단위 pixel(pixel area : $1000{\mu\textrm{m}}{\times}1000{$\mu\textrm{m}}$, tip array : $200{\mu\textrm{m}}{\times}200{$\mu\textrm{m}}$)을 통해 측정된 전계 방출 특성은 $10^8Torr$의 고진공 상태에서 turn-on 전압이 약 70V로, 아노드 방출전류의 크기와 current degradation이 $V_A=500V,\;V_G=150V$ 바이어스 아래에서 각각 2nA/tip와 0.3%/min로 나타났다. 3극형 Ti-silicided Si FEA의 낮은 turn-on 전압과 높은 전류안정성은 Si tip 표면에 형성된 실리사이드 박막의 열화학적 안정성과 낮은 일함수에 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회지
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• 제47권6호
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• pp.362-367
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• 2014

We report the design, fabrication of a $Si_3N_4$ probe and calculation of its mechanical properties for DPN(dip pen nanolithography), which consists of dual tips. Concept of dual tip probe is to employ individual tips on probe as either an AFM tip for imaging or a writing tip for nano patterning. For this, the dual tip probe is fabricated using low residual stress $Si_3N_4$ material with LPCVD deposition and MEMS fabrication process. On the basis of FEM analysis we show that the functionality of dual tip probe for imaging is dependent on the dimensions of dual tip probe, and high ratio of widths of beam areas is preferred to minimize curvature variation on probe.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.301-304
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• 2000

Si FEA로 부터 tip의 표면을 Co 금속으로 silicidation한 새로운 3극형 Co-silicided Si FEA를 제작하고 이의 전계 방출특성을 조사하였다. $10^{-8}Torr$의 고진공상태에서 제작된 소자의 단위 pixel(pixel 면적 : $250{\mu\textrm{m}}{\times}250{\mu\textrm{m}}$, tip 어레이 : $45{\times}45$)를 통해 측정된 turn-on 전압은 약 35V로, 아노드 전류는 $V_A=500V,\;V_G=55V$ 바이어스 아래에서 약 $1.2{\mu\textrm{A}}(0.6nA/tip)$로 나타났다. 제작된 소자는 초기 과도상태를 제외하면 장시간의 동작을 통해 전계방출 전류의 감소없이 매우 안정된 전기적 특성을 나타내었다. Co-silicided Si FFA 의 낮은 turn-on 전압과 높은 전류안전성은 Si tip 표면에 형성된 실리사이드 박막의 열화학적 안전성과 낮은 일함수에 기인하는 것으로 판단된다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권7호
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• pp.521-524
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• 1999

Nb silicide was formed on the Si micro-tip arrays in order to improve field emission properties of Si-tip field emitter array. After silicidization of the tips, the etch-back process, by which gate insulator, gate electrode and photoresist were deposited sequentially and gate holes were defined by removing gradually the photoresist by $O_2$ plasma from the surface, was applied. Si nitride film was used as a protective layer in order to prevent oxygen from diffusion into Nb silicide layer and it was identified that the NbSi2 was formed through annealing in $N_2$ ambient at $1100^{\circ}C$ for 1 hour. By the Nb silicide coating on Si tips, the turn-on voltage was decreased from 52.1 V to 32.3 V and average current fluctuation for 1 hour was also reduced from 5% to 2%. Also, the fabricated Nb silicide-coated Si tip FEA emitted electrons toward the phosphor and light emission was obtained at the gate voltage of 40~50 V.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1428-1430
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• 1995

In this study we fabricate Knife type Si-tip array using (110) Si wafer. We can fabricate vertical structure by anisotropic etching using EPW and observe it by SEM. After the step, we perform isotropic etching and oxidation sharpening of the structure and also observe it by SEM, respectively. The purpose of isotropic etching is to reduce the oxidation time. We attain a optimal tip whose radius is about $100{\AA}$ after anisotropic etching 2.25 min.+isotropic etching 5 min.+oxidation 1 hour and 23 min.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.351-351
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• 2010

Nanoscale patterning using an atomic force microscope tip induced scratching was systematically investigated in AI thin film on 4H-SiC. To identify the effects of the scratch parameters, including the tip loading force, scratch speed, and number of scratches, we varied each parameters and evaluated the major parameter which has intimate relationship with the scale of patterns. In this work, we present the successful demonstration of nano patterning of Al thin film on a 4H-SiC substrate using an AFM scratching and evaluated the scratch parameters on Al/4H-SiC.