JP4236566B2 - Diamond-like carbon processing method - Google Patents
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Description
本発明は、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面をナノスケールで微細加工するダイヤモンド様カーボンの加工方法に関し、特にダイヤモンド様カーボンの薄膜表面の位置又は高さを特定して微細加工するダイヤモンド様カーボンの加工方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diamond-like carbon processing method for finely processing a diamond-like carbon thin film surface on a nanoscale, and in particular, a diamond-like carbon processing method for specifying a position or height of a diamond-like carbon thin film surface for fine processing. About.
従来、この種のダイヤモンド様カーボンの加工方法として特開2003−115258号公報(以下、第1の背景技術)及び特開2002−184300号(以下、第2の背景技術)に開示されるものがあり、この第1の背景技術を図5及び図6に示し、また第2の背景技術を図7及び図8に示す。 Conventionally, as a processing method of this kind of diamond-like carbon, those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-115258 (hereinafter referred to as a first background technology) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-184300 (hereinafter referred to as a second background technology). The first background art is shown in FIG. 5 and FIG. 6, and the second background art is shown in FIG. 7 and FIG.
前記図5及び図6において第1の背景技術に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は、半導体、金属、ガラス又はセラミックスからなる基板111上にダイヤモンド様炭素膜112Aを形成し(図6(a)を参照)、次に、そのダイヤモンド様炭素膜112Aに酸素プラズマ処理を施し、表面が粗いダイヤモンド様炭素膜からなるエミッタ電極112を形成し(図6(b)を参照)、エミッタ電極112をマスクすることにより絶縁層を形成して絶縁スペーサ113を形成し(図6(c)を参照)、その絶縁スペーサ113上にゲート電極114を形成(図5(d))する構成である。
ここで、前記酸素プラズマ処理として、その条件は圧力1Paないし5Pa,電力5Wないし20W,処理時間は10分?30分が望ましい。また、ダイヤモンド様炭素膜の酸素プラズマ処理、つまり、酸素反応性イオンエッチング(RIE)を圧力1Pa、パワー20Wで行うる。
5 and 6, in the diamond-like carbon processing method according to the first background art, a diamond-like carbon film 112A is formed on a substrate 111 made of a semiconductor, metal, glass or ceramic (see FIG. 6A). Next, the diamond-like carbon film 112A is subjected to oxygen plasma treatment to form an emitter electrode 112 made of a diamond-like carbon film having a rough surface (see FIG. 6B), and the emitter electrode 112 is masked. Thus, an insulating layer is formed to form an insulating spacer 113 (see FIG. 6C), and a gate electrode 114 is formed on the insulating spacer 113 (FIG. 5D).
Here, as the oxygen plasma treatment, the conditions are preferably a pressure of 1 Pa to 5 Pa, a power of 5 W to 20 W, and a treatment time of 10 minutes to 30 minutes. Further, an oxygen plasma treatment of the diamond-like carbon film, that is, oxygen reactive ion etching (RIE) is performed at a pressure of 1 Pa and a power of 20 W.
このようにエミッタ電極112を酸素プラズマ処理により形成できるので、高額な微細加工装置を必要とせず、安価な電界電子放出源を実現できる。また、エミッタ電極112を任意の場所に形成することができる。さらに、表面が粗い突起形成物からなるエミッタ電極112が形成されるため、電界集中が起こりやすくなり、電界放出電流を増大させ、閾値の減少を図ることができ、低い電圧で電界電子放出を効率的に行うことができる。 Since the emitter electrode 112 can be formed by oxygen plasma treatment in this way, an inexpensive field electron emission source can be realized without requiring an expensive fine processing apparatus. Further, the emitter electrode 112 can be formed at an arbitrary place. Furthermore, since the emitter electrode 112 made of a protrusion-formed product having a rough surface is formed, electric field concentration is likely to occur, the field emission current can be increased, the threshold value can be reduced, and field electron emission can be efficiently performed at a low voltage. Can be done automatically.
次に、前記図7及び図8において第2の背景技術に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は、絶縁性基板201にエミッタ配線層202及び抵抗層203を形成し(図8(a)を参照)、この抵抗層203上に窒化シリコン膜204及びゲート電極205を順次積層して形成し(図8(b)を参照)、このゲート電極205上を絶縁性基板201に対して斜め蒸着してゲート電極205上にのみ剥離層207を形成し(図8(c)を参照)、この抵抗層203及び剥離層207上に絶縁性基板201に対して垂直な方向からエミッタ材料を蒸着してエミッタ206を形成し(図8(d)を参照)、この剥離層207を剥離すると同時に剥離層207上のエミッタ材料を剥落させて最上層にゲート電極205を形成(図8(e)を参照)する構成である。 Next, in the method of processing diamond-like carbon according to the second background art in FIGS. 7 and 8, the emitter wiring layer 202 and the resistance layer 203 are formed on the insulating substrate 201 (see FIG. 8A). Then, a silicon nitride film 204 and a gate electrode 205 are sequentially stacked on the resistance layer 203 (see FIG. 8B), and the gate electrode 205 is obliquely deposited on the insulating substrate 201 to form a gate. A release layer 207 is formed only on the electrode 205 (see FIG. 8C), and an emitter material is deposited on the resistance layer 203 and the release layer 207 from a direction perpendicular to the insulating substrate 201 to form an emitter 206. Is formed (see FIG. 8D), and at the same time the release layer 207 is peeled off, the emitter material on the release layer 207 is peeled off to form the gate electrode 205 in the uppermost layer (see FIG. 8E). It is formed.
前記抵抗層203としては、例えばダイヤモンド様カーボンを成膜して形成する。このようにダイヤモンド様カーボンのようなカーボンを主成分とする材料で抵抗層203を形成することにより、温度特性がアルモファスシリコン等より安定していることからエミッション電流を容易且つ高度に制御できることが可能となる。
第1の技術背景は以上のように構成されていたことから、ダイヤモンド様カーボン112Aの所定領域に酸素プラズマ処理を施して表面が粗い突起形成物を生成することができても、この突起の一つ一つを任意の特定位置に前記酸素プラズマ処理にて形成できないという課題を有する。 Since the first technical background is configured as described above, even if an oxygen plasma treatment can be performed on a predetermined region of the diamond-like carbon 112A to produce a projection formation with a rough surface, Each has a problem that it cannot be formed at any specific position by the oxygen plasma treatment.
また、第2の背景技術は以上のように構成されていたことから、マスクとレジストとを用いたフォトリソグラフィ技術によってマスクパターンを転写した後にこのマスクパターンにより突起となるエミッタを所定位置に形成することができるが、加工工程が複雑化して簡易且つ迅速にダイヤモンド様カーボンに突起等の加工処理ができないという課題を有していた。 In addition, since the second background art is configured as described above, after the mask pattern is transferred by a photolithography technique using a mask and a resist, an emitter serving as a protrusion is formed at a predetermined position by the mask pattern. However, the machining process is complicated, and there is a problem that the diamond-like carbon cannot be processed easily and rapidly.
特に、第1及び第2の各背景技術においても、ナノスケールでの精度で突起等の加工処理ができない。この第1の背景技術は、フォトリソグラフィをナノスケールで加工処理には露光用の波長を現在の深紫外領域より短波長としなければならず、加工処理が困難となる課題を有する。 In particular, in the first and second background arts, it is impossible to process protrusions and the like with nanoscale accuracy. The first background art has a problem that the processing wavelength becomes shorter than the current deep ultraviolet region in order to process the photolithography on the nanoscale, and the processing wavelength becomes difficult.
本発明に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は、ダイヤモンド様カーボンに対して不純物をドープし、当該不純物をドープしたダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に電極を対向して配設し、当該電極を負電位としてダイヤモンド様カーボンの薄膜表面との間に所定のトンネル電流が発生する電界を印加しつつ、放電が生じる電位差未満であって前記電界の電位差を超える所定電位差による電界を印加することによって前記ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に突起を形成するものである。 Method for processing a diamond-like carbon according to the present invention, impurities are doped into the diamond-like carbon, and disposed opposite the electrode the impurity doped thin film surface of the diamond-like carbon, the electrode as a negative potential The diamond-like carbon is applied by applying an electric field that generates a predetermined tunnel current between the diamond-like carbon thin film surface and having a predetermined potential difference that is less than a potential difference that causes discharge and exceeds the potential difference of the electric field . Protrusions are formed on the surface of the thin film .
本発明に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は必要に応じて、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に突起を形成する場合、前記電極とダイヤモンド様カーボンの薄膜表面との間に−10Vの電位差の電界を印加するものである。
本発明に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は必要に応じて、電極がダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に対する間隔を変化させるものである。
The diamond-like carbon processing method according to the present invention applies an electric field with a potential difference of −10 V between the electrode and the diamond-like carbon thin film surface, if necessary, when protrusions are formed on the diamond-like carbon thin film surface. To do .
In the diamond-like carbon processing method according to the present invention, the distance between the electrode and the diamond-like carbon thin film surface is changed as necessary.
本発明に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は必要に応じて、印加する電界を変化させるものである。
本発明に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は必要に応じて、電極がダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に対する対向位置を移動するものである。
本発明に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は必要に応じて、不純物を窒素とし、当該窒素をダイヤモンド様カーボンにドープするものである。
The diamond-like carbon processing method according to the present invention changes the applied electric field as required.
In the diamond-like carbon processing method according to the present invention, the electrode moves to a position facing the diamond-like carbon thin film surface as necessary.
In the diamond-like carbon processing method according to the present invention, if necessary, the impurity is nitrogen and the diamond-like carbon is doped with the nitrogen.
本発明は、不純物をドープしたダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に電極を所定間隔離隔し、この電極と薄膜表面間に放電が生じる電位差未満の電位差による電界を印加するようにしているので、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面における電極対向位置の組成変化を生じさせることができることとなり、任意の特定位置に電界が印加された電極を単に近接対向させるのみで、ナノスケールの突起を簡易且つ確実に微細に加工・処理できる。 In the present invention, an electrode is separated from a diamond-like carbon thin film surface doped with impurities by a predetermined distance, and an electric field with a potential difference less than the potential difference at which discharge occurs between the electrode and the thin film surface is applied. The composition of the electrode facing position on the surface of the thin film can be changed, and the nanoscale protrusion can be easily and reliably finely processed simply by making the electrode to which an electric field is applied at an arbitrary specific position in close proximity. It can be processed.
また、本発明は必要に応じて、トンネル電流が発生する電界以上であって放電電流が発生する電界未満の電界強度を印加するようにしているので、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面組成を確実に変化させることができることとなり、ナノスケール突起の微細加工処理を正確に実行できる。 In addition, if necessary, the present invention applies an electric field strength that is greater than or equal to the electric field where the tunnel current is generated and less than the electric field where the discharge current is generated. Therefore, the fine processing of the nanoscale protrusion can be performed accurately.
また、本発明は必要に応じて、電界を印加する電極とダイヤモンド様カーボンの薄膜表面との間隔を変化させるようにしているので、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面における組成変化の程度を調整できることとなり、ナノスケール突起の高さを任意に生成できることとなる。 In addition, since the present invention changes the distance between the electrode to which an electric field is applied and the diamond-like carbon thin film surface as necessary, the degree of composition change on the diamond-like carbon thin film surface can be adjusted, The height of the nanoscale protrusion can be arbitrarily generated.
また、本発明は必要に応じて、電極とダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に印加する電界強度を変化させるようにしているので、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面における組成変化の程度を調整できることとなり、ナノスケール突起の高さを任意に生成できることとなる。 In addition, since the present invention changes the electric field strength applied to the electrode and the diamond-like carbon thin film surface as necessary, the degree of composition change on the diamond-like carbon thin film surface can be adjusted. The height of the protrusion can be arbitrarily generated.
また、本発明は必要に応じて、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に対する電極の対向位置を移動させるようにしているので、ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面における組成変化の位置を変化せせることができることとなり、任意の特定位置に移動してナノスケールの突起を微細加工・処理できる。特に、電界を印加しつつ電極を移動させることにより、線状の突起部分を微細加工・処理できることとなる。 Moreover, since the present invention moves the position of the electrode facing the diamond-like carbon thin film surface as necessary, the position of the composition change on the diamond-like carbon thin film surface can be changed. The nanoscale protrusions can be finely processed and processed by moving to a specific position. In particular, by moving the electrode while applying an electric field, the linear protrusion can be finely processed / processed.
また、本発明は必要に応じて、ダイヤモンド様カーボンにドープする不純物を窒素としているので、化学気相成長法によりプラズマ化した窒素ガスをドープしつつダイヤモンド様カーボンを簡易に生成できることとなり、導電性のダイヤモンド様カーボンを確実に形成できる。 In addition, since the present invention uses nitrogen as an impurity to be doped into diamond-like carbon as necessary, diamond-like carbon can be easily produced while doping nitrogen gas plasmified by chemical vapor deposition. The diamond-like carbon can be reliably formed.
(本発明の第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法を図1ないし図4に基づいて説明する。この図1は本実施形態に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法の動作フローチャート、図2は図1により微細加工・処理された装置観察結果に基づく表面斜視図、図3は図2に対応する加工時の各印加電圧の相違による加工部分からの電子放出マッピング、図4は図1により微細加工・処理されたダイヤモンド様カーボンのトンネル電流−電圧特性図を示す。
(First embodiment of the present invention)
The diamond-like carbon processing method according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an operation flowchart of the diamond-like carbon processing method according to the present embodiment, FIG. 2 is a surface perspective view based on the observation result of the apparatus finely processed and processed according to FIG. 1, and FIG. 3 is a processing time corresponding to FIG. FIG. 4 shows a tunnel current-voltage characteristic diagram of diamond-like carbon finely processed / processed according to FIG. 1.
前記各図において本実施形態に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法は、ダイヤモンド様カーボン(以下、DLC)に対して不純物をドープし、当該不純物をドープしたDLCが薄膜表面に電極となる金属ティップを対向して配設し、この金属ティップを負電位としてDLCの薄膜表面との間にトンネル電流が発生する電界以上であって放電電流が発生する電圧未満の電位差による電圧を印加するものである。 In each of the drawings, the diamond-like carbon processing method according to the present embodiment is performed by doping diamond-like carbon (hereinafter referred to as DLC) with an impurity, and the DLC doped with the impurity opposes a metal tip serving as an electrode on the surface of the thin film. The metal tip is used as a negative potential, and a voltage due to a potential difference which is equal to or higher than the electric field at which a tunnel current is generated between the DLC thin film surface and less than the voltage at which a discharge current is generated is applied.
前記金属ティップは、タングステンにて形成され、X−Y軸の平面上で任意の特定位置に位置決め制御できるように構成される。また、この金属ティップとDLCの薄膜表面とは、2×10−8Paの超高真空容器内に収納され、この超高真空状態で前記電圧が印加される構成である。 The metal tip is made of tungsten, and is configured so that positioning control can be performed at any specific position on the plane of the XY axis. The metal tip and the DLC thin film surface are housed in a 2 × 10 −8 Pa ultra-high vacuum container, and the voltage is applied in this ultra-high vacuum state.
次に、前記構成に基づく本実施形態に係るダイヤモンド様カーボンの加工方法の具体的動作について説明する。まず、被加工対象となるDLCの製造は、メタンガス及び窒素ガスを原料ガスとして用い、プラズマ化学気相成長(CVD)装置によりシリコン及びガラス基板からなるDLCに対して窒素をドープし、窒化したDLCの薄膜を堆積して形成する(ステップ1)。 Next, a specific operation of the diamond-like carbon processing method according to this embodiment based on the above configuration will be described. First, DLC to be processed is manufactured by using methane gas and nitrogen gas as source gases, doping nitrogen into DLC composed of silicon and glass substrate by a plasma chemical vapor deposition (CVD) apparatus, and nitriding DLC The thin film is deposited and formed (step 1).
前記DLC薄膜の堆積条件は、窒素分圧力が10mTorr、全圧力が20mTorr、陰極の自己バイアスが−1200V、堆積時間が8分とした。この堆積条件によりDLC薄膜は、200nmの膜厚まで成長させることができる。この窒素のドープ処理によりDLC薄膜は、導電性(σ=0.1〜10s/cm)を有することとなる。 The DLC thin film was deposited under the conditions of a nitrogen partial pressure of 10 mTorr, a total pressure of 20 mTorr, a cathode self-bias of −1200 V, and a deposition time of 8 minutes. Under this deposition condition, the DLC thin film can be grown to a thickness of 200 nm. By this nitrogen doping treatment, the DLC thin film has conductivity (σ = 0.1 to 10 s / cm).
前記窒化したDLCの薄膜を2×10−8Paの超高真空の容器に収納し(ステップ2)、この超高真空条件下で前記DLCの薄膜表面の所定位置に金属ティップを対向させ(ステップ3)、この金属ティップとDLCの薄膜表面との間に所定の微弱直流電圧を印加して0.1mAのトンネル電流が流れる状態とし(ステップ4)、この状態で前記金属ティップとDLC薄膜表面との間に−10Vの直流電圧を印加する(ステップ5)。前記DLCの薄膜表面の加工位置の特定は、金属ティップを位置決め装置によりX−Y座標の二次元平面上で金属ティップを移動させることにより決定される。なお、前記微弱直流電圧は、金属ティップ及びDLCの各特性又は、間隔により異なり、少なくとも前記加工処理時の電圧(−10V)より小さな例えば、−0.1ないし−1Vの値が選定される場合がある。 The nitrided DLC thin film is stored in a 2 × 10 −8 Pa ultrahigh vacuum container (step 2), and a metal tip is made to face a predetermined position on the surface of the DLC thin film under this ultrahigh vacuum condition (step 3). ), A predetermined weak DC voltage is applied between the metal tip and the DLC thin film surface to allow a 0.1 mA tunnel current to flow (step 4). In this state, the metal tip and the DLC thin film surface A DC voltage of -10 V is applied between them (step 5). The processing position on the surface of the DLC thin film is determined by moving the metal tip on the two-dimensional plane of the XY coordinate by the positioning device. Note that the weak DC voltage varies depending on the characteristics or intervals of the metal tip and DLC, and at least a value of −0.1 to −1 V, for example, smaller than the voltage (−10 V) at the time of the processing is selected. There is.
この位置決めされた金属ティップに対向するDLCの薄膜は、3〜5nmの突起が形成されることとなる(ステップ6)。このDLCの薄膜上の突起は、金属ティップに負電位として電圧が印加されていることから金属ティップを形成するタングステンの原子が移動して形成されたのではなく、DLCの薄膜表面における組成がアルモファス様に変化して隆起形成されたのもと考えられる。 A projection of 3 to 5 nm is formed on the DLC thin film facing the positioned metal tip (step 6). The protrusion on the thin film of DLC is not formed by the movement of tungsten atoms forming the metal tip because the voltage is applied as a negative potential to the metal tip. It is thought that the bulge was changed and formed.
このようにDLC薄膜表面に形成された突起を走査トンネル顕微鏡(STM)により表面観察を行った。この表面観察は、STMの金属探針でDLCの薄膜表面との間に0.1nAのトンネル電流が流れる状態を維持しつつ走査したところ、前記金属ティップにより電圧を印加してDLCの薄膜表面位置に3nm〜5nmの突起が検出された。 The surface of the protrusion formed on the surface of the DLC thin film was observed with a scanning tunneling microscope (STM). In this surface observation, scanning was performed while maintaining a state in which a tunnel current of 0.1 nA flows between the surface of the DLC thin film with an STM metal probe, and a voltage was applied by the metal tip to position the surface of the DLC thin film. 3 nm to 5 nm protrusions were detected.
図2は200nm×300nmの領域で、金属ティップを間歇的に移動させてスポットで電圧を印加して文字「F」を描画したものである。文字の大きさは、白色ドット状に文字「F」に表れる200nm×250nmである。図2と同じ領域で、STMの金属探針に流れるトンネル電流の大きさを2次元像で表したものを図3に示す。図中、白色部分は電流値が高い領域であり、また図中の電圧は加工処理の際に金属ティップに印加した電圧を示す。このように金属ティップに電圧を印加して突起を形成した部分から、電流が流れ始めていたことが分かる。これは、PDPのような表示装置においてDLCの電子陰極として利用する際に有効な技術となる。 FIG. 2 shows a character “F” drawn in a 200 nm × 300 nm region by moving a metal tip intermittently and applying a voltage at a spot. The size of the character is 200 nm × 250 nm appearing in the character “F” in the form of white dots. FIG. 3 shows a two-dimensional image of the magnitude of the tunnel current flowing through the STM metal probe in the same region as FIG. In the figure, the white part is a region where the current value is high, and the voltage in the figure indicates the voltage applied to the metal tip during processing. Thus, it can be seen that the current started to flow from the portion where the protrusion was formed by applying the voltage to the metal tip. This is an effective technique when used as a DLC electron cathode in a display device such as a PDP.
図2における突起が形成された部分とそうでない部分でのトンネル電流−電圧特性を図4に示す。どちらもトンネル電流に特徴的な非線形性を示したが、突起を形成した部分の電流値が高いことが分かる。このことから、電圧印加のみによるDLC加工によって効率の高い電子源となる微細突起の電極を形成することが可能なことが分かる。 FIG. 4 shows tunneling current-voltage characteristics in the portion where the protrusion is formed and the portion where the protrusion is not formed in FIG. Both showed non-linearity characteristic of the tunnel current, but it can be seen that the current value in the portion where the protrusion was formed was high. From this, it can be seen that it is possible to form an electrode with fine protrusions that becomes an efficient electron source by DLC processing only by voltage application.
(本発明の他の実施形態)
なお、前記実施形態においては、DLCの薄膜表面と金属ティップとの間に印加する電圧を一定にして加工処理を実行したが、この印加電圧をトンネル電流が発生する電圧以上であって放電電流が発生しない電圧未満の電圧値で変化させてDLCの薄膜表面に形成される突起の高さを調整することができる。
(Other embodiments of the present invention)
In the above embodiment, the processing is performed with the voltage applied between the surface of the DLC thin film and the metal tip being constant, but the applied voltage is equal to or higher than the voltage at which the tunnel current is generated and the discharge current is The height of the protrusion formed on the surface of the DLC thin film can be adjusted by changing the voltage value below the voltage that does not occur.
また、前記実施形態において、DLCの薄膜表面に対する金属ティップの間隔を一定(1nm)にして加工処理を実行したが、この間隔を変化させてDLCの薄膜表面に形成される突起の高さを調整することができる。 Further, in the above embodiment, the processing is performed with the metal tip distance to the DLC thin film surface being constant (1 nm), but the height of the protrusion formed on the DLC thin film surface is adjusted by changing this distance. can do.
また、前記実施形態においては、DLCの薄膜表面に対して金属ティップを間歇的にいどうさせてスポットで電圧を印加するように構成したが、金属ティップの移動に伴って連続的に電圧を印加する構成とすることもできる。この場合には連続して電圧を印加した部分が、所定高さの隔壁として突出部分を形成できることとなる。 In the above embodiment, the metal tip is intermittently applied to the surface of the DLC thin film so as to apply the voltage at the spot. However, the voltage is continuously applied as the metal tip moves. It can also be set as the structure to do. In this case, the portion where the voltage is continuously applied can form the protruding portion as a partition having a predetermined height.
カーボン経済料であるダイヤモンド、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド様カーボン(以下DLC)等は、ナノテクノロジー分野で様々な応用が期待されている。例えば、電界放出ディスプレイの陰極材料として高い放出電流が得られている。陰極を形成する際、放出特性を高めるために表面の微細加工及び表面処理が必要である。また、導電性を有するこれらのカーボン材料を電極として利用する際にも電極形成のための加工が必要となる。さらに、ナノテクノロジー分野での微細加工・変形も必要である。これらの加工、処理には、通常マスクとレジストを用いたフォトリソグラフィ転写技術でレジストパターンを形成し、化学的にエッチングすることによって微細な突起が形成される。このような微細加工において本発明は、上記のマスクを用いることなく、ナノスケールで微細加工・処理を行う技術に関するものであり、ナノテクノロジーの産業化に欠かせない技術となり得る。特に、DLCが透明性を有することから、表示装置の透明電極として使用できる。 Diamond, carbon nanotubes, diamond-like carbon (hereinafter DLC), etc., which are carbon economic fees, are expected to have various applications in the nanotechnology field. For example, a high emission current has been obtained as a cathode material for field emission displays. When forming the cathode, microfabrication and surface treatment of the surface are required to enhance the emission characteristics. Further, when these carbon materials having conductivity are used as electrodes, processing for forming electrodes is required. Furthermore, microfabrication and deformation in the nanotechnology field are also necessary. In these processes and treatments, a fine projection is formed by forming a resist pattern by a photolithography transfer technique using a mask and a resist and chemically etching the resist pattern. In such microfabrication, the present invention relates to a technique for performing microfabrication and processing on a nanoscale without using the above-described mask, and can be an indispensable technique for industrialization of nanotechnology. In particular, since DLC has transparency, it can be used as a transparent electrode of a display device.
111 基板
112 エミッタ電極
112A ダイヤモンド様カーボン11
113 絶縁スペーサ
114,205 ゲート電極
201 絶縁性基板
202 エミッタ配線層
203 抵抗層
204 窒化シリコン膜
207 剥離層
111 Substrate 112 Emitter electrode 112A Diamond-like carbon 11
113 Insulating spacers 114 and 205 Gate electrode 201 Insulating substrate 202 Emitter wiring layer 203 Resistance layer 204 Silicon nitride film 207 Release layer
Claims (4)
特徴とするダイヤモンド様カーボンの加工方法。 Impurities are doped into the diamond-like carbon, diamond-like carbon doped with the impurity of the electrode on the thin film surface facing arranged, a predetermined between the diamond-like carbon thin film surface the electrode as a negative potential Protrusions are formed on the surface of the diamond-like carbon thin film by applying an electric field with a predetermined potential difference that is less than the potential difference that causes discharge and exceeds the potential difference of the electric field while applying an electric field that generates a tunnel current. How to process diamond-like carbon.
前記ダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に突起を形成する場合に印加する電界の強度を、−10Vにすることを
特徴とするダイヤモンド様カーボンの加工方法。 In the diamond-like carbon processing method according to claim 1,
A method for processing diamond-like carbon, wherein the strength of an electric field applied when forming protrusions on the surface of the diamond-like carbon thin film is -10V .
前記電極がダイヤモンド様カーボンの薄膜表面に対する間隔を変化させることを
特徴とするダイヤモンド様カーボンの加工方法。 In the diamond-like carbon processing method according to claim 1,
A method for processing diamond-like carbon, characterized in that the distance between the electrode and the diamond-like carbon thin film surface is changed.
前記印加する電界を変化させることを
特徴とするダイヤモンド様カーボンの加工方法。 In the diamond-like carbon processing method according to claim 1 or 3 ,
A method for processing diamond-like carbon, wherein the applied electric field is changed.
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