FR2889841A1 - Structures d'emetteurs a effet de champ en nonobaguettes a portes et procedes de fabrication correspondants - Google Patents

Abstract

La présente invention est relative à des dispositifs (p. ex. 1300) d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes, ces dispositifs ayant des distances relativement courtes des pointes des émetteurs aux portes, ce qui assure donc une densité relativement élevée des pointes d'émetteurs et une faible tension de déblocage, et des procédés de fabrication de tels dispositifs. Ces procédés emploient une combinaison de techniques classiques (lithographie, gravure, etc.) de traitement de dispositifs avec un dépôt de nanobaguettes par voie électrochimique. Ces procédés sont relativement simples, rentables et efficaces et ils donnent des dispositifs d'émission par effet de champ qui se prêtent à une utilisation dans des applications telles que l'imagerie radiographique, l'éclairage, les afficheurs à émission par effet de champ (AEC) à écrans plats, etc.

Description

STRUCTURES D'EMETTEURS A EFFET DE CHAMP EN

NONOBAGUETTES A PORTES ET PROCEDES DE FABRICATION

CORRESPONDANTS

La présente invention concerne d'une façon générale les dispositifs d'émission par effet de champ qui se prêtent à une utilisation dans des applications en imagerie radiographique, des applications en éclairage, des applications en affichage à émission par effet de champ d'écrans plats, des applications dans les amplificateurs hyperfréquence, des applications en lithographie par faisceau d'électrons, et autres.

Plus particulièrement, la présente invention est relative à des dispositifs d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes, et à des procédés de fabrication correspondants.

Les dispositifs d'émission électronique tels que les émetteurs thermoélectroniques, les émetteurs par effet de champ à cathode froide et autres, sont actuellement utilisés comme sources d'électrons dans des applications concernant les tubes radiogènes, les afficheurs à émission par effet de champ à écrans plats, les amplificateurs hyperfréquence, la lithographie par faisceaux d'électrons et autres. Ordinairement, les émetteurs thermoélectroniques, qui fonctionnent à des températures relativement hautes et permettent un adressage et une commutation électroniques relativement lents, sont utilisés dans des applications concernant l'imagerie radiographique. Il est souhaitable de mettre au point un émetteur par effet de champ à cathode froide qui puisse servir de source d'électrons dans des applications concernant l'imagerie radiographique, notamment la tomodensitométrie (CT) afin d'améliorer la vitesse des analyses, ainsi que dans d'autres applications. En outre, des applications comme l'éclairage à décharge de gaz à basse pression et l'éclairage fluorescent, qui sont limitées par la durée de vie des émetteurs thermoélectroniques ordinairement employés, bénéficieront de l'existence d'émetteurs par effet de champ à cathode froide.

Généralement, les émetteurs par effet de champ à cathode froide selon la technique antérieure comprennent une pluralité de pointes d'émetteurs de forme sensiblement conique ou pyramidale disposées sous la forme d'une grille entourée d'une pluralité d'ouvertures de grille ou portes. Les différentes pointes d'émetteurs de forme sensiblement conique ou pyramidale sont ordinairement en métal ou en carbure métallique tel que du molybdène (Mo), du tungstène (W), du tantale (Ta), de l'iridium (Ir), du platine (Pt), du carbure de molybdène (Mo2C), du carbure d'hafnium (HfC), du carbure de zirconium (ZrC), du carbure de niobium (NbC) ou autre, ou en matériau semi-conducteur tel que du silicium (Si), du carbure de silicium (SiC), du nitrure de gallium (GaN), du carbone C sous forme de diamant amorphe ou analogue, et ont un rayon de courbure de l'ordre d'une vingtaine de nm. Un conducteur commun, ou électrode de cathode, est employé et une couche de diélectrique de grille est disposée de manière sélective entre l'électrode de cathode et l'électrode de grille en formant une pluralité de microcavités autour des différentes pointes d'émetteurs de forme sensiblement conique ou pyramidale. On peut citer comme exemples de matières pour électrodes de cathodes le Si amorphe dopé, le Si cristallin et des 1 o métaux sous forme de films minces tels que Mo, l'aluminium (Al), le chrome (Cr) et autres. On peut citer comme exemples de matières pour couches de diélectrique de grilles le dioxyde de silicium (SiO2), le nitrure de silicium (Si3N4) et l'alumine (Al2O3). On peut citer comme exemples de matières d'électrodes de grilles Al, Mo, Pt et le Si dopé. Lorsqu'une tension est appliquée à l'électrode de grille, des électrons sont émis par effet tunnel depuis les différentes pointes d'émetteurs de forme sensiblement conique ou pyramidale.

Les facteurs essentiels dans les performances liées aux émetteurs par effet de champ à cathode froide comprennent la finesse des pointes d'émetteurs, l'alignement et l'espacement des pointes d'émetteurs et des portes, la distance de la pointe d'un émetteur à la grille et la densité des pointes d'émetteurs. Par exemple, la distance d'une pointe d'émetteur à une porte détermine partiellement la tension de déblocage de l'émetteur par effet de champ à cathode froide, c'est-à-dire la différence de tension nécessaire entre la pointe d'émetteur et la porte pour que l'émetteur par effet de champ à cathode froide commence à émettre les électrons. Ordinairement, plus la distance de la pointe d'émetteur à la porte est courte, plus la tension de déblocage de l'émetteur par effet de champ à cathode froide est basse et plus la consommation/dissipation d'énergie est faible. De même, la densité des pointes d'émetteurs a une incidence sur l'encombrement de l'émetteur par effet de champ à cathode froide.

Dans la technique antérieure, des émetteurs par effet de champ à cathode froide peuvent être fabriqués à l'aide d'un certain nombre de procédés. Par exemple, le procédé Spindt, bien connu des spécialistes de la technique, peut être employé (cf. brevets des E.U.A. n 3 665 241, 3 755 704 et 3 812 559; et C.A. Spindt "A Thin-Film Field-Emission Cathode", J. Appl. Phys., 1968, vol. 39(7), pp. 3504-3505).

Globalement, le procédé Spindt consiste à masquer une ou plusieurs couches de diélectrique et la réalisation d'une pluralité d'étapes longues, nécessitant beaucoup de main d'oeuvre, de gravure par attaque chimique, d'oxydation et de dépôt. Les particules gazeuses résiduelles dans le vide entourant les différentes pointes d'émetteurs de forme sensiblement conique ou pyramidale entrent en collision avec les électrons émis et sont ionisées. Les ions qui en résultent bombardent les pointes d'émetteurs et endommagent leurs pointes fines, ce qui, avec le temps, réduit le courant d'émission de l'émetteur par effet de champ à cathode froide et limite sa durée de vie. D'une façon générale, la distance du bout d'un émetteur à la porte est déterminée par l'épaisseur de la couche de diélectrique disposée entre les deux. Une 1 o plus petite distance entre le bout d'un émetteur et la porte peut être obtenue en déposant une couche de diélectrique plus mince. Cependant, cela entraîne la conséquence négative d'une augmentation de la capacité entre l'électrode de cathode et l'électrode de grille, ce qui allonge le délai de réponse de l'émetteur par effet de champ à cathode froide. On retrouve l'un de ces inconvénients, ou les deux, dans les autres procédés de fabrication d'émetteurs par effet de champ à cathode froide selon la technique antérieure, dont les récents procédés chimico-mécaniques de planarisation (CMP) (cf. brevets des E.U.A. n 5 266 530, 5 229 331 et 5 372 973) et les récents procédés de gravure ionique (cf. brevets des E.U. A. n 6 391 670 et 6 394 871) qui produisent tous une pluralité de pointes d'émetteurs de forme sensiblement conique ou pyramidale. Globalement, la lithographie optique et les autres procédés sont limités à des ouvertures de champs de l'ordre de 0,5 micromètre ou plus et des distances du bout de l'émetteur à la grille de l'ordre de 1 micromètre ou plus.

Ainsi, on a encore besoin d'un procédé simple et efficace pour fabriquer un émetteur par effet de champ à cathode froide qui comporte une pluralité de pointes d'émetteur à effilement continu. Ce dont on a encore besoin, c'est d'un procédé pour fabriquer un émetteur par effet de champ à cathode froide qui ait une distance relativement courte des pointes aux portes, assurant une densité relativement grande des pointes d'émetteur. De tels émetteurs par effet de champ à cathode froide doivent se prêter à une utilisation dans des applications telles que la radiographie, l'éclairage, l'affichage par émission par effet de champ par écran plat, les amplificateurs hyperfréquence et autres.

Des formes de réalisation de la présente invention proposent des procédés nouveaux pour fabriquer de nouveaux dispositifs d'émetteurs par effet de champ à cathode froide, ces dispositifs comprenant une série de pointes d'émetteurs qui sont auto-alignées avec leurs portes respectives et découplant l'espacement entre l'émetteur et la pointe par rapport au support diélectrique pour la couche de grille, ce qui assure une densité relativement grande des pointes d'émetteurs. De tels procédés sont relativement simples, rentables et efficaces; en outre, ils donnent des dispositifs d'émission par effet de champ qui se prêtent à une utilisation pour des applications en imagerie radiographique, des applications en éclairage, des applications en affichage par émission de champ (AEC) par écrans plats, etc. Des formes de réalisation de l'invention concernent également les dispositifs d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes réalisés par les procédés évoqués plus haut.

Dans certaines formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (a) réaliser un gabarit en OAA nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une couche conductrice, supportée par un substrat, sur laquelle repose le gabarit; (b) remplir les nanopores avec une matière de remplissage de nanopores constituée par un premier matériau diélectrique afin de former un gabarit en OAA nanoporeux rempli; (c) déposer une couche d'une seconde matière diélectrique (qui peut être la même que la première matière diélectrique) par-dessus le gabarit en OAA nanoporeux rempli; (d) déposer une deuxième couche de matière conductrice par-dessus la couche de seconde matière diélectrique; (e) déposer une matière modelable par-dessus la deuxième couche conductrice et modeler la matière modelable; graver, dans des zones d'où la matière modelable a été éliminée, à travers la deuxième couche conductrice et la couche de seconde matière diélectrique, afin de créer des "trous d'interconnexion", et la première matière diélectrique pour éliminer la matière de remplissage des nanopores; (f) déposer par voie électrochimique des émetteurs en nanobaguettes dans les nanopores; et (g) graver en retrait le gabarit en OAA afin de découvrir les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes.

Selon une alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (a) réaliser un gabarit en oxyde d'aluminium anodisé (OAA) nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une couche conductrice supportée par un substrat; (b) déposer par voie électrochimique des émetteurs en nanobaguettes dans les nanopores afin de former une série de nanobaguettes à base de gabarit en OAA; (c) remplir les éventuels nanopores non remplis, dans la série de nanobaguettes à base de gabarit en OAA, avec une matière de remplissage de nanopores constituée par une première matière diélectrique afin de former une série de nanobaguettes à base de gabarit en OAA rempli; (d) déposer une couche d'une seconde matière diélectrique (qui peut être la même que la première matière diélectrique) par-dessus la série de nanobaguettes à base de gabarit en OAA rempli; (e) déposer une seconde couche de matière conductrice par-dessus la couche de seconde matière diélectrique; (f) déposer une matière modelable (par exemple, une réserve) par-dessus la deuxième couche conductrice et modeler la matière modelable; (g) graver, dans des zones d'où la matière modelable a été éliminée, à travers la deuxième couche conductrice et la couche de seconde matière diélectrique, afin de créer des trous d'interconnexion découvrant les nanobaguettes dans ces zones 10; et (h) graver en retrait dOAA qui entoure ces nanobaguettes pour aboutir à des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes.

Selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (a) réaliser une matière sous la forme d'un film mince, comprenant: (i) un substrat, (ii) une couche de diélectrique sur le substrat, et (iii) un film conducteur sur la couche de diélectrique; (b) modeler une matière modelable déposée sur le film conducteur; (c) graver de manière sélective le film conducteur et la couche de diélectrique dans des zones d'où la matière modelable a été éliminée, afin de former des microcavités; (d) déposer de l'aluminium (Al) à l'intérieur des microcavités afin de former des colonnes de Al (par exemple, des mesas) ; (e) anodiser les colonnes de Al pour former des gabarits localisés d'OAA nanoporeux; (f) déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les nanopores des gabarits en OAA; et (g) graver en retrait dOAA pour découvrir les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes. Dans certaines formes de réalisation, l'Al est déposé sous la forme d'un empilement d'Al, par exemple sous la forme Ti/Cu/Ti/Al.

Selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (a) réaliser un gabarit en OAA nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une couche conductrice supportée par un substrat, sur laquelle repose le gabarit en OAA nanoporeux; (b) remplir les nanopores avec une matière de remplissage de nanopores constituée par une première matière diélectrique afin de former un gabarit en OAA nanoporeux rempli; (c) modeler et graver le gabarit en OAA afin de former des colonnes d'OAA; (d) déposer sous la forme d'un enrobage: (i) une couche de diélectrique constituée d'une seconde matière diélectrique, (ii) une couche métallique de grille, de façon que les couches de diélectrique et de métal de grille forment une bosse dans les zones au- dessus des colonnes en OAA, et (iii) une couche planarisable par-dessus les bosses, laquelle est ultérieurement planarisée; (e) graver les couches de diélectrique, de métal de grille et planarisable au-dessus de la bosse afin de former des trous d'interconnexion, ces trous d'interconnexion permettant un accès aux colonnes d'OAA pour y réaliser un dépôt; (f) déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les colonnes d'OAA afin de former des colonnes de nanobaguettes/OAA et graver en retrait dOAA pour découvrir plus complètement les 1 o nanobaguettes; et (g) éliminer la matière planarisable pour former des structures d'émetteurs déclenchables. On peut citer comme, entre autres, comme variantes de ces formes de réalisation, la fabrication de colonnes dans le substrat en Si sur lequel peuvent reposer les colonnes d'OAA.

Selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (a) réaliser un gabarit en OAA nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une couche conductrice supportée par un substrat, sur laquelle repose le gabarit en OAA nanoporeux; (b) remplir les nanopores avec une matière de remplissage de nanopores constituée d'une première matière diélectrique afin de former un gabarit en OAA nanoporeux rempli; (c) modeler et graver le gabarit en OAA pour former des colonnes d'OAA coiffées d'une couche métallique de masquage; (d) déposer une mince couche d'enrobage en une seconde matière diélectrique par-dessus les colonnes d'OAA coiffées, éliminer le reste de la couche de masquage pour découvrir les colonnes d'OAA, déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les colonnes d'OAA afin de former des colonnes de nanobaguettes/OAA, et graver en retrait dOAA pour découvrir plus complètement les nanobaguettes dans les colonnes de nanobaguettes/OAA; (e) déposer sous la forme d'un enrobage: (i) une couche de diélectrique constituée d'une seconde matière diélectrique, (ii) une couche de métal de grille de façon que les couches de diélectrique et de métal de grille forment une bosse dans les zones au-dessus des colonnes d'OAA, et (iii) une couche planarisable par-dessus les bosses, laquelle est ultérieurement planarisée par refusion; (f) graver les couches de diélectrique, de métal de grille et planarisable au-dessus de la bosse afin de former des trous d'interconnexion, ces trous d'interconnexion donnant accès aux colonnes de nanobaguettes/OAA; et (g) éliminer la couche planarisable pour former des structures d'émetteurs à portes. Comme plus haut, entre autres, des variantes de ces formes de réalisation consistent à fabriquer des colonnes dans le substrat en Si sur lequel peuvent reposer les colonnes d'OAA.

Selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (a) modeler un substrat; (b) déposer au moins un empilement d'Al, constituant une colonne d'Al, dans une zone de microcavités modelée sur le substrat; (c) appliquer sur la colonne d'Al un revêtement composé de couches d'une matière diélectrique et d'une matière planarisable; (d) graver les couches de diélectrique et planarisable au-dessus de la colonne; (e) éliminer la matière planarisable et anodiser les colonnes pour former une colonne d'OAA nanoporeux sur le substrat; (f) déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les colonnes d'OAA pour former des colonnes de nanobaguettes/OAA; (g) déposer sous la forme d'un revêtement: (i) une couche de diélectrique constituée d'une seconde matière diélectrique, (ii) une couche de métal de grille de façon que les couches de diélectrique et de métal de grille forment une bosse dans les zones situées au-dessus des colonnes de nanobaguettes/OAA, et (iii) une couche planarisable par- dessus les bosses, laquelle est ultérieurement planarisée par refusion; (h) graver les couches planarisable, de métal et de diélectrique au- dessus de la bosse pour former un trou d'interconnexion découvrant les colonnes de nanobaguettes/OAA; et (i) éliminer la matière planarisable pour former une structure d'émetteur à portes. Comme plus haut, entre autres, des variantes de ces formes de réalisation consistent à fabriquer des colonnes dans le substrat en Si sur lequel peuvent reposer les colonnes d'OAA.

Dans certaines formes de réalisation, des dispositifs selon la présente invention comprennent un substrat, une couche conductrice, une zone d'OAA nanoporeux comportant des nanopores remplis et des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes, ces derniers émetteurs étant disposés à l'intérieur de trous d'interconnexion, les trous d'interconnexion étant des trous ménagés dans la couche de diélectrique et la couche de métal de grille qui reposent par-dessus la zone d'OAA nanoporeux.

Dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, des dispositifs selon la présente invention comprennent un substrat, une couche de diélectrique, une couche de métal de grille, des microcavités dans les couches de diélectrique et de métal de grille, des colonnes d'OAA nanoporeux dans les microcavités, et des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes dans les colonnes d'OAA nanoporeux. Généralement, le substrat comporte au moins une partie supérieure conductrice.

L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 illustre, sous la forme d'un schéma de principe, des procédés de fabrication d'émetteurs par effet de champ en nanobaguettes à portes selon certaines 10 formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 2 représente une couche d'Al sur une couche conductrice supportée par un substrat, la couche d'Al pouvant être anodisée afin de former un gabarit en OAA nanoporeux; la Fig. 3 représente un gabarit en OAA nanoporeux comportant des 15 nanopores et reposant sur une couche conductrice supportée par un substrat, les nanopores descendant jusqu'au substrat conducteur; la Fig. 4 représente un substrat 201 comportant une couche d'adhérence 202b par-dessus une embase 201 de substrat, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 5 représente une couche conductrice 202 comportant une couche d'arrêt consommable 202b par-dessus une couche conductrice 202a résistante à l'oxydation, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 6 représente un gabarit en OAA nanoporeux, supporté par un substrat, gabarit dans lequel a été déposée une matière diélectrique; la Fig. 7 représente l'article de la Fig. 6, la matière diélectrique au-dessus des nanopores ayant été éliminée par un processus de planarisation; la Fig. 8 représente l'article de la Fig. 7, sur lequel ont été déposées une seconde matière diélectrique 801 et une deuxième couche conductrice 802; la Fig. 9 est une image, prise par microscopie électronique à balayage par effet de champ (MEB-EC), d'un gabarit en OAA avec une matière diélectrique remplissant les pores du gabarit; la Fig. 10 représente l'article de la Fig. 8, une matière modelable 1001 ayant été ajoutée et modelée par voie lithographique, la seconde matière diélectrique 801 et la deuxième couche conductrice 802 ayant été gravée pour créer des trous d'interconnexion 1002, et la première matière diélectrique, découverte, ayant été gravée pour créer des nanopores régénérés; la Fig. 11 est une image par MEB-EC représentant une coupe transversale après la formation de trous d'interconnexion et l'élimination de la première matière diélectrique (VS) ; la Fig. 12 représente l'article de la Fig. 10, des nanobaguettes ayant été déposées par voie électrochimique dans les nanopores régénérés; la Fig. 13 représente l'article de la Fig. 12, dOAA entourant les nanobaguettes ayant été gravées en retrait pour donner des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes à portes, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 14 est une image par MEB-EC représentant une coupe transversale après électrodéposition de nanobaguettes dans les pores régénérés; la Fig. 15 représente, sous la forme d'un schéma de principe, d'autres procédés possibles pour fabriquer des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes à portes, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 16 représente, sous la forme d'un schéma de principe, encore d'autres procédés possibles pour fabriquer des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes à portes selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 17 représente une matière sous la forme d'un film mince selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 18 représente la matière sous la forme d'un film mince de la Fig. 17, film sur lequel a été déposée une couche modelable; la Fig. 19 représente l'article de la Fig. 18, la couche de diélectrique 1702 et la couche conductrice 1703 ayant été gravées, dans certaines zones découvertes par l'élimination de parties modelées de la couche modelable, pour donner des microcavités 1901; la Fig. 20 représente l'article de la Fig. 19, dans les microcavités duquel ont déposées des mesas en Al; la Fig. 21 illustre l'anodisation de l'article de la Fig. 20 pour réaliser des mesas 2104 en OAA nanoporeux; la Fig. 22 est une image, prise au MEB- EC, représentant des colonnes d'OAA (par exemple, des mesas) dans une microcavité, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 23 représente l'article de la Fig. 21, dans les mesas en OAA nanoporeux duquel ont été déposées par voie électrochimique des nanobaguettes, dOAA autour de ces nanobaguettes ayant été gravé en retrait pour réaliser des émetteurs par émission de champ en nanobaguettes à portes, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 24 est une image, prise par MEB-EC, représentant des nanobaguettes déposées par voie électrochimique dans un gabarit en OAA, dOAA ayant été gravé de manière sélective de façon que le haut des nanobaguettes soit visible, dépassant au-dessus du plan du gabarit en OAA, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 25 est une image, prise par MEB-EC, représentant un ensemble d'émission par effet de champ en nanobaguettes de Pt à portes, le haut des nanobaguettes de Pt s'observant dépassant au-dessus du plan du gabarit en OAA; les figures 26A et 26B sont des images, prises par MEB- EC, vues de dessus, d'un ensemble d'émission par effet de champ en nanobaguettes de Pt à portes, le haut des nanobaguettes de Pt apparaissant sous la forme d'objets circulaires blancs dans le gabarit en OAA; et (A) représentant 12 parmi 62 500 trous d'interconnexion sur une surface de 1 mm2, et (B) représentant un trou d'interconnexion individuel laissant voir des émetteurs en nanobaguettes de Pt, un diélectrique constitué de SiO2, et une grille de Cr, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 27 illustre, sous la forme d'un schéma de principe, des procédés pour fabriquer des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes à portes, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 28 représente un gabarit 2800 en OAA supporté par un substrat, 25 comprenant un substrat 2801, une couche conductrice 2802 et une couche d'OAA 2805; la Fig. 29 illustre le dépôt d'une matière diélectrique dans les nanopores du gabarit en OAA supporté par un substrat, représenté sur la Fig. 28; la Fig. 30 illustre le dépôt d'une couche de masquage (métallique) 3002 à la 30 surface de l'ensemble représenté sur la Fig. 29, après son modelage au moyen d'une matière modelable (par exemple, une réserve) 3001; la Fig. 31 illustre la formation de colonnes 3101 en OAA nanoporeux par élimination de la réserve et gravure de la structure représentée sur la Fig. 30; la Fig. 32 illustre le dépôt d'un empilement de couches d'enrobage 35 comprenant des couches de (a) diélectrique 3201, (b) métal 3202 et (c) matière planarisable (réserve) 3203 par-dessus les colonnes en OAA de la structure représentée sur la Fig. 31, les couches de diélectrique et de métal formant une "bosse" dans la zone située au-dessus des colonnes en OAA, et la couche planarisable permettant une planarisation de l'empilement; la Fig. 33 représente la structure de la Fig. 32 après l'élimination, par attaque chimique, des couches de la zone de la bosse afin de créer des trous d'interconnexion 3301 par-dessus les colonnes 3101 d'OAA; la Fig. 34 représente la structure de la Fig. 33, mais dans laquelle des nanobaguettes 3401 ont été déposées dans les colonnes d'OAA, dOAA ayant été gravé en retrait; la Fig. 35 représente la structure de la Fig. 34, d'où la couche de matière modelable a été éliminée pour créer une structure 3500 d'émetteur à portes selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 36 illustre une étape d'une autre forme de réalisation possible, dans laquelle la structure 3600 est sensiblement identique à celle représentée sur la Fig. 31, la structure 3600 comprenant un substrat 2801, une couche conductrice 2802 et une colonne 3101 d'OAA coiffée d'une couche de masquage 3002; la Fig. 37 représente la structure de la Fig. 36 après l'élimination par attaque chimique de la couche conductrice entourant la colonne d'OAA; la Fig. 38 représente la structure de la Fig. 37, dans laquelle la matière environnante du substrat a été gravée pour former des colonnes 3801 de substrat à l'aide desquelles peuvent être formées des colonnes d'OAA en relief 3802; la Fig. 39représente la structure de la Fig. 38, dans laquelle des nanobaguettes 3903 ont été déposées par voie électrochimique dans les colonnes d'OAA et des couches de diélectrique et de métal de grille ont été déposées et gravées pour former des trous d'interconnexion par-dessus les colonnes contenant les nanobaguettes; la Fig. 40 illustre, sous la forme d'un schéma de principe, des procédés pour fabriquer des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes à portes, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 41 représente la structure de la Fig. 31, sur laquelle est appliquée une mince couche de matière diélectrique 4101; la Fig. 42 représente la structure de la Fig. 41, la couche métallique de masquage étant supprimée, des nanobaguettes 4201 étant déposées par électrodéposition dans les pores des colonnes d'OAA 3101 et dOAA étant gravé en retrait; la Fig. 43 représente la structure de la Fig. 42 sur laquelle ont été appliquées les couches d'enrobage en diélectrique 4301, en métal 4302 et en matière planarisable 4303, en formant une bosse 4304 par-dessus la zone de la colonne; la Fig. 44 illustre, sous la forme d'un schéma de principe, des procédés pour fabriquer des émetteurs par émission de champ en nanobaguettes à portes, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 45 représente un substrat 4501 sur lequel une matière diélectrique 4502 et une matière modelable 4503 ont été déposées, modelées et gravées pour créer des zones de microcavités modelées 4504; la Fig. 46 représente un empilement de Al 4603 déposé dans les zones modelées du substrat représenté sur la Fig. 45, l'empilement d'Al comprenant une couche conductrice 4601 et une couche d'Al 4602; la Fig. 47 représente la structure de la Fig. 46, sur laquelle a été déposée une mince couche d'enrobage de diélectrique (par exemple SiO2) 4701 et une couche de matière modelable 4702; la Fig. 48 représente la structure de la Fig. 47, dont les parties supérieures de la couche de diélectrique et de la couche modelable ont été éliminées pour découvrir la colonne d'Al 4602; la Fig. 49 représente la structure de la Fig. 48, où la colonne d'Al a été anodisée pour devenir une colonne d'OAA nanoporeux 4901, des nanobaguettes 4902 ayant été déposées par voie électrochimique dans la colonne d'OAA, la colonne d'OAA ayant été gravée en retrait autour des nanobaguettes, et la matière modelable ayant été éliminée; la Fig. 50 représente la structure de la Fig. 49, la couche mince de diélectrique ayant été éliminée; la Fig. 51 représente la structure de la Fig. 50, des couches de diélectrique 5101, de métal 5102, de matière planarisable 5103 ayant été déposées sous la forme d'un enrobage en formant une bosse dans la zone au-dessus des colonnes d'OAA comportant les nanobaguettes; la Fig. 52 représente la structure de la Fig. 51, les couches de matière planarisable et de métal ayant été gravées de façon à former un trou traversant 5201 dans la zone juste au-dessus des colonnes d'OAA comportant les nanobaguettes; la Fig. 53 représente la structure de la Fig. 52, la matière planarisable ayant été éliminée et la couche de diélectrique ayant été gravée pour réaliser une structure d'émetteur par effet de champ à portes 5300, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 54 représente la structure de la Fig. 52, la matière planarisable ayant été éliminée et la couche de diélectrique ayant été gravée pour réaliser une structure 5400 d'émetteur par émission de champ à portes, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 55 est une image, prise par MEB-EC, de nanobaguettes de Pt déposées par voie électrochimique dans un gabarit d'OAA reposant sur une couche (tampon) conductrice de TiW/Au/Ti, selon certaines formes de réalisation de la présente invention; la Fig. 56 est une image, prise par MEB-EC, de haut en bas, d'une colonne de Si à structure de grille intégrée; et la Fig. 57 est une image en coupe transversale, réalisée par FIF, de l'échantillon représenté sur la Fig. 56, l'image démontrant la faisabilité d'un post-traitement avec une colonne de Si, pratiquement aucun changement lors du traitement n'étant envisagé avec des colonnes d'OAA.

Dans certaines formes de réalisation, la présente invention concerne de nouveaux dispositifs d'émetteurs par émission de champ à cathode froide qui comprennent une série de pointes d'émetteurs qui sont auto-alignées avec leurs portes respectives et ont des distances relativement courtes entre les pointes d'émetteurs et les portes, ce qui assure une densité relativement grande des pointes d'émetteurs, ainsi que des procédés pour fabriquer ceux-ci. Ces procédés sont relativement simples, rentables et efficaces; en outre, ils donnent des dispositifs d'émission par effet de champ qui peuvent servir dans des applications concernant l'imagerie radiographique, l'éclairage, les moyens d'affichage par émission par effet de champ (AEC) à écrans plats, etc. Dans la description ci-après, des détails spécifiques tels que des quantités, dimensions spécifiques, etc. sont donnés afin d'assurer une parfaite compréhension de formes de réalisation de la présente invention. Cependant, il sera évident pour les spécialistes de la technique que la présente invention peut être mise en oeuvre sans de tels détails spécifiques. Dans bien des cas, des détails concernant des considérations telles que celles-ci et d'autres considérations analogues ont été omis dans la mesure où de tels détails ne sont pas nécessaires pour parvenir à une compréhension complète de la présente invention et entrent dans le domaine de compétence de spécialistes ordinaires de la technique concernée.

Considérant d'une façon générale les dessins, il est entendu que les 5 illustrations ne servent qu'à décrire une forme particulière de réalisation de l'invention et ne sont nullement destinés à limiter l'invention à celle-ci.

Considérant l'organigramme de la Fig. 1, dans certaines formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (101) réaliser un gabarit en oxyde d'aluminium anodisé (OAA) nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une première couche conductrice, supportée par un substrat, sur laquelle repose le gabarit; (102) remplir les nanopores avec une matière de remplissage de nanopores constituée par une première matière diélectrique afin de former un gabarit en OAA nanoporeux rempli; (103) déposer une couche d'une seconde matière diélectrique (qui peut être la même que la première matière diélectrique) par-dessus le gabarit en OAA nanoporeux rempli; (104) déposer une deuxième couche de matière conductrice pardessus la couche de seconde matière diélectrique; (105) déposer une matière modelable (par exemple, une réserve) par-dessus la deuxième couche conductrice et modeler (par exemple par voie lithographique) pour éliminer sélectivement des parties de la matière modelable; (106) graver, dans des zones d'où a été éliminée la matière modelable, à travers la deuxième couche conductrice et la couche de seconde matière diélectrique afin de créer des "trous d'interconnexion", et graver la première matière diélectrique pour éliminer la matière de remplissage de nanopores; (107) déposer par voie électrochimique des émetteurs en nanobaguettes dans les nanopores; et (108) graver en retrait l'OAA pour découvrir les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes. Ces étapes sont décrites plus en détail ci-après.

Les gabarits en OAA nanoporeux sont connus dans la technique. On se reportera à Masuda et al., Science, 1995, 268, p. 1466; Masuda et al., Appl. Phys. Let., 1997, 71, p. 2770; Jessensky et al., Appl. Phys. Left., 1998, 72(10), p. 1173; Yin et al., Appl. Phys. Lat., 2001, 79, p. 1039; et Zheng et al., Chem. Mater., 2001, 13, p. 3859. En référence à la Fig. 2 ces gabarits peuvent être réalisés en prenant pour commencer une matière 200 sous la forme d'un film mince stratifié comprenant un substrat 201, une couche conductrice 202 par-dessus le substrat 201 et une couche d'Al 203 par-dessus la couche conductrice 202 ce qu'on appellera collectivement un "empilement". En référence à la Fig. 3, par anodisation, un gabarit en OAA nanoporeux est formé, comprenant une couche d'OAA nanoporeux 303 contenant des nanopores 301 et des zones d'OAA 302, ces nanopores 301 étant alignés sensiblement perpendiculairement à la matière 200 sous la forme d'un film mince stratifié (et corrélativement au substrat 201). L'expression "sensiblement perpendiculaire" employée ici signifie que l'angle formé par les nanopores (et les nanobaguettes finalement situées dans ces nanopores) avec le substrat est supérieur à 45 , mais inférieur ou égal à 90 .

Les substrats 201 peuvent être en n'importe quelle matière convenant pour un substrat selon des formes de réalisation de la présente invention. On peut citer, comme exemples nullement limitatifs de matières convenant pour le substrat, les verres, les métaux, les polymères, les solides moléculaires, le silicium (Si), le carbure de silicium (SiC), le silicium polycristallin, le silicium amorphe et des combinaisons de ceux-ci. Dans certaines formes de réalisation, le substrat est constitué par une plaquette de Si polie. La couche conductrice 202 peut être constituée de toute matière électriquement conductrice et se prêtant à un traitement selon des formes de réalisation de la présente invention. Dans certaines formes de réalisation, la couche conductrice est simplement un prolongement homogène du substrat (c'est-à-dire un substrat en Si avec une couche conductrice en Si). Généralement, la couche conductrice 202 est constituée d'une matière qui n'est pas sujette, ou est seulement modérément sujette, à l'anodisation, c'est-à-dire qu'elle ne s'oxydera pas facilement dans les conditions du processus d'anodisation elle est sensiblement protégée contre l'anodisation. Dans certaines formes de réalisation ou dans d'autres, lorsque la couche conductrice 202 est modérément sujette à l'anodisation, tout oxyde formé dans cette couche peut être éliminé ou réduit avant les étapes ultérieures d'électrodéposition. On peut citer comme exemples appropriés, mais nullement limitatifs, de matières l'or (Au), le cuivre (Cu), le platine (Pt), le palladium (Pd), l'aluminium (Al), l'argent (Ag), le nickel (Ni), le carbone (C), le rhodium (Rh), le ruthénium (Ru), l'iridium (Ir), l'osmium (Os) et des combinaisons de ceux-ci. Globalement, la couche conductrice a une épaisseur d'environ 10 nm à environ 100 m.

Dans certaines formes de réalisation, le substrat 201 peut comporter une couche d'adhérence pour faciliter l'adhérence de la couche conductrice 202 au substrat. En référence à la Fig. 4, dans de telles formes de réalisation, le substrat 201 est constitué d'une embase 201a de substrat et d'une couche d'adhérence 201b, par- dessus l'embase 201a de substrat. La couche d'adhérence 201b peut être en n'importe quelle matière faisant convenablement adhérer le substrat 201 à la couche conductrice 202. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de telles matières le titane (Ti), le tungstène (W), le titane-tungstène (TiW), le chrome (Cr), le germanium (Ge), le palladium (Pd) et des combinaisons de ceux-ci. Ordinairement, la couche d'adhérence a une épaisseur d'environ 5 nm à plusieurs micromètres.

Dans certaines formes de réalisation, le gabarit en OAA nanoporeux est fabriqué suivant des procédés décrits dans la demande de brevet des E.U.A. conjointement déposée, cédée en commun n de série 11/141 603, intégrée à titre de référence dans la présente description (Corderman et al., n de dossier d'agent GE 162154-1, déposé le 27 mai 2005). En référence à la Fig. 5, dans de telles formes de réalisation, la couche conductrice 202 est constituée d'une sous-couche conductrice 202a résistante à l'oxydation et d'une sous-couche d'arrêt consommable 202b par-dessus la sous-couche 202a. On peut citer comme exemples nullement limitatifs pour des sous-couches appropriées résistantes à l'oxydation, des matières telles que Au, Cu, Pt, Ag, Ni, Pd, Rh, Ru, Os et des combinaisons de ceux- ci. Ordinairement, de telles sous-couches résistantes à l'oxydation ont une épaisseur d'environ 10 nm à environ 100 m. Les couches d'arrêt consommables doivent contenir n'importe quel métal électriquement conducteur autre que Al, qui devient isolant par anodisation, mais qui peut être éliminé dans des conditions qui n'éliminent sensiblement pas l'OAA. Des couches d'arrêt consommables appropriées contiennent, d'une manière nullement limitative, des matières telles que le titane (Ti), le magnésium (Mg), le niobium (Nb), le tantale (Ta), le tungstène (W), le zirconium (Zr), le zinc (Zn) et des combinaisons de ceux-ci. Dans certaines formes de réalisation, l'épaisseur de cette couche est importante. Dans de telles formes de réalisation, l'épaisseur de cette couche peut être de l'ordre d'au moins environ 5 nm à un maximum d'environ 30 nm.

Dans certaines formes de réalisation, la première matière diélectrique sert à remplir les nanopores du gabarit en OAA, comme représenté sur la Fig. 6, la première matière diélectrique 601 non seulement remplissant les nanopores, mais encore formant une couche par-dessus les nanopores. Dans de telles formes de réalisation, cette couche peut être planarisée, comme illustré sur la Fig. 7. En référence à la Fig. 8, une couche d'une seconde matière diélectrique 801 (qui peut être une matière identique à la première matière diélectrique ou différente de celle-ci) est déposée. Une matière de grille conductrice 802 est ensuite déposée, sous la forme d'une deuxième couche conductrice, sur la seconde matière diélectrique 801. Dans certaines formes de réalisation, une sous-étape de recuit est réalisée après une seule ou les deux étapes de dépôt de matière diélectrique. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de premières matières diélectriques appropriées le verre de spin (VS), la réserve, le diélectrique déposé par voie électrochimique (DEC), le SiO2 métallo-organique déposé en phase vapeur par voie chimique (par exemple, le tétraéthyloxysilane (TEOS)), le SiO2 dopé (par exemple du verre de phosphosilicate (VPS)), un diélectrique poreux et des combinaisons de ceux-ci. La planarisation peut être effectuée par n'importe quel procédé approprié, mais comporte ordinairement soit une gravure à sec soit un polissage chimico-mécanique (PCM). On peut citer comme exemples nullement limitatifs de secondes matières diélectriques appropriées le SiO2, le SiNX où 0,5 < x < 1,5 (par exemple, SiN et Si3N4), le SiC épitaxial intrinsèque (epi-i-SiC), 1'Al2O3, les semi-conducteurs non dopés à large écart énergétique (par exemple, SiC, GaN, verre de spin) et des combinaisons de ceux-ci. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de matières conductrices de grilles appropriées des métaux tels que, entre autres, Nb, Pt, Al, W, Mo, Ti, Ni, Cr, TiW et autres; comme exemple nullement limitatif de matériau semi-conducteur le Si fortement dopé, le GaN, le GaAs, le SiC, le silicium polycristallin dopé, le silicium amorphe dopé et autres, ainsi que des combinaisons de ceux-ci. La couche formée par la seconde matière diélectrique a ordinairement une épaisseur de l'ordre de 100 nm à 5 m. La deuxième couche conductrice a ordinairement une épaisseur de l'ordre de 10 nm à plusieurs micromètres. La Fig. 9 est une image, prise par microscopie électronique à balayage par émission de champ (MEB-EC) d'un gabarit en OAA, une matière diélectrique remplissant les pores du gabarit.

Considérant la Fig. 10, en appliquant une matière modelable 1001 pardessus la matière conductrice de grille 802, en modelant la couche modelable et en gravant la matière conductrice de grille 802, la seconde couche de diélectrique 801 et la première matière diélectrique 601 dans des zones où la matière modelable a été éliminée, il est possible de créer par gravure des trous d'interconnexion 1002 qui donnent accès à des nanopores régénérés 1003 (on notera que les couches 1001, 802 et 801 peuvent être alignées ou non alignées, possédant dans ce dernier cas des parties en porte-à-faux et/ou suspendues d'une ou de plusieurs couches. La Fig. 11 est une image prise par MEB-EC représentant une coupe transversale après la formation de trous d'interconnexion et l'élimination de la première matière diélectrique (VS). En référence à la Fig. 12, des nanobaguettes 1201 peuvent être déposées par voie électrochimique dans les nanopores régénérés 1003 et, comme représenté sur la Fig. 13, la matière modelable résiduelle 1001 peut être éliminée et l'OAA 3002 entourant les nanobaguettes 1201 peut être gravé en retrait pour créer des émetteurs 1301 à émission de champ à nanobaguettes dans un dispositif d'émission 1300 par effet de champ à nanobaguettes à portes. La Fig. 14 est une image, prise par MEB-EC, représentant une coupe transversale après le dépôt par électrodéposition de nanobaguettes dans les pores régénérés. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de procédés de modelage appropriés la lithographie (par exemple, la photolithographie, la lithographie par UV, la lithographie par faisceau d'électrons et autres), l'estampage, le gaufrage et des combinaisons de ceux-ci.

1 o En ce qui concerne le modelage lithographique évoqué plus haut, un masque est normalement appliqué sur la couche de réserve modelable et les zones découvertes sont irradiées par un rayonnement, ordinairement dans le domaine ultraviolet du spectre électromagnétique (EM). La réserve est ensuite mise au contact d'un révélateur pour éliminer la réserve irradiée (sauf si on utilise une réserve négative dans laquelle un polymère est réticulé et les zones non irradiées sont supprimées). On peut citer comme exemples nullement limitatifs de réserve le polyméthylmétacrylate (PMMA), AZ1512, NFR-16 et autres. La gravure de zones découvertes de la matière conductrice de grille 802 et de la seconde couche de diélectrique 801 s'effectue ordinairement par une technique d'attaque par voie humide ou par voie sèche. L'élimination des restes de réserve se fait ordinairement par une technique d'élimination par solvant ou par nettoyage à sec. Bien qu'un tel modelage comporte ordinairement de la lithographie (photolithographie, lithographie par UV, lithographie par faisceau d'électrons, etc.), les spécialistes de la technique comprendront que d'autres techniques de modelage peuvent être employées, notamment, mais d'une manière nullement limitative, le gaufrage, l'estampage, l'emboutissage à chaud, etc. L'électrodéposition de nanobaguettes dans des nanopores du gabarit en OAA peut se faire par des procédés bien connus dans la technique. On consultera Masuda et al., Science, 1995, 268, p. 1466; Masuda et al., Appl. Phys. Lett., 1997, 71, p. 2770; Jessensky et al., Appl. Phys. Lett., 1998, 72(10), p. 1173; Yin et al., Appl. Phys. Lett., 2001, 79, p. 1039; et Zheng et al., Chem. Mater., 2001, 13, p. 3859. Cependant, généralement, en mettant le fond conducteur des nanopores (c'est-à-dire la couche conductrice) au contact d'une solution d'électrolyte contenant des ions précurseurs pouvant être électrodéposés dans les nanopores, et en utilisant la couche conductrice comme élément d'électrode de travail d'une pile électrochimique, des nanobaguettes peuvent être formées dans les nanopores. En fonction des précurseurs dans l'électrolyte, les nanobaguettes peuvent être constituées de n'importe quelle matière pouvant être électrodéposée, à savoir des métaux; des borures, carbures, nitrures, oxydes, etc. de métaux, uniquement sous réserve de la disponibilité d'un électrolyte approprié à partir duquel ces matières peuvent être électrodéposées, de telles matières comprenant, d'une manière nullement limitative, Pt, Pd, Ni, Au, Ag, Cu, Zn, ZnO, MoO3/Mo2O5 et des combinaisons de ceux-ci.

Les diverses formes de réalisation décrites plus haut peuvent être modifiées en changeant l'ordre des diverses étapes. Par exemple, et selon une alternative aux 1 o formes de réalisation décrites plus haut, et en référence à l'organigramme de la Fig. 15, dans certaines formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (1501) réaliser un gabarit en OAA nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une couche conductrice supportée par un substrat; (1502) déposer par voie électrochimique des émetteurs en nanobaguettes dans les nanopores pour former une série de nanobaguettes à base de gabarit en OAA et éventuellement planariser l'échantillon par PMC; (1503) remplir les éventuels nanopores non remplis de la série de nanobaguettes à base de gabarit en OAA à l'aide d'une matière de remplissage de nanopores constituée d'une première matière diélectrique afin de former une série de nanobaguettes remplies, planes, à base de gabarit en OAA; (1504) déposer une couche d'une seconde matière diélectrique (qui peut être la même que la première matière diélectrique) par-dessus la série de nanobaguettes remplies à base de gabarit en OAA; (1505) déposer une deuxième couche de matière conductrice par-dessus la couche de seconde matière diélectrique; (1506) déposer une matière modelable par-dessus la deuxième couche conductrice et modeler par lithographie pour éliminer de façon sélective des parties de la matière modelable; (1507) graver, dans des zones d'où a été éliminée la matière modelable, à travers la deuxième couche conductrice et la couche de seconde matière diélectrique afin de créer des trous d'interconnexion découvrant les nanobaguettes dans ces zones; et (1508) graver en retrait l'OAA qui entoure ces nanobaguettes pour obtenir des émetteurs par effet de champ en nanobaguettes. Cette gravure peut s'effectuer à l'aide de techniques d'attaque par voie sèche ou d'attaque par voie humide.

Dans les autres formes de réalisation possibles décrites ci-dessus, les diverses étapes et sous-étapes peuvent être effectuées globalement de la manière décrite précédemment à propos des formes de réalisation correspondantes illustrées sur la Fig. 1.

Selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, et en référence à l'organigramme de la Fig. 16, dans certaines formes de réalisation la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (1601) réaliser un matériau sous la forme d'un film mince comprenant un substrat, une couche de diélectrique sur le substrat et un film conducteur sur la couche de diélectrique: (1602) modeler par voie lithographique une réserve déposée sur le film conducteur; (1603) graver de manière sélective le film conducteur et la couche de diélectrique dans les zones d'où la réserve a été éliminée afin de former des microcavités; (1604) déposer de l'Al à l'intérieur des microcavités afin de former des mesas en Al; (1605) anodiser les mesas en Al afin de former des gabarits localisés en OAA nanoporeux; (1606) déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les nanopores des gabarits en OAA; et (1607) éventuellement graver en retrait l'OAA pour découvrir les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes. Ces étapes sont décrites plus en détail ci-après. On notera que dans certaines formes de réalisation l'Al est déposé sous la forme d'un empilement d'Al, par exemple Ti/Cu/Ti/Al.

La Fig. 17 représente le matériau 1700 en film mince décrit plus haut, la couche de diélectrique 1702 reposant sur le substrat 1701, et la couche conductrice 1703 (couche de métal de grille) reposant sur la couche de diélectrique 1702. Le substrat 1701 peut être en n'importe quelle matière convenant pour un substrat, dont, d'une manière nullement limitative, des semi-conducteurs, des verres, des solides moléculaires, des métaux, des céramiques, des polymères et des combinaisons de ceux-ci. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de matières pour substrat le Si, le SiC, le silicium polycristallin, le silicium amorphe et des combinaisons de ceux-ci. La couche de diélectrique 1702 peut être en n'importe quelle matière ou composition diélectrique appropriée dont, mais d'une manière nullement limitative, SiO2, SiN, (0,5 < x < 1,5), notamment SiN et Si3N4, epi-i-SiC, Al2O3, des semi-conducteurs non dopés à large écart énergétique (SiC, GaN, verre de spin, etc.) et des combinaisons de ceuxci. La couche de diélectrique 1702 a normalement une épaisseur d'environ 100 nm à environ 5 m. La couche conductrice 1703 peut être en n'importe quelle matière conductrice appropriée dont, mais de manière nullement limitative, un métal tel que Nb, Pt, Al, W, Mo, Ti, Ni, Cr, TiW et autres; un matériau semi-conducteur tel que du Si fortement dopé, du GaN, du GaAs, du SiC, du silicium polycristallin dopé, du silicium amorphe dopé et autres, et des combinaisons de ceux-ci. La couche conductrice 1703 a normalement une épaisseur de l'ordre d'une dizaine de nm à une centaine de m.

La Fig. 18 représente la matière en film mince décrite plus haut, sur laquelle une matière modelable 1801 a été déposée et modelée par voie lithographique. Cette couche 1801 à modelage lithographique permet ensuite une gravure sélective de la couche conductrice 1703 et de la couche de diélectrique 1702, comme représenté sur la Fig. 19, où des microcavités 1901 sont formées en découvrant certaines zones du substrat 1701 (on notera que l'alignement des couches 1801, 1703 et 1702 est variable). En référence à la Fig. 20, à l'intérieur de ces microcavités peuvent être déposées des mesas 2001 (un type de colonnes) en Al. L'Al déposé par-dessus les restes de matière modelable (c'est-à-dire la couche d'Al déposée 2002) peut ensuite être éliminé avec la matière modelable. Des techniques de lithographie et de gravure appropriées sont décrites plus haut pour les précédentes formes de réalisation. Les mesas 2001 en Al peuvent être déposées dans les microcavités à l'aide de n'importe quelle technique appropriée dont, mais de manière nullement limitative, l'évaporation thermique d'un métal, l'évaporation par faisceau d'électrons d'un métal et des combinaisons de celles-ci. Dans certaines formes de réalisation, les mesas 2001 en Al sont déposées sous la forme d'un empilement de Al, par exemple Ti/Cu/Ti/Al.

Voir plus haut pour les descriptions de couches d'arrêt consommables, etc. En référence à la Fig. 21, les mesas 2001 en Al peuvent être anodisées par voie électrochimique dans un électrolyte 2101, en utilisant une contre-électrode 2102 et une source d'alimentation électrique 2103, pour devenir des mesas 2104 en OAA nanoporeux. La Fig. 22 est une image, prise par MEB-EC, représentant des mesas en OAA dans une microcavité. En référence à la Fig. 23, des nanobaguettes 2301 peuvent ensuite être déposées par voie électrochimique dans les nanopores des mesas 2104 en OAA nanoporeux pour réaliser un dispositif d'émetteur 2300 par effet de champ à portes. Des techniques d'anodisation et d'électrodéposition appropriées sont décrites plus haut à propos des formes de réalisation précédentes.

En référence à la Fig. 27, selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (2701) réaliser un gabarit en OAA nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une couche conductrice supportée par un substrat, sur laquelle repose le gabarit en OAA nanoporeux; (2702) remplir les nanopores avec une matièrede remplissage de nanopores constituée par une première matière diélectrique afin de former un gabarit en OAA nanoporeux rempli; (2703) modeler et graver le gabarit en OAA pour former des colonnes en OAA; (2704) déposer sous la forme d'un enrobage: (i) une couche de diélectrique constituée par une seconde matière diélectrique, (ii) une couche métallique de grille, de telle sorte que les couches de diélectrique et de métal de grille forment une bosse dans les zones au- dessus des colonnes en OAA, et (iii) une couche planarisable par-dessus les bosses, laquelle couche est ensuite planarisée par refusion; (2705) graver les couches de diélectrique, de métal de grille et de matière planarisable au-dessus de la bosse pour former des trous d'interconnexion, ces trous d'interconnexion donnant accès aux colonnes en OAA pour réaliser un dépôt; (2706) déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les colonnes en OAA et graver en retrait l'OAA pour découvrir plus complètement les nanobaguettes; et (2707) éliminer la couche planarisable pour former des structures d'émetteurs en nanobaguettes à portes. On peut citer comme variantes de ces formes de réalisation, d'une manière nullement limitative, la réalisation de colonnes dans le substrat en Si sur lequel peuvent reposer les colonnes en OAA. On notera que la couche de métal de grille ne doit pas forcément être métallique, mais qu'elle doit seulement être globalement conductrice (cf. infra) de façon à pouvoir servir de grille.

En référence à la Fig. 28, le gabarit 2805 en OAA nanoporeux contient des nanopores 2803 qui descendent à travers l'OAA 2804 jusqu'à une couche conductrice 2802 supportée par un substrat (supportée par le substrat 2801), couche sur laquelle repose le gabarit 2805 en OAA. Dans certaines formes de réalisation, le substrat 2801 comporte une couche d'adhérence et une embase de substrat comme dans le cas illustré sur la Fig. 4. Dans certaines formes de réalisation, la couche conductrice 2802 supportée par le substrat comporte une couche d'arrêt consommable analogue à celle représentée sur la Fig. 5. La Fig. 24 est une image, prise par MEB-EC, de nanobaguettes en Ni déposées par voie électrochimique dans un gabarit en OAA reposant sur une couche (tampon) conductrice d'oxyde de Nb, selon certaines formes de réalisation de la présente invention. De même, la Fig. 55 est une image, prise par MEB-EC, de nanobaguettes en Pt déposées par voie électrochimique dans un gabarit en OAA reposant sur une couche conductrice de Au comportant une couche d'arrêt consommable de Ti, et avec une couche d'adhérence en TiW sur le substrat.

Le remplissage des nanopores 2803 avec une première matière diélectrique 2901 pour obtenir un gabarit 2905 en OAA rempli est illustré sur la Fig. 29. Le modelage et la gravure du gabarit en OAA pour former des colonnes en OAA sont illustrés sur la Fig. 30, où une matière modelable (par exemple, une réserve) 3001 est déposée sur le gabarit 2905 en OAA rempli. La matière modelable est ensuite modelée et une matière de masquage (par exemple, un métal) 3002 est déposée par- dessus la couche modelée. La matière modelable est ensuite éliminée et le gabarit en OAA rempli non masqué par la matière de masquage 3002 est éliminé par attaque chimique pour réaliser des colonnes 3101 en OAA, comme représenté sur la Fig. 31. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de matières de masquage appropriées des matières facilement gravables telles que Ni, Cr, Al et autres.

En référence à la Fig. 32, un dépôt par enrobage d'une couche de diélectrique 3201, d'une couche de métal de grille 3202 et d'une couche de matière de planarisation 3203 (par exemple, une réserve refondue) pardessus la colonne 3101 en OAA forme une zone de bosse 3204 par-dessus la zone de colonne en OAA. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de matières conductrices de grilles des métaux tels que Nb, Pt, Al, W, Mo, Ti, Ni, Cr, TiW et autres; des semi-conducteurs tels que le Si fortement dopé, GaN, GaAs, SiC, le silicium polycristallin dopé, le silicium amorphe dopé et autres; et des combinaisons de ceux-ci. La gravure de la zone de bosse 3204 est illustrée sur la Fig. 33, elle sert à créer un trou d'interconnexion 3301 découvrant la colonne 3101 en OAA. En référence à la Fig. 34, des nanobaguettes 3401 sont déposées dans la colonne en OAA, et dOAA est gravé en retrait pour découvrir davantage les nanobaguettes. Enfin, comme représenté sur la Fig. 35, la couche modelable est entièrement éliminée pour obtenir la structure 3500 d'émetteur en nanobaguettes à portes. On notera que les matières, les épaisseurs des couches déposées, la gravure, le dépôt électrochimique, etc. peuvent tous être conformes à la description générale qui précède.

Dans certaines formes de réalisation, le substrat peut être gravé pour former des colonnes de substrat sur lesquelles reposent les colonnes d'OAA. En référence à la Fig. 36 (identique à la Fig. 31), en commençant par la colonne 3101 en OAA remplie, supportée par le substrat, il est possible de graver la couche conductrice 2802 dans les zones entourant la colonne 3101 en OAA pour obtenir la structure 3700, comme représenté sur la Fig. 37. Ensuite, comme représenté sur la Fig. 38, le substrat 2801 peut être gravé pour obtenir les colonnes 3801 de substrat, et la couche de masquage 3101 peut être supprimée. Comme représenté sur la Fig. 39, la suite du traitement, comme décrit plus haut, aboutit à une structure 3900 d'émetteur en nanobaguettes à portes similaire à celle représentée sur la Fig. 35, mais comprenant une colonne 3801 de substrat sur laquelle les nanobaguettes 3903/la colonne 3802 en OAA peuvent reposer et se dresser. La Fig. 56 est une image de haut en bas, prise par MEB-EC, d'une colonne de Si à structure de grille intégrée et la Fig. 57 est une image en coupe transversale d'un faisceau d'ions focalisé (FIF) de l'échantillon représenté sur la Fig. 56, l'image faisant apparaître la faisabilité d'un post-traitement avec une colonne en Si, pratiquement aucun changement dans le traitement n'étant envisagé par rapport à des colonnes en OAA.

En référence à la Fig. 40, selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (4001) réaliser un gabarit en OAA nanoporeux contenant des nanopores qui descendent jusqu'à une couche conductrice, supportée par un substrat, sur laquelle repose le gabarit en OAA nanoporeux; (4002) remplir les nanopores avec une matière de remplissage de nanopores constituée d'une première matière diélectrique afin de former un gabarit en OAA nanoporeux rempli; (4003) modeler et graver le gabarit en OAA afin de former des colonnes coiffées d'une couche de masquage; (4004) déposer une mince couche d'enrobage en seconde matière diélectrique par-dessus les colonnes en OAA coiffées, éliminer les restes de la couche de masquage pour découvrir les colonnes en OAA, déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les colonnes en OAA pour former des colonnes de nanobaguettes/OAA, et graver en retrait l'OAA pour découvrir plus complètement les nanobaguettes dans les colonnes de nanobaguettes/OAA; (4005) déposer sous la forme d'un enrobage: (i) une couche de diélectrique constituée d'une seconde matière diélectrique, (ii) une couche de métal de grille, de telle sorte que les couches de diélectrique et de métal de grille forment une bosse dans les zones au-dessus des colonnes de nanobaguettes/OAA, et (iii) une couche planarisable par-dessus les bosses, laquelle est ultérieurement planarisée par refusion; (4006) graver les couches de diélectrique, de métal de grille et de réserve par-dessus la bosse pour former des trous d'interconnexion, ces trous d'interconnexion donnant accès aux colonnes de nanobaguettes/OAA; et (4007) éliminer la réserve pour former des structures d'émetteurs à portes. Comme précédemment, des variantes de ces formes de réalisation comprennent, d'une manière nullement limitative, la fabrication de colonnes dans le substrat en Si sur lequel peuvent reposer les colonnes en OAA.

En partant de la structure 3100 représentée sur la Fig. 31, une mince couche d'enrobage en matière diélectrique 4101 est déposée par-dessus les colonnes masquées 3101 en OAA, comme représenté sur la Fig. 41. La couche de masquage 3002 est ensuite éliminée et, comme représenté sur la Fig. 42, des nanobaguettes 4201 sont déposées dans la colonne 3101 en OAA, après quoi la colonne est gravée pour réaliser la structure 4200. Comme représenté sur la Fig. 43, les couches d'enrobage en diélectrique 4301, le métal de grille 4302 et la matière planarisable 4303 sont ensuite déposés pour former une zone de bosse 4304 au-dessus de la zone de colonnes de nanobaguettes/OAA. Cette zone de bosse peut ensuite être gravée de la manière décrite plus haut pour réaliser la structure 3500, comme représenté sur la Fig. 35. On notera que les matières, l'épaisseur des couches déposées, la gravure, le dépôt par voie électrochimique, etc. peuvent tous être conformes à la description générale qui précède et que des colonnes de substrat, des couches d'adhérence, des couches d'arrêt consommables, etc. peuvent également être incluses dans ce procédé.

En référence à la Fig. 44, selon une autre alternative aux formes de réalisation décrites plus haut, dans certaines formes de réalisation ou dans d'autres formes de réalisation, la présente invention concerne des procédés comprenant les étapes consistant à : (4401) modeler un substrat; (4402) déposer au moins un empilement d'Al, sous la forme d'une colonne d'Al, dans une zone à microcavités modelées du substrat; (4403) appliquer sur la colonne d'Al, par enrobage, des couches d'une matière diélectrique et d'une matière modelable, cette dernière étant ensuite planarisée par refusion; (4404) graver les couches de diélectrique et de matière modelable au-dessus de la colonne; (4405) éliminer la matière modelable et anodiser les colonnes pour former sur le substrat une colonne en OAA nanoporeux; (4406) déposer par voie électrochimique des nanobaguettes dans les colonnes en OAA afin de former des colonnes de nanobaguettes/OAA; (4407) déposer sous la forme d'un enrobage: (i) une couche de diélectrique constituée d'une seconde matière diélectrique, (ii) une couche de métal de grille, de façon que les couches de diélectrique et de métal de grille forment une bosse dans les zones au-dessus des colonnes de nanobaguettes/OAA, et (iii) une couche planarisable par-dessus les bosses, laquelle est ensuite planarisée par refusion; (4408) graver les couches de matière planarisable, de métal et de diélectrique au-dessus de la bosse pour former un trou d'interconnexion découvrant les colonnes de nanobaguettes/OAA; et (4409) éliminer la matière planarisable pour former une structure d'émetteur en nanobaguettes à portes. Des variantes de ces formes de réalisation comprennent, de manière nullement limitative, la fabrication de colonnes dans le substrat en Si sur lequel peuvent reposer les colonnes en OAA.

En référence à la Fig. 45, un substrat 4501 est modelé à l'aide d'une matière diélectrique 4502 et d'une matière modelable 4503. La matière modelable 4503 est modelée par voie lithographique, puis la matière diélectrique est gravée pour réaliser des zones de microcavités modelées 4504 sur le substrat 4501. En référence à la Fig. 46, un empilement d'Al 4603, comprenant une couche conductrice 4601 et une couche d'Al 4602, est déposé dans les zones modelées du substrat 4501. Les couches de diélectrique et de matière modelable sont ensuite éliminées pour réaliser la structure 4500 comportant l'empilement d'Al 4603. En référence à la Fig. 47, une mince couche de diélectrique 4701 est ensuite déposée sous la forme d'un enrobage 1 o par-dessus l'empilement d'Al, suivie d'une couche refondue de matière planarisable 4702. Les couches de diélectrique 4701 et de réserve 4702 sont ensuite gravées de manière à découvrir les zones situées directement au-dessus de l'empilement d'Al 4603, comme illustré par la structure 4800 représentée sur la Fig. 48. En référence à la Fig. 49, le reste de la couche planarisable 4702 est ensuite éliminé, l'empilement d'Al 4603 est anodisé pour former une colonne d'OAA 4901, des nanobaguettes 4902 sont déposées par voie électrochimique dans la colonne d'OAA 4901, dOAA est gravé en retrait pour découvrir les nanobaguettes 4902 et le reste de la couche de diélectrique 4701 est éliminé par attaque chimique pour aboutir à la structure 5000, comme représenté sur la Fig. 50. Comme représenté sur la Fig. 51, sur la structure 5000, des couches d'enrobage de diélectrique 5101, de métal de grille 5102 et de réserve refondue 5103 sont déposées par-dessus les colonnes de nanobaguettes/OAA en formant une zone de bosse 5104. Comme représenté sur la Fig. 52, les couches de réserve et de métal de grille de cette zone de bosse peuvent être éliminées pour former des trous d'interconnexion 5201, puis le diélectrique 5101 est éliminé par attaque chimique pour donner l'un ou l'autre des dispositifs 5300 ou 5400, représentés respectivement sur les figures 53 et 54. On notera que les matières, l'épaisseur des couches déposées, la gravure, le dépôt électrochimique peuvent tous être conformes à la description générale ci- dessus, et que des colonnes de substrat, des couches d'adhérence, des couches d'arrêt consommables, etc. peuvent également être incluses dans ce procédé.

Les avantages des procédés selon la présente invention par rapport à la technique antérieure comprennent un processus de fabrication relativement simple et la souplesse de la distance des pointes aux portes (c'est-àdire que la distance des pointes aux portes est déterminée par l'épaisseur de la couche de diélectrique).

Considérant maintenant les dispositifs réalisés par les formes de réalisation décrites plus haut, des dispositifs tels que 1300, 2300, 3500, 3900, 5300 et 5400 sont de nouveaux dispositifs d'émetteurs par effet de champ à cathode froide qui comportent une série de pointes d'émetteurs qui ont des distances relativement courtes entre les pointes d'émetteurs et les grilles, ce qui assure une densité relativement grande des pointes d'émetteurs et une faible tension de déblocage. Ces dispositifs d'émission par effet de champ conviennent pour des utilisations dans l'imagerie radiographique, l'éclairage, l'affichage à émission par effet de champ (AEC) par écrans plats, etc. 1 o Considérant la Fig. 13, dans certaines formes de réalisation, des dispositifs selon la présente invention, tels que le dispositif 1300, comprennent un substrat 201, une couche conductrice 202, une zone d'OAA nanoporeux 302 comportant des nanopores remplis 601 et des émetteurs 1301 par effet de champ en nanobaguettes, ces derniers étant disposés dans des trous d'interconnexion 1302, les trous d'interconnexion 1302 étant des trous dans la couche de diélectrique 801 et la couche de métal de grille 802 qui se trouve par-dessus la zone d'OAA nanoporeux, et dans lesquels les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes descendent jusqu'à la couche conductrice.

Dans certaines des formes de réalisation de dispositifs décrites cidessus, le substrat a une surface supérieure qui est sensiblement plane et comporte une matière choisie dans le groupe comprenant des semiconducteurs, des verres, des solides moléculaires, des métaux, des céramiques, des polymères et des combinaisons de ceux-ci. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de telles matières Si, SiC, le silicium polycristallin, le silicium amorphe et des combinaisons de ceuxci.

Dans certaines formes de réalisation, la couche conductrice est constituée d'une matière choisie dans le groupe comprenant Au, Cu, Pt, Ag, Pd, Rh, Ru, Os et des combinaisons de ceux-ci; et la couche conductrice a une épaisseur de l'ordre de 10 nm à 100 m. Dans certaines formes de réalisation, la zone d'OAA nanoporeux a une épaisseur de l'ordre de 100 nm à 5 m. Dans certaines formes de réalisation, la couche de diélectrique est constituée d'une matière choisie dans le groupe comprenant SiO2, SiNX où 0,5 < x < 1,5 (par exemple, SiN et Si3N4), epi-i-SiC, Al2O3, les semi-conducteurs non dopés à large écart énergétique (par exemple, SiC, Ga, le verre de spin), et des combinaisons de ceux-ci; et la couche de diélectrique a une épaisseur de l'ordre de 100 nm à 5 m. Dans certaines formes de réalisation, la couche de métal de grille est en matière choisie dans le groupe comprenant un métal tel que Nb, Pt, Al, W, Mo, Ti, Ni, Cr TiW et autres; un semi-conducteur tel que Si fortement dopé, GaN, GaAs, SiC, le silicium polycristallin dopé, le silicium amorphe dopé et autres; et des combinaisons de ceux-ci; et la couche de métal de grille a une épaisseur de l'ordre de 10 nm à 100 m.

Dans certaines des formes de réalisation de dispositifs décrites plus haut, les trous d'interconnexion ont une forme à peu près circulaire et ont un diamètre de l'ordre de 100 nm à 5 m. D'autres formes, ou une pluralité de formes, sont possibles, selon la configuration du masque ou de la matrice servant à réaliser le dispositif.

1 o Dans certaines formes de réalisation, les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes sont constitués de n'importe quelle matière pouvant être déposée par électrodéposition, à savoir des métaux; des borures, carbures, nitrures et oxydes de métaux; etc., à la seule condition de la disponibilité d'un électrolyte approprié à partir duquel ces matières peuvent être électrodéposées, ces matières comprenant, de manière nullement limitative, Pt, Pd, Ni, Au, Ag, Cu, Zn, ZnO, M003/Mo2O3 et des combinaisons de ceux-ci. Dans certaines des autres formes de réalisation, les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes sont alignés sensiblement perpendiculairement au substrat. Dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes ont un diamètre de l'ordre de 10 nm à 500 nm et une longueur de l'ordre de 100 nm à 5 m.

En référence à la Fig. 23, dans certaines formes de réalisation ou d'autres formes de réalisation, d'autres dispositifs possibles selon la présente invention, tels que le dispositif 2300, comporte un substrat 1701, une couche de diélectrique 1702, une couche de métal de grille 1703, des microcavités 2302 dans les couches de diélectrique et de métal de grille, des colonnes (mesas) 2104 d'OAA nanoporeux dans les microcavités 2302, et des émetteurs 2301 par effet de champ en nanobaguettes dans les colonnes 2104 en OAA nanoporeux. Globalement, le substrat 1701 comporte au moins une partie supérieure qui est conductrice. Les diverses matières et d'autres caractéristiques dimensionnelles de tels dispositifs sont décrites plus haut dans les présentations de la fabrication de ce dispositif Considérant la Fig. 35, on peut constater que le dispositif 3500 est une variante du dispositif 2300. Comme le dispositif 2300, le dispositif 3500 comprend un substrat 2801, une colonne 3101 d'OAA comportant des nanobaguettes 3401 découverte par l'intermédiaire d'un trou d'interconnexion 3301, entourée par un diélectrique 3201 et déclenchée par une couche métallique de grille 3202. La principale différence entre le dispositif 2300 et le dispositif 3500 est la couche conductrice 2802 du dispositif 3500. Des différences de structure mineures (par exemple, les colonnes en forme de mesas du dispositif 2300) apparaissent également. Le dispositif 3900 est sensiblement identique au dispositif 3500 mais comporte en outre une colonne 3801 de substrat sur laquelle repose la colonne de nanobaguettes/OAA. Les matières et les caractéristiques dimensionnelles sont globalement celles indiquées plus haut pour les autres formes de réalisation du dispositif.

Dans certaines des autres formes de réalisation possibles du dispositif 1 o décrites plus haut, le substrat est en matière choisie dans le groupe comprenant des semi-conducteurs, des verres, des solides moléculaires, des métaux, des polymères et des combinaisons de ceux-ci. On peut citer comme exemples nullement limitatifs de ces matières Si, SiC, le silicium polycristallin, le silicium amorphe et des combinaisons de ceux-ci. Ordinairement, la couche de diélectrique est en matière choisie dans le groupe comprenant SiO2, SiNX où 0,5 < x < 1,5 (par exemple, SiN et Si3N4), epi-i-SiC, Al2O3, les semi-conducteurs non dopés à large écart énergétique (par exemple, SiC, Ga, verre de spin), et des combinaisons de ceux-ci; et a une épaisseur de l'ordre de 100 nm à 5 m. La couche de métal de grille est normalement constituée d'une matière choisie dans le groupe comprenant un métal tel que Nb, Pt, Al, W, Mo, Ti, Ni, Cr, TiW et autres; un matériau semi-conducteur tel que du Si fortement dopé, GaN, GaAs, SiC, du silicium polycristallin dopé, du silicium amorphe dopé, et autres; et des combinaisons de ceux-ci, et a une épaisseur de l'ordre de 10 nm à 100 m.

Dans certaines des autres formes possibles de réalisation de dispositifs décrites plus haut, les microcavités ont un diamètre de l'ordre de 100 nm à 5 gin. les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes sont ordinairement constitués d'une matière qui peut être électrodéposée, à savoir des métaux; des borures, carbures, nitrures et oxydes de métaux; etc., uniquement sous réserve de la disponibilité d'un électrolyte approprié à partir duquel ces matières peuvent être électrodéposées, dont, mais de manière nullement limitative, Pt, Pd, Ni, Au, Ag, Cu, Zn, ZnO, M0O3/Mo2O3 et des combinaisons de ceux-ci; ces émetteurs étant normalement alignés sensiblement perpendiculairement au substrat. Ordinairement, les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes ont un diamètre de l'ordre de 10 nm à 500 nm et une longueur de l'ordre de 100 nm à 5 m.

Les avantages du dispositif selon la présente invention parmi ceux de la technique antérieure comprennent une forte densité de pointes d'émetteurs et des pointes d'émetteurs par effet de champ continuellement fines. Il apparaîtra aux spécialistes de la technique qu'il existe de nombreuses variantes en ce qui concerne les dispositifs décrits ci-dessus et les procédés pour fabriquer ceux-ci, et que ces variantes entrent toutes dans le cadre de l'invention telle qu'elle est revendiquée.

Les exemples ci-après servent à faire la démonstration de formes particulières de réalisation de la présente invention.

1 o EXEMPLE 1

Le présent exemple sert à illustrer la fabrication d'un dispositif d'émetteur par effet de champ à portes (par exemple, le dispositif 133 représenté sur la Fig. 13), selon certaines formes de réalisation de la présente invention.

Une plaquette de Si est nettoyée à l'aide d'un bain de KEROS (nettoyant au peroxyde et à l'acide sulfurique, également appelé agent d'attaque piranha) et de HF. Sur la plaquette nettoyée, diverses couches sont déposées dans l'ordre suivant et sur les épaisseurs suivantes: 200 A de TiW / 500 A de Au / 60 A de Ti/ 1 m d'Al. Le TiW sert de couche d'adhérence, Au sert de couche conductrice et Ti sert de couche d'arrêt consommable. Al dans cet empilement stratifié est ensuite anodisé pour créer de l'OAA nanoporeux. Pendant ce processus, la couche supérieure de Ti s'oxyde pour former du TiOX isolant (couche d'arrêt consommable). La couche d'arrêt consommable en TiOX est attaquée pendant 30 secondes à l'aide d'une solution d'attaque par voie humide (80 parties de H2O/1 partie de HF/1 partie de H2O2). Une fois le TiOX éliminé, les nanopores dans l'OAA nanoporeux descendent jusqu'à la couche conductrice d'Au et forment un gabarit dans lequel des nanobaguettes peuvent être déposées par voie électrochimique.

Pour former des nanobaguettes, Pt est ensuite déposé par voie électrochimique dans les nanopores du gabarit en OAA nanoporeux afin de former des nanobaguettes. La Fig. 24 est une image, prise par MEB-EC, représentant un gabarit en OAA avec des nanobaguettes déposées par voie électrochimique, selon certaines formes de réalisation de la présente invention. Ensuite, l'OAA entourant les nanobaguettes est gravé en retrait à l'aide d'un plasma à couplage inductif (PCI) à composition chimique BC13/C12, pendant 6,5 minutes. La structure qui en résulte est ensuite soumise à un traitement thermique (c'est-à-dire recuite) pendant 2 heures à 500 C. Cette dernière étape est effectuée pour favoriser l'adhérence. Cependant, cette dernière étape peut avoir lieu n'importe quand après l'électrodéposition. La température et la durée de ce traitement thermique peuvent être modifiées.

Sur cette structure ayant subi un traitement thermique est appliqué du verre de spin (VS). Le verre de spin est appliqué pour remplir les pores de l'OAA qui n'ont pas été remplis par des nanobaguettes (c'est-à-dire qu'on n'avait pas un facteur de remplissage de 100%). Le VS est ensuite recuit (425 C pendant 30 minutes avec un refroidissement de 2 heures) et éliminé de la surface par attaque chimique pendant 5,5 minutes à l'aide de PCI. Naturellement, la durée de l'attaque dépend de l'épaisseur du VS. La surface est ensuite préparée à subir un dépôt par un nettoyage pendant 5 minutes au PRS 1000.

Du SiO2 est déposé sur la surface préparée afin de former une couche de diélectrique d'environ 5000 A (500 nm) d'épaisseur. Le dépôt de SiO2 est ensuite suivi d'un nettoyage au PRS 1000 pendant 5 minutes, d'un dépôt d'une couche de 1000 A d'épaisseur d'un métal de grille (Cr) puis d'un autre nettoyage pendant 5 minutes au PRS 1000. Une réserve est ensuite appliquée sur la couche de métal de grille nettoyée et subit un modelage photolithographique à l'aide d'un masque de photogravure et d'une lampe à UV. Les zones photoexposées sont ensuite éliminées avec le révélateur.

Pour les zones qui ont été découvertes du fait de la photolithographie décrite ci-dessus, la couche de métal de grille de Cr est attaquée par voie humide et la couche de diélectrique de SiO2 est attaquée par voie sèche par un procédé d'attaque par ions réactifs (AIR). La réserve est ensuite décapée à l'aide de PRS 1000, et l'OAA est gravé en retrait à l'aide d'une solution d'attaque (1 H2O/1 H3PO4) pendant 5 minutes pour découvrir les pointes d'émetteurs en nanobaguettes de Pt. Cependant, cette dernière étape peut ne pas être nécessaire.

La Fig. 25 est une image, prise par MEB-EC, représentant un ensemble d'émission par effet de champ en baguettes de Pt à portes, le haut des nanobaguettes de Pt apparaissant dépassant au-dessus du plan du gabarit en OAA. Les figures 26A et 26B sont des vues de dessus, prises par MEB-EC, d'un ensemble d'émission par effet de champ en nanobaguettes de Pt à portes, les sommets des nanobaguettes de Pt apparaissant sous la forme d'objets circulaires blancs dans le gabarit en OAA, et (A) désignant 12 parmi 62 500 trous d'interconnexion et (B) désignant un trou d'interconnexion individuel représentant des émetteurs en nanobaguettes de Pt, un diélectrique constitué de SiO2 et une grille en Cr.

EXEMPLE 2

Le présent exemple sert à illustrer la fabrication d'un dispositif d'émetteur par effet de champ à portes (par exemple, les dispositifs 3500 et 3900 représentés respectivement sur les figures 35 et 39), selon certaines formes de réalisation de la présente invention.

Une plaquette de Si est nettoyée à l'aide d'un bain de KEROS et de HF. Sur la plaquette nettoyée, diverses couches sont déposées dans l'ordre suivant et sur les épaisseurs suivantes: 200 A de TiW/ 500 A de Cu / 150 A de Ti / 1 m d'Al. Le TiW sert de couche d'adhérence, l'Au sert de coucheconductrice et le Ti sert de couche 1 o d'arrêt consommable. L'Al de cet empilement stratifié est ensuite anodisé pour créer un gabarit en OAA nanoporeux supporté par un substrat. Pendant ce processus, la couche supérieure en Ti de l'empilement est oxydée pour former du TiOX isolant (couche d'arrêt consommable).

Du verre de spin (VS) est appliqué par-dessus le gabarit en OAA nanoporeux, puis est recuit à 425 C pendant 30 minutes avec un refroidissement de 2 heures. Le VS est ensuite éliminé par attaque de la surface à l'aide de PCI pendant 5,5 minutes (la durée dépend de l'épaisseur du VS). Une réserve est ensuite appliquée, puis modelée. Sur le gabarit nanoporeux modelé est déposée une couche (métallique) de masquage, après quoi la réserve est éliminée et 1OAA non masqué est attaqué pour donner des colonnes d'OAA. On notera que la couche conductrice de Ti/Cu/Ti peut éventuellement être supprimée et que le substrat en Si peut être gravé pour former des colonnes de Si. Le métal de masquage est ensuite décapé et des couches de SiO2, de métal de grille (Cr, 1 k A d'épaisseur) et de réserve sont déposées pour former un enrobage sur les colonnes en OAA, de telle sorte que la couche de réserve soit refondue pour la rendre de niveau. Cette zone de couches par-dessus la colonne en OAA est la zone de bosse. La couche de réserve de la zone de bosse est ensuite attaquée (par voie sèche), la couche de grille (Cr) est attaquée par voie humide et la couche de SiO2 est attaquée par voie sèche (AIR) ou par voie humide afin d'ouvrir une zone au-dessus des colonnes d'OAA (c'est-à-dire des trous d'interconnexion). Sur les colonnes en OAA découvertes, le VS est supprimé des pores et des nanobaguettes sont déposées par voie électrochimique dans les colonnes en OAA. L'OAA présent dans les colonnes est ensuite gravé en retrait pour découvrir plus complètement les nanobaguettes. Enfin, la réserve est décapée à l'aide de PRS 1000 ou d'acétone pour donner une structure d'émetteur par effet de champ à portes, selon une forme de réalisation de la présente invention.

EXEMPLE 3

Le présent exemple sert à illustrer la fabrication d'un dispositif d'émetteur par effet de champ à portes (par exemple, les dispositifs 3500 et 3900 représentés respectivement sur les figures 35 et 39), selon certaines formes de réalisation de la présente invention.

Une plaquette de Si est nettoyée à l'aide d'un bain de KEROS et de HF. Sur les diverses couches de la plaquette nettoyée, sont déposés, dans l'ordre suivant et sur les épaisseurs suivantes: 200 A de TiW / 500 A de Cu / 150 A de Ti/ 1 m d'Al. Le TiW sert de couche d'adhérence, Cu sert de couche conductrice et Ti sert de couche d'arrêt consommable. L'Al de cet empilement stratifié est ensuite anodisé pour créer un gabarit en OAA nanoporeux supporté par un substrat. Pendant ce processus, la couche supérieure en Ti de l'empilement est oxydée pour former du TiOX isolant (couche d'arrêt consommable). On notera que cette couche d'arrêt consommable est formée dans tous les exemples présentés ici.

Du verre de spin (VS) est appliqué par-dessus le gabarit en OAA nanoporeux, puis est recuit pendant 30 minutes à 425 C avec un refroidissement pendant 2 heures. Le VS est ensuite attaqué à la surface à l'aide de PCI pendant 5,5 minutes (la durée dépend de l'épaisseur du VS) . Une réserve est ensuite appliquée et modelée. Sur le gabarit nanoporeux modelé est déposée une couche (métallique) de masquage, après quoi la réserve est éliminée et dOAA non masqué est attaqué pour donner des colonnes d'OAA. Une mince couche de SiO2 est déposée, la couche métallique de masquage est décapée et des nanobaguettes sont déposées par voie électrochimique dans les colonnes d'OAA. L'OAA est ensuite attaqué pour découvrir plus complètement les nanobaguettes. Une épaisse couche de SiO2 est déposée sous la forme d'un enrobage par-dessus les colonnes d'OAA comportant les nanobaguettes. Ensuite a lieu le dépôt d'une couche de métal de grille (Cr, 1 k A d'épaisseur) et d'une couche de réserve et on laisse cette dernière refondre pour la rendre de niveau. La couche de réserve de la zone de bosse est ensuite attaquée (par voie sèche), la couche de grille (Cr) est attaquée par voie humide, et la couche de SiO2 est attaquée par voie sèche (AIR) ou par voie humide pour ouvrir une zone au-dessus des colonnes d'OAA (c'est-à-dire des trous d'interconnexion). Sur les colonnes d'OAA découvertes, le VS est éliminé des pores et des nanobaguettes sont déposées par voie électrochimique dans les colonnes d'OAA. L'OAA présent dans les colonnes est ensuite gravé en retrait pour découvrir plus complètement les nanobaguettes.

Ensuite, la réserve est décapée à l'aide de PRS 1000 ou d'acétone pour réaliser une structure d'émetteur par effet de champ à portes, selon une forme de réalisation de la présente invention.

EXEMPLE 4

Le présent exemple sert à illustrer la fabrication d'un dispositif d'émetteur par effet de champ à portes (par exemple, les dispositifs 5300 et 5400, représentés respectivement sur les figures 53 et 54), selon certaines formes de réalisation de la présente invention.

Une plaquette de Si est nettoyée à l'aide d'un bain de KEROS et de HF. Sur la plaquette nettoyée, du SiO2 est déposé et une réserve est appliquée et modelée. Ensuite, diverses couches sont déposées dans l'ordre suivant et sur les épaisseurs suivantes: 200 A de TiW / 500 A de Cu / 150 A de Ti/ 0,5 m d'Al. Les couches de réserves et de diélectrique sont ensuite décapées pour réaliser des colonnes d'Al (c'est à cet instant que la plaquette de Si autour des colonnes d'Al peut éventuellement être gravée pour "dresser" les colonnes d'Al). Une mince couche de SiO2 est ensuite déposée sous la forme d'un enrobage par-dessus les colonnes d'Al, suivie d'une couche de réserve, cette dernière étant amenée à refondre. Ensuite, les couches de réserve et de SiO2 sont attaquées par voie sèche pour découvrir le haut des colonnes d'Al, et la réserve est ensuite éliminée. Ensuite, les colonnes d'Al sont anodisées pour former des colonnes d'OAA, la sous-couche supérieure de Ti s'oxyde en TiOX, puis est éliminée par attaque chimique. Des nanobaguettes sont déposées par voie électrochimique dans les colonnes d'OAA et lOAA est gravé en retrait pour découvrir plus complètement les nanobaguettes (on notera que cette gravure est facultative). Ensuite, le reste de diélectrique (SiO2) est éventuellement éliminé et une couche neuve de diélectrique est déposée sous la forme d'un enrobage sur les colonnes d'OAA. Ce dépôt de diélectrique est suivi du dépôt d'une couche de métal de grille (Cr) et d'une couche de réserve, et on laisse cette dernière refondre. Ces couches forment des zones de bosses au-dessus des colonnes d'OAA. La réserve est ensuite attaquée par voie sèche pour ouvrir une surface au-dessus des colonnes. Le métal de grille est ensuite attaqué par voie humide, après quoi le SiO2 est attaqué par voie sèche (AIR). Cette série d'attaques chimiques ouvre un trou d'interconnexion grâce auquel les nanobaguettes sont découvertes. Enfin, le reste de réserve est décapé pour créer une structure d'émetteur par effet de champ à portes selon certaines formes de réalisation de la présente invention.

EXEMPLE 5

Le présent exemple sert à illustrer la fabrication d'un dispositif d'émetteur par effet de champ à portes (par exemple, les dispositifs 5300 et 5400 représentés respectivement sur les figures 53 et 54), selon certaines formes de réalisation de la présente invention.

Une plaquette de Si est nettoyée à l'aide d'un bain de KEROS et de HF. Sur la plaquette nettoyée, du SiO2 est déposé et une réserve est appliquée et modelée. Ensuite, diverses couches sont déposées dans l'ordre suivant et sur les épaisseurs suivantes: 200 A de TiW / 500 A de Cu / 150 A de Ti/ 0,5 m d'Al. Les couches de réserve et de diélectrique sont ensuite décapées pour réaliser des colonnes d'Al (c'est à cet instant que la plaquette de Si autour des colonnes d'Al peut éventuellement être gravée pour "dresser" les colonnes d'Al). Une mince couche de SiO2 est ensuite déposée sous la forme d'un enrobage par-dessus les colonnes d'Al, suivie d'une couche de réserve, et on laisse cette dernière refondre. Ensuite, les couches de réserve et de SiO2 sont attaquées par voie sèche pour découvrir le haut des colonnes d'Al, puis la réserve est éliminée. Ensuite, les colonnes d'Al sont anodisées pour former des colonnes d'OAA, la sous-couche supérieure de Ti s'oxydant en TiOX et étant ensuite attaquée chimiquement. Ensuite, le reste de diélectrique (SiO2) est éventuellement éliminé et une couche neuve de diélectrique est déposée sous la forme d'un enrobage par-dessus les colonnes d'OAA. Ce dépôt de diélectrique est suivi du dépôt d'une couche métallique de grille (Cr) et d'une couche de réserve, et on laisse cette dernière refondre. Ces couches forment des zones de bosses au-dessus des colonnes d'OAA. La réserve est ensuite attaquée par voie sèche pour ouvrir une surface au-dessus des colonnes. Le métal de grille est ensuite attaqué par voie humide, puis le SiO2 est attaqué par voie sèche (AIR). Cette série d'attaques ouvre un trou d'interconnexion dans lequel sont découvertes les colonnes d'OAA. Des nanobaguettes sont déposées par voie électrochimique dans les colonnes d'OAA et 1OAA est gravé en retrait pour découvrir plus complètement les nanobaguettes.

Enfin, le reste de réserve est décapé pour donner une structure d'émetteur par effet de champ à portes selon certaines formes de réalisation de la présente invention.

En résumé, la présente invention est relative à des dispositifs autoalignés d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes, ces dispositifs ayant des distances relativement courtes des pointes aux portes et assurant une densité relativement élevée des pointes d'émetteurs. Ces procédés emploient une combinaison de techniques classiques de traitement des dispositifs (lithographie, gravure, métallisation, etc.) avec anodisation électrochimique d'un gabarit et dépôt électrochimique de nanobaguettes. Ces procédés sont relativement simples, rentables et efficaces et ils donnent des dispositifs d'émission par effet de champ qui conviennent dans des applications telles que l'imagerie radiographique, l'éclairage, l'affichage par émission par effet de champ (AEC) par écrans plats, etc. Il est entendu que certaines des structures, fonctions et opérations décrites ci-dessus à propos des formes de réalisation décrites ci-dessus ne sont pas nécessaires pour mettre en oeuvre la présente invention et ne sont incluses dans la description que pour la présentation complète d'un exemple de forme de réalisation ou de formes de réalisation. De plus, il est entendu que des structures, fonctions et opérations spécifiques présentées dans les brevets et publications précités peuvent être mises en oeuvre dans le cadre de la présente invention, mais qu'elles ne sont pas essentielles à sa mise en oeuvre.

LEGENDES DES FIGURES

Al sur couche conductrice supportée par un substrat 201 substrat 201a embase de substrat 201b couche d'adhérence 202 couche conductrice 202a couche conductrice résistante à l'oxydation 202b couche d'arrêt consommable 203 couche d'Al 300 structure 301 nanopores 302 OAA 303 gabarit en OAA nanoporeux 601 matière diélectrique 801 seconde matière diélectrique 802 deuxième couche conductrice 1001 matière modelable 1002 trou d'interconnexion 1003 nanopores formés par attaque 1201 nanobaguettes 1300 dispositif 1301 émetteurs par effet de champ en nanobaguettes découvertes 1302 trou traversant 1700 matière en film mince 1701 substrat 1702 couche de diélectrique 1703 couche conductrice 1801 matière modelable 1901 microcavité 2001 mesas (colonnes en Al) 2002 couche d'Al 2101 électrolyte 2102 contre-électrode 2103 alimentation électrique 2104 mesa en OAA nanoporeux 2300 dispositif émetteur par effet de champ à portes 2301 nanobaguettes 2302 trou d'interconnexion 2800 gabarit en OAA nanoporeux supporté par un substrat 2801 substrat 2802- couche conductrice 2803 nanopores 2804 OAA 2805 gabarit en OAA nanoporeux 2901 diélectrique 2905 gabarit en OAA nanoporeux rempli 3001 matière modelable 3002 couche de masquage 3100 structure 3101 colonnes en OAA nanoporeux 3200 structure 3201 diélectrique 3202 métal 3203 matière planarisable 3204 zone de bosse 3300 structure 3301 trou traversant 3400 structure 3401 nanobaguettes 3500 dispositif 3600 structure 3700 structure 3800 structure 3801 colonne de substrat 3802 colonne en OAA 3900 dispositif 3901 diélectrique 3902 métal de grille 3903 nanobaguettes 4100 structure 4101 mince couche de diélectrique 4200 structure 4201 nanobaguettes 4300 structure 4301 couche de diélectrique 4302 couche de métal de grille 4303 matière planarisable 4304 zone de bosse 4500 structure 4501 substrat 4502 diélectrique 4503 matière modelable 4504 microcavité 15 4600 structure 4601 couche conductrice 4602 Al 4603 empilement d'Al 4700 structure 4701 couche d'enrobage en diélectrique 4702 couche d'enrobage modelable 4800 structure 4900 structure 4901 colonne en OAA nanoporeux 4902 nanobaguettes 5000 structure 5100 structure 5101 enrobage de diélectrique 5102 couche de métal de grille 5103 matière planarisable 5104 zone de bosse 5200 structure 5201 trou d'interconnexion 5300 dispositif 5301 trou d'interconnexion agrandi 5400 dispositif 5401 trou d'interconnexion aligné

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé comprenant les étapes consistant à : a) réaliser un gabarit (303) en oxyde d'aluminium anodisé nanoporeux contenant des nanopores (301) qui descendent jusqu'à une couche conductrice (202), supportée par un substrat, sur laquelle repose le gabarit en oxyde d'aluminium anodisé nanoporeux; b) remplir les nanopores avec une matière de remplissage de nanopores comportant une première matière diélectrique (601) afin de former un gabarit en oxyde d'aluminium anodisé nanoporeux rempli; c) déposer une couche d'une seconde matière diélectrique (801) par-dessus le gabarit en oxyde d'aluminium anodisé nanoporeux rempli; d) déposer une deuxième couche de matière conductrice (902) par-dessus la couche de seconde matière diélectrique; e) déposer une couche de matière modelable (1001) par-dessus la deuxième couche conductrice et modeler la matière modelable à l'aide de techniques qui éliminent sélectivement des zones de la matière modelable; f) graver, dans des zones où la matière modelable a été éliminée, à travers la deuxième couche conductrice et la couche de seconde matière diélectrique afin de créer des trous d'interconnexion (1002), et encore graver la première matière diélectrique dans ces zones afin d'éliminer la matière de remplissage de nanopores; et g) déposer par voie électrochimique des émetteurs (1201) en nanobaguettes dans les nanopores pour obtenir au moins un dispositif d'émission par effet de champ 25 en nanibaguettes à portes.

2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape consistant à graver en retrait l'oxyde d'aluminium anodisé pour découvrir plus complètement les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes.

3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la couche conductrice (202) supportée par un substrat est constituée d'une matière choisie dans le groupe comprenant Au, Cu, Pt, Ag, Ni, Pd, Rh, Ru, Os et des combinaisons de ceux-ci.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la couche conductrice (202) supportée par un substrat comporte en outre une couche d'arrêt consommable (202b), la couche d'arrêt consommable étant constituée d'une matière choisie dans le groupe comprenant Ti, Mg, Nb, Ta, W, Zr, Zn et des combinaisons de ceux-ci.

5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de dépôt électrochimique comporte un dépôt de matière dans les nanopores, cette matière étant choisie dans le groupe comprenant Pt, Pd, Ni, Au, Ag, Cu, Zn, ZnO, MnO3/Mn2O3 et des combinaisons de ceux-ci; cette matière déposée constituant les émetteurs en nanobaguettes.

6. Dispositif d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes, comprenant: a) un substrat (201) ; b) une zone d'oxyde d'aluminium anodisé (303) reposant par dessus le 1 o substrat; c) une couche de diélectrique (801) reposant par dessus la zone d'oxyde d'aluminium anodisé nanoporeux; d) une couche de métal de grille (802) reposant par- dessus la couche de diélectrique; e) des trous d'interconnexion (1302) constitués par des trous dans les couches de diélectrique et de métal de grille par l'intermédiaire des desquels la zone d'oxyde d'aluminium anodisé est découverte; et f) des émetteurs (1301) par effet de champ en nanobaguettes à portes, noyés dans les zones découvertes de l'oxyde d'aluminium anodisé nanoporeux, les émetteurs par effet de champ descendant jusqu'au substrat.

7. Dispositif d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes selon la revendication 6, dans lequel le substrat comporte en outre une couche supérieure conductrice (202).

8. Dispositif d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes selon 25 la revendication 6, dans lequel la zone d'oxyde d'aluminium anodisé nanaporeux a une épaisseurs de l'ordre de 100 nm à 5 m.

9. Dispositif d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes selon la revendication 6, dans lequel les trous d'interconnexion ont une forme à peu près circulaire, et dans lequel les trous d'interconnexion ont un diamètre de l'ordre de 100 nm à 5 m.

10. Dispositif d'émission par effet de champ en nanobaguettes à portes selon la revendication 6, dans lequel les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes ont un diamètre de l'ordre de 10 nm à 500 nm; et dans lequel les émetteurs par effet de champ en nanobaguettes ont une longueur de l'ordre de 100 nm à 5 m.