KR100235305B1 - Fed의 분화구형 에미터 팁 구조체 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FED의 분화구형 에미터 팁 구조체 제조방법에 관한 것으로서, 유리기판(10)상에 1차금속으로 된 캐소드 라인(11)을 형성하고 이 캐소드 라인위에 SiO2로된 게이트 산화막(12)을 형성한 다음 이 게이트 산화막 위에 2차금속으로 된 게이트 라인(13)을 형성하는 단계; 게이트 라인(13)상에 3차금속으로 된 금속 마스크(14)를 사진식각법을 이용하여 약 5㎛ 직경의 디스크 형상으로 형성하는 단계; 게이트 라인(13)과 금속 마스크(14) 위에 PECVD 법를 이용하여 질화막(15)을 도포하는 단계; 질화막(15) 위에 포토 레지스트를 도포한후 애싱(ashing) 하여 금속 마스크(14) 윗부분과 측면부분의 포토 레지스트를 제거한 다음, 금속 마스크(14) 둘레의 질화막을 습식식각하여 0.5㎛ 이하의 폭으로 패터닝하는 단계; 노출된 부위의 게이트 라인(13)과 게이트 산화막(12)을 순차적으로 건식식각하여 제거하는 단계; 질화막(15) 및 금속 마스크(14)를 제거한 다음, 희생층(16)을 경사 증착한 후, 팁 물질을 수직 증착하여 팁(17)을 형성하는 단계 및 희생층(25)을 리프트 오프하는 단계로 이루어진다.

Description

FED의 분화구형 에미터 팁 구조체 및 그의 제조방법
본 발명은 분화구 형상의 에미터 팁 구조체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
전계방출형 표시소자(FED)는 진공중에서 캐소드로부터 방출된 전자가 애노드부의 형광막을 때려 형광체가 발광하는 것을 이용하는 것으로서 후면 기판에 현성된 수십만개의 캐소드에 전기장을 형성하여 전자가 방출되게 하고 이렇게 방출된 전자가 전기장에 의해 가속되어 전면 기판부에 형성된 형광체를 때림으로써 발광하게 된다.
일반적으로, 에미터 팁의 형상은 원뿔형, 탄알형 및 분화구형 등이 있으며, 방출특성을 향상시키기 위해서는 게이트 홀의 직경이 감소되어야 한다. 그러나, 지금까지의 에미터 팁 제조공정에 의하면 게이트 홀의 직경을 감소시키는데 한계가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 저전압에서 전계를 방출할 수 있도록 0.5㎛ 이하의 서브-미크론 크기의 게이트와 에미터간 거리를 갖는 뾰족한 분화구 형태의 쐐기형 에미터 팁 구조체 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1a도 내지 제1h도는 본 발명에 따라 분화구형 에미터 팁 구조체를 제조하는 공정을 단계적으로 나타내는 도면.
제2도는 제1도의 공정에 따라 제조된 에미트 팁 구조체의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 기판 11 : 캐소드 라인
12 : 게이트 산화막 13 : 게이트 라인
14 : 금속 마스크 15 : 질화막
16 : 희생층 17 : 팁
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라 제공되는 FED의 분화구형 에미터 팁 구조체의 제조방법은, 우리기판상에 1차금속으로 된 캐소드 라인을 형성하고 이 캐소드 라인위에 SiO2로된 게이트 산화막을 형성한 다음 이 게이트 산화막 위에 2차금속으로 된 게이트 라인을 형성하는 단계; 게이트 라인상에 3차금속으로 된 금속 마스크를 사진식각법을 이용하여 약 5㎛ 직경의 디스크 형상으로 형성하는 단계; 게이트 라인과 금속 마스크 위에 PECVD 법을 이용하여 질화막을 도포하는 단계; 질화막 위에 포토 레지스트를 도포한후 애싱하여 금속 마스크 윗부분과 측면부분의 포토 레지스트를 제거한 다음, 금속 마스크 둘레의 질화막을 습식식각하여 0.5㎛ 이하의 폭으로 패터닝하는 단계; 노출된 부위의 게이트 라인과 게이트 산화막을 순차적으로 건식식각하여 제거하는 단계; 질화막 및 금속마스크를 제거한 다음, 희생층을 경사증착한후 팁 물질을 수직 증착하여 팁을 형성하는 단계; 및 희생층을 리프트 오프하는 단계로 이루어진다. 또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 FED의 분화구형 에미터 팁 구조체를 포함한다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제1도에는 본 발명에 따른 분화구형 팁의 제조공정이 단계적으로 도시되어 있는데, 먼저 유리기판(10)상에 1차금속으로 된 캐소드 라인(11)을 형성하고 이 캐소드 라인위에 SiO2로된 게이트 산화막(PECVD 산화막)(12)을 형성한 다음 이 게이트 산화막 위에 2차금속으로 된 게이트 라인(13)을 형성한다(제1a도 참조).
그다음, 게이트 라인(13)상에 3차금속으로 된 금속 마스크(14)를 사진식각법 (photo etching)을 이용하여 약 5㎛ 직경의 디스크 형상으로 형성한다(제1b도 참조). 이때, 금속 마스크의 두께는 단차 이용을 용이하게 하기 위해 5000Å 정도로 하는 것이 바람직하다. 이어서, 2차금속으로된 게이트 라인(13)과 3차금속으로된 금속 마스크(14)위에 PECVD법을 이용하여 질화막(15)을 2000Å 정도의 두께로 도포한다(제1c도 참조).
질화막(15)위에 포토 레지스트를 도포한후 애싱(ashing)하여 금속 마스크(14) 윗부분과 측면부분의 포토 레지스트를 제거한 다음, 금속 마스크(14) 둘레의 질화막을 습식식각하여 금속 마스크(14)와 잔류 질화막(14) 사이에 0.5㎛ 이하의 서브-미크론 폭으로 게이트 라인(13)이 노출되도록 패터닝한다(제1d도 참조).
이어서, 노출된 부위의 게이트 라인(13)과 게이트 산화막(12)을 순차적으로 건식식각함으로써 게이트 라인과 게이트 산화막을 제거한다(제1e도 참조).
그다음, 질화막(15) 및 금속 마스크(14)를 제거하여 제1f도에 도시된 바와 같은 구조로 만든 다음, 제1g도에 도시된 바와 같이 희생층(16)을 경사 증착한 후, 팁 물질을 수직 증착하여 팁(17)을 형성한다. 이때, 희생층(16)을 경사증착하는 이유는 폭이 좁고 선단이 예리한 팁을 형성하기 위해서이다.
마지막으로, 희생층(16)을 리프트 오프(lift-off) 하면 제1h도에 도시된 바와 같이 서브-미크론 크기의 폭을 갖는 분화구형의 팁 구조체가 형성된다.
제2도는 제1h도에 도시된 완성된 분화구형 팁 구조체의 평면도를 나타내는 것으로서, 도시된 바와 같이, 이 분화구형 팁 구조체는 약 5㎛ 직경의 디스크형 게이트 라인(13) 둘레에 0.5㎛ 이하의 폭을 갖는 환형의 팁(17)이 형성된 구조로 되어 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 뾰족한 분화구 형태의 쐐기형 에미터 팁을, 게이트와 에미터의 거리가 0.5㎛ 이하의 서브-미크론 크기로 형성할 수 있어, 저전압에서 전계를 방출할 수 있고, 사진식각 공정시 5㎛ 정도의 원형을 디파인하므로 사진식각 공정의 정확도가 덜 요구된다.

Claims (4)

  1. FED의 분화구형 에미터 팁 구조체 제조방법에 있어서, 유리기판(10)상에 1차금속으로 된 캐소드 라인(11)을 형성하고 이 캐소드 라인위에 SiO2로된 게이트 산화막(12)을 형성한 다음 이 게이트 산화막 위에 2차금속으로 된 게이트 라인(13)을 형성하는 단계; 상기 게이트 라인(13) 상에 3차금속으로 된 금속 마스크(14)를 사진식각법을 이용하여 약 5㎛ 직경의 디스크 형상으로 형성하는 단계; 상기 게이트 라인(13)과 금속 마스크(14) 위에 PECVD법을 이용하여 질화막(15)을 도포하는 단계; 상기 질화막(15) 위에 포토 레지스트를 도포한후 애싱(ashing)하여 금속 마스크(14) 윗부분과 면부분의 포토 레지스트를 제거한 다음, 금속 마스크(14) 둘레의 질화막을 습식식각하여 0.5㎛ 이하의 폭으로 패터닝하는 단계; 노출된 부위의 게이트 라인(13)과 게이트 산화막(12)을 순차적으로 건식식각하여 제거하는 단계; 상기 질화막(15) 및 금속 마스크(14)를 제거한 다음, 희생층(16)을 경사 증착한 후, 팁 물질을 수직 증착하여 팁(17)을 형성하는 단계; 및 상기 희생층(25)을 리프트 오프하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 FED의 분화구형 에미터 팁 구조체 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 마스크(14)의 두께가 약 5000Å 정도인 것을 특징으로 하는 FED의 분화구형 에미터 팁 구조체 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 질화막(15)의 두께가 약 2000Å인 것을 특징으로 하는 FED의 분화구형 에미터 팁 구조체 제조방법.
  4. 제1항의 방법에 따라 제조된 FED의 분화구형 에미터 팁 구조체.
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