KR100236658B1

KR100236658B1 - 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법

Info

Publication number: KR100236658B1
Application number: KR1019960025347A
Authority: KR
Inventors: 김태곤
Original assignee: 김영남; 오리온전기주식회사
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR980005189A

Abstract

본 발명은 전계방출소자의 화산형 이미터를 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법상의 주요 특징은, 팁(19)을 형성한 서브게이트층(11)을 제조하는 공정, 그리고, 그 위에 서브게이트층(11)을 절연시키는 절연막(12)을 형성한뒤 그 위에 전극라인인 캐소드층(3)을 형성시키는 공정, 캐소드층(13) 위에 저항층(14)을 형성한뒤, 게이트 절연층(15)과 메탈로 이루어지는 상부게이트층(16)을 형성하는 공정, 상부게이트층(16)에서 캐소드층(13)까지 식각한 후, 홀(hole) 패턴을 형성하는 공정, 화학증착(CVD : chemical vapor deposition)방법으로 희생층(17)을 형성하는 공정, 건식 식각방법을 이용하여 희생층(17)을 선택 식각하는 공정, 그리고 절연막(2)을 식각하여 제거하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 팁 끝의 전계밀도 증가에 의한 전계방출 특성을 향상시킬수 있다. 즉 하부게이트의 전위 조절에 따른 방출각도 조절이 가능하게 되고, 화산형 팁 특성에 따른 전계방출 면적이 향상되는 효과가 있다.

Description

트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법

제1도는 종래의 콘형 팁이미터를 나타내는 도면.

제2(a)도 내지 제2(f)도는 본 발명에 따른 트라이오드형의 화산형 이미터의 제작공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 서브게이트층 12 : 절연막

13 : 캐소드층 14 : 저항층

15 : 게이트 절연층 16 : 상부 게이트층

17 : 희생층 18 : 화산형팁

19 : 팁 20 : 제거부

본 발명은 전계방출 소자(FED)의 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법, 또는 화산형의 트라이오드(triode) 메탈팁 이미터의 제조 방법에 관한 것이다.

예로써, 제1도는 종래의 콘형 트라이오드 이미터를 나타내는 도면으로서, 대부분의 메탈팁 이미터는 제1도와 같이 콘형으로 이루어지는 것이 보통이다. 제1도와 같은 이미터에서는 게이트금속층(4)에 의한 전계에 의하여 이미터 팁(5) 상단에 고밀도의 전계가 형성되고, 캐소드층(2)의 전극라인에 의해 제공된 전자는 이 전계에 의해 진공중으로 터널링되어 방출되는 구조로서, 팁 상단의 적은 면적에서 대부분의 방출이 일어난다.

미설명부호 1과 3은 기판과 절연막이다.

이와 같은 종래의 콘형 팁이미터는 전계 방출 영역이 팁의 상부에 국한되어 있어 방출면적이 비교적 작은 단점이 있다. 한편, 화산형의 이미터의 경우에도 전계밀도나 전계방출 각도가 좋지 않은 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은, 추가적으로 서브(sub) 게이트 전극을 형성하여, 전계를 높이고 이미션 각을 향상시킴과 동시에 방출면적을 증가시켜, 화산형 이미터의 전계방출 특성을 향상시키도록 한것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성 및 특징을, 이하에서 더욱 구체적으로 상술한다.

제2(a)도 내지 제2(f)도는 본 발명에 따른 화산형 트라이오드 메탈 이미터의 제조 공정을 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이, 먼저 실리콘 또는 메탈을 이용하여 서브 게이트층(11)을 구성토록 한후, 콘형 팁(19)을 하부 게이트 전극용으로 형성한다(제2(a)도). 이때 하부 게이트 전극용인 팁의 형상은 콘형외에 원기둥형등으로도 형성시킬수 있다.

그리고, 그 위에 서브게이트층(11)을 절연시키는 절연막(12)을 형성한다. 그리고 또한, 그 위에 전극라인인 캐소드층(13)을 형성시킨다. 상기한 절연막(12)은 하부의 서브게이트층(11)과 상부의 캐소드층(13) 사이를 절연시킨다. 캐소드층(13) 위에는 아모포스(비정질) 실리콘 재질의 저항층(14)을 형성한뒤, 게이트 절연층(15)과 메탈로 이루어지는 상부게이트층(16)을 형성한다(제2(b)도).

그리고 포토레지스트(PR) 패턴을 이용하여, 제2(c)도에서 보듯이, 상부게이트층(16)에서 캐소드층(13)까지 식각한 후, 홀(hole) 패턴을 형성한다.

그런후, 아모포스 실리콘이나 폴리실리콘 등을 사용하여 희생층(17)을 화학증착(CVD:chemical vapor deposition)방법으로 형성한다. 이 희생층(17)은, 제2(d)도에서 보듯이, 상부 게이트 전극인 상부게이트층(16)과 화산형 팁(18) 이미터 사이의 거리를 결정하는 층이다.

그리고, 건식 식각방법을 이용하여 희생층(17)을 선택 식각하면 제2(e)도와 같은 형상이 이루어진다.

마지막으로, 절연막(12)을 습식식각을 이용하여, 원하는 만큼 즉 도면에서 제거부(20) 만큼 제거함으로서, 제2(f)도와 같은 모양의 트라이오드형의 화산형 이미터가 제작 완료된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 팁 끝의 전계밀도 증가에 의해 원하는 방향으로 나아갈 수 있도록 전계방출 특성을 향상시킬 수 있으며, 또한 제작시, 희생층(17)의 증착에 따라 상부게이트층(16)과 화산형팁(18) 사이의 거리를 조절할수 있는 장점이 있고, 그리고 서브 게이트층(11), 즉 하부게이트 전극의 전계(전위)조절에 따라 이미션(방출)의 각도, 이미션양을 조절할 수 있게 되고, 화산형 팁 특성에 따른 방출 면적이 향상되는 효과가 있다.

Claims

전계방출소자의 화산형 이미터를 제조하는 방법에 있어서, 팁(19)을 형성한 서브게이트층(11)을 제조하는 공정, 그리고, 그 위에 서브게이트층(11)을 절연시키는 절연막(12)을 형성한뒤 전극라인인 캐소드층(13)을 형성시키는 공정, 캐소드층(13)위에 저항층(14)을 형성한뒤, 게이트 절연층(15)과 메탈로 이루어지는 상부게이트층(16)을 형성하는 공정, 상부게이트층(16)에서 캐소드층(13)까지 식각한 후, 홀(hole) 패턴을 형성하는 공정, 화학증착(CVD:chemical vapor deposition)방법으로 희생층(17)을 형성하는 공정, 건식 식각방법을 이용하여 희생층(17)을 선택 식각하는 공정, 그리고 절연막(12)을 식각하여 제거하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법.
제1항에 있어서, 서브 게이트층(11)은 실리콘 또는 메탈 재질인 것을 특징으로하는 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법.
제1항에 있어서, 하부 게이트 전극용인 팁(19)의 형상은 콘형 또는 원기둥형중 어느 하나인 것을 특징으로하는 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법.
제1항에 있어서, 저항층(14)은 아모포스(비정질) 실리콘 재질로 이루어지는 것을 특징으로하는 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법.
제1항에 있어서, 상부게이트층(16)에서 캐소드층(13)까지 식각하는 것은 포토레지스트(RP) 패턴을 이용하여 홀(hole) 패턴을 형성하는 것을 특징으로하는 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법.
제1항에 있어서, 희생층(17)은 아모포스 실리콘이나 폴리실리콘 재질인 것을 특징으로하는 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법.
제1항에 있어서, 절연막(12)을 식각하여 제거하는 공정은 습식식각을 사용하여 제거하는 것을 특징으로하는 트라이오드형의 화산형 이미터 제작방법.