KR100469401B1 - Field emission device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전계 방출 소자에 관한 것으로, 특히 MIM(Metal Insulating Metal) 제작시 하부 전극과 상부 전극이 교차하는 부분을 위주로 양극 산화막을 형성하도록 하고, 그 외의 부분에는 연결 부분을 형성하도록 하여 응력에 의한 소자 파괴를 방지는데 적당하도록 한 전계 방출 소자 및 제조 방법에 관한 것이다. 종래 전계 방출 소자는 박막 자체의 응력과 열에 의한 응력 및 외부 충격에 의한 응력에 취약하며, 특히 하부 전극 상부에 형성되는 양극 산화막은 하부 전극의 길이방향 응력에 대단히 취약하므로 임의의 부분에서 파괴되어 상하부 전극의 절연이 파괴될 수 있고, 터널 산화막이 형성된 부분 역시 하부 전극의 길이방향 응력에 취약한 구조를 가지므로 터널 산화막이 파괴될 위험이 큰 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 하부 전극과 상부 전극이 교차하는 부분에만 절연 산화막을 형성하도록 함으로써 하부 전극의 길이방향 응력에 의한 양극 산화막 파괴를 방지하여 상하부 전극의 절연성을 유지하고, 터널 산화막의 손상을 방지하도록 하는 효과가 있으며, 궁극적으로는 소자의 신뢰성 및 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a field emission device, and in particular, when fabricating a metal insulating metal (MIM), the anode oxide film is formed around the portion where the lower electrode and the upper electrode intersect, and the connection portion is formed on the other portion by stress. The present invention relates to a field emission device and a manufacturing method adapted to prevent device destruction. Conventional field emission devices are susceptible to stresses caused by the thin film itself, thermal stresses and external impact stresses. In particular, the anode oxide film formed on the lower electrode is very vulnerable to the longitudinal stress of the lower electrode, so it is destroyed at any part of the upper and lower parts. Insulation of the electrode may be destroyed, and the tunnel oxide film is formed at a portion that is also susceptible to the longitudinal stress of the lower electrode, so there is a great risk of destruction of the tunnel oxide film. In view of the above problems, the present invention forms an insulating oxide film only at a portion where the lower electrode and the upper electrode intersect, thereby preventing the breakdown of the anodic oxide film due to the longitudinal stress of the lower electrode, thereby maintaining insulation of the upper and lower electrodes, and damaging the tunnel oxide film. This has the effect of preventing the damage, and ultimately has the effect of extending the reliability and life of the device.
Description
본 발명은 전계 방출 소자에 관한 것으로, 특히 MIM(Metal InsulatingMetal) 제작시 하부 전극과 상부 전극이 교차하는 부분을 위주로 양극 산화막을 형성하도록 하고, 그 외의 부분에는 연결 부분을 형성하도록 하여 응력에 의한 소자 파괴를 방지는데 적당하도록 한 전계 방출 소자 및 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a field emission device, and in particular, to form an anode oxide film around the intersection of the lower electrode and the upper electrode during MIM (Metal InsulatingMetal) fabrication, and to form a connection portion in the other parts of the device by the stress It relates to a field emission device and a manufacturing method adapted to prevent breakage.
다양한 표시 소자의 요구에 따라 표시 소자는 급속한 발전을 거듭해오고 있다. 최근에는 전계 방출(field emission)을 이용한 소자가 디스플레이 분야에 적용되면서, 크기 및 전력 소모를 감소시키면서도 높은 해상도를 제공할 수 있는 박막 디스플레이의 개발이 활발해지고 있다.Display elements have been rapidly developed in accordance with the demands of various display elements. Recently, as devices using field emission have been applied to the display field, development of thin film displays capable of providing high resolution while reducing size and power consumption has been actively developed.
상기 전계 방출 소자는 다양한 형태로 연구되고 있는데, 그 중에서도 MIM(Metal Insulating Metal)을 전자 방출원으로 사용하는 전계 방출 소자는 마이크로 팁이나 카본 나노튜브를 전자 방출원으로 사용하는 전계 방출 소자에 비해 대면적 제작이 용이하고 공정이 간단한 장점이 있으므로 광범위하게 사용되고 있다.The field emission devices have been studied in various forms. Among them, the field emission devices using MIM (Metal Insulating Metal) as electron emission sources are much larger than the field emission devices using micro tips or carbon nanotubes as electron emission sources. It is widely used because of the advantages of easy area fabrication and simple process.
상기 전계 방출 소자는 전자 방출원을 구비한 하판과 전자 방출원에 의해 발광하는 상판과, 상기 상판 및 하판을 지지하며 내부를 진공상태로 유지시키기위한 스페이서로 이루어져 있다.The field emission device includes a lower plate having an electron emission source, an upper plate emitting light by an electron emission source, and a spacer for supporting the upper plate and the lower plate and maintaining the inside in a vacuum state.
여기서는 MIM을 전자 방출원으로 적용한 하판에 관해 논의하도록 한다.This article discusses the bottom plate applying MIM as an electron emission source.
상기 하부 전극과 상부 전극은 전기적 단락을 방지하기위해 그 사이에 하부 전극을 양극 산화하여 형성한 양극 산화막이 절연을 위해 삽입되는데, 하부 전극을 양극 산화하여 형성하므로 터널 산화막 부분 및 패드 부분을 제외하고 하부 전극 전면에 균일한 산화막을 형성한다.An anode oxide film formed by anodizing the lower electrode is inserted between the lower electrode and the upper electrode to prevent electrical short circuits. The lower electrode and the upper electrode are formed by anodizing the lower electrode, except for the tunnel oxide layer and the pad portion. A uniform oxide film is formed over the entire bottom electrode.
하부 전극 전면에 균일한 산화막을 형성하는 종래의 전계 방출 소자 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.A conventional field emission device manufacturing method of forming a uniform oxide film on the entire lower electrode will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1a 내지 도1d는 종래 전계 방출 소자 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 하판 유리(1)의 상부 일부에 하부 전극(2)을 형성하는 단계(도1a)와; 상기 하부 전극(2)의 중앙부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(도 1b)와; 노출된 하부전극(2)의 상부에 양극 산화막(3)을 형성한 후 상기 포토레지스트를 제거하고 노출되는 하부 전극(2)의 상부에 터널 산화막(3')을 양극 산화하여 형성하는 단계(도1c)와; 상기 구조의 상부전면에 상부 전극(4)을 형성하고 패터닝하여 개구부를 형성하는 단계(도1d)로 이루어진다.1A to 1D are cross-sectional views of a conventional field emission device fabrication process, forming a lower electrode 2 on an upper portion of a lower plate glass 1 as shown therein (FIG. 1A); Forming a photoresist pattern in the center of the lower electrode (2); After forming the anode oxide film 3 on the exposed lower electrode 2, the photoresist is removed, and the tunnel oxide film 3 'is formed by anodizing on the exposed lower electrode 2 (FIG. 1c); The upper electrode 4 is formed on the upper surface of the structure and patterned to form an opening (Fig. 1D).
상기 단계들은 대략적인 제조 방법을 나타낸 것으로 상부 전극(4)과 양극 산화막(3) 사이에 필드 절연막이 형성될 수 도 있지만, 간략한 양극 산화막(3) 형성과정을 도시하기위해 주요 공정만을 도시하였다.Although the above steps show an approximate manufacturing method, a field insulating film may be formed between the upper electrode 4 and the anodizing film 3, but only the main process is shown to show a brief formation process of the anodizing film 3.
이하, 상기와 같이 구성된 종래 전계 방출 소자 제조방법의 일실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the conventional field emission device manufacturing method configured as described above will be described in more detail.
먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 하판 유리(1)의 상부에 알루미늄을 증착하고, 그 증착된 알루미늄을 습식 식각하여 상기 하판 유리(1)의 상부 일부에 하부 전극(2)을 형성한다. 여러 소자들이 동시에 형성되는 유리 기판(1) 상에는 소자가 형성될 위치에 하부 전극(2)들이 형성된다.First, as shown in FIG. 1A, aluminum is deposited on an upper portion of the lower plate glass 1, and the deposited aluminum is wet-etched to form a lower electrode 2 on an upper portion of the lower plate glass 1. On the glass substrate 1 on which several elements are formed at the same time, lower electrodes 2 are formed at the positions where the elements are to be formed.
그 다음, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 하부 전극(2)의 중앙부에 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 노출된 하부 전극(2)을 양극 산화법으로 산화시켜 산화 알루미늄인 양극 산화막(3)을 형성한다. 상기 포토레지스트로 보호한 하부 전극(2)상부 일부는 이후 터널 산화막이 형성될 부분이다. 상기 양극 산화막(3)은 터널 산화막이 형성될 부분과 연결을 위한 패드 부분을 제외한 상기 하부 전극(2) 전면에 균일한 두께로 형성된다.Then, as shown in FIG. 1B, after forming a photoresist pattern in the center of the lower electrode 2, the exposed lower electrode 2 is oxidized by anodizing to form an anodized film 3 of aluminum oxide. do. A portion of the upper portion of the lower electrode 2 protected by the photoresist is a portion where a tunnel oxide film is to be formed later. The anodic oxide film 3 is formed to have a uniform thickness on the entire surface of the lower electrode 2 except for a pad portion for connection with the portion where the tunnel oxide film is to be formed.
그 다음, 도 1c에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트를 제거하고 노출되는 하부 전극(2)의 중앙 상부에 터널 산화막(3')을 양극 산화법으로 산화시켜 형성한다. 즉, 상기 양극 산화막(3)과 동일한 물질이며, 터널 산화막(3')의 역할을 위해 박막이 형성되도록 한다.Then, as shown in FIG. 1C, the photoresist is removed and formed by oxidizing the tunnel oxide film 3 'on the center of the lower electrode 2 to be exposed by anodizing. That is, the same material as the anodic oxide film 3, and the thin film is formed to serve as the tunnel oxide film 3 '.
그 다음, 도1d에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부 전면에 알루미늄을 증착하여 상부 전극(4)을 형성한 후 상기 상부 전극(4)을 패터닝한다.Next, as shown in FIG. 1D, aluminum is deposited on the entire upper surface of the structure to form the upper electrode 4, and then the upper electrode 4 is patterned.
따라서, 상기 양극 산화막(3)은 상부 전극(4)과 하부 전극(2) 사이에대한 절연을 제공하게 된다.Thus, the anodization film 3 provides insulation between the upper electrode 4 and the lower electrode 2.
도 2a는 전술한 바와 같이 형성된 종래 전계 방출 소자 하판 일부에 대한 상부 평면도로서, 도시한 바와 같이 하부 전극 버스와 교차하는 상부 전극 버스들 및 그 교차점에 위치한 소자들이 나타나있다.FIG. 2A is a top plan view of a portion of the bottom of a conventional field emission device formed as described above, showing the top electrode buses intersecting with the bottom electrode bus and the devices located at their intersections as shown.
즉, 하부 전극 버스의 상부에 위치된 양극 산화막은 하부 전극 버스의 길이와 동일하게 한번에 형성된다.That is, the anodic oxide film located above the lower electrode bus is formed at the same time as the length of the lower electrode bus.
도 2b는 전술한 방법으로 도시된 하판 소자의 일부로서, 도 2a의 a방향 단면도이다. 도시한 바와 같이 유리 기판(1)상부에 형성된 하부 전극(2)과, 상기 하부 전극(2) 상부에 형성된 양극 산화막(3) 및 그 상부에 형성된 상부 전극(4)이 도시되어 있다. 상기 양극 산화막(3)은 터널 산화막(3')을 제외하고 하부 전극(2) 상에동일한 두께로 형성되어 있다. 따라서 해당 방향으로의 응력에 취약하다.FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the direction a of FIG. 2A as part of the lower plate element shown in the above-described method. As shown, a lower electrode 2 formed on the glass substrate 1, an anodized film 3 formed on the lower electrode 2, and an upper electrode 4 formed thereon are illustrated. The anodic oxide film 3 is formed to the same thickness on the lower electrode 2 except for the tunnel oxide film 3 '. Therefore, it is vulnerable to stress in that direction.
도 2c는 도 2a의 b 방향 단면도로서, 전술한 제조 방법의 단면도와 동일하며, 해당 방향은 전극의 길이가 짧으므로 응력에 강하다.FIG. 2C is a sectional view along the b direction of FIG. 2A, which is the same as the sectional view of the above-described manufacturing method, and the direction is resistant to stress because the length of the electrode is short.
도시한 바와 같이, 양극 산화막(3)은 하부 전극(2)과 상부 전극(4) 사이에 위치하여 절연막의 역할을 하게되는데, 하부 전극(2)과 상부 전극(4)의 교차지점 이외의 부분에도 동일한 두께로 형성되어 있다.As shown, the anodic oxide film 3 is positioned between the lower electrode 2 and the upper electrode 4 to serve as an insulating film, but the portion other than the intersection of the lower electrode 2 and the upper electrode 4. Is formed to the same thickness.
즉, 터널 산화막(3')은 박막 자체의 응력과 열에 의한 응력에 의해 쉽게 파괴될 수 있으며, 양극 산화막(3) 역시 동일한 두께를 가지므로 길이방향(도 2의 a) 응력에 의해 임의의 부분에서 파괴될 수 있어 절연 특성이 나빠지게 된다.That is, the tunnel oxide film 3 'can be easily broken by the stress of the thin film itself and the stress caused by heat, and since the anodic oxide film 3 also has the same thickness, any part is caused by the stress in the longitudinal direction (a of FIG. 2). It can be destroyed at, resulting in poor insulating properties.
따라서, 응력에 의한 양극 산화막(3) 및 터널 산화막(3')의 파괴를 방지할 수 있는 전계 방출 소자 및 제조 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a field emission device and a manufacturing method capable of preventing destruction of the anodized film 3 and the tunnel oxide film 3 'due to stress.
상기한 바와 같이 종래 전계 방출 소자는 박막 자체의 응력과 열에 의한 응력 및 외부 충격에 의한 응력에 취약하며, 특히 하부 전극 상부에 형성되는 양극 산화막은 하부 전극의 길이방향 응력에 대단히 취약하므로 임의의 부분에서 파괴되어 상하부 전극의 절연이 파괴될 수 있고, 터널 산화막이 형성된 부분 역시 하부 전극의 길이방향 응력에 취약한 구조를 가지므로 터널 산화막이 파괴될 위험이 큰 문제점이 있었다.As described above, the conventional field emission device is vulnerable to the stress of the thin film itself, the stress caused by heat and the external impact, and in particular, the anode oxide film formed on the lower electrode is extremely vulnerable to the longitudinal stress of the lower electrode. In this case, the upper and lower electrodes may be insulated and the insulation of the upper and lower electrodes may be destroyed, and the tunnel oxide layer may have a structure vulnerable to the longitudinal stress of the lower electrode.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 하부 전극과 상부 전극이 교차하는 부분에만 절연 산화막을 형성하고 하부 전극과 상부 전극이 교차하지 않는 부분에는 절연 산화막을 형성하지 않고 연결 부분을 형성하도록 하여 하부 전극의 길이 방향으로 응력이 발생하는 경우 연결 부분이 변형되어 응력을 해소하도록 하는 전계 방출 소자 및 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In view of the above problems, the present invention forms an insulating oxide film only at a portion where the lower electrode and the upper electrode cross, and forms a connection portion without forming an insulating oxide film at a portion where the lower electrode and the upper electrode do not cross. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a field emission device and a manufacturing method for deforming a connection part when stress occurs in the longitudinal direction to relieve stress.
도1a 내지 도1d는 종래 전계 방출 소자의 제조공정 수순단면도.1A to 1D are cross-sectional views of a manufacturing process of a conventional field emission device.
도2a는 종래 전계 방출 소자의 하판 구조를 보인 평면도.Figure 2a is a plan view showing a lower plate structure of a conventional field emission device.
도2b는 종래 전계 방출 소자 하판 구조의 일부 단면도.Figure 2b is a partial cross-sectional view of a conventional field emission device bottom plate structure.
도2c는 종래 전계 방출 소자 하판 구조의 일부 단면도.Fig. 2C is a partial sectional view of a conventional field emission device bottom plate structure.
도3a는 본 발명 전계 방출 소자 하판 구조의 일실시예를 보인 평면도.Figure 3a is a plan view showing an embodiment of the bottom structure of the field emission device of the present invention.
도3b는 종래 전계 방출 소자 하판 구조의 일부 단면도.Figure 3b is a partial cross-sectional view of a conventional field emission device bottom plate structure.
도3c는 종래 전계 방출 소자 하판 구조의 일부 단면도.Figure 3c is a partial cross-sectional view of a conventional field emission device bottom plate structure.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1:하판 유리 2:하부 전극1: bottom plate glass 2: bottom electrode
3:양극 산화막 3':터널 산화막3: anode oxide 3 ': tunnel oxide
3":연결 산화막 4:상부 전극3 ": connection oxide 4: upper electrode
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유리 기판 상부에 도전성 물질로 이루어지며, 다수의 소자 형성 위치에 단위별 버스 형태로 형성되는 하부 전극버스들과; 상기 하부 전극 버스들 상부에 위치되며 다수의 소자 형성 위치에서 하부 전극버스들과 교차하며, 교차점 중앙부에 개구부를 구비한 상부 전극 버스들과; 상기 상하부 전극 버스들 사이에 형성되며 상부 전극 버스들의 개구부와 상부 전극 버스들 사이의 일부 연결 영역을 제외한 부분에 위치하는 양극 산화막과; 상기 하부 전극 버스들의 개구부 하부와 하부 전극 버스 상부에 위치한 터널 산화막을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is made of a conductive material on the upper portion of the glass substrate, the lower electrode buses are formed in the form of a unit bus at a plurality of element formation positions; Upper electrode buses positioned above the lower electrode buses and intersecting with the lower electrode buses at a plurality of element formation positions, the upper electrode buses having an opening at a center of the intersection; An anodic oxide film formed between the upper and lower electrode buses and positioned at a portion excluding some connection region between the openings of the upper electrode buses and the upper electrode buses; And a tunnel oxide layer disposed below the opening of the lower electrode buses and the upper portion of the lower electrode bus.
상기 상부 전극들 사이에 위치하는 양극 산화막의 일부 연결 영역은 상기 터널 산화막과 같은 구조로 하부 전극층 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.A portion of the connection region of the anodic oxide film positioned between the upper electrodes is formed on the lower electrode layer in the same structure as the tunnel oxide film.
또한, 본 발명은 유리기판 상부에 도전성 물질을 성막하고 이를 습식 식각하여 하부 전극 버스를 형성한 후, 소자가 형성될 위치들과 이들 사이의 연결 영역 위치들을 포토레지스트 패턴으로 보호한 후 양극 산화하여 양극 산화막을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴을 제거하고 드러난 하부 전극 버스들을 산화하여 소자 형성 위치에는 터널 산화막을 형성하고 연결 영역들에는 연결 산화막을 박막으로 형성하는 단계와; 상기 구조물 상부에 도전성 물질을 성막하고 이를 패터닝하여 다수의 소자 형성 위치에서 하부 전극버스들과 교차하도록 패턴한 상부 전극 버스들을 형성한 후 터널 산화막들을 노출시키기위해 그 상부에 개구부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention forms a lower electrode bus by forming a conductive material on the glass substrate and wet etching the glass substrate, and then anodic oxidation after protecting the positions where the device is to be formed and the connection region positions therebetween with a photoresist pattern. Forming an anodic oxide film; Removing the photoresist pattern and oxidizing the exposed lower electrode buses to form a tunnel oxide film at a device formation position and a connection oxide film as a thin film on the connection regions; Depositing and patterning a conductive material over the structure to form upper electrode buses patterned to intersect the lower electrode buses at a plurality of device formation locations, and then forming openings thereon to expose tunnel oxide films. Characterized in that.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
도3a는 본 발명 전계 방출 소자 일실시예의 상면도로서, 상부 전극이 형성된 하판을 상부에서 본 평면도이다. 도시한 바와 같이, 하부 전극과 상부 전극들이 교차하고 있음을 알 수 있으며, 그 교차점에 소자들이 형성되는 중임을 알 수 있다.Figure 3a is a top view of an embodiment of the field emission device of the present invention, a top view of the lower plate on which the upper electrode is formed. As shown, it can be seen that the lower electrode and the upper electrode intersect, and that the elements are being formed at the intersection.
도시된 바와 같이, 상부 전극 버스들 하부에 위치하는 하부 전극에 따라 형성된 양극 산화막이 상부 전극 버스들 사이에서 변형되어 있는 것을 알 수 있다. 본 실시예에서는 터널 산화막과 동일한 공정을 통해 동시에 형성한 연결 영역들을 적용하고 있으며, 상기 연결 영역들의 두께는 터널 산화막과 동일한 박막이고 폭은 양극 산화막의 폭과 동일하다.As shown, it can be seen that the anodic oxide film formed along the lower electrode positioned below the upper electrode buses is deformed between the upper electrode buses. In this embodiment, connection regions formed at the same time through the same process as the tunnel oxide layer are applied. The thickness of the connection regions is the same as that of the tunnel oxide layer and the width is the same as the width of the anodic oxide layer.
따라서, 양극 산화막의 고유 응력과 열에 의한 응력이 발생하는 경우 중에서 하부 전극 버스의 길이 방향(a) 응력이 발생하는 경우 상기 연결 영역들이 변형 또는 파괴되면서 응력을 해소해 주게 된다. 이는 상부 전극과 하부 전극 사이에 위치하는 절연 산화막에 대한 응력과 터널 산화막에 대한 응력을 분산하기 때문에 상하전극 사이의 절연 산화막이 파괴되지 않도록 하여 절연성을 유지하도록 한다.Therefore, in the case where the intrinsic stress and heat stress of the anodic oxide film are generated, when the stress in the longitudinal direction (a) of the lower electrode bus is generated, the connection regions are deformed or broken to solve the stress. This disperses the stress on the insulating oxide film and the tunnel oxide film between the upper electrode and the lower electrode so that the insulating oxide film between the upper and lower electrodes is not destroyed so as to maintain insulation.
이를 좀더 구체적을 알아보기 위해서, 도 3a의 a방향 단면도의 일부를 도 3b에 도시하고, b방향 단면도의 일부를 도 3c에 도시하였다.To illustrate this in more detail, a part of a cross-sectional view of FIG. 3A is shown in FIG. 3B, and a part of a b-direction cross-sectional view is shown in FIG. 3C.
도 3b는 도시한 바와 같이, 유리 기판(1) 상부에 도전성 물질을 성막하고 이를 습식 식각하여 하부 전극(2) 버스를 형성한다. 도 3c의 하부 전극(2)은 경사진 측면을 가진 사다리꼴 모양이 되지만, 이를 측면에서 바라본 도 3b의 경우 하부 전극(2) 버스는 평탄하다.3B, a conductive material is deposited on the glass substrate 1 and wet-etched to form a lower electrode 2 bus. The lower electrode 2 of FIG. 3C has a trapezoidal shape with an inclined side, but in the case of FIG. 3B viewed from the side, the lower electrode 2 bus is flat.
도 3c에서, 이후 소자가 형성될 부분의 하부 전극(2) 상부 일부를 포토레지스트 패턴으로 보호하는데, 해당 부분은 이후 터널 산화막(3')이 형성될 부분이다. 하지만, 본 발명에서는 터널 산화막들(3')이 형성될 위치뿐만 아니라 해당 터널 산화막들(3') 사이에 형성할 연결 영역들 역시 포토레지스트 패턴으로 보호한다. 이를 위해서는 단순히 포토레지스트 패턴을 형성하기위한 마스크만을 변경하면 된다.상기 연결 영역들은 이후 형성될 상부 전극(4)들 사이에 위치하게 된다.In FIG. 3C, a portion of the upper portion of the lower electrode 2 of the portion where the device is to be formed later is protected by a photoresist pattern, which is a portion where the tunnel oxide film 3 'will be formed later. However, in the present invention, not only the positions where the tunnel oxide films 3 'are to be formed, but also the connection regions to be formed between the tunnel oxide films 3' are protected by a photoresist pattern. To do this, it is only necessary to change the mask for forming the photoresist pattern. The connection regions are located between the upper electrodes 4 to be formed later.
그 다음, 상기 포토레지스트 패턴에 의해 소정 영역들이 보호된 하부 전극을 양극 산화하여 양극 산화막(3)을 형성하는데, 이를 통해 포토레지스트 패턴이 형성된 부분을 제외한 하부 전극(2) 상부 전면에 도 3b 및 도 3c에 도시한 바와 같은 양극 산화막(3)이 형성된다.Then, anodizing the lower electrode protected by the photoresist pattern to form an anodic oxide film 3, through which the upper surface of the lower electrode 2 except for the photoresist pattern is formed, as shown in FIGS. An anodic oxide film 3 as shown in FIG. 3C is formed.
그 다음, 포토레지스트 패턴을 동일 공정에서 모두 제거하고, 드러난 하부 전극(2)을 산화하여 터널 산화막(3')과 연결 산화막(3")을 형성한다. 따라서, 연결 산화막(3")은 본 실시예에서 터널 산화막(3")과 동일한 두께를 가지며, 동일한 공정에서 실시되므로 부가되는 공정이나 비용이 발생하지 않는다.Then, all of the photoresist patterns are removed in the same process, and the exposed lower electrode 2 is oxidized to form the tunnel oxide film 3 'and the connecting oxide film 3 ". The embodiment has the same thickness as the tunnel oxide film 3 " and is performed in the same process, so that no additional process or cost is incurred.
그 다음, 상부 전극(4) 버스를 상기 양극 산화막(3)상부에 형성하게 되는데, 도 3b에 도시한 바와 같이 상부 전극(4) 버스와 하부 전극(2) 버스의 교차지점에는완전한 두께의 양극 산화막이 형성되어 있고, 하부 전극(2) 버스와 교차하지 않는 상부 전극(4) 버스들의 사이에는 양극 산화막(3)의 폭과 동일하며 두께가 얇은 연결 산화막(3")이 형성되어 있으므로 본 실시예의 구조에서는 상기 연결 산화막(3")의 구조가 가장 약하다.Then, an upper electrode 4 bus is formed on the anodic oxide film 3, and as shown in FIG. 3B, an anode of full thickness is formed at the intersection of the upper electrode 4 bus and the lower electrode 2 bus. Since the oxide film is formed and the connection oxide film 3 ", which is the same as the width of the anodic oxide film 3 and is thin, is formed between the upper electrode 4 buses that do not intersect the lower electrode 2 bus, the present embodiment. In the example structure, the structure of the connection oxide film 3 "is the weakest.
따라서, 하부 전극(2) 버스의 길이방향 응력이 발생하는 경우 상기 연결 산화막(3")이 변형 또는 파괴되어 상기 상하부 전극 사이의 양극 산화막에 전달되는 응력을 해소하고, 터널 산화막(3")에 가해지는 응력 역시 해소된다.Therefore, when the longitudinal stress of the lower electrode 2 bus occurs, the connection oxide film 3 "is deformed or destroyed to relieve stress transmitted to the anodic oxide film between the upper and lower electrodes, and to the tunnel oxide film 3". The stress applied is also eliminated.
본 실시예는 종래의 공정을 그대로 이용하여 추가되는 별도 공정이 없이도 본 발명을 실시할 수 있는 최적의 실시예를 도시한 것이지만, 상기 연결 영역(3")의 양극 산화막(3)을 제거하는 별도의 공정에 의해 상하부 전극이 교차하지 않는 부분의 양극 산화막(3)의 일부를 제거할 수도 있으며, 이는 명백히 본 발명의 범위에 포괄된다.This embodiment shows an optimal embodiment in which the present invention can be carried out without any additional process added using the conventional process as it is, but separate to remove the anodic oxide film 3 in the connection region 3 ". By the process of, a part of the anodic oxide film 3 in the portion where the upper and lower electrodes do not intersect may be removed, which is obviously covered by the scope of the present invention.
상기한 바와 같이 본 발명 전계 방출 소자 및 제조 방법은 하부 전극과 상부 전극이 교차하는 부분에만 절연 산화막을 형성하도록 함으로써 하부 전극의 길이방향 응력에 의한 양극 산화막 파괴를 방지하여 상하부 전극의 절연성을 유지하고, 터널 산화막의 손상을 방지하도록 하는 효과가 있으며, 궁극적으로는 소자의 신뢰성 및 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the field emission device and the manufacturing method of the present invention, the insulating oxide film is formed only at a portion where the lower electrode and the upper electrode intersect, thereby preventing the anodic oxide film from being destroyed by the longitudinal stress of the lower electrode, thereby maintaining the insulation of the upper and lower electrodes. In addition, there is an effect to prevent damage to the tunnel oxide film, and ultimately has the effect of extending the reliability and life of the device.
Claims (3)
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| KR10-2003-0005961A KR100469401B1 (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Field emission device and manufacturing method thereof |
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- 2003-01-29 KR KR10-2003-0005961A patent/KR100469401B1/en not_active IP Right Cessation
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