KR100547063B1 - 전자 방출 소자의 제조 방법 - Google Patents

전자 방출 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평면형 전자 방출 소자에 있어서 소자 특성을 안정화시킴과 동시에 전자 방출 효율의 향상을 도모하는 것에 있다.
절연성 기판 (10)의 동일 평면상에 형성된 한쌍의 전극 (l1) 및 (l2)을 갖고 이들에 도전성 박막 (l3) 및 (l4)을 형성하고, 박막 (l3) 및 (l4)상에 전자 방출부 (l7)를 형성한 평면형 전자 방출 소자에 있어서, 전자 방출부 (l7)를 붕소와 탄소를 포함하는 퇴적물 (15) 및 (l6)로 구성하여, 알킬보란, 아릴보란, 비닐보란, 알릴보란 중의 어느 하나를 포함하는 분위기 중에서 전극 (l1) 및 (l2)사이에 전류를 흘려 퇴적물 (15) 및 (l6)을 퇴적하였다.
전자 방출 소자, 절연성 기판, 전극, 도전성 박막, 전압 인가, 애노드, 배선

Description

전자 방출 소자의 제조 방법 {Processes for Preparing Electron Emission Devices}
도 1은 제1의 실시 형태에 관계되는 평면형 전자 방출 소자의 개략적인 구조를 설명하기 위한 단면도와 평면도이다.
도 2는 제2의 실시 형태를 설명하기 위한 것으로, 퇴적물의 형성에 이용하는 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 3은 제2의 실시 형태에 있어서의 전자 방출 소자 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 평면 MIM 형 소자의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 5는 평면 MIM 형 소자로 관측되는 전압 제어 부성 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 표면 전도형 소자의 전류-전압 특성을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
l0: 기판
l1, l2: 소자 전극
l3, l4: 소자 박막
15, l6: 박막상의 퇴적물
l7: 전자 방출부
Wd: 소자 전극의 폭
Wf: 박막의 폭
Dg: 소자 전극의 간격
Dc: 퇴적물의 퇴적되어 있는 폭
2l: 진공 용기
22: 배기 수단
23: 게이트 밸브
24: 유량 조절 수단
25: 재료 가스 공급 수단
26: 애노드에의 배선
27: 전자 방출 소자
28, 29; -극 측, +극 측 소자 전극에의 배선
3O: 전압 인가·측정 수단
100: 절연성 기판
1O1, lO2: 금 전극
103: 불연속막
104: 전자 방출부
106: 전극 간격
본 발명은 화상 형성 장치나 노광 장치 등에 응용 가능한 전자 방출 소자에 관한 것이며, 특히 평면 구조를 갖는 냉음극형의 전자 방출 소자에 관한 것이다.
최근, 평면 구조를 갖는 냉음극형의 전자 방출 소자가 제안되어 있다. 표면 전도형 또는 평면형 MIM 소자로 불리는 이러한 종류의 소자는, 평탄한 절연성 기판상에 일정 간격을 두고 형성된 한쌍의 소자 전극을 갖고, 양 전극 간에 형성된 박막상에 전자 방출부를 갖고 있다. 그리고, 단순한 구조를 갖기 때문에 예를 들면, 다수개의 소자를 동일 기판상에 형성하여, 전자원 어레이를 형성하는 방향으로 나아가고 있다. 이러한 전자원 어레이의 응용으로서, 박형 평면 디스플레이가 주목받고 있다. 발광 원리는 CRT와 동일하고 형광체의 전자 여기를 이용하는 것으로 에너지 효율이 높기 때문에 저소비 전력·고휘도·고콘트라스트의 자발광형의 박형 평면 디스플레이가 실현 가능하다.
평면형 MIM 소자의 일례에 대해서는 예를 들면, 비스쵸프(Bischoff) 등의 문헌 1 (Int. J. Electronics, 73 (1992) 1009 및 Int. J. Electronics, 70 (1991) 491)에서 보고되어 있다. 도 4에, 비스쵸프 등에 의한 소자의 모식도를 도시한다. 도면 중의 100은 절연성 기판, 101 및 102는 금 전극, 103은 금의 불연속 박막, 104는 전자 방출부를 이루는 퇴적막이다. 또한, 106은 전극 간격을 나타내고, 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛ 정도이다.
이러한 구조는 다음의 순서에 의해 형성된다. 우선, 절연성 기판 (100)위에 한쌍의 평면 금 전극 (l01) 및 (102)을 형성한다. 계속해서, 양 전극 (101) 및 (102)사이에 전기적으로 도통하는 데 충분한 두께를 갖는 금의 박막 (103)을 형성한다. 이어서 양 전극 (101) 및 (102)에 통전함으로써, 주울열에 의해 박막 (103)이 용융 절단, 파괴되어 불연속화된다. 불연속화 직후의 막은 고저항 상태에 있다. 이러한 박막 통전에 의한 불연속화 순서는「B 포밍」 (기본[Basic]포밍)으로 불리고 있다.
이렇게 해서 형성된 구조에 한층 더 「A 포밍」(흡착[Adsorption] 어시스트 포밍)라고 불리는 순서를 실시한다. A 포밍은, 탄화수소류를 함유하는 진공 중에서 행해진다. A 포밍에서는 소자에 20 V 이하의 전압을 인가함으로써 불연속막부에 발생하는 고전계 작용에 의해 몇분사이에 소자의 저항이 내려가고 소자 전류가 증대한다.
A 포밍을 실시한 후, 소자에 통전함으로써 전자 방출 이외에도 발광이 관측되는 것이 상기의 문헌 1에서 보고되어 있다. 이 발광 스펙트럼 해석에 의해 소자상의 도전막의 격자 온도는 약 1,000 K 정도로, 또한 전자의 온도는 4,000 K 정도로 되어 있다고 추정되고 있다. 전자 방출부 근방은 이러한 고온에 견딜 수 있는 물질로 구성되어 있어야 한다.
이것으로부터 비스쵸프 등은 A 포밍 후의 평면 MIM 소자의 전극 간격부가 탄소를 포함하는 도전성 물질로 완전히 덮혀 있고 이 물질이 그래파이트화된 탄소막이라 논하고 있다.
또한, 소자 전류에 대한 방출 전류의 비(방출 효율)은 매우 작아 10-6 정도이고, 전류-전압 특성은 도 5와 같은 전압 제어부성 저항 특성(VCNR 특성)을 나타낸다(문헌2:Pagnia, Phys. Stat. So1.(a) 108 (1988) l1).
표면 전도형 소자는 평면 MIM 형 소자와 유사한 구조를 갖는 것이다. 예를 들면, 일본 특개평 l1-297192호 공보에서 일례가 보고되어 있는 것이 있다. 상술한 소자와 같이 포밍이라는 공정을 거쳐, 소자 박막상에 전기적으로 불연속한 부분을 형성하여 활성화라고 불리는 공정에 의해 박막상에 탄소를 포함하는 퇴적물이 퇴적되어 있다. 상술했던 평면 MIM 형 소자와 비교하여 예를 들면 일본 특개평 l1-297192호 공보의 표면 전도형 소자는 도 6과 같이 VCNR 특성을 나타내지 않는 단조 증가형의 전류-전압 특성을 갖고 있다. 또한, 방출 효율이 10-3 정도이고, 평면 MIM 형에 비해 높은 점이 특징적으로 상이하다.
그러나, 평면형 전자 방출 소자에 있어서는 장기간에 걸쳐 보다 안정된 특성이 요망되고 있다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 평면 MIM형 소자에서는 전자 방출부 부근이 매우 고온이 된다는 것이 알려져 있고 상술의 탄소를 포함하는 막의 안정성 향상이 요망되고 있다. 또한, 방출 전류의 소자 전류에 대한 비(효율)의 향상이 특히 요망되고 있다. 즉, 이러한 평면형 전자 방출 소자를 디스플레이에 응용할 경우, 선순차 구동을 이용하여 동일 배선상의 다수의 화소를 동시에 점등시키면 각각의 소자에 흐르는 전류의 총화가 동일한 배선에 흘러들어 거대한 전압 강하를 가져와 휘도 불균일이 발생되는 등의 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하 기 위해서는 각 화소를 구성하는 각각의 전자 방출 소자의 효율을 향상시켜, 보다 적은 소자 전류에 의해 원하는 방출 전류를 얻을 수 있도록 하는 것이 필요하다.
이와 같이 종래, 평면형 전자 방출 소자에 있어서는 장기간에 걸쳐 보다 안정된 특성이 요구되고 있고 이 때문에 전자 방출부를 이루는 막의 안정화가 요망되고 있다. 또한, 디스플레이에 응용하고자 하는 경우, 특히 전자 방출 효율의 향상이 요망되고 있다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로 그 목적하는 소자 특성을 안정화시킴과 동시에 전자 방출 효율의 향상을 가져오는 것이 가능한 평면형 전자 방출 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같은 구성을 갖는다.
즉, 본 발명은 기판상에 형성된 한쌍의 전극에 전기적으로 접속된 박막과, 이 박막상에 형성된 전자 방출부를 구비한 전자 방출 소자에 있어서, 상기 전자 방출부가 붕소와 탄소를 포함하는 퇴적물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 기판상에 형성된 한쌍의 전극에 전기적으로 접속된 박막과, 이 박막상에 형성된 전자 방출부를 구비한 전자 방출 소자에 있어서, 상기 전자 방출부가 붕소와 질소를 포함하는 퇴적물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 기판상에 형성된 한쌍의 전극에 전기적으로 접속된 박막과, 이 박막상에 형성된 전자 방출부를 구비한 전자 방출 소자에 있어서, 상기 전자 방 출부가 붕소, 탄소 및 질소를 포함하는 퇴적물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서 본 발명의 바람직한 실시 형태로서는 다음과 같은 것을 들 수 있다.
(1) 기판은 절연성 기판 또는 고저항 기판인 것.
(2) 한쌍의 전극 간에 전기적으로 접속된 박막에는 전극 대향 방향과 교차하는 방향으로 미소 간극이 설치되고 있는 것. 그리고, 이 미소 간극을 포함하고 상기 간극 근방에 퇴적물이 형성되어 있는 것.
(3) 붕소와 탄소를 포함하는 퇴적물 중의 붕소는 탄소와 결합한 붕소인 것. 게다가, 탄소와 붕소의 함유량의 몰비가 3 대 1 내지 10,000 대 1인 것.
(4) 붕소와 탄소를 포함하는 퇴적물은 d 002 면 간격이 0.35 nm보다도 작은 그래파이트 모양의 층상 구조를 부분적으로 형성하고 있는 것.
(5) 붕소와 질소를 포함하는 퇴적물이 붕소-질소 결합을 포함하는 것. 게다가, 붕소와 질소의 함유율의 몰비가 2 대 1 내지 1 대 2 범위인 것.
(6) 붕소와 질소를 포함하는 퇴적물은 질화 붕소인 것. 또한, 붕소와 질소를 포함하는 퇴적물이 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 황 중의 어느 하나 또는 복수 원소를 갖는 것.
(7) 붕소, 탄소 및 질소를 포함하는 퇴적물이 질화 붕소를 포함하는 상과 탄소를 포함하는 상으로 부분적으로 상 분리되어 있는 것.
또한 본 발명은 기판상에 형성된 한쌍의 전극 사이에 도전성 박막을 형성하는 공정과, 상기 박막상에 붕소와 탄소를 함유하는 퇴적물로 이루어지는 전자 방출 부를 형성하는 공정을 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서, 붕소와 탄소를 함유하는 화합물을 포함하는 분위기 중에서, 또는 붕소를 함유하는 화합물과 탄소를 함유하는 화합물을 포함하는 분위기 중에서 상기 전극 간에 소정의 전류를 흘려 상기 전자 방출부를 이루는 퇴적물을 퇴적시키는 것을 특징으로 한다.
여기에서 본 발명의 바람직한 실시 형태로서는 다음과 같은 것을 들 수 있다.
(1) 전자 방출 소자를 이루는 퇴적물을 퇴적하는 분위기는 치환 또는 비치환된 알킬보란, 아릴보란, 비닐보란, 알릴보란 중의 어느 하나를 포함하는 분위기인 것.
(2) 전자 방출 소자를 이루는 퇴적물을 퇴적하는 분위기는 치환 또는 비치환된 알콕시보란, 아릴옥시보란, 비닐옥시보란, 알릴옥시보란 중의 어느 하나를 포함하는 분위기 중인 것.
또한 본 발명은 기판상에 형성된 한쌍의 전극 사이에 도전성 박막을 형성하는 공정과, 상기 박막상에 붕소와 질소를 함유하는 퇴적물로 이루어지는 전자 방출부를 형성하는 공정을 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서, 치환 또는 비치환된 아민보란 착체, 아미노보란, 붕소-질소 환상 결합을 갖는 화합물 중의 어느 하나를 포함하는 분위기 중에서 상기 전극 간에 소정의 전류를 흘려 상기 전자 방출부를 이루는 퇴적물을 퇴적시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 기판상에 형성된 한쌍의 전극 사이에 도전성 박막을 형성하는 공정과 상기 박막상에 붕소, 탄소 및 질소를 함유하는 퇴적물로 이루어지는 전 자 방출부를 형성하는 공정을 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서, 치환 또는 비치환된 아민보란 착체, 아미노보란, 붕소-질소 환상 결합을 갖는 화합물 중의 어느 하나를 포함하는 분위기 중에서 상기 전극 간에 소정의 전류를 흘려 상기 전자 방출부를 이루는 퇴적물을 퇴적시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 전자 방출부를 이루는 퇴적물이 (1) 붕소와 탄소, (2) 붕소와 질소, (3) 붕소와 탄소와 질소 중의 어느 하나를 함유하도록 함으로써 퇴적물의 장기적인 안정화를 도모할 수 있고 게다가 적은 소자 전류로 원하는 전자 방출 전류를 얻을 수 있다. 따라서, 소자 특성을 안정화시킴과 동시에 전자 방출 효율의 향상을 가져오는 것이 가능해진다. 또한, 상기의 분위기 가스를 이용함으로써, (1), (2), (3)의 퇴적물을 쉽게 제조할 수 있다.
<발명의 실시의 형태>
이하, 본 발명을 하기 실시 형태에 의해서 상세히 설명한다.
<제1의 실시 형태>
도 l은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관계되는 평면형 전자 방출 소자의 개략 구조를 설명하기 위한 것으로, (a)는 단면도, (b)는 평면도이다.
도면 중 10은 절연성 기판, l1 및 l2는 소자 전극, l3 및 14는 소자 박막, 15 및 l6은 박막 (l3) 및 (l4)상에 퇴적된 퇴적물, l7은 퇴적물 (15) 및 (l6)의 사이 부근에 형성된 전자 방출부를 나타내고 있다.
기판 (10)에는 절연성 또는 고저항의 재료를 이용할 수 있다. 따라서, 석영 유리, 석영, 나트륨 유리, 소다 석회 유리, 붕규산 유리, 인 유리 등의 Si02를 주성분으로 하는 기판, Al203 등의 기타 절연성 산화물 기판, AlN 등의 질화물 절연체로 이루어지는 기판 등에서 적절하게, 경제성이나 생산성 등의 요인을 고려하여 선택할 수 있다. 기판 표면 근방에서는 107 V/cm 이상의 내압을 갖는 것이 바람직하다. 이 때문에, Na+ 이온 등의 이동성 이온 종류는 표면 근방에서 미리 제거되어 있을 필요가 있다. 따라서, 나트륨 유리 등의 이동성 이온 종류를 포함하는 재료를 이용하는 경우는 그 표면에, SiN 등의 확산 방지층을 형성하고, 더우기 그 표면에 Si02 막 등의 표면층을 형성할 수도 있다(도시되지 않음).
소자 전극 (l1) 및 (l2)은 도전성 금속, 반도체, 반금속 재료로부터 선택된 재료를 사용할 수 있고 바람직하게는 도전율이 높고 내산화성이 높은 전이 금속을 사용할 수 있다. 예를 들면, Ni, Au, Ag, Pt, Ir 등이 바람직하다. 두께는 수십 nm 내지 수 ㎛ 정도의 범위로 충분한 도전성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 막 두께는 균일하게 형성되어 있는 것이 바람직하고 막 박리, 들뜸, 말림은 극히 존재하지 않는 것이 바람직하다.
소자 전극 (11) 및 (l2)을 형성하기 위한 막의 기판상으로의 형성 방법으로서는 진공 증착이나, 도금, 콜로이드액으로부터의 석출 등의 방법에서 선택하여 사용할 수 있다. 막 기판에의 밀착성이 부족한 경우는 기판 표면에 나노 스케일의 거칠어진 표면을 형성해 두는 것, 또는 기판과 막과의 사이에 밀착층이 되는 제2의 재료(도시되지 않음)을 미리 형성해 두는 것이 필요하다. 막의 패터닝 방법으로서 마스크 증착, 레지스트 전광에 의한 패터닝과 에칭, 리프트 오프, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄등의 방법에서 임의로 선택하여 이용하는 것이 가능하지만 막의 단부에서 말림이 발생하기 어려운 방법이 바람직하다.
소자 전극 (11) 및 (12)의 폭 Wd와 소자 박막 (l3) 및 (l4)의 폭 Wf는 필요로 하는 방출 전류량이나, 소자에 허용되는 점유 면적에 의해 결정된다. 예를 들면, 1 mm로 할 수가 있다. 또한, 소자 전극 (11) 및 (12)의 간격 Dg은 수십 nm에서 수십 ㎛의 범위로 적절하게 설정할 수 있고 이용 가능한 패터닝 방법이나 복수 소자사이에서의 특성 변동의 허용 범위 등의 요인에 기초하여 결정할 수 있다.
소자 박막 (13) 및 (14)에는 마찬가지로 금속, 반 금속, 반도체로부터 선택된 재료를 이용할 수 있다. 불연속이 되는 한계 정도로 얇고, 도전성이 있는데 필요충분한 두께로 형성되어 있는 것이 바람직하다. Ni, Co, Fe, Pd, Au, Pt, Ir 등의 촉매성 천이 금속을 이용하는 것이 특히 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 박막 (13) 및 (14)은 통상 연속 형성된 후에, 통전 가열 등의 방법에 의해 전기적으로 잘게 절단되어 있는 것이다. 형성 방법으로서는 스팩터, CVD, MBE, 레이저 박리 등의 진공 증착, 도금이나 콜로이드 용액으로부터의 석출, 표면을 알칸티올 등의 유기 분자로 안정화한 금속 ·반도체 초미립자에 의한 자기 조직화막 석출 등의 방법으로부터 선택하여 이용할 수 있다.
퇴적물 (15) 및 (16)은 박막 (l3) 및 (l4)상 및 이러한 미소 간극내에 형성되어 있고 퇴적물 (15)와 (l6)의 경계 부근이 전자 방출부를 이루고 있다. 퇴적물 (15) 및 (16)의 퇴적폭 Dc은 수 nm로 지극히 작은 것이다. 퇴적물 (15) 및 (l6)은 각각 박막 (l3) 및 (l4)에 전기적으로 접속되어 있고, 전자 방출부 (l7)가 형성되는 부분 부근을 경계로서 서로 전기적으로 분리되어 있다.
다음으로 본 실시 형태에 있어서의 퇴적물 (15) 및 (16)의 조성 및 구조에 대해서 설명한다. 퇴적물 (15) 및 (l6)에 포함되는 붕소는 탄소와 결합한 붕소인 것이 바람직하다. 또한, 퇴적물 (15) 및 (l6)에 포함되는 탄소와 붕소의 함유량은 몰비 3대 1 내지 10,000 대 1인 것이 바람직하다. 특히, 5 대 1 내지 100 대 1인 것이 바람직하다. 또한, 퇴적물 (15) 및 (l6)에 포함되는 붕소가 탄소와 결합을 갖고 있고 퇴적물의 탄소와 붕소가 d 002면 간격, 즉 c축 방향의 양 간격이 0.35 nm보다도 작은 그래파이트 모양의 층상 구조를 부분적으로 형성하고 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의해 탄소를 주성분으로 하여 붕소를 함유하지 않는 퇴적물을 전자 방출부에 퇴적시킨 소자와 비교하여, 장기간에 걸친 소자 특성의 안정성이 현격히 상승하고 있다. 이 구조는 충분히 해명되고 있지 않지만 일반적으로 붕소를 함유하는 탄소 섬유의 내산화성이 높은 것이 알려져 있고, 이것이 본 실시 형태에 있어서도 안정성 향상에 기여하고 있다고 추측된다. 또한, 퇴적물 (15) 및 (l6)은 상이한 조성의 퇴적물 순서대로 적층하여 형성한 것일 수도 있지만, 이 경우 최표층의 퇴적물이 이상 설명한 구성을 갖고 있는 것이 특히 바람직하다.
(제2의 실시 형태)
다음으로 본 발명의 제2의 실시 형태에 관해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 전자 방출 소자의 구조는 제1의 실시 형태에서 설명한 것과 개략적으로 동일하고, 도 1에 모식적으로 나타낸 구조로 되어 있다. 퇴적물 (15) 및 (l6)을 제외한 소자 전극 (11) 및 (12), 박막 (l3) 및 (l4), 기판 (10) 등에 요구되는 구조, 특성은, 제1의 실시 형태의 설명에 기술하고 있는 것과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
여기에서는 제2의 실시 형태에 적용 가능한 퇴적물 (15) 및 (l6)의 바람직한 형성 방법의 일례에 관해서 설명한다. 박막 (l3) 및 (l4)상에의 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적은 퇴적물의 재료가 되는 기재를 포함하는 분위기 중에서 소자 전극 (l1) 및 (12)사이에 통전하여 소자를 구동함으로써 행해진다. 덧붙여서, 박막 (l3) 및 (l4)은 통전에 의한 퇴적물 퇴적에 앞서 미리 잘게 절단된 상태에 형성된다. 이하, 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적에 이용하는 장치 구성과, 제조 공정의 예에 관해서 순서대로 설명한다.
도 2에, 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적에 이용하는 장치의 구성을 나타낸다. 도면 중의 21은 진공 용기, 22는 배기 수단, 23은 게이트 벨브, 24는 유량 조절 수단, 25는 재료 가스 공급 수단, 26은 애노드에 접속되어 있는 배선, 27은 상기 도 1에 나타내는 바와 같은 전자 방출 소자, 28 및 29는 각각 -극 측면, +극 측면의 소자 전극에 접속되어 있는 배선이다. 26, 28 및 29는 전압 인가 ·측정 수단 (30)에 접속되어 있다.
진공 용기 (21)는 통상의 진공 장치에 이용하는 메탈 챔버를 사용할 수 있고 10-5 Pa (파스칼) 이하, 특히 바람직하게는 10-8 Pa 이하의 도달 진공도를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 배기 수단 (22)은 오일 프리의 배기 수단인 것이 바람직하고, 자기 부상 터보 분자 펌프, 다이어프램 펌프, 스크롤 펌프, 이온 펌프, 티탄서블리메이션 펌프, 게터 펌프, 흡인 펌프 등을 적절하게 조합한 것을 이용할 수 있다.
재료 가스 공급 수단 (25)은 재료를 수납한 용기와, 재료의 무기압 조정용 용기 온도 조절 기구, 재료 가스의 1차 압력 조정 기구 등으로 구성되어 있다. 용기내의 재료는 기체, 액체, 고체의 어느 하나만으로도 용기 온도와 1차 압력을 적절하게 조정할 수 있다. 이 재료 가스 공급 수단은, 동시에 복수의 재료 가스를 공급할 수 있도록, 복수의 공급 수단이 병렬로 배치되어 있는 것일 수도 있다.
재료 가스 공급 수단 (25)에 의해서 공급되는 재료로서 붕소를 함유하는 화합물, 또는 붕소와 탄소를 함유하는 화합물을 포함하는 재료를 바람직하게 이용할 수 있다. 예를 들면, 3불화붕소 (BF3), 삼염화붕소 (BCl3), 삼브롬화붕소 (BBr3 ), 삼요오드화붕소 (BI3)등의 할로겐화보란, 디보란 (B2H6), 테트라보란 (B 4H10) 등의 Bn H2n+2으로 나타내는 보란, o-카르보란 (C2B10Hl2 ) 등의 카르보란 등에서 선택해 이용할 수 있다. 또한, 상기의 재료 중, 탄소를 포함하지 않는 화합물을 이용하고 있는 경우는 탄화수소 등의 탄소를 포함하는 재료를 동시에 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 탄소를 포함하는 재료를 일정 시간 공급한 후에 공급을 정지하고 계속해서 붕소를 포함하는 재료를 공급할 수도 있다.
그리고 보다 바람직하게는 알킬보란, 아릴보란, 비닐보란, 알릴보란중의 어 느 하나 또는 알콕시보란, 아릴옥시보란, 비닐옥시보란, 알릴옥시보란 중의 어느 하나를 이용할 수 있다. 이들은 독성이나 부식성의 관점에서 할로겐화보란이나 보란에 비해 취급하기 쉬운 것이 많다. 특히 바람직하게 이용 가능한 알킬보란의 예로서는 트리에틸보란 ((C2H5)3B), 트리메틸보란 ((CH3)3 B) 등이, 아릴보란의 예로서는, 트리페닐보란 ((C6H5)3B)나, 페닐기를 할로겐으로 치환한 디클로로페닐보란 ((C6H5)Cl2B), OH기로 치환한 페닐붕산 ((C6H5)(OH) 2B) 등을 이용할 수 있다.
또한, 특히 바람직하게 이용 가능한 알콕시보란의 예로서, 트리에톡시보란 ((C2H5O)3B), 트리메톡시보란 ((CH3O)3B) 등을 들 수 있고, 아릴옥시보란의 예로서는 트리페닐보레이트 ((C6H5O)3B) 등을 들 수 있다.
다음에 이상 설명한 수단과 재료를 이용하여 퇴적물 (15) 및 (l6)을 박막 (l3) 및 (l4)상에 퇴적할 때까지 공정의 바람직한 일례를 도 3을 참조하여 설명한다.
(공정 1)
도 3(a)에 나타내는 바와 같이 소자 전극 (l1) 및 (l2)과 박막 (l3) 및 (l4)이 형성된 기판 (10)을 상기 도 2에 표시하는 장치의 진공 용기 (21)내에 설치한다. 이 시점에서는 박막 (l3) 및 (l4)은 연속으로 형성되어 있고, 아직 서로 전기적으로 분단되어 있지 않다. 그리고, 소자 전극 (l1) 및 (l2)을 각각 배선 (28) 및 (29)에 접속하여 용기 (21)내를 배기한다.
(공정 2)
배선 (28) 및 (29)을 통해 소자 전극 (l1) 및 (l2)에 접속된 박막 (l3) 및 (l4)에 통전한다. 이 때, 박막 (l3) 및 (l4)상에 열이 발생하여 박막 (l3) 및 (l4)이 국소적으로 응집하여, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 부분적으로 불연속이 되는 개소가 발생한다. 불연속 부분은 즉시 확대하여, 박막을 +극 측면 (l3)과 -극 측면 (l4)으로 분단한 결과, 전류가 거의 흐르지 않게 된다. 이 시점에서 통전을 종료한다.
(공정 3)
퇴적물 (15) 및 (l6)의 재료가 되는 가스를 진공 용기 (2l) 내에 도입하여 유량, 배기 속도를 조정함으로써, 일정한 압력으로 안정화시킨다. 진공 용기 (21)내의 압력은 예를 들면, 이온 게이지 등을 이용하여 계측할 수 있다. 바람직하게는, 4중극 질량 분석계 등을 이용하여, 진공 용기 (21) 내의 가스종의 조성을 모니터해 제어할 수 있다. 진공 용기 (21)내에서의 바람직한 압력은 이용하는 활성화 가스에 의존하여 10Pa 정도 내지 10-6Pa 정도의 범위로부터 선택할 수 있다.
(공정 4)
통전 수단 (30)을 이용하여 소자 (27)에 통전을 하면 방출 전자, 전계, 열 등의 작용에 의해 재료 가스가 분해되고 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 재료 가스에 포함되는 붕소 및 탄소를 포함하는 퇴적물 (15) 및 (l6)이 퇴적된다. 그리고, 퇴적물 (15) 및 (l6)의 일부가 전자 방출부 (l7)를 이룬다. 여기서 통전 수단 (30)에 의해 인가되는 전압은 직류, 삼각파, 단형파, 펄스 파형 등에서 적절하게 선택하여 이용할 수 있다.
(공정 5)
퇴적물 (15) 및 (16)의 퇴적에 수반해 소자 전류가 증대한다. 통전은 소자 전류가 충분히 증대한 시점에서 종료한다. 통전 종료의 판단 기준은 소자에 필요로 하는 전류량이나 전류-전압 특성 등에 의해 결정된다.
(공정 6)
퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적 종료 후, 잔류한 재료 가스를 충분히 제거함으로써, 새로운 퇴적을 억제시켜 특성을 안정화시킨다. 또한, 이상의 소자 박막상에 퇴적물을 형성하는 공정은 복수회 반복할 수도 있고 상이한 조성의 막을 차례로 중첩시켜 퇴적시키는 것도 가능하다.
(제3의 실시 형태)
다음으로 본 발명의 제3의 실시 형태에 관해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서 전자 방출 소자의 구조 및 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적에 이용하는 수단의 구성이나 공정은 상기의 제1, 제2의 실시 형태에서 설명한 것과 개략적으로 동일하다. 여기에서는 차이점에 관해서만 설명한다.
제3의 실시 형태에서는, 퇴적물 (15) 및 (l6)은 붕소와 질소를 포함하는 것이다. 보다 바람직하게는, 퇴적물 (15) 및 (l6)이 붕소-질소 결합을 포함해 붕소와 질소의 함유율의 몰비가 2 대 1 내지 1 대 2의 범위인 것이 바람직하다. 특히, 몰비가 1 대 1인 것이 바람직하다. 또한, 상기의 붕소와 질소를 포함하는 퇴적물 은 질화 붕소인 것이 바람직하다. 또한, 질화 붕소는 육방정 또는 입방정 결정 형태를 갖고 있는 것이 특히 바람직하고 그 입경은 적어도 1 nm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 전자 방출 소자로서 이용하는 경우 수소를 함유하는 분위기로 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의해서 높은 전자 방출 효율을 갖는 소자를 실현할 수 있다. 그리고, 이러한 붕소와 질소를 함유하는 퇴적물은 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 황 중 어느 하나를 함유하고 있는 것이 바람직하고 그 함유율은 10 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이들 제3의 원소를 함유하고 있는 것에 의해 소자 전류, 방출 전류를 모두 증대시킬 수 있다.
제3의 실시 형태에 있어서 퇴적물(15), (l6)의 퇴적에 이용되는 재료로서, 아민보란 착체, 아미노보란, 붕소-질소 환상 결합을 갖는 화합물 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 특히 바람직하게 이용할 수 있는 아민보란 착체로서는, 암모니아보란 착체 (NH3:BH3), 트리에틸아민보란 착체 ((C2H5)3 N:BH3), 디메틸아민보란 착체 ((CH3)2N:BH3), 피리딘보란 착체 ((C5H5N):BH3 ), 4-메틸피리딘보란 착체 (CH3(C5H4N):BH3), N'N-디에틸아닐린보란 착체 ((C6H 5)(C2H5)2N:BH3), N'N-디이소프로필에틸아민보란 착체 (i-C3H7)2(C2H5)N:BH3 ), 2,6-루티딘보란 착체 ((CH3)2(C5H3N):BH3) 등을 들 수 있다.
또한, 특히 바람직하게 이용할 수 있는 아미노보란으로서는 보란아민 (NH2 :BH2), 트리스디메틸아미노보란 ((N(CH3)2)3B), 트리스메틸아미노보란 ((NH(CH3))3B) 등을 이용할 수 있다. 또한, 붕소-질소 환상 결합을 갖는 화합물로서, 보라진 (H6B3N3), 1,3,5-트리메틸보라진 ((CH3)3N3 H3B3), 2,4,6-트리메틸보라진 ((CH3)3B3H3N3), 헥사메틸보라진 ((CH3) 6B3N3) 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
또한, 상기의 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 황을 퇴적물 (15) 및 (l6)에 함유시키는 경우에는 재료 가스를 진공 용기에 도입할 때, 이러한 원소를 함유하는 다른 재료 가스를 별도 설치한 공급 수단에 의해 동시에 공급하는 것이 바람직하다.
알루미늄을 함유하는 재료 가스로서는 트리에틸알루미늄 (Al(C2H5)3), 트리메틸아민아란 착체 (AlH3:N(CH3)3), 트리이소프로폭시알루미늄 (Al(i-OC3 H7)3) 등을, 마그네슘을 함유하는 재료 가스로서는 비스시클로펜타디에닐마그네슘 (Mg(C5H5)2 ), 비스메틸시클로펜타디에닐마그네슘 (Mg(CH3C5H4)2)등을, 인을 함유하는 재료 가스로서는, 트리에틸인 (P(C5H5)3), 아인산트리메틸 (P(OCH3)3 ), 아인산트리에틸 (P(OC2H5)3) 등을, 규소를 함유하는 재료 가스로서는 테트라에틸실란 (Si(C2H5)4), 테트라디메틸아미노실란 (Si[N(CH3)2]4) 등을 그리고 황을 함유하는 재료 가스로서는 디에틸황 (S(C2H5)2), 에탄티올 (C2H5SH) 등의 알칸티올, 티오펜 (H4C4S) 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
(제4의 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제4의 실시 형태에 관해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서 소자의 구조 및 퇴적물 (l5) 및 (l6)의 퇴적에 이용하는 수단의 구성이나 공정은 상기의 제l, 제2, 제3의 실시 형태에서 설명한 것과 개략적으로 동일하다. 여기에서는 상위점에 관해서만 설명한다.
제4의 실시 형태에서는 퇴적물 (15) 및 (l6)은 붕소와 질소와 탄소를 포함하는 퇴적물이다. 보다 바람직하게는 퇴적물 (15) 및 (16)이 붕소-질소 결합을 포함하고, 붕소와 질소의 함유량의 몰비가 2 대 1 내지 1 대 2의 범위인 것이 바람직하다. 특히, 몰비가 1 대 1인 것이 바람직하다. 또한, 탄소의 함유량은 몰 ％로 1 ％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 퇴적물 (15) 및 (l6)이 질화 붕소를 포함하는 상과 탄소를 포함하는 상으로 부분적으로 상 분리되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 제4의 실시 형태에 있어서의 퇴적물 (15) 및 (16)의 퇴적에 이용되는 재료로서 제3의 실시 형태와 동일하게 아민보란 착체, 아미노보란, 붕소-질소 환상 결합을 갖는 화합물 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 탄소를 퇴적물 (15) 및 (l6)에 함유시키기 위해 이러한 재료에 첨가하여, 별도의 탄화수소 재료 가스를 동시에 진공 용기내에 도입하여 소자 구동을 하는 것이 바람직하다. 또한, 탄화수소 재료 가스를 일정 시간 진공 용기내에 도입하여 소자 구동을 한 후에 배기하여 상기의 붕소와 질소를 포함하는 재료를 진공 용기내에 도입하여 소자 구동을 하는 것이 특히 바람직하다.
제3의 실시 형태에 있어서 설명한 것과 동일하게 특히 바람직하게 사용할 수 있는 아민보란 착체로서는, 암모니아보란 착체 (NH3:BH3), 트리에틸아민보란 착체 ((C2H5)3N:BH3), 디메틸아민보란 착체 ((CH3)2 N:BH3), 피리딘보란 착체 ((C5H5N):BH3), 4-메틸피리딘보란 착체 (CH3(C5H4N):BH3), N'N-디에틸아닐린보란 착체 ((C6H5)(C2H5)N:BH3), N'N-디이소프로필에틸아민보란 착체 ((i-C3H7)2(C2H5)N:BH3), 2,6-루티딘보란 착체 ((CH3)2(C5H3N):BH3) 등을 들 수 있다.
또한, 특히 바람직하게 이용할 수 있는 아미노보란으로서는, 보란아민 (NH2 :BH2), 트리스디메틸아미노보란 ((N(CH3)2)3B), 트리스메틸아미노보란 ((NH(CH3))3B) 등을 이용할 수 있다. 또한, 붕소-질소 환상 결합을 갖는 화합물로서 보라진 (H6B3 N3), l,3,5-트리메틸보라진((CH3)3N3H3B3), 2,4,6-트리메틸보라진 ((CH3)3B3H3N3), 헥사메틸보라진 ((CH3)6B3N3 ) 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 각 실시 형태에 관해서 이하의 실시예에 의해 더욱 자세히 설명한다.
(실시예 1)
여기에서는 이하에 표시하는 붕소를 함유하는 재료 가스를 이용하여 상기 도 1에 도시한 바와 같이 소자 박막 (l3) 및 (l4)상에 퇴적물 (15) 및 (l6)을 퇴적시킬 경우 (1 내지 5)와, 탄화 수소를 이용할 경우 (6)와의 비교를 하였다.
각각의 가스에 대한 고유의 조건에 대해서는 이하에 나타내는 대로이다. 덧 붙여, 어떠한 경우에도 기판(10)은 석영 유리를, 소자 전극 (l1) 및 (l2)에는 Ir을, 소자 박막 (l3) 및 (14)에는 Au 증착막을 이용하고 있고, 소자 박막 (l3) 및 (l4)의 폭 Wf는 100 ㎛이고, 소자 전극 (l1) 및 (l2)의 폭 Dg는 5 ㎛ 이었다. 또한, 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적 공정은 먼저 제2의 실시 형태에 있어서 설명한 것와 동일하고 이하에는, 개개의 재료 가스를 이용한 경우에 고유의 조건 및 이들 재료 가스를 도입한 진공 용기내에서 퇴적물 (15) 및 (l6)을 퇴적시키기 위해 소자를 구동할 때, 소자에 인가한 전압 파형과 전압 인가 시간에 관해서 나타내고 있다.
재료 가스 유량비 전체 압력 시간 파형
1 BCl3 + C6H6 9:1 133 x 10-3Pa 10 분 삼각파 120Hz
2 C12C6H5B + H2 1:10 133 x 10-5Pa 5 분 삼각파 120Hz
3 (C6H5)3B 133 x 10-6Pa 5 분 삼각파 120Hz
4 (C2H5O)3B 133 x 10-5Pa 10 분 삼각파 120Hz
5 (C2H3)3B 133 x 10-6Pa 5 분 삼각파 120Hz
6 C6H6 133 x 10-4Pa 5 분 삼각파 120Hz
이상의 조건에서 도 2에 표시하는 진공 용기 (21)내에 재료 가스를 도입하여, 용기 (21)내의 소자 (27)를 구동함으로써 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적을 하였다. 이 후에 소자 윗쪽에 애노드를 설치하여 특성 평가를 한 바, 소자 전류, 방출 전류, 효율, 일정 시간내의 소자 전류의 변동률은 하기와 같았다.
재료 가스 소자 전류 방출 전류 효율 전류 변동
1 BCl3 + C6H6 1.0 mA 2.7 ㎂ 0.27 ％ 1.8 ％
2 C12C6H5B + H2 1.2 mA 3.3 ㎂ 0.28 ％ 1.5 ％
3 (C6H5)3B 1.5 mA 3.9 ㎂ 0.26 ％ 1.2 ％
4 (C2H5O)3B 0.8 mA 1.8 ㎂ 0.23 ％ 2.1 ％
5 (C2H3)3B 1.1 mA 3.1 ㎂ 0.23 ％ 1.7 ％
6 C6H6 1.3 mA 2.7 ㎂ 0.21 ％ 5.0 ％
따라서, 탄화수소인 벤젠 (6)을 이용하는 경우에 비해 붕소를 갖는 가스를 이용한 경우는 전류 변동이 1/5로부터 1/2정도로 억제되어 있는 것을 알았다. 또한, 효율도 10 ％ 내지 30 ％ 정도 향상되고 있는 것을 알 수 있고, 붕소를 함유하는 재료를 이용하여 도 l의 퇴적물 (l5) 및 (l6)을 형성하는 것에 의한 효율 향상 효과와 소자의 특성의 안정화가 인정되었다. 또한, 퇴적물을 오제이 전자 분광 및 X 선 회절에 의해 분석한 결과, 이하의 값을 얻었다.
재료 가스 퇴적물 중의 붕소 함유율 d 002 값
1 BCl3 + C6H6 2 ％ 0.345 ㎚
2 C12C6H5B + H2 15 ％ 0.338 ㎚
3 (C6H5)3B 17 ％ 0.335 ㎚
4 (C2H5O)3B 0.1 ％ 0.370 ㎚
5 (C2H3)3B 14 ％ 0.341 ㎚
6 C6H6 0 ％ 0.382 ㎚
이상의 결과로부터, 퇴적물 중 붕소의 탄소에 대한 비의 증대에 따라 d 002값이 감소하고 있는 것을 알았다. 또한, d 002 값이 작은 순서로 소자 특성이 안정화하고 있는 것이 판명되어, 이러한 값의 사이에 상관이 있는 것이 확인되었다.
(실시예 2)
다음으로 이하에 표시하는 붕소와 질소를 함유하는 재료 가스 (1 내지 4)를 이용하여 상기 도 1에 나타내는 바와 같이 소자 박막 (l3) 및 (l4)상에 퇴적물 (15) 및 (l6)을 퇴적시킬 경우와, 탄화 수소를 이용할 경우 (5)의 비교를 하였다.
각각의 가스에 대한 고유의 조건에 대해서는 이하에 나타내는 대로이다. 덧붙여, 어느 경우에도 기판 (10)은 석영 유리를, 소자 전극 (l1) 및 (l2)에는 Ir을 이용하고 있다. 소자 박막 (13) 및 (l4)에는 내열성 향상을 위해 Ir 증착막을 이용하고 있다. 소자 박막 (l3) 및 (l4)의 폭 Wf는 100 ㎛이고, 소자 전극 (l1) 및 (l2)의 폭 Dg는 5 ㎛이었다. 또한, 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적 공정은 상기의 제2의 실시 형태에 있어서 설명한 것과 동일하고, 이하에는 개개의 재료 가스를 이용할 경우에 고유의 조건 및 이러한 재료 가스를 도입한 진공 용기 (21)내에서, 퇴적물을 퇴적시키기 위해 소자를 구동할 때 소자에 인가한 전압 파형과 전압 인가 시간에 관해 나타내고 있다.
Figure 112003039755477-pat00007
이상의 조건으로 도 2에 표시하는 진공 용기 (21)내에 재료 가스를 도입하여 용기 (21)내의 소자 (27)를 구동함으로써 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적을 하였다. 이 후에 소자 윗쪽에 애노드를 설치하여 특성 평가를 한 바 소자 전류, 방출 전류, 효율, 일정 시간 이내의 소자 전류의 변동률은 하기와 같았다.
Figure 112003039755477-pat00008
또한, 퇴적물을 오제이 전자 분광에 의한 퇴적물 중 성분의 분석 결과는 하 기와 같다.
Figure 112003039755477-pat00009
이상의 결과로부터, 트리에틸아민보란 ((C2H5)3N:BH3)을 이용한 경우 (1)과, 트리스디에틸아미노보란 ((N(CH3)2)3B)를 이용한 경우 (2)는 함께 탄화수소인 벤젠 (C6H6)를 이용한 경우 (5)에 비해 효율이 향상되고 특성의 안정화가 되고 있는 것을 알게 되었다.
덧붙여, 퇴적물의 구성 원소가 붕소와 질소뿐인 경우 소자 전류, 방출 전류는 모두 벤젠인 것과 비교하여 1 자리수 정도 작아지고 있지만, 에탄티올 (C2H5SH)를 재료 가스에 첨가할 경우 (3, 4), 소자 전류, 방출 전류가 같이 증대하여 효율이 향상하였다.
(실시예 3)
본 실시예에서는 이하에 표시하는 재료 가스를 이용하여 상기 도 1의 퇴적물 (15) 및 (l6)로서, 붕소와 탄소와 질소를 모두 포함하는 것을 퇴적시킬 경우에 대해서 설명한다. 이하, 탄소, 붕소, 질소를 포함하는 퇴적물을 도 1의 박막 (13) 및 (l4)상에 퇴적시킨 소자 (1 내지 5)와, 탄화수소(벤젠)를 퇴적시킨 소자 (6)의 사이에서의 비교를 나타낸다.
사용한 각각의 가스에 대한 고유의 조건을 하기에 나타낸다. 또한, 어느 경우에나, 기판 (10)은 석영 유리를, 소자 전극 (l1) 및 (l2)은 lr을, 소자 박막 (l3) 및 (l4)은 Au 50 ％-Co 5O ％ 증착막을 이용하고, 소자 박막 (l3) 및 (l4)의 폭 Wf는 100 ㎛이고, 소자 전극 (l1) 및 (l2)의 폭 Dg는 5 ㎛이었다. 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적 공정은 제2의 실시 형태에 있어서 설명한 것과 동일하다.
이하, 개개의 재료 가스를 이용한 경우에 고유의 조건 및 이들 재료 가스를 도입한 진공 용기내에서 퇴적물을 퇴적시키기 위해 소자를 구동할 때, 소자에 인가한 전압 파형과 전압 인가 시간에 대해서 나타내고 있다. 단지, (7)에서는 벤젠 (C6H6)를 5분 동안 공급한 후에, 피리딘보란 ((C5H5N):BH3 )를 5분 동안 공급하였다.
Figure 112003039755477-pat00010
이상의 조건에서 진공 용기 (21)내에 재료 가스를 도입하여, 용기 (21)내의 소자 (27)를 구동함으로써 퇴적물 (15) 및 (l6)의 퇴적을 행하였다. 이 후에, 소자 윗쪽에 애노드를 설치하여, 특성 평가를 행한 바, 소자 전류, 방출 전류, 효율, 일정 시간내의 소자 전류의 변동률은 하기와 같았다.
Figure 112003039755477-pat00011
이상의 결과에서 퇴적물 (15) 및 (l6)이 붕소와 탄소와 질소를 포함하고 있는 경우 (1 내지 5), 탄소만을 포함하는 퇴적물을 소자에 형성할 경우 (6)에 비해 효율이 20 ％ 내지 50 ％ 정도 향상하여, 전류 변동이 l/3 내지 1/5로 억제되는 것이 판명되었다. 또한, (7)에서는 (6)에 비하여 효율이 180 ％로 대폭 향상하는 것이 판명되었다.
본 발명이 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 실시 형태에서는 단일한 소자에 대해서만 설명하였지만, 이것을 매트릭스형으로 배치함으로써 평면형 디스플레이나 노광 장치에 적용하는 것이 가능해진다. 또한, 각부의 재료나 제법 등은 사양에 따라 적절하게 변경이 가능하다. 기타, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변형하여 실시할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전자 방출부를 이루는 퇴적물을 (1) 붕소와 탄소, (2) 붕소와 질소, 또는 (3) 붕소와 탄소와 질소를 함유하는 것으로 함으로써, 퇴적물의 장기적인 안정화를 도모할 수 있고 더구나 적은 소자 전류로 원하는 전자 방출 전류를 얻을 수 있다. 따라서, 소자 특성을 안정화시킴과 동시에 전자 방출 효율의 향상을 가져오는 것이 가능한 평면형 전자 방출 소자를 실 현하는 것이 가능해진다.


















Claims (12)

  1. 삭제
  2. 기판상에 형성된 한쌍의 전극의 사이에 도전성 박막을 형성하는 공정과, 상기 박막상에 붕소와 질소를 함유하는 퇴적물로 이루어지는 전자 방출부를 형성하는 공정을 포함하는 전자 방출 소자의 제조 방법에 있어서, 우선 상기 전극을 붕소를 함유하지 않는 가스 분위기에 노출시키는 제1 공정과, 제1 공정의 후에 상기 전극을 붕소를 함유하는 가스 분위기에 노출시키는 제2 공정을 경유하는 것에 의해 상기 전자 방출부를 이루는 퇴적물을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공정은, 상기 전극간에 소정의 전류를 흘려 퇴적물을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 공정은 치환 또는 비치환된 아민보란 착체, 아미노보란, 붕소-질소 환상 결합을 갖는 화합물 중의 어느 하나를 포함하는 분위기 중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 공정은 치환 또는 비치환된 알킬보란, 아릴보란, 비닐보란, 알릴보란 중의 어느 하나를 포함하는 분위기 중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 공정은 치환 또는 비치환된 알콕시보란, 아릴옥시보란, 비닐옥시보란, 알릴옥시보란 중의 어느 하나를 포함하는 분위기 중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자의 제조 방법.
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