KR19980022878A

KR19980022878A - Manufacturing method of edge type emitter for field emission device

Info

Publication number: KR19980022878A
Application number: KR1019960042165A
Authority: KR
Inventors: 김태곤
Original assignee: 엄길용; 오리온전기 주식회사
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-07-06
Also published as: KR100254673B1

Abstract

본 발명은 FED(FIELD-EMISSION DISPLAY)에 관한 것으로서, 특히 전계방출소자용 에지형(EDGE TYPE) 에미터에 관한 것으로, 기판(20)상에 절연충(22)을 코팅한후 포토레지스트(24)를 도포하여 경사식각하고, 그위에 스퍼터링법에 의해 하부게이트전극(23)을 형성하고 포토레지스트(24)를 제거하는 단계와, 하부게이트 전극(23)상에 하부게이트절연막(26)을 도포후 표면을 평탄화한후 그위에 포토레지스트(28)을 도포하고, 상기 도포된 포토레지스트(28)를 백-노광에 의해 셀프-얼라인시키고 이미지 리버설방법에 의해 포토레지스트(28)을 남긴후 그위에 증착기를 이용하여 에미터전극(32)을 형성한후 포토레지스트(28)을 제거하는 단계와, 에미터전극(32)상에 상부게이트절연층(27)을 코팅한후 포토레지스트(29)를 도포하고, 상기 포토레지스트(29)를 백-노광에 의해 셀프-얼라인으로 패터닝한후 상부게이트 절연층(27)을 경사식각하는 단계와, 경사식각된 상부게이트 절연층(27)에 포토레지스트(29)을 슬럼핑에 의해 열처리시킨후 절연막을 방향성 건식식각하고, 포토레지스트(29)를 제거후 E-BEAM 증착에 의해 경사증착과 수직증착으로 상부게이트전극(34)를 형성하고, 절연막을 습식식각에 의해 일정영역 제거하는 단계로 구성된 에지형 에미터는 낮은 구동전압을 사용할 수 있고, 방출특성을 향상시키며 구동시 신호지연이 감소되는 효과가 있다.The present invention relates to an FED (FIELD-EMISSION DISPLAY), and more particularly, to an edge type emitter for a field emission device, and includes a photoresist 24 coated with an insulating insect 22 on a substrate 20. ) To form a lower gate electrode 23 by sputtering and to remove the photoresist 24, and to apply the lower gate insulating film 26 on the lower gate electrode 23. After the surface is planarized, a photoresist 28 is applied thereon, the applied photoresist 28 is self-aligned by back-exposure, and the photoresist 28 is left by an image reversal method. Removing the photoresist 28 after forming the emitter electrode 32 using the evaporator thereon, and coating the upper gate insulating layer 27 on the emitter electrode 32 and then photoresist 29. And self-align the photoresist 29 by back-exposure. And patterning the upper gate insulating layer 27 in a stepped manner, heat treating the insulated upper gate insulating layer 27 by slumping the photoresist 29 and then directionally dry etching the insulating film, The edge-type emitter formed by removing the resist 29 and forming the upper gate electrode 34 by gradient deposition and vertical deposition by E-BEAM deposition, and removing a predetermined region by wet etching the insulating film has a low driving voltage. It can be used to improve the emission characteristics and reduce the signal delay during driving.

Description

Manufacturing method of edge type emitter for field emission device

본 발명은 FED(FIELD-EMISSION DISPLAY)에 관한 것으로서, 특히 전계방출소자용 에지형(EDGE TYPE) 에미터에 관한것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to FED (FIELD-EMISSION DISPLAY), and more particularly to an edge type emitter for field emission devices.

FED는 에미터 팁으로 부터 전자를 방출시켜 투명도전막이 형성된 애노우드의 형광물질에 충돌시킴으로써, 형광물질이 자극을 받아 형광체의 최외각 전자들이 여기되고 천이되는 과정에서 자극을 발생된 빛을 이용하여 원하는 화상을 표시하는 전계방출장치로서, 최소한의 전력으로 고해상도 및 고휘도의 칼라패턴을 표현할 수 있는 이점이 있어, 음극선관이나 액정 디스플레이(LCD) 등의 다른 표시장치를 대체할 수 있는 것으로서 현재 많은 연구가 진행되어 오고 있다.The FED emits electrons from the emitter tip and impinges on the fluorescent material of the anode, in which the transparent conductive film is formed, and uses the light generated by the stimulus when the fluorescent material is stimulated to excite and transition the outermost electrons of the phosphor As a field emission device that displays a desired image, it has the advantage of expressing high-resolution and high-brightness color patterns with a minimum of power, and can replace other display devices such as cathode ray tubes and liquid crystal displays (LCDs). Is going on.

도 1 에 도시된 바와 같이 종래의 전계방출소자용 에지형 필드 에미터의 구성을 보면 기판(1)상에 2개의 게이트전극(12,13)이 형성되어 있으며 상기 게이트전극(12)과 게이트전극(13)의 사이에 에지형 에미터(11)가 형성되어 있고, 상기 에지형 에미터(11)과 상부측에 형성되어 있는 게이트전극(13)의 사이에는 상부게이트 절연막(6)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, two gate electrodes 12 and 13 are formed on a substrate 1, and the gate electrode 12 and the gate electrode are formed on the substrate 1. An edge type emitter 11 is formed between the 13 and an upper gate insulating film 6 is formed between the edge type emitter 11 and the gate electrode 13 formed on the upper side. have.

그리고, 에지형 에미터(11)의 하부측에 형성되어 있는 것으로 게이트전극(12)과의 사이에는 하부게이트절연막(4)이 형성되어 있고, 기판(1)과 게이트전극(12)과의 사이에는 절연층(2)가 형성되어 있다.The lower gate insulating film 4 is formed between the gate electrode 12 and the lower side of the edge type emitter 11, and is formed between the substrate 1 and the gate electrode 12. Insulating layer 2 is formed.

상기와 같이 형성되어 있는 것으로 게이트전극(12)와 게이트전극(13)에 전류를 인가하여 유도하면 사이에 형성되어 있는 에지형 에미터(11)에서 전자를 방출시키게 되는데 도 1 에 도시된 바와 같은 종래에는 에지형 에미터(11)와 게이트전극(12)과 게이트전극(12)간의 사이에 형성되어 있는 사이의 길이가 비교적 길게 형성되어 있어 게이트전극(12)와 게이트전극(13)의 사이에 형성된 에지형 에미터(11)의 사이에 거리가 넓어져 높은 구동전압을 필요로 하게 되고, 또한 구동시 신호지연이 증가하는 문제점이 있었다.As described above, when the current is applied to the gate electrode 12 and the gate electrode 13, the electrons are emitted from the edge type emitter 11 formed therebetween, as shown in FIG. Conventionally, the length between the edge type emitter 11 and the gate electrode 12 and the gate electrode 12 is formed to be relatively long, so that between the gate electrode 12 and the gate electrode 13 The distance between the formed edge type emitter 11 is widened, requiring a high driving voltage, and there is a problem that the signal delay increases during driving.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 에지형 에미터와 게이트전극간의 거리를 좁혀 구동시 신호지연을 줄일 수 있는 전계방출소자용 에지형 에미터의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an edge emitter for a field emission device which can reduce signal delay during driving by narrowing the distance between the edge emitter and the gate electrode. It is.

도 1 은 종래의 에지형 에미터를 나타내는 도면.1 shows a conventional edge type emitter.

도2a∼도2e는 전계방출소자용 에지형 에미터의 제조공정의 순서를 나타내는 도면.2A to 2E are views showing the procedure of the manufacturing process of the edge type emitter for the field emission device.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

20: 기판 22: 절연층20: substrate 22: insulating layer

23,34: 게이트전극 26: 하부게이트절연막23, 34: gate electrode 26: lower gate insulating film

27: 상부게이트절연막 24,28,29: 포토레지스트27: upper gate insulating film 24, 28, 29: photoresist

32: 에미터전극32: emitter electrode

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전계방출소자용 에지형 에미터의 제조방법은, 기판상에 절연충을 코팅한후 포토레지스트를 도포하여 경사식각하고, 그위에 스퍼터링법에 의해 하부게이트전극을 형성하고 포토레지스트를 제거하는 단계와, 하부게이트 전극상에 하부게이트절연막을 도포후 표면을 평탄화한후 그위에 포토레지스트을 도포하고, 상기 도포된 포토레지스트를 백-노광에 의해 셀프-얼라인시키고 이미지 리버설방법에 의해 포토레지스트을 남긴후 그위에 증착기를 이용하여 에미터전극을 형성한후 포토레지스트를 제거하는 단계와, 에미터전극상에 상부게이트절연층을 코팅한후 포토레지스트를 도포하고, 상기 포토레지스트를 백-노광에 의해 셀프-얼라인으로 패터닝한후 상부게이트 절연층을 경사식각하는 단계와, 경사식각된 상부게이트 절연층에 포토레지스트을 슬럼핑에 의해 열처리시킨후 절연막을 방향성 건식식각하고, 포토레지스트를 제거한후 E-BEAM 증착에 의해 경사증착과 수직증착으로 상부게이트전극를 형성하고, 절연막을 습식식각에 의해 일정영역 제거하는 단계로 이루어져 있다.In order to achieve the above object, the manufacturing method of the edge type emitter for the field emission device of the present invention, after coating the insulating worm on the substrate and applying a photoresist and inclined etching, and the lower gate by the sputtering method thereon Forming an electrode and removing the photoresist; applying a lower gate insulating film on the lower gate electrode; and then planarizing the surface, and then applying a photoresist thereon, and applying the photoresist to self-alignment by back-exposure. After the photoresist is left by the image reversal method, forming an emitter electrode using a vapor deposition machine thereon, removing the photoresist, coating the upper gate insulating layer on the emitter electrode, and then applying the photoresist. Patterning the photoresist by self-aligning by back-exposure and then obliquely etching the upper gate insulating layer; After heat-treating the photoresist on the etched upper gate insulating layer by slumping, the insulating film is directionally dry-etched, and after removing the photoresist, the upper gate electrode is formed by gradient deposition and vertical deposition by E-BEAM deposition, and the insulating film is wet-etched. It consists of a step of removing a certain area.

상기와 같이 구성된 전계방출소자용 에지형 에미터의 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.The manufacturing method of the edge type emitter for a field emission element comprised as mentioned above is demonstrated in detail based on attached drawing.

도2a∼도2e는 전계방출소자용 에지형 에미터의 제조공정의 순서를 나타내는 도면이다.2A to 2E are views showing the procedure of the manufacturing process of the edge type emitter for the field emission device.

기판(20)상에 절연충(22)을 코팅하고 난후에 경사식각을 하기 위하여 포토레지스트(24)를 도포한후, 포토레지스트(24)의 위에 스퍼터링법에 의해 하부게이트전극(23)을 형성하고 포토레지스트(24)를 제거(lift off)한다.After coating the insulator 22 on the substrate 20, the photoresist 24 is applied to incline etching, and then the lower gate electrode 23 is formed on the photoresist 24 by sputtering. And the photoresist 24 is lifted off.

상기 하부게이트전극(23)상에 하부게이트절연막(26)을 도포한 후에 굴곡이 생성된 표면을 평탄화한후 그위에 패턴을 형성하기 위하여 포토레지스트(28)을 도포한다.After applying the lower gate insulating layer 26 on the lower gate electrode 23, the surface where the bending is formed is planarized, and then a photoresist 28 is applied to form a pattern thereon.

상기 기판(20)은 포토레지스트를 이용하여 패턴을 형성하기 위하여 백-노광을 사용하므로 상기 기판(20)은 빛이 통과되는 유리기판을 사용하는 것이 바람직하다.Since the substrate 20 uses back-exposure to form a pattern using a photoresist, the substrate 20 preferably uses a glass substrate through which light passes.

상기 패턴형성을 위해 도포된 포토레지스트(28)를 백-노광(back exposure)에 의해 셀프-얼라인(self-align)시키고 이미지 리버설(image reversal)방법에 의해 조사되어진 부분은 남게되고 조사되지 않은 부분은 제거되는 현상으로 포토레지스트(28)을 남긴후 그위에 증착기를 이용하여 에미터전극(32)을 형성한후 포토레지스트(28)을 제거(lift off)한다.The photoresist 28 applied for pattern formation is self-aligned by back exposure and the portion irradiated by the image reversal method remains and is not irradiated. The portion is removed, leaving the photoresist 28 and forming an emitter electrode 32 thereon using a vapor deposition machine thereon to lift off the photoresist 28.

상기 에미터전극(32)상에 상부게이트절연층(27)을 코팅한후 포토레지스트(29)를 도포하여 상기 도포된 포토레지스트(29)를 백-노광에 의해 셀프-얼라인으로 패터닝한후 상부게이트절연층(27)을 경사식각한다.After coating the upper gate insulating layer 27 on the emitter electrode 32 and then applying a photoresist 29 to pattern the coated photoresist 29 self-aligned by back-exposure The upper gate insulating layer 27 is inclined etched.

상기 경사식각된 상부게이트 절연층(27)에 포토레지스트(29)을 슬럼핑(slumping)에 의해 열처리시킨후 절연막을 방향성 건식식각하고, 포토레지스트(29)를 제거후 E-BEAM 증착에 의해 경사증착과 수직증착으로 상부게이트전극(34)를 형성하고, 절연막을 습식식각에 의해 일정영역을 제거하여 스페이스를 형성한다.After the photoresist 29 is heat-treated by slumping the photoresist 29 on the inclined etched upper gate insulating layer 27, the insulating film is directionally dry-etched, and the photoresist 29 is removed, and then the insulator is inclined by E-BEAM deposition. The upper gate electrode 34 is formed by vapor deposition and vertical deposition, and a space is formed by removing a predetermined region by wet etching the insulating film.

상기와 같은 방법으로 제조된 에지형 에미터는 기판(20)상에 형성되어 있는 평행하게 형성된 에지형 에미터(32)의 양측면에 평행하게 형성된 게이트전극(34,23)의 끝부분이 에미터(32)의 끝부분을 향하여 꺾여져 형성되게 된다.The edge emitter manufactured by the above-described method has an emitter (ie, the ends of the gate electrodes 34 and 23 formed in parallel on both sides of the parallel-type edge emitter 32 formed on the substrate 20). 32 will be bent toward the end of the formed.

상기 에지형 에미터(32)의 끝부분을 향하여 꺾여져 있는 게이트전극(34,23)에 의해 에지형 에미터(32)에서 방출되는 전자는 게이트전극(34,23)이 가깝게 형성되어 있어 직진성 있게 집속시켜 방출시킨다.The electrons emitted from the edge emitter 32 by the gate electrodes 34 and 23 bent toward the end of the edge emitter 32 are formed so that the gate electrodes 34 and 23 are close to each other. Focus and release.

본 발명과 같이 게이트전극이 에지형 에미터의 끝단을 향하여 꺾여져 있으므로 게이트와 에미터간의 사이를 줄일 수 있어 누설전류를 억제할 수 있어 구동시 신호지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.Since the gate electrode is bent toward the end of the edge type emitter as in the present invention, it is possible to reduce the gap between the gate and the emitter to suppress the leakage current, thereby reducing the signal delay during driving.

Claims

After coating the insulator 22 on the substrate 20, the photoresist 24 is applied to the substrate 20 to be inclined and etched. Then, the lower gate electrode 23 is formed by sputtering thereon and the photoresist 24 is removed. Steps,

After the lower gate insulating film 26 is applied on the lower gate electrode 23, the surface is planarized, and then the photoresist 28 is applied thereon, and the applied photoresist 28 is self-aligned by back-exposure. Leaving the photoresist 28 by the image reversal method and forming an emitter electrode 32 thereon using a vapor deposition machine thereon, and then removing the photoresist 28;

After coating the upper gate insulating layer 27 on the emitter electrode 32 and then applying a photoresist 29, patterning the photoresist 29 in a self-aligned by back-exposure and then the upper gate Inclining the insulating layer 27,

After the photoresist 29 is heat-treated by the slumping of the photoresist 29 to the inclined etched upper gate insulating layer 27, the insulating film is directionally dry-etched. And forming an upper gate electrode (34) and removing a predetermined region by wet etching the insulating film.