KR20000045293A - 전계방출 표시 소자의 제조방법 - Google Patents

전계방출 표시 소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대면적 표시에 용이하게 적용할 수 있는 전계 방출 표시 소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 제조방법은 절연기판 상에 반도체 기판을 본딩하는 단계; 본딩된 반도체 기판을 소정 두께만큼 테이퍼 형태로 제 1 패터닝하는 단계; 테이퍼 형태의 기판을 원추형태로 제 2 패터닝하여 에이터 팁을 형성하는 단계; 및, 에미터 팁 사이의 상기 기판 상에 게이트 절연막 및 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 반도체 기판은 (100) 구조의 단결정 실리콘층이고, 반도체 기판의 두께는 1 내지 100㎛이다. 제 1 패터닝은 습식식각에 의한 방향성 식각으로 진행한다. 또한, 에미터 팁을 형성하는 단계는 기판의 테이퍼 상단에 에미터 팁 형성용 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및, 마스크 패턴을 이용하여 상기 기판을 원추형태로 식각하여 에미터 팁을 형성하는 단계를 포함하고, 마스크 패턴은 SiO2막, SiON막, 및 SiN막의 적층막으로, 10 내지 1,000㎚의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

전계 방출 표시 소자의 제조방법
본 발명은 전계 방출 표시 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 대면적 표시가 가능한 전계 방출 표시 소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전계 방출 소자는 FEA(field emission array)를 매트릭스- 어드레스할 수 있고, CRT와 같이 전자빔으로 형광체를 자극하여 음극선 발광을 일으키는 원리를 이용한 표시기이다.
이러한 전계 방출 소자는 대향하는 캐소드판과 애노드판, 그 사이의 진공갭이 존재한다. 여기서, 캐소드판에는 게이트 전극과 전자를 방출하는 수개의 에미터 팁이 구비된다. 한편, 캐소드판과 대향하는 애노드판에는 형광체가 구비되어 전계 방출 표시 장치의 컬러화를 실현한다. 여기서, 전계 방출 표시 소자의 밝기를 결정하는 에미터 팁은 게이트 전극 층에 소정의 홀을 형성한 다음, 그 홀 내부에 금속을 원추 형태로 증착하여 형성한다.
한편, 상기한 에미터 팁은 실리콘 기판 상에 소정의 증착공정을 통하여 형성하기 때문에, 기판의 크기에 따른 크기 제한이 따른다. 또한, 에미터 팁을 금속팁으로 이용하는 경우에는 틸트(tilt)된 진공증착기를 이용하여 팁을 형성해야 하기 때문에 균일도가 감소할 뿐만 아니라, 소오스에서 기판까지의 높이를 4m 이상 확보하여야 하므로, 12인치 이상의 대면적 표시에 적용하는데 어려움이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대면적 표시에 용이하게 적용할 수 있는 전계 방출 표시 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2는 도 1e의 테이퍼부분(T)을 나타낸 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 : 절연기판 11 : 반도체 기판
11A : 에미터 팁 12 : 산화막
12A : 산화막 패턴 13 : 포토레지스트막 패턴
14 : 마스크 패턴 14A : SiO2막
14B : SiON막 14C : SiN막
15 : 게이트 절연막 16 : 게이트
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 제조방법은 절연기판 상에 반도체 기판을 본딩하는 단계; 본딩된 반도체 기판을 소정 두께만큼 테이퍼 형태로 제 1 패터닝하는 단계; 테이퍼 형태의 기판을 원추형태로 제 2 패터닝하여 에이터 팁을 형성하는 단계; 및, 에미터 팁 사이의 상기 기판 상에 게이트 절연막 및 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 반도체 기판은 (100) 구조의 단결정 실리콘층이고, 반도체 기판의 두께는 1 내지 100㎛이다. 제 1 패터닝은 습식식각에 의한 방향성 식각으로 진행한다.
또한, 에미터 팁을 형성하는 단계는 기판의 테이퍼 상단에 에미터 팁 형성용 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및, 마스크 패턴을 이용하여 상기 기판을 원추형태로 식각하여 에미터 팁을 형성하는 단계를 포함하고, 마스크 패턴은 SiO2막, SiON막, 및 SiN막의 적층막으로, 10 내지 1,000㎚의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 유리와 같은 투명한 절연기판(10) 상에 반도체 기판(11)을 본딩한다. 여기서, 반도체 기판(11)은 (100) 구조의 단결정 실리콘층으로서 1 내지 100㎛의 두께를 갖는다. 그런 다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본딩된 기판(11) 상에 산화막(12)을 플라즈마 보조 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)으로 800 내지 1,200Å, 바람직하게 1,000Å의 두께로 형성한다. 여기서, 산화막(12)은 SiO2막으로 형성한다. 그리고 나서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 산화막(12) 상에 공지된 포토리소그라피로 포토레지스트막을 도포하고 노광 및 현상하여 산화막(12)의 일부를 노출시키는 포토레지스트막 패턴(13)을 형성한다.
그런 다음, 포토레지스트막 패턴(13)을 식각 마스크로하여 노출된 산화막(12)을 식각하여, 도 1d에 도시된 바와 같이 기판(10)의 일부를 노출시키는 산화막 패턴(12A)을 형성한다. 그 후, 공지된 방법으로 포토레지스트막 패턴(13)을 제거하고, 산화막 패턴(12A)을 식각 마스크로하여, 도 1e에 도시된 바와 같이, 노출된 기판(10)을 소정 두께만큼 테이퍼 형상으로 식각한다. 이때, 식각은 습식식각에 의한 방향성 식각으로 진행한다. 즉, 도 2는 도 1e의 테이퍼 부분(T)을 나타낸 도면으로서, 실리콘은 ＜111＞에서의 식각속도가 ＜100＞에서의 식각속도보다 10배 이상 빠르기 때문에, ＜111＞에서 대부분의 식각이 진행되어, 테이퍼 형상을 이룬다.
도 1f를 참조하면, 공지된 방법으로 산화막 패턴(12A)을 제거하고, 기판(11)의 테이퍼 상단에 SiO2막(14A), SiON막(14B), 및 SiN막(14C)의 적층막으로 에미터 팁 형성을 위한 마스크 패턴(14)을 형성한다. 여기서, 마스크 패턴(14)은 10 내지 1,000㎚의 두께로 형성한다. 마스크 패턴(14)을 이용하여 기판(11)의 테이퍼 부분을 식각하여 원추형태로 에미터 팁(11A)을 형성하고, 마스크 패턴(14)에 의해 노출된 기판(11) 상에 전자빔 증착방식으로 게이트 절연막(15) 및 게이트(16)를 형성한다. 그리고 나서, 도 1g에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(14)을 제거한다.
상기한 본 발명에 의하면, 별도의 증착공정을 이용하지 않고, 본딩된 반도체 기판을 식각하여 에미터 팁을 형성하기 때문에, 에미터 팁의 균일도가 향상될 뿐만 아니라, 12인치 이상의 대면적 표시에 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 제조공정이 단순해짐에 따라 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

Claims (12)

  1. 절연기판 상에 반도체 기판을 본딩하는 단계;
    상기 본딩된 반도체 기판을 소정 두께만큼 테이퍼 형태로 제 1 패터닝하는 단계;
    상기 테이퍼 형태의 기판을 원추형태로 제 2 패터닝하여 에미터 팁을 형성하는 단계; 및,
    상기 에미터 팁 사이의 상기 기판 상에 게이트 절연막 및 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 기판은 (100) 구조의 단결정 실리콘층인 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 기판의 두께는 1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 패터닝하는 단계는
    상기 본딩된 기판 상에 상기 기판의 일부를 노출시키는 산화막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 산화막 패턴을 마스크로하여 상기 노출된 기판을 소정 두께만큼 테이퍼 형태로 식각하는 단계; 및,
    상기 산화막 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 산화막은 SiO2막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 산화막은 플라즈마 보조 화학기상증착으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 산화막은 800 내지 1,200Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 식각은 습식식각에 의한 방향성 식각으로 진행하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 에미터 팁을 형성하는 단계는
    상기 기판의 테이퍼 상단에 에미터 팁 형성용 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및,
    상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 기판을 원추형태로 식각하여 에미터 팁을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 SiO2막, SiON막, 및 SiN막의 적층막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 10 내지 1,000㎚의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 상기 게이트를 형성한 후 제거하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 표시 소자의 제조방법.
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