KR960035720A - 전계 효과 전자 방출 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소자 제조시 전계 효과에 의해 전자를 방출하는 마이크로-팁의 형성을 용이하게 할 수 있는 전계 효과 전자 방출 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 따른 전계 효과 전자 방출 소자 및 그 제조 방법은 텅스텐 음극과 그 하부의 티타늄 접착층 상부의 알루미늄 마스크의 식각 속도(etching rate)의 차 및 내부 응력의 차를 아주 크게하여, 접착층 및 마스크를 순간적으로 식각할 때 텅스텐 마이크로-팁이 내부 응력에 의해 튀어오르도록 하여 마이크로-팁을 형성하는 방법으로, 공정상 팁 끝의 사이즈를 임의로 조정할 수 있고, 또한 공정 자체가 텅스텐의 내부 스트레스와 BOE법의 특성을 이용하므로 재현성이 뛰어난 장점이 있다.

Description

전계 효과 전자 방출 소자 및 그 제조 방법.
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제4도는 본 발명에 따른 전계 효과 전자 방출 소자의 수직 단면도이고, 제5도는 제4도의 전계 효과 전자 방출소자의 발췌 사시도이며, 제6도는 제5도의 구조에서 마이크로-팁이 돌출되기 전의 모습을 나타내는 발췌 사시도이다.

Claims (17)

  1. 배면 기판; 상기 기판 상에 스트라이프 상으로 소정의 식각액에 대하여 소정 속도 이상의 제1식각 속도로 식각되는 물질로 형성된 접착층; 상기 접착층 상에 상기 스트라이프 상으로 상기 식각액에 식각되지 않는 동시에 상기 접착층과의 내부 응력이 소정의 크기 이상인 금속으로 형성된 음극; 상기 음극의 소정 부분이 각각 삼각형으로 식각되어 상부로 구부러지도록 형성된 마이크로-팁; 상기 마이크로-팁 이외의 음극 상에 식각액에 대하여 상기 제1식각액 속도 이하의 제2식각 속도로 식각되는 물질로 형성된 마스크층; 상기 마스크층 상에 스트라이프상으로 형성된 절연체층; 상기 절연체층 상에 스트라이프상으로 형성된 게이트; 상기 배면 기판과 소정의 간격으로 이격되어 대향된 전면 기판; 그리고 상기 배면 기판과 대향되는 전면 기판 상에 상기 음극과 교차하는 방향으로 스트라이프 상으로 형성된 양극; 을 구비하여 된것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 티타늄 또는 알루미늄을 소정의 두께로 증착하여 형성된 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 음극은 텅스텐을 소정의 두께로 증착하여 형성된 것을 특징으로 하는 전계효과 전자 방출 소자
  4. 제1항에 있어서, 상기 마이크로-팁은 소정의 돌출 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출소자..
  5. 제4항에 있어서, 상기 돌출 각도는 60°~70°로 이루는 것을 특징으로 하는 전계효과 방출용 마이크로-팁
  6. 제1항에 있어서, 상기 마스크는 알루미늄 또는 티타늄을 소정의 두께로 증착시켜 형성된 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 게이트는 크롬르 증착시켜 형성된 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자.
  8. 기판상에 소정의 식각액에 대하여 소정 속도 이상의 제1식각속도로 식각되는 물질로 이루어진 접착층, 상기 접착층과는 내부 응력이 소정의 크기 이상이고, 상기 식각액에 대하여 식각되지 않는 금속의 음극층 및 상기 식각액에 대하여 상기 제1 속도 이하의 속도인 제2식각 속도로 식각되는 물질로 이루어진 마스크층을 순차적으로 적층하는 단계; 상기 마이크층을 패터닝하여 삼각형의 마스크를 형성하는 단계; 상기 마스크를 사용하여 음극의 노출된부분을 식각하여 마이크로-팁이 될 부분들을 형성하는 단계; 상기 마스크 및 마이크로-팁이 형성될 부분이 형성된 기판 상에 절연체층을 형성시키는 단계; 상기 절연 체층 상에 리프트-오프 기법으로 증착되고 패턴하여 게이트를 형성하는 단계; 상기 게이트를 마스크로 이용하여 절연체층을 선택적으로 식각하여 상기 마스크 및 마이크로-팁이 될 부분을 노출시키는 단계; 상기 마이크로-팁이 될 부분이 하부 및 상부의 상기 접착층 및 마이크를 소정의 시간 이내에 식각함으로써 상기 마이크로-팁이 될 부분이 상기 내부 응력에 의해 돌출되게 하여 마이크로-팁 돌출단계; 상기 마이크로-팁이 형성된 배면 기판과 소정의 간격을 두고 양극 대향되도록 상기 음극과 교차하는 방향의 스트라이프 상의 양극이 형성된 전면 기판을 배치하고 그 가장자리를 밀봉한 다음 그 내부 공기를 빼내어 소정의 진공도 이상의 진공 상태로 만들어 소자를 완성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 접착층을 적층하는 단계는 티타늄 또는 알루미늄을 소정의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 음극층을 적층하는 단계는 텅스텐을 소정의 두께로 DC마그네트론 스퍼터링법 또는 전자빔 증착법으로 증착하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 마스크층을 적층하는 단계는 알루미늄 또는 티타늄을 소정의 두께로 마그네트론 스퍼터링법 또는 전자빔 증착법으로 증착하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 마스크를 형성하는 단계는 상기 마스크층에 소정의 포토레지스트 마스크를 형성하는 단계 및 이 포토레지스트 마스크를 이용하여 클로린(chlorine)계열의 리액티브 이온 에칭법을 사용하여 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계효과 전자 방출소자의 제조방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 마스크를 형성하는 단계는 리프트-오프 기법에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출소자의 제조 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 마이크로-팁이 될 부분을 형성하는 단계는 상기 마스크를 사용하여 상기 음극을CF4/O2플라즈마로 식각하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출소자의 제조방법.
  15. 제8항에 있어서, 상기 게이트를 형성하는 단계는 게이트층을 증착하고 사진 식각법으로 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출 소자의 제조 방법.
  16. 제8항에 있어서, 상기 마이크로-팁 돌출단계는 버퍼드 악사이드 에칭(BOE;buffered oxide etching)법으로 식각하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출소자의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 버퍼드 악사이드 에칭법은 HF:NH4F의 비가 7:1~10:1인 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 전자 방출소자의제조방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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