KR970003359A - 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단결정 몰드를 이용한 개선된 구조의 필드 에미터 제조방법에 관한것으로, 단결정 몰드를 이용하여 단위면적당에미터수(Packing density)를 높이고, 높은 주파수에서도 효율적으로 작동 가능한 구조의 필드 에미터를 제공하기 위해낮은 커패시턴스(Capacitance)를 갖는 필드에미터 제조를 목적으로 하기 때문에 단결정 몰드를 일방향성 식각법을 실시한후, 연속해서 방위의존성 습식 또는 건식 식각법을 실시하여 뾰족한 첨점에서 만나는 구멍 즉, 바늘형의 구멍을 형성한후, 구멍을 전자방출이 용이한 물질로 채워넣어 바늘형의 팁 에미터를 제조하는것을 특징으로 한다. 따라서 바늘형의 팁에미터를 갖는 필드 에미터는 단위면적당 에미터수(Packing density)를 높일수 있고, 낮은 커패시턴스를 갖는 구조의 필드 에미터를 제조함으로써 전자 빔소스, 마이크로파 파워 앰플리파이어 및 전계 방출형 디스플레이 등에 이용할 수 있다.

Description

단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제3A도 내지 제3G도는 본 발명에 따른 단결정 몰드를 이용한 개선된 구조의 필드 에미터 제조방법을 순차적으로 각각 나타낸 정단면도, 제4도는 본 발명에 따른 단결정 몰드를 이용한 개선된 구조의 또다른 필드 에미터의 구조를 나타낸 정단면도.

Claims (14)

  1. 실리콘 단결정 상부에 마스크층을 형성하고, 마스크층의 소정부분을 제거하여 실리콘 단결정이 노출되도록창을 형성하는 단계와, 상기 노출된 실리콘 단결정을 식각하여 바늘모양의 구멍을 갖는 실리콘 몰드를 형성하는 단계와,상기 마스크층을 제거하는 단계와, 상기 실리콘 몰드의 바늘 모양 구멍에 전자를 방출할수 있는 물질과 하부전극 물질을증착하여 팁 에미터와 하부전극을 형성하는 단계와, 상기 하부전극에 기판을 접합시키는 단계와, 상기 실리콘 몰드를 식각하여 제거하는 단계와, 상기 하부전극과 팁 에미터 상부에 절연체와 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 팁 에미터상부의 게이트 전극과 절연체를 식각하여 팁의 피라미드형 부분이 노출되도록 하는 단계를 포함하는 단결정 몰드를 이용한 구조의 필드 에미터 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 몰드에 바늘모양의 구멍을 형성하는 단계는, 실리콘 일방향성 식각법에 의해구멍의 밑면이 평평한 형태의 구멍을 형성한 후, 방위의존성 식각법에 의해 구멍의 끝부분이 뾰족한 첨점에서 만나는 구멍을 형성하여, 바늘모양의 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 구조의 필드 에미터 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 바늘형의 구멍이 형성된 실리콘 단결정 몰드 상부에 부가적으로 실리콘산화막을 형성하여 후속공정에서의 팁 에미터 선단을 날카롭게 하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 몰드의 바늘형의 구멍에 전자를 방출할수 있는 물질을 채우는 단계에서 한번이상의 물리기상 증작법(Physical Vapor Deposition) 또는 한번이상의 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 몰드의 바늘형의 구멍에 팁 에미터와 하부전극 재료를 형성하는 단계에서 팁에미터와 하부전극의 재료를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하부전극과 기판을 접합하는 단계에서 정전접합 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 절연체와 게이트 전극을 식각하여 바늘모양의 팁 에미터 선단이 노출되도록 하는 단계에서 게이트 전극 상부에 희생층으로 레지스트 또는 폴리이미드를 이용하여 패턴을 형성한후 게이트 전극 및 절연체를식각하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 일방향성 식각법으로 이온빔 식각 또는 반응성 이온 식각법(RIE)을 이용하는것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 구조의 필드 에미터 제조방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 방위의존성 식각법으로 실리콘 단결정을 습식식각할때의 식각용액은 KOH:H20의 혼합용액, 에틸렌디아민(elhylenediamine)[NH2(CH2)2NH2]:피로카테콜(Pyrocatechol)[C6H4(OH)2]:H2O의 혼합용액, 또는 N2H4:H2O의 혼합용액 또는 KOH:H20 : 아이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol) 혼합용액인 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 방위 의존성 식각법으로 실리콘 단결정을 건식식각 할때의 식각 가스는 SF6:C2ClF5:CH4의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기 일방향성 식각 모드에서 방위의존성 식각모드로 전환하기 위하여 SF6:C2ClF5:CH4의혼합가스의 혼합비율을 변화시켜 식각모드를 전환하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  12. 제5항에 있어서, 상기 팁 에미터를 형성하는 단계에서 부가적으로 팁 에미터 형성 초기에 낮은 일함수(low work function)를 갖는 재료를 사용하여 낮은 일함수 물질이 코팅된 바늘형 팁 에미터를 형성하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드에미터 제조방법.
  13. 제1항 및 제6항에 있어서, 상기 실리콘 몰드와 기판의 온도를 300 내지 500℃로 유지하고, 실리콘 몰드에대하여 기판에 500 내지 2000V의 부(-)의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
  14. 제2항 또는 8항에 있어서, 상기 반응성 이온 식각법으로 실리콘 단결정을 식각할 때의 식각가스는 SF6:C2ClF5:CH4의 혼합가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 단결정 몰드를 이용한 필드 에미터 제조방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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