KR970017856A - Distance control method between field emission part and anode of diode type field emission device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법에 관한 것으로, 음극 기판과 양극 기판 사이에 절연박막 및 홈을 형성시키는 방법에 의해 전계방출부의 끝부분과 양극 표면간의 거리를 1㎛이하로부터 수 백 ㎛에 이르기까지 수십 Å 수준의 분해능으로 조절할 수 있도록 하여 전계방출부로부터의 전계 분포를 정확히 실측할 수 있을 뿐 아니라 전계방출 전압 및 방출 전류를 효과적으로 제어할 수 있으며, 아울러 전계방출표시소자는 물론 마이크로 팁을 이용한 터널링 센서 제조 등에도 응용 가능한 고신뢰성의 다이오드형 전계방출소자를 구현할 수 있게 된다.The present invention relates to a method of controlling the distance between the field emission portion and the anode of the diode-type field emission device. By adjusting the resolution of several tens of micrometers from less than 1 μm to several hundred μm, it is possible not only to accurately measure the electric field distribution from the field emitter, but also to effectively control the field emission voltage and emission current, It is possible to implement a highly reliable diode type field emission device that can be applied not only to an emission display device but also to a tunneling sensor manufacturing using a micro tip.

Description

다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법Distance control method between field emission part and anode of diode type field emission device

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음Since this is an open matter, no full text was included.

제2(가)도 내지 제2(마)도는 본 발명의 제1실시예로서, 절연박막을 이용하여 전계방출부와 양극간의 거리를 조절하는 방법을 제시한 다이오드형 전계방출소자 제조방법을 도시한 공정수순도,2 (a) to 2 (e) are a first embodiment of the present invention, and show a method of manufacturing a diode-type field emission device that proposes a method of controlling the distance between the field emission unit and the anode using an insulating thin film. One process purity,

제3(가)도 내지 제3(아)도는 본 발명의 제2실시예로서, 음극 기판에 형성된 홈과 절연박막을 이용하여 전계방출부와 양극간의 거리를 조절하는 방법을 제시한 다이오드형 전계방출소자 제조방법을 도시한 공정수순도,3 (a) to 3 (a) is a second embodiment of the present invention, a diode-type electric field that proposes a method of controlling the distance between the field emission portion and the anode using the groove and the insulating thin film formed in the cathode substrate Process purity showing the method of manufacturing the emitting device,

제4도는 본 발명의 제3실시예로서, 음극 기판에 형성된 홈과 절연박막 및 양극 기판에 형성된 홈을 이용하여 전계방출부와 양극간의 거리를 조절한 전계방출소자의 구조를 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a field emission device in which a distance between the field emission unit and the anode is controlled by using a groove formed in the cathode substrate, an insulating thin film, and a groove formed in the anode substrate as a third embodiment of the present invention;

제5(가)도 내지 제5(사)도는 본 발명의 제4실시예로서, 절연박막 및 로커스 공정을 이용한 선택적 산화막 성장 기술을 이용하여 전계방출부와 양극간의 거리를 조절하는 방법을 제시한 다이오드형 전계방출소자의 제조방법을 도시한 공정수순도,5 (a) to 5 (g) show a method of controlling the distance between the field emitter and the anode using a selective oxide film growth technique using an insulating thin film and a locus process as a fourth embodiment of the present invention. Process purity diagram showing a method of manufacturing a diode-type field emission device,

제6(가)도 내지 제6(사)도는 본 발명의 제5실시예로서, 표시용 소자로 이용되는 다이오드형 전계방출소자 제조방법을 도시한 공정수순도.6 (a) to 6 (g) are process steps showing a method of manufacturing a diode-type field emission device used as a display device as a fifth embodiment of the present invention.

Claims (23)

반도체 기판 상에 소정 두께의 절연박막을 형성하는 공정과; 전계방출부가 형성된 부분의 상기 절연박막을 선택 식각하여 마스크 패턴을 형성하는 공정과; 상기 마스크 패턴을 식각마스크로 습식 또는 건식 식각하여 마스크 패턴 하부에 복수개의 팁을 형성하는 공정과, 상기 팁상의 마스크 패턴을 제거하는 공정 및; 상기 반도체 기판 상의 양측 에지부에 형성된 절연박막에 양극 기판을 접합하는 공정을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.Forming an insulating thin film having a predetermined thickness on the semiconductor substrate; Forming a mask pattern by selectively etching the insulating thin film in a portion where the field emission unit is formed; Forming a plurality of tips under the mask pattern by wet or dry etching the mask pattern with an etching mask, and removing the mask pattern on the tip; And a step of bonding the anode substrate to the insulating thin film formed on both edge portions of the semiconductor substrate, wherein the distance between the field emission portion and the anode of the diode-type field emission device is formed. 제1항에 있어서, 상기 팁 상의 마스크 패턴을 제거하는 공정 진행후, 반도체 기판 상의 양측 에지부에 형성된 절연박막과 맞닿는 위치의 양극 기판 내측 에지부에 소정 두께의 절연박막을 형성하는 공정을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리 조절방법.The method of claim 1, further comprising, after the process of removing the mask pattern on the tip, forming an insulating thin film having a predetermined thickness on an inner edge portion of the anode substrate at a position contacting the insulating thin films formed on both edge portions of the semiconductor substrate. Method for controlling the distance between the field emission portion and the anode of the diode-type field emission device, characterized in that formed by. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연박막은 열산화막, 실리콘 질화막, CVD 산화막 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 1 or 2, wherein the insulating thin film is formed of any one selected from a thermal oxide film, a silicon nitride film, and a CVD oxide film. 제1항에 있어서, 상기 다이오드형 전계방출소자는 표시용 소자로 이용될 경우, 마스크 패턴을 제거하는 공정 진행 후, 유리 기판 상에 투명도전막을 형성하는 공정 및; 상기 투명도전막 상에 발광층을 형성하는 공정을 거쳐 양극 기판을 제조하는 공정을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 1, wherein the diode-type field emission device, when used as a display device, after the process of removing the mask pattern, forming a transparent conductive film on the glass substrate; And forming a light emitting layer on the transparent conductive film, and manufacturing a positive electrode substrate. The method of controlling a distance between a field emission part and an anode of a diode-type field emission device is further included. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연박막은 수십 Å으로부터 수㎛ 이내의 두께 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 1 or 2, wherein the insulating thin film is formed in a thickness range of several tens of micrometers to within several micrometers. 반도체 기판 상에 소정 두께의 제1절연박막 및 제2절연박막을 순차적으로 증착하는 공정과; 전계방출부가 형성될 부분의 상기 제1 및 제2절연박막을 선택식각하여 마스크 패턴을 형성하는 공정과; 상기 마스크 패턴을 마스크로 식각공정을 진행하여 그 하부에 복수개의 팁을 형성하는 공정과; 열 산화를 실시하여 마스크 패턴이 형성되지 않은 부분에 산화막을 성장시키는 공정과; 상기 마스크 패턴 및 산화막을 제거하는 공정과 제2절연박막을 제거하는 공정 및: 상기 반도체 기판상의 양측 에지부에 형성된 제1절연박막에 양극기판을 접합하는 공정을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.Sequentially depositing a first insulating thin film and a second insulating thin film having a predetermined thickness on the semiconductor substrate; Forming a mask pattern by selectively etching the first and second insulating thin films on the portion where the field emission unit is to be formed; Forming a plurality of tips under the etching process using the mask pattern as a mask; Thermally oxidizing to grow an oxide film in a portion where a mask pattern is not formed; Removing the mask pattern and the oxide film; and removing the second insulating thin film; and bonding the positive electrode substrate to the first insulating thin film formed on both edge portions of the semiconductor substrate. A method of controlling the distance between the field emitter and the anode of a field emission device. 제6항에 있어서, 상기 제1절연박막 및 제2절연박막은 열 산화막 및 실리콘 질화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 6, wherein the first insulating thin film and the second insulating thin film are formed of a thermal oxide film and a silicon nitride film. 제6항에 있어서, 상기 제1절연박막은 0.1∼3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 6, wherein the first insulating thin film is formed to a thickness of 0.1 to 3 μm. 제6항에 있어서, 상기 제2절연박막은 500-3000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.7. The method of claim 6, wherein the second insulating thin film is formed to a thickness of 500-3000 GPa. 제6항에 있어서, 상기 복수개의 팁은 마스크 패턴이 형성된 시편을 질산-아세트산-불산으로 이루어진 식각액에 넣고 1∼3분간 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 6, wherein the plurality of tips are formed by etching a specimen having a mask pattern into an etching solution consisting of nitric acid, acetic acid, and hydrofluoric acid for 1 to 3 minutes. . 제6항에 있어서, 상기 마스크 패턴 및 산화막은 BOE 용액내에 넣거나 혹은 건식식각을 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 6, wherein the mask pattern and the oxide layer are removed in a BOE solution or removed by dry etching. 반도체 기판을 선택식각하여 소정 두께를 갖는 홈을 형성하는 공정과; 상기 홈을 포함한 기판 전면에 소정 두께의 절연박막을 형성하는 공정과, 상기 홈 내부의 절연박막을 선택식각하여 마스크 패턴을 형성하는 공정과; 상기 마스크 패턴을 식각마스크로 습식 또는 건식 식각을 실시하여 마스크 패턴 하부에 복수개의 팁을 형성하는 공정과; 상기 팁 상의 마스크 패턴을 제거하는 공정 및; 상기 반도체 기판 상의 양측 에지부에 형성된 절연박막에 양극 기판을 접합하는 공정을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.Selectively etching the semiconductor substrate to form a groove having a predetermined thickness; Forming an insulating thin film having a predetermined thickness on the entire surface of the substrate including the groove, and forming a mask pattern by selectively etching the insulating thin film inside the groove; Forming a plurality of tips under the mask pattern by performing wet or dry etching on the mask pattern with an etching mask; Removing the mask pattern on the tip; And a step of bonding the anode substrate to the insulating thin film formed on both edge portions of the semiconductor substrate. 제12항에 있어서, 상기 반도체 기판에 소정 두께를 갖는 홈을 형성하는 공정은 반도체 기판 상에 절연박막을 형성하는 공정과; 상기 절연박막을 선택식각하여 마스크 패턴을 형성하는 공정과, 상기 마스크 패턴을 식각마스크로 습식 또는 건식식각을 실시하여 홈을 형성하는 공정 및; 상기 마스크 패턴을 제거하는 공정을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 12, wherein the forming of the groove having a predetermined thickness in the semiconductor substrate comprises: forming an insulating thin film on the semiconductor substrate; Forming a mask pattern by selectively etching the insulating thin film, and forming a groove by wet or dry etching the mask pattern with an etch mask; And a step of removing the mask pattern, wherein the distance between the diode-type field emitter and the anode is formed. 제12항에 있어서, 상기 팁 상의 마스크 패턴을 제거하는 공정 진행후, 상기 양극 기판을 선택식각하여 소정 두께를 갖는 홈을 형성하는 공정을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The diode-type field emission part of claim 12, further comprising forming a groove having a predetermined thickness by selectively etching the anode substrate after the process of removing the mask pattern on the tip. How to adjust the distance between anodes. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 홈은 ‘F-식각’ 용액을 이용한 습식식각공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 12 or 13, wherein the groove is formed by a wet etching process using an 'F-etch' solution. 제12항에 있어서, 상기 홈 내부에 형성된 마스크 패턴은 감광막 패턴을 마스크로 한 사진식각공정이나 전자선 직접 식각공정을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 12, wherein the mask pattern formed in the groove is formed by a photolithography process using a photosensitive film pattern or a direct electron beam etching process. 제12항에 있어서, 상기 절연박막은 열산화막, 실리콘 질화막, CVD 산화막 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 12, wherein the insulating thin film is formed of any one selected from a thermal oxide film, a silicon nitride film, and a CVD oxide film. 제12항에 있어서, 상기 다이오드형 전계방출소자는 표시용 소자로 이용될 경우, 상기 팁 상의 마스크패턴을 제거하는 공정 진행 후, 유리 기판 상에 투명도전막을 형성하는 공정 및; 상기 투명도전막 상에 발광층을 형성하는 공정을 거쳐 양극 기판을 제조하는 공정을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 12, wherein the diode-type field emission device, when used as a display device, after the process of removing the mask pattern on the tip, forming a transparent conductive film on a glass substrate; And forming a light emitting layer on the transparent conductive film, and manufacturing a positive electrode substrate. The method of controlling a distance between a field emission part and an anode of a diode-type field emission device is further included. 제13항에 있어서, 상기 마스크 패턴은 BOE 용액으로 제거되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 13, wherein the mask pattern is removed by a BOE solution. 제12항에 있어서, 상기 절연박막은 0.1∼3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 12, wherein the insulating thin film is formed to a thickness of 0.1 to 3㎛. 제13항에 있어서, 상기 절연박막은 열산화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.14. The method of claim 13, wherein the insulating thin film is formed of a thermal oxide film. 제13항에 있어서, 상기 절연박막은 500∼3000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 13, wherein the insulating thin film is formed to a thickness of 500 to 3000 mW. 제12항에 있어서, 상기 복수개의 팁은 준비된 시편을 질산-아세트산-불산으로 이루어진 용액에 넣고 3∼5분 동안 식각처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다이오드형 전계방출소자의 전계방출부와 양극간의 거리조절방법.The method of claim 12, wherein the plurality of tips are formed by etching the prepared specimen in a solution consisting of nitric acid-acetic acid-fluoric acid for 3 to 5 minutes between the field emission portion and the anode of the diode-type field emission device How to adjust the distance. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.※ Note: The disclosure is based on the initial application.
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