RU2194329C2 - Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе - Google Patents

Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе Download PDF

Info

Publication number
RU2194329C2
RU2194329C2 RU2000104540/09A RU2000104540A RU2194329C2 RU 2194329 C2 RU2194329 C2 RU 2194329C2 RU 2000104540/09 A RU2000104540/09 A RU 2000104540/09A RU 2000104540 A RU2000104540 A RU 2000104540A RU 2194329 C2 RU2194329 C2 RU 2194329C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
layer
dielectric substrate
carbon
reactor
Prior art date
Application number
RU2000104540/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000104540A (ru
Inventor
А.А. Бляблин
А.Т. Рахимов
В.А. Самородов
Н.В. Суетин
Original Assignee
ООО "Высокие технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Высокие технологии" filed Critical ООО "Высокие технологии"
Priority to RU2000104540/09A priority Critical patent/RU2194329C2/ru
Priority to PCT/RU2001/000073 priority patent/WO2001063637A2/ru
Priority to JP2001562727A priority patent/JP2003524870A/ja
Priority to AU2001241312A priority patent/AU2001241312A1/en
Priority to US10/220,003 priority patent/US7404980B2/en
Priority to KR1020027010812A priority patent/KR20020072588A/ko
Priority to EP01912623A priority patent/EP1302967A4/en
Publication of RU2000104540A publication Critical patent/RU2000104540A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2194329C2 publication Critical patent/RU2194329C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

Предлагаемый способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе с триодным управлением относится к области микроэлектроники. Способ заключается в нанесении эмиссионного слоя на элементы адресуемого автоэмиссионного катода методом газофазного синтеза в потоке водорода с подачей углеродосодержащего газа. Диэлектрическая подложка выполняется из высокотемпературного материала, а дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода выполняют из высокотемпературного металла. За счет подбора режима осаждения углеродосодержащего эмиссионного слоя, а именно температуры подложки, температуры нитей реактора, скорости прокачки газовой смеси через реактор, выбора расстояния между металлическими нитями реактора и подложкой, расстояния между сетчатым экраном и подложкой, времени осаждения, получают скорость роста эмиссионного слоя на диэлектрической подложки меньше, чем скорость роста эмиссионного слоя на металлических дискретных элементах. Металлические дискетные элементы катода могут быть выполнены из двух слоев металлов. Верхний слой металла удаляют до образования требуемых конфигураций из оставшейся части слоя. При этом материалы слоев подбирают так, чтобы их эмиссионные характеристики обеспечивали требуемый ток только из верхнего слоя металла. При получении дисплейной структуры управляющая сетка формируется из слоя металла с порогом эмиссии, превышающим напряженность поля, при котором катод эмитирует требуемый ток. Технический результат - создание плоских дисплеев с высокими характеристиками при высокой производительности и низкой себестоимости. 2 c. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области микроэлектроники, а именно, области создания плоских дисплеев и других электровакуумных устройств, получаемых на основе холодноэмиссионных катодов.
Известны способы создания холодноэмиссионных катодов, выполненных в виде острий из кремния, молибдена или других проводящих материалов [1-3]. Однако катоды, создаваемые этими способами, дороги, не обладают стабильными эмиссионными характеристиками, и технология их производства трудно масштабируема.
Известен способ создания адресуемого автоэмиссионного катода, включающий формирование на диэлектрической структуры дискретных чередующихся эмитирующих элементов. Эмитирующие элементы формируют в виде металлических дискретных элементов, в том числе из высокотемпературного металла, нанесенных на диэлектрическую подложку, с последующим нанесением на них углеродосодержащего эмиссионного слоя [4]. Углеродосодержащий эмиссионный слой представляет собой аморфный наноалмазный материал, нанесенный на подложку методом лазерного распыления. Поскольку при лазерном распылении эмиссионный слой осаждается не только в заданные на подложке места, то дискретность эмитирующих элементов может быть обеспечена только последующей обработкой с использованием микроэлектронных технологий, например литографии и травления.
Недостатком является то, что обработка осажденного слоя с целью его селективного удаления или пассивации эмиссии приводит к деградации эмиссионных свойств по всей поверхности.
Известен способ создания дисплейной структуры с триодной схемой управления [5], использующий известные способы, включающие получение автоэмиссионных катодов.
Способ заключается в формировании анодной структуры, выполненной в виде параллельных дискретных элементов, формировании на диэлектрической подложке перпендикулярно дискретным элементам анодной структуры параллельных металлических дискретных элементов, в том числе из высокотемпературного металла адресуемого автоэмиссионного катода с контактными площадками, формировании управляющей сетки, расположенной между адресуемым автоэмиссионным катодом и анодной структурой. Формирование управляющей сетки производят известными литографическими методами путем нанесения на металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода, исключая контактные площадки, слоя диэлектрика и металлического слоя и вскрытия в металлическом и диэлектрическом слоях в местах пересечения дискретных элементов адресуемого автоэмиссионного катода и анодной структуры окон требуемой конфигурации до дискретных элементов адресуемого автоэмиссионного катода. Затем производят осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя с последующим его удалением таким образом, чтобы эмиссионный слой остался на поверхностях дискретных элементов катода в местах вскрытых окон.
Целью предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего исключить обработку осажденного углеродосодержащего эмиссионного слоя с целью его селективного удаления или пассивации эмиссии, приводящих к деградации эмиссионных свойств по всей поверхности.
Основой предлагаемого изобретения является осаждение углеродосодержащего слоя в условиях, обеспечивающих селективное осаждение, что вообще исключает необходимость дальнейшей обработки.
Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода заключается в формировании на диэлектрической подложке структуры дискретных чередующихся эмитирующих элементов путем нанесения на диэлектрическую подложку, в качестве которой используют высокотемпературные материалы из ряда поликор, форстерит, сапфир, ситал, анодированный алюминий, кварц, кремний с окисленным верхним слоем, металлических дискретных элементов из высокотемпературного металла из ряда молибден, титан, тантал, вольфрам, гафний, цирконий и их сплавы, с последующим нанесением на них эмиссионного слоя.
Углеродосодержащий эмиссионный слой наносят методом газофазного синтеза, включающим нагрев в реакторе металлических нитей и диэлектрической подложки в потоке водорода с подачей углеродосодержащего газа в поток водорода. Осаждение осуществляют через защитный сетчатый экран. Режим осаждения выбирают таким, чтобы скорость роста эмиссионного слоя на диэлектрической подложке была существенно меньше, чем скорость роста на металлических дискретных элементах. Для каждой определенной пары диэлектрик - метал существует режим осаждения, при котором скорость роста эмиссионного слоя на диэлектрической подложке существенно меньше, чем скорость роста эмиссионного слоя на металлизированных областях. Металлические дискретные элементы могут быть выполнены из двух слоев металлов, при этом нижний слой наносят из металла с пороговой напряженностью электрического поля возникновения эмиссии выше напряженности электрического поля эмиссии верхнего слоя металла, при котором эмитируется требуемый ток. Часть верхнего слоя металла удаляют до получения требуемых конфигураций из оставшейся части слоя, а затем проводят осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя.
При нанесении металлических дискретных элементов из титана на диэлектрическую подложку из ситала в поток водорода в качестве углеродосодержащего газа подают метан, а осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят при концентрации метана в газовой смеси 1,5-2,5%, при температуре диэлектрической подложки 750-840oС, при температуре металлических нитей реактора 2000-2070oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расстоянии между металлическими нитями реактора и диэлектрической подложкой 7-10 мм, а между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм. Время осаждения 1-3 ч.
При нанесении металлических дискретных элементов из тантала на диэлектрическую подложку из ситала в поток водорода в качестве углеродосодержащего газа подают метан, а осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят при концентрации метана в газовой смеси 1,5-4%, при температуре диэлектрической подложки 900-950oС, при температуре металлических нитей реактора 2150-2200oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расстоянии между металлическими нитями реактора и диэлектрической подложкой 7-10 мм, между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм. Время осаждения 1-3 ч.
При нанесении металлических дискретных элементов из молибдена на диэлектрическую подложку из форстерита в поток водорода в качестве углеродосодержащего газа подают метан, а осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят при концентрации метана в газовой смеси метана 1,5-4%, при температуре диэлектрической подложки 900-950oС, температуре металлических нитей реактора 2150-2200oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расстоянии между металлическими нитями реактора и диэлектрической подложкой 7-10 мм, между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм. Время осаждения 1-3 ч.
Таким образом, за счет подбора параметров и времени осаждения возможно получение углеродосодержащего эмиссионного слоя только на металлизированных областях, но не на диэлектрической подложке.
Способ создания дисплейной структуры с триодной схемой управления заключается в формировании анодной структуры, выполненной в виде параллельных дискретных элементов, формировании на диэлектрической подложке из высокотемпературного материала перпендикулярно дискретным элементам анодной структуры параллельных дискретных элементов из высокотемпературного металла адресуемого автоэмиссионного катода с контактными площадками.
Металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода могут быть выполнены из двух слоев металлов, при этом нижний слой наносят из металла с пороговой напряженностью электрического поля возникновения эмиссии выше напряженности электрического поля эмиссии верхнего слоя металла, при котором эмитируется требуемый ток. На металлические дискретные элементы последовательно наносят, исключая контактные площадки, слой диэлектрика и металлический слой из металла с пороговой напряженностью электрического поля возникновения эмиссии выше напряженности электрического поля, при котором катод эмитирует требуемый ток. Затем формируется управляющая сетка путем вскрытия в нанесенных на металлические дискретные элементы катода диэлектрическом и металлическом слоях в местах пересечения дискретных элементов катода и дискретных элементов анодной структуры окон требуемой конфигурации до металлических дискретных элементов катода.
Металлические дискретные элементы катода могут быть выполнены из двух слоев металлов. Вскрытие окон в металлическом и диэлектрическом слоях проводят до металлических дискретных элементов катода. Часть верхнего слоя металла дискретных элементов катода может быть удалена до получения требуемых конфигураций из оставшейся части слоя, что позволяет уменьшить вероятность пробоя по стенке между эмиссионным слоем и управляющей сеткой. Углеродосодержащий эмиссионный слой на дискретных элементах катода формируется путем осаждения методом газофазного синтеза, включающим нагрев в реакторе металлических нитей реактора и диэлектрической подложки в потоке водорода с подачей углеродосодержащего газа в поток водорода. Режим осаждения выбирают таким, чтобы скорость роста углеродосодержащего эмиссионного слоя на диэлектрическом слое была меньше, чем скорость роста углеродосодержащего эмиссионного слоя на металлических слоях. Диэлектрическая подложка выполняется из высокотемпературного материала из ряда поликор, форстерит, сапфир, ситал, анодированный алюминий, кварц, кремний с окисленным верхним слоем, а металлические элементы катода выполняются из высокотемпературного метала из ряда молибден, титан, тантал, вольфрам, гафний, цирконий, их сплавы.
На диэлектрическую подложку, выполненную из ситала, наносят металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода в виде полосок титана, поверх полосок титана наносят диэлектрический слой из анодированного алюминия, на который сверху наносят металлический слой из циркония. В слое циркония и в слое анодированного алюминия вскрывают окна требуемой конфигурации, производят осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя при концентрации метана в потоке водорода 1,5-2,5%, температуре диэлектрической подложки 750-840oС, температуре металлических нитей реактора 2000-2070oС. Скорость прокачки газовой смеси через реактор устанавливают 4-6 л/ч, а расстояния между нитями реактора и диэлектрической подложкой 7-10 мм, между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм. Время осаждения 1-3 ч.
На диэлектрическую подложку, выполненную из кремния с окисленным верхним слоем, наносят металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода в виде полосок титана. Поверх полосок титана наносят слой диэлектрика из окиси кремния, на который сверху наносят металлический слой из циркония. В слое циркония и в слое окиси кремния вскрывают окна требуемой конфигурции. Осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят при концентрация метана в потоке водорода 1,5-2,5%, температуре диэлектрической подложки 750-840oС, температуре металлических нитей реактора 2000-2070oС. Скорость прокачки газовой смеси через реактор устанавливают 4-6 л/ч, расстояния между нитями и диэлектрической подложкой 7-10 мм, между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм. Время осаждения 1-3 ч.
При осаждении углеродосодержащего эмиссионного слоя в режиме, параметры которого находятся вне описанных границ, получается неселективное осаждение эмиссионного слоя по всей поверхности подложки.
В качестве примера углеродосодержащий эмиссионный слой был осажден при температуре диэлектрической подложки 900oС, температуре металлических нитей реактора 2150oС и концентрации метана 3,5%. Осаждение проводилось 1 час. Селективность отсутствует. Получить требуемую селективность не удается, если хотя бы один из перечисленных параметров осаждения оказывается вне указанных границ.
Предлагаемый способ проиллюстрирован чертежом, где на фиг.1 представлена последовательность получения адресуемого автоэмиссионного катода; на фиг.2 представлена последовательность получения адресуемого автоэмиссионного катода при выполнении металлических дискретных элементов двухслойными; на фиг. 3 - последовательность получение части дисплейной структуры.
На фиг. 1 последовательно изображено нанесение на диэлектрическую подложку (1) металлических дискретных элементов (2), осаждение эмиссионного слоя (3).
На фиг. 2 последовательно изображено нанесение на диэлектрическую подложку (1) металлических дискретных элементов, состоящих из металлического слоя (4) и металлического слоя (5), образования конфигураций (6) путем удаления части слоя металла (5), при этом пороговая напряженность электрического поля возникновения эмиссии нижнего металлического слоя (4) выше напряженности электрического поля эмиссии верхнего металлического слоя (5), при котором эмитируется требуемый ток, осаждение эмиссионного слоя (3).
На фиг.3 последовательно изображено нанесение на диэлектрическую подложку (1) металлических дискретных элементов (2), нанесение диэлектрического слоя (7), металлического слоя (8), пороговая напряженность электрического поля возникновения эмиссии которого выше напряженности электрического поля, при котором катод эмитирует требуемый ток, вскрытие в металлическом слое (8) и диэлектрическом слое (7) окон (9) до слоя металла (5), осаждение эмиссионного слоя (3).
Примеры реализации способа
Пример 1. На диэлектрическую подложку (1) из полированного ситала толщиной 500 мкм нанесены металлические дискретные элементы (2) из титана, которые сформированы с помощью стандартного литографического процесса в слое титана толщиной 700 - 800 ангстрем в виде полос шириной 20, 40, 60, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 мкм с контактными площадками 800 х 800 мкм. При осаждении углеродосодержащего эмиссионного слоя (3) использовались следующие параметры: концентрация метана в газовой смеси 1,8%, температура диэлектрической подложки 800oС, температура металлических нитей реактора 2030oС, скорость прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, расстояния между металлическими нитями реактора и диэлектрической подложкой 7-10 мм, между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой - 1-4 мм. Время осаждения 2 ч. Сопротивление между элементами составляет несколько МОм. Метод позволяет осуществлять независимую адресацию строк с разрешением порядка 10 мкм. Это разрешение достаточно даже для миниатюрных дисплеев высокого разрешения.
Пример 2. На диэлектрическую подложку (1) из ситала толщиной 500 мкм нанесены металлические дискретные элементы (2) из из тантала толщиной 800 ангстрем. Режимы осаждения, при которых наблюдается селективность осаждения углеродосодержащего эмиссионного слоя (3): температура диэлектрической подложки 930oС, температура металлических нитей реактора 2160oС, концентрация метана 1,8%, скорость прокачки газовой смеси 4-6 л/ч, время осаждения 2 ч. Достигнута высокая селективность. Отметим, что аналогичный результат получается и в случае, когда первоначально тантал нанесен в виде окисла тантала, что часто технологически более удобно. В процессе осаждения окисел восстанавливается и после осаждения металлизация обладает достаточной проводимостью.
Пример 3. На диэлектрическую подложку (1) из форстерита нанесены металлические дискретные элементы (2) из молибдена толщиной 10 мкм путем нанесения из пасты по технологии трафаретной печати. Режимы осаждения, при которых наблюдается селективность образования углеродосодержащего эмиссионного слоя (3) на молибдене: температура диэлектрической подложки 950oС, температура металлических нитей реактора 2180oС, концентрация метана 3,5%, скорость прокачки газовой смеси 4-6 л/ч, время осаждения 2 ч. Достигнута селективность осаждения углеродосодержащего эмиссионного слоя (3), не требующая последующей обработки автоэмиссионного катода.
Пример 4. На диэлектрической подложке (1) из ситала стандартными литографическими методами формировались металлические дискретные элементы (2) в виде полосок титана шириной 2 мм и толщиной 800 ангстрем. Затем вся диэлектрическая подложка (1) с нанесенными на нее металлическими дискретными элементами (2) за исключением контактных площадок покрывалась микронным диэлектрическим слоем (7) из анодированного алюминия, сверху наносился металлический слой (8) из циркония толщиной 600 ангстрем. В слоях (7) и (8) вскрывались окна (9) в виде отверстия до полосок титана. Диаметр отверстий составлял 20 мкм с шагом 35 микрон. После этого на созданную структуру производилось осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя (3) при следующих параметрах: концентрация метана в газовой смеси 1,5-2,5%, температура диэлектрической подложки 750-840oС, температура металлических нитей реактора 2000-2070oС, скорость прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, расстояния между металлическими нитями реактора и диэлектрической подложкой 7-10 мм, между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм. Время осаждения 1-3 ч.
Пример 5. На диэлектрической подложке (1), выполненной в виде кремниевой пластины, покрытой слоем окисла, магнетронным напылением наносился слой титана толщиной 900 ангстрем. Далее стандартными литографическими методами формировались металлические дискретные элементы (2) в виде полосок титана шириной 1 мм. Затем вся диэлектрическая подложка (1) с нанесенными на нее металлическими дискретными элементами (2) за исключением контактных площадок покрывалась 0,5 микронным слоем окиси кремния, который выполнял роль диэлектрического слоя (7). Сверху наносился металлический слой (8) из циркония толщиной около 700 ангстрем. В слое циркония и слое диэлектрика вскрывались окна (9) в виде отверстий до полосок катода из титана. Диаметр отверстий составлял 12 мкм с шагом 30 микрон. После этого производилось осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя (3) при следующих параметрах: концентрация метана в газовой смеси 1,5-2,5%, температура диэлектрической подложки 750-840oС, температура металлических нитей реактора 2000-2070oС, скорость прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, расстояния между металлическими нитями реактора и диэлектрического подложкой 7-10 мм, между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм. Время осаждения 1-3 ч.
Установлено, что пороги напряженности электрического поля, при которых возникает эмиссия для углеродосодержащих эмиссионных слоев, осажденных на разных металлах предлагаемым способом, достаточно сильно отличаются, что позволяет использовать материалы с большим порогом для адресной металлизации, а с меньшим порогом - для селективной эмиссии, что и использовано в дисплейной структуре. Материалы с большим порогом использованы, как материал для управляющей сетки, для адресной металлизации, а с меньшим порогом, как материал для эмиссионной пленки.
Данные, полученные по свечению люминофора, показали высокую селективность распределения электронной эмиссии по поверхности осажденного углеродосодержащего эмиссионного слоя (разрешении лучше 20 мкм). Достигнута плотность тока более 100 mA/см2, концентрация эмитирующих центров более 106 на 1 см2. Данные, полученные по свечению люминофора, показали, что распределение электронной эмиссии по поверхности триодных структур соответствует областям перфорации (областям вскрытых в структуре окон). Таким образом, достигнуты все необходимые параметры, которые требуются для создания плоского дисплея. Селективное осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя позволяет избежать последующих операций его удаления, как это происходит при использовании известных способов при сплошном нанесении эмиссионного слоя.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить производительность и создавать плоские дисплеи с высокими характеристиками при низкой себестоимости.
Источники информации
1. C.A.Spindt et al., J.Appl.Phys., 1976, vol.47, p.5248.
2. I. Brodie, P.R.Schwoebel, Proceedings of the IEEE, 1994, v.82, n.7, p.1006.
3. Chin-Maw Lin et.al. Jpn. J.Appl.Phys., 1999, Vol.38, pp.3700-3704.
4. Nalin Kumar, Howard Schmidt, Chenggang Xie, Solid State Technology, 1995, Vol.33, No.5, pp.71-74.
5. Nalin Kumar, Chenggang Xie, US Patent 5601966.

Claims (14)

1. Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода, включающий формирование на диэлектрической подложке структуры дискретных чередующихся эмитирующих элементов путем нанесения на диэлектрическую подложку металлических дискретных элементов из высокотемпературного металла с последующим нанесением на них углеродосодержащего эмиссионного слоя, отличающийся тем, что углеродосодержащий эмиссионный слой наносят методом газофазного синтеза, включающим нагрев в реакторе металлических нитей реактора и диэлектрической подложки в потоке водорода, подачу углеродосодержащего газа в поток водорода и осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя через защитный сетчатый экран, при этом режим осаждения выбирают таким, чтобы скорость роста углеродосодержащего эмиссионного слоя на диэлектрической подложке была существенно меньше, чем скорость роста углеродосодержащего эмиссионного слоя на металлических дискретных элементах.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлические дискретные элементы наносят из двух слоев металлов, при этом нижний слой наносят из металла с пороговой напряженностью электрического поля возникновения эмиссии выше напряженности электрического поля эмиссии верхнего слоя металла, при котором эмитируется требуемый ток, проводят удаление части верхнего слоя металла до получения требуемых конфигураций из оставшейся части верхнего слоя металла.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование структуры дискретных чередующихся эмитирующих элементов проводят на диэлектрической подложке, выполненной из высокотемпературного материала из ряда поликор, форстерит, сапфир, ситал, анодированный алюминий, кварц, кремний с окисленным верхним слоем.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на диэлектрическую подложку наносят металлические дискретные элементы из высокотемпературного металла из ряда молибден, титан, тантал, вольфрам, гафний, цирконий, их сплавы.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлические дискретные элементы наносят из титана на диэлектрическую подложку, выполненную из ситала, в потоке водорода, в качестве углеродосодержащего газа подают метан, а осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят при концентрации метана в газовой смеси 1,5-2,5%, при температуре диэлектрической подложки 750-840oС, при температуре металлических нитей реактора 2000-2070oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расположении диэлектрической подложки на расстоянии от металлических нитей реактора 7-10 мм и расстоянии между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм, при этом осаждение проводят в течение 1-3 ч.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлические дискретные элементы наносят из тантала на диэлектрическую подложку из ситала в потоке водорода, в качестве углеродосодержащего газа подают метан, а осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят при концентрации метана в газовой смеси 1,5-4%, при температуре диэлектрической подложки 900-950oС, температуре металлических нитей реактора 2150-2200oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расположении диэлектрической подложки на расстоянии от металлических нитей реактора 7-10 мм и расстоянии между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм, при этом осаждение проводят в течение 1-3 ч.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлические дискретные элементы наносят из молибдена на диэлектрическую подложку, выполненную из форстерита в потоке водорода, в качестве углеродосодержащего газа подают метан, а осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят при концентрации метана в газовой смеси 1,5-4%, при температуре диэлектрической подложки 900-950oС, температуре металлических нитей реактора 2150-2200oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расположении диэлектрической подложки на расстоянии от металлических нитей реактора 7-10 мм и расстоянии между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм, при этом осаждение проводят в течение 1-3 ч.
8. Способ получения дисплейной структуры с триодной схемой управления, включающий формирование анодной структуры, выполненной в виде параллельных дискретных элементов, формирование на диэлектрической подложке перпендикулярно дискретным элементам анодной структуры параллельных металлических дискретных элементов из высокотемпературного металла адресуемого автоэмиссионного катода с контактными площадками, формирование управляющей сетки, расположенной между адресуемым автоэмиссионным катодом и анодной структурой путем нанесения на металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода, исключая контактные площадки, слоя диэлектрика и поверх него металлического слоя, вскрытие в диэлектрическом и нанесенном на него металлическом слоях в местах пересечения дискретных элементов адресуемого автоэмиссионного катода и анодной структуры окон требуемой конфигурации до дискретных элементов адресуемого автоэмиссионного катода, нанесение углеродосодержащего эмиссионного слоя, отличающийся тем, что на диэлектрический слой наносят слой металла с пороговой напряженностью электрического поля возникновения эмиссии выше напряженности электрического поля, при котором катод имитирует требуемый ток, а осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя проводят на металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода методом газофазного синтеза, включающим нагрев в реакторе металлических нитей реактора и диэлектрической подложки в потоке водорода с подачей углеродосодержащего газа в поток водорода, осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя через защитный сетчатый экран, при этом режим осаждения выбирают таким, чтобы скорость роста углеродосодержащего эмиссионного слоя на диэлектрическом слое была меньше, чем скорость роста углеродосодержащего эмиссионного слоя на металлических дискретных элементах адресуемого автоэмиссионного катода.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода наносят из двух слоев металлов, при этом нижний слой наносят из металла с пороговой напряженностью электрического поля возникновения эмиссии выше напряженности электрического поля эмиссии верхнего слоя металла, при котором эмитируется требуемый ток, проводят вскрытие в диэлектрическом и нанесенном на него металлическом слоях окон требуемой конфигурации, до верхнего слоя металла дискретных элементов адресуемого автоэмиссионного катода.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что после вскрытия окон в диэлектрическом и нанесенном на него металлическом слоях, проводят удаление части верхнего слоя металла дискретных элементов адресуемого автоэмиссионного катода до получения требуемых конфигураций из оставшейся части верхнего слоя металла.
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что нанесение металлических дискретных элементов адресуемого автоэмиссионного катода проводят на диэлектрическую подложку, выполненную из высокотемпературного материала из ряда поликор, форстерит, сапфир, ситал, анодированный алюминий, кварц, кремний с окисленным верхним слоем.
12. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на диэлектрическую подложку наносят металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода из высокотемпературного металла из ряда молибден, титан, тантал, вольфрам, гафний, цирконий, их сплавы.
13. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на диэлектрическую подложку, выполненную из ситала, наносят металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода в виде полосок из титана, поверх наносят диэлектрический слой из анодированного алюминия, на который наносят металлический слой из циркония, в слое циркония и в слое анодированного алюминия вскрывают окна, проводят осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя в потоке водорода при подаче в поток водорода в качестве углеродосодержащего газа метана при концентрации его в газовой смеси 1,5-2,5%, температуре диэлектрической подложки 750-840oС, температуре металлических нитей реактора 2000-2070oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расположении диэлектрической подложки на расстоянии от металлических нитей реактора 7-10 мм и расстоянии между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм, осаждение проводят в течение 1-3 ч.
14. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на диэлектрическую подложку, выполненную из кремния с окисленным верхним слоем, наносят металлические дискретные элементы адресуемого автоэмиссионного катода в виде полосок из титана, поверх полосок титана наносят слой диэлектрика из окиси кремния, на который сверху наносят металлический слой из циркония, в слое циркония и в слое окиси кремния вскрывают окна, проводят осаждение углеродосодержащего эмиссионного слоя при концентрации метана в газовой смеси 1,5-2,5%, температуре диэлектрической подложки 750-840oС, температуре металлических нитей реактора 2000-2070oС, скорости прокачки газовой смеси через реактор 4-6 л/ч, при расположении диэлектрической подложки на расстоянии от металлических нитей реактора 7-10 мм и расстоянии между защитным сетчатым экраном и диэлектрической подложкой 1-4 мм, осаждение проводят в течение 1-3 ч.
RU2000104540/09A 2000-02-25 2000-02-25 Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе RU2194329C2 (ru)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104540/09A RU2194329C2 (ru) 2000-02-25 2000-02-25 Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе
PCT/RU2001/000073 WO2001063637A2 (fr) 2000-02-25 2001-02-22 Procede de fabrication d'une cathode adressable a champ d'emission et d'une structure d'afficheur correspondante
JP2001562727A JP2003524870A (ja) 2000-02-25 2001-02-22 アドレス可能な電界放出陰極及び関連したディスプレイ構造物の製造方法
AU2001241312A AU2001241312A1 (en) 2000-02-25 2001-02-22 Method for producing an addressable field-emission cathode and an associated display structure
US10/220,003 US7404980B2 (en) 2000-02-25 2001-02-22 Method for producing an addressable field-emission cathode and an associated display structure
KR1020027010812A KR20020072588A (ko) 2000-02-25 2001-02-22 어드레스가능한 전계방출 음극 및 그 관련의 디스플레이구조체 제조방법
EP01912623A EP1302967A4 (en) 2000-02-25 2001-02-22 METHOD FOR MANUFACTURING EMISSION FIELD ADDRESSABLE CATHODE AND CORRESPONDING DISPLAY STRUCTURE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000104540/09A RU2194329C2 (ru) 2000-02-25 2000-02-25 Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000104540A RU2000104540A (ru) 2002-08-20
RU2194329C2 true RU2194329C2 (ru) 2002-12-10

Family

ID=20231046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000104540/09A RU2194329C2 (ru) 2000-02-25 2000-02-25 Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7404980B2 (ru)
EP (1) EP1302967A4 (ru)
JP (1) JP2003524870A (ru)
KR (1) KR20020072588A (ru)
AU (1) AU2001241312A1 (ru)
RU (1) RU2194329C2 (ru)
WO (1) WO2001063637A2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060292297A1 (en) * 2004-07-06 2006-12-28 Nano-Proprietary, Inc. Patterning CNT emitters

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63159292A (ja) * 1986-12-23 1988-07-02 Showa Denko Kk ダイヤモンド膜の作製方法
RU2083018C1 (ru) 1991-08-20 1997-06-27 Моторола, Инк. Электронный эмиттер и способ его формирования (варианты)
US5258685A (en) * 1991-08-20 1993-11-02 Motorola, Inc. Field emission electron source employing a diamond coating
JP3726117B2 (ja) * 1993-11-04 2005-12-14 ナノ・プラプライアテリ、インク 平坦パネル・ディスプレイ・システムと構成部品とを製造する方法
US5578901A (en) * 1994-02-14 1996-11-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Diamond fiber field emitters
US5872422A (en) * 1995-12-20 1999-02-16 Advanced Technology Materials, Inc. Carbon fiber-based field emission devices
RU2118011C1 (ru) 1996-05-08 1998-08-20 Евгений Инвиевич Гиваргизов Автоэмиссионный триод, устройство на его основе и способ его изготовления
US5865657A (en) 1996-06-07 1999-02-02 Candescent Technologies Corporation Fabrication of gated electron-emitting device utilizing distributed particles to form gate openings typically beveled and/or combined with lift-off or electrochemical removal of excess emitter material
US6161499A (en) * 1997-07-07 2000-12-19 Cvd Diamond Corporation Apparatus and method for nucleation and deposition of diamond using hot-filament DC plasma
US5944573A (en) * 1997-12-10 1999-08-31 Bav Technologies, Ltd. Method for manufacture of field emission array
EP1059266A3 (en) * 1999-06-11 2000-12-20 Iljin Nanotech Co., Ltd. Mass synthesis method of high purity carbon nanotubes vertically aligned over large-size substrate using thermal chemical vapor deposition
KR100376197B1 (ko) * 1999-06-15 2003-03-15 일진나노텍 주식회사 탄소 소오스 가스 분해용 촉매금속막을 이용한탄소나노튜브의 저온 합성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001063637A3 (fr) 2002-06-20
WO2001063637A2 (fr) 2001-08-30
AU2001241312A1 (en) 2001-09-03
US20030143321A1 (en) 2003-07-31
EP1302967A4 (en) 2006-12-06
US7404980B2 (en) 2008-07-29
JP2003524870A (ja) 2003-08-19
EP1302967A2 (en) 2003-04-16
KR20020072588A (ko) 2002-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6515407B1 (en) Gated filament structures for a field emission display
KR100702037B1 (ko) 전자방출소자 및 그 제조방법
US5628659A (en) Method of making a field emission electron source with random micro-tip structures
JPH08236010A (ja) 超微細ダイヤモンド粒子状エミッタを用いた電界放出素子とその製造方法
WO1998053476A1 (en) A field emission device
JP2000057934A (ja) 炭素系超微細冷陰極及びその作製方法
US7466072B2 (en) Carbon nanotube and electron emission device including the carbon nanotube
JPH08227655A (ja) 電界効果電子ソースおよびその製造法
JP2003504802A (ja) 電界電子放出材料を製造する方法および前記材料から成る電界電子エミッタ
KR100656781B1 (ko) 탄소나노튜브와 구리의 복합도금법으로 형성된 전자방출팁의 형성방법
RU2194329C2 (ru) Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе
US7070651B1 (en) Process for growing a carbon film
JP2007257994A (ja) 電界電子放出装置およびその製造方法
JP3581296B2 (ja) 冷陰極及びその製造方法
JP2002197965A (ja) 電子放出装置、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法
JPH05507580A (ja) 電界放出陰極構造を製造する方法
JP2946153B2 (ja) 電子放出膜及び電子放出素子の作製方法
JP2852356B2 (ja) フィールドエミッタの表面改質方法
EP0807314B1 (en) Gated filament structures for a field emission display
US20070200478A1 (en) Field Emission Device
JP2001035351A (ja) 円筒型電子源を用いた冷陰極及びその製造方法
KR20010104960A (ko) 전계방출소자용 캐소드 및 그 제조방법
US7025892B1 (en) Method for creating gated filament structures for field emission displays
JPH07220619A (ja) 冷陰極電極構造とその製造方法
RU2000104540A (ru) Способ получения адресуемого автоэмиссионного катода и дисплейной структуры на его основе

Legal Events

Date Code Title Description
NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110827

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120326

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20141126