TW389928B - Fabrication of gated electron-emitting device utilizing distributed particles to define gate openings - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 相鼷申請系之交叉參考 本案所含主旨部分類似Haven等同時提出申請之中華 民圃專利申請察第86107876»，代理人檑茱编51 M-3850 TW 〇 用途領域 本發明係Η於一種霣子發射装置之製迨輿構迪*該電 子發射装置俗稱陰極，適用於例如平坦面板型陰棰射嫌管 (CRT)顯示器產品。 背最技術 場放射陰極（或稱壜射極）當置於夠強的霣場之下時 發射霣子。霣場係經由施用適當電壓於陰極輿一俱位距陰 極一段短距離的霣極（典型稱爲颺槿或闞槿）闋而產生。 當場放射陰極用於平坦面板CRT顯示器時*跨越一定 大小B域由陰極發射轚子。«子發射匾常耋分成二度空間 霣子發射部陣列>各自位置播跨對應霣子發射部而形成圏 元（或镰素）的部分或全部。由各鏹霣子發射部發射的霣 子撞擊對®發光部*使其發出可見光。 一校希望跨越各镰發光部匾域發光均勻（恒定）。逢 成均勻發光之一種方法係設置成霣子跨越對應«子發射部 全區均勻發射。典型包括將«子發射部製造成一组小而間 隔緊密的電子發射元件。 曾經硏究多種技術供製造含有小而間辆緊密的電子發 射元件之霣子發射装置。Spindt等「撤米大小場放射管硏 究j，IEEE Conf. Rec. 1966 ,第八届管技術會議，1966 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（2 ) 年9月20日，143-147頁，敘述使用小而逢機分布的球形粒 子界定鎗形《子發射元件於平坦場放射陰極之所在位置。 球形粒子大小強力控制_形《子發射沅件底部直徑。 第la-U^ (合稱第1園）示例說明Spindt等用於製 造具有厚曝檯的霣子發射二棰鼸之基於球之製法。第la圈 中，起點為藍寶石基材20。由下期靥22、絕緣層24、和上 期層26组成的夾層位於基材20上。 聚苯乙烯球28 (其中一球示於第lb圈）散落於鉬層26 頂上。「阻罩j沈稹而於層26未覆蓋部分上形成阻軍層30A 。參見第lc·。部分ffi罩30B，典型為礬土（氧化鋁）於 阻單沈積《程中積聚於球形粒子28上。随後，移開球28 * 因而去除®單部分30B。參見第ldil，開口 32於被去除的 球28所在位置延伸貢穿阻單層30A。 鉬層26暴露部分被»刻貫穿阻單開口 32而形成貢穿上 II靥26的鬭口 34 *其餘部分於第le匾示於26A。同理，絕 緣層24暴露部分被蝕刻貢穿阕口 34,而形成腔室36貢穿其 餘絕鏞)|24A。參見第lfHI。阻軍層30A典型地於腔室蝕刻 遇程中被移囫。 最後*鉬蒸鍍於结構鼸頂上，蒸鎪入腔重36内。蒸鏤 使期通通其中積聚於腔室36的開口漸進封閉。如第lg圏所 示，鎗形«電子發射元件38A成形於腔室36，而連黡鉬層 38B係形成於鉬靥26A頂上。層38B輿26A组合而形成二極髏 的曝極。

Spindt等利用球形粒子建立霣子發射元件所在位置和 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 底座尺寸，乃形成《子發射装置的創舉。但元件38A發射 的電子被陽極26A/38B收集，因而未用於直接活化發光區 。希Μ利用球形粒子界定小而間隔緊密的電子發射元件， 其發射的《子可以离度均勻方式、直接用於平坦面板裝置 活化發光元件。 發明之槪略掲示 本發明提供一組製程，其中粒子典型奂球形粒子用於 製迪闊極霣子發射装置。粒子界定霣子發射元件於闌控霉 子射極所在位置。要緊地，本發明之製法設置成由轚子發 射元件發射的霣子可供直接活化平坦面板裝置之元件，例 如，發光S。 粒子表面密度界定（等於）霣子發射元件表面密度。 粒子表面密度易設定於离值。結果，易連高霣子發射元件 表面密度。雖然粒子（因而電子發射元件）通常位在彼此 大致散亂的所在位置，但橫跨霣子發射全區，每單位面積 的電子發射元件數目相當均勻。 又，粒子易選擇而具有緊密大小分布，亦即，平均粒 子直徑相當小。經由妥爲調整某些尺寸參數值，例如，某 種厚度，霣子發射元件可製成彼此相當類似。淨结果是利 用根雒本發明之製法裂成的粒子可達成离度均勻的霣子發 射，因此，使發光ΒΜ离度均勻方式直接活化。 製造根據本發明之閘控霣子射棰時，多數粒子分布於 適當初始结構讎上。要緊地，起姶结構鼸之外供面積大小 典型極少影礬粒子Μ相當均勻（但大致散亂）方式分布於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 1— I —1 m m ·-! - - - m 1 HI I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 '" 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 起始结構鼸上。结果，本發明之製法易用於製遣大面積霣 子射極。 粒子典型為球形。粒子分布於起始结構體後，粒子用 於界定對醮閘極開口延伸貫穿（設於結構釅的霣絕緣層上 方的）非霣絕緣蘭極層的所在位置。如後文討論，「非電 絕鐮J表示導霣或咀霣》 粒子可分布於絕緣層或閛極層，因而導致利用粒子界 定閘極两口的不同顒序。當粒子分布於絕緣層時，非霣絕 嫌閘棰材料提供於絕鐮層上，至少於粒子間之空間。然後 移两粒子。粒子去除操作期間，任何覆於粒子上的閘極材 料也同時去除。其餘閘極材料構成閘極層，闌極開口於被 去除的粒子所在位置延伸貫穿此閘極層。 當粒子分布於闊棰層時，又有其它材料提供於闞極層 上，至少於粒子間之空間。粒子被去除，因而同時去除任 何覆於粒子上的其它材料。然後，孔口於被去除的粒子所 在位置延伸貢穿其它材料。随後，闞極層蝕刻貢穿其餘其 它材料的两口而形成矚極两口。 第一層於閘極層上形成。第一層典型係由無機介霣材 料製成。若亦存在有其它材料，則第一層係位在鼷極靥輿 其它材料間。多值第一開口延伸貢穿第一層。各籲蘭極開 口垂直排齊對醮的第一口。當第一層用於製迨根據本發明 之闢控電子射棰時，粒子可分布於絕》層、閘極層、或第 一層上。依三層中之何層接收粒子而定，粒子用Μ根據類 似前兩段所逑的該型製程順序界定閛棰開口。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -7 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I訂 A7 B7 五、發明説明（5 ) 匾樣轉印層可提供於絕緣曆上。然後*粒子分布於画 樣_印層上，隨後，經由去除樣轉印層之未被粒子遮蔽 部分，而由圓樣轉印靥產生凸黏。蘭極材料沈稹於絕錄靥 上，至少於凸酤間之空間。凸》和任何上覆材料（含粒子 )皆被去除。其餘閘極材料形成鼷極層，閾棰两口於如此 被去除的凸點所在位置延伸貢穿閛棰層。 無諭粒子如何用於界定矚極開口，皆可進行額外加工 «理而易產生概略呈鐵絲形的霣子發射元件。舉例言之， 藺隔材料可設於閛極两口而遮蓋閑極開口傷篇，但留下對 醮孔口延伸貢穿間隔材料低抵絕续層。隨後*絕鐮麕於間 隔材料蝕刻貫穿子口而形成對應介電開口 *大鼸貢穿絕鎵 層、低抵設於絕緣靥下方的下方非絕緣匾。另外，絕縴層 可蝕刻貢穿閘棰鬭口而形成貫穿絕緣《的介霣開口。然後 ，間隔材料提供於介電開口内，大體遮蓋其供》，但留下 對應孔口延伸貢穿閭隔材料、低抵下方非絕》區。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經由将非霣絕鐮射極材料引進介霣開口内、或引進貫 穿間隔材料的孔口内（視絕鐮層係蝕刻貫穿蘭極两口、或 »刻貢穿間隔材料的孔口而定）可於下方非絕緣區上形成 電子發射元件。结果，«子發射元件典型成形爲纖絲形。 閬嗝材料控制閘極層舆各®霣子發射元件蘭的外側間隔。 於採用前述第一層的滾程中，可對具有第一層、閘極 層、和絕癱層的结構讎進行額外加工處理，而方便生產概 略呈_形的霣子發射元件。待別，絕嫌層可餘刻貢穿第一 两口和蘭極两口，而形成對應介霣两口、貢穿絕緣靥、低 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（6 ) 抵设於絕緣層下方的下方非《絕緣匾。各個第一两口通常 不大於對臁IW極開口。结果，第一開口界定（稍後形成的 )電子發射元件的外供尺寸。如問典型例般*經由選擇具 有緻密大小分布的粒子，初步估計第一開口的大小分布同 等緻密。 非《絕»射極材料沈積於第一靥上，遢遇第一阑口和 闌極開口沈積入介霣两口，而於下方非絕錄匾上形成對醮 «子發射元件。霣子發射元件典型成形爲雄形。因第一開 口典型具有緻密大小分布，故由霣子發射元件占有的外餹 面積典型大致相等。隨後，去除第一層而細《堆稹於第一 靥上的多餘射極材料。 舆Spindt等人的想法相反，根據本發明製透的霣子射 極中由霣子發射元件發射的電子蓮動通常不受沈積於絕鎵 層上的導霣材料妨礙。霣子可運動超出電子射極而激活位 於霣子射極上方痛酋距離的元件，例如，發光磷S »衢言 之，本發明提供一組經濟製程供製迪离性能霣子射極，其 易併入平坦面板CRT装置内，特別大面積平坦面板CRT願示 器内。 本發明之一大特》爲本製程之闞極材料候灌者包含難 刻貢穿小而典型次徽米大小两口的金屬。特別， 當Μ極材料沈稹於粒子上時，闕極材料沈稹期間*蘭極两 口形成於如此沈積的粒子所在位置。無需進行》刻來形成 矚極两口。故Μ極材料可使用難Μ蝕刻的金羼。 之簡單說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '哀. 訂 IJ. 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -9 _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 第la-lg·為剖面構造視圓表示先前技術之二極體場 射極之製程步藿》 第2a-2g_爲剖面構造視表示遵照本發明之教示， 用於裂迪具有_形霣子發射元件的闞控場射極之一组製程 步*。 第3a-3i·為剖面構造視表示遵照本發明之教示， 用於裂造具有鎗形霣子發射元件的場射棰之另一裂法之一 組裂程步篇。 第4a-4f，4gl和4g2_爲剖面構造視圏表示製造根據 本發明之鼷控壜射極之製法中之一组前端步《。第4a-4f 之前鵰製程顚序可以第4gl_之步骤或第4g2_之步骤完 成。經由«用第2d-2g圃之前端步骤，或第3f-3h^之後端 步》*至第4a-4f_及第4gl或4g2匾之前端步驟，壜射棰 可提供以根據本發明之_形霣子發射元件。 第5a-5g·為剖面構造視_表示一组後端步黧，藉此 步驟第46, 4f或4gl·之前皤结構鳢進一步根據本發明加 工處理而生產具有鑛絲形霣子發射元件的闌控場射極。另 外*第2d或3e·之前端结構鼸可根據本發明進一步加工處 理，經由利用第5b-5g圈之後嬝步骤而生產具有纖絲形霣 子發射元件的Μ控壜射棰。 第6a-6h_為剖面構造視_表示另一组後嬙步骤，藉 此步驟第4e，4f，或4gl鼷之前端結清體進一步根據本發 明加工處理而生產具有谶綈形霣子發射元件的闕控墦射極 。另外，第2d或3e鼷之前端结構鼸可根據本發明進一步加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） -1〇 - --1--.-----/V-- (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1T .交‘ 五、發明説明（8 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 工處理，經由利用第6a-6h鼸之後蟠步篇而生產具有繼絲 形《子發射元件的鼷控場射極。 第7a-7j·爲剖面構造視圃表示根據本發明之具有繼 絲形電子發射元件的閘控場射極製法中之一組步»。 第8a-8b圓爲第7f和7h圓該部分之放大剖面構造視圏 ，係Μ其中一值霣子發射元件的裂造為中心。 第93-9<:圓為放大剖面構造視圓表示一组步篇，其可 替代第7h-7j_步職用於裂造根鐮本發明之具有玀絲形霣 子發射元件的闊控埸射極。 第lOa-lOg·爲剖面構造視麵表示一组後轔步朦，藉 此步骤第(或圄之前端结構體進一步根據本發明加工 處理而生產具有鰌絲形電子發射元件的閘控埸射棰。另外 ，第2d(或2c)，4gl或4g2圓之前端结構膿可根據本發明進 一步加工處理，經由利用第10a-10g匾之後端步骤而生產 具有鐵絲形霣子發射元件的蘭控場射極。 第lU-llh園為剖面構造視_表示根鐮本發明之製造 具有纖絲形霣子發射元件的閘控場射棰之另一棰方法中之 一組步驟》 第12a-12i_羹剖面構造視表示根擦本發明之製造 具有*Μ形霣子發射元件的闞控場射檷之又一種方法中之 一组步驟。 第爲剖面構造視表示根鑲本發明之闊控 場射極之«法中之一组前媾步*。第13a-13gli之前端製 程順序例如可根據第7e-7 j _之後颯製程顒序完成。 請 先 閱 讀 背 Sr I 事 項 再 填 寫 本 頁 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明（9 ) 第14_爲剖面構造视函表示當下方非絕鋒匾係由霣阻 部舆導霣部组成時，第2a，3a，4a，7a，或12a鼸之起始 结構醴情況。 第15. 1和15.2鼸爲剖面構迨視圈表示當下方非絕编匾 係由霣阻部與導霣组成時，第2g和5g圈之最终場放射结構 體情況。 第16画為合併有根據本發明製造的閘控場射極（如第 5g·)之平坦面板CRT顯示器之剖面構造視園。 類似的參考符號用於附·和較佳具鼷例之說明中表示 相同或極悉相似的物項。 較佳具讎例之說明 一般考盧 本發明利用粒子分布遍布结構鑲表面而於蘭極界定Η 控壜放射陰極的两口。根鑪本發明製造的場射極適用於激 發平坦面板裝置陰極射線管的面板的磷區，此等裝置例如 平坦面板霣視機或籲人霣腰、膝上型霣鼷、或工作站的平 坦面板監視器。 本發明提供多種不同方式來利用粒子（典型爲球形粒 子）界定Μ極两口。本發明也提供多種方式供使用如此界 定的闌極两口來生產不同形狀如錐形和鑛絲形霣子發射元 件。各籲霣子發射元件經由對應蘭槿開口發射霣子。因粒 子界定闞極矚口所在位置，故粒子也界定霣子發射元件所 在位置》 若干實例中，根據若干前嫌裂程順序，粒子可用於部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（2丨0'乂297公釐） ----------------^---^訂------I (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（1G ) 分完成的结構鼸界定閜棰两口 *該结構讎可根鐮後端製程 順序之任一者完成而生產閘控場放射陰S。结構《部分成 品常可用於形成錐形《子發射元件或雄絲形霣子發射元件 。因此，本發明提供一棰混合與匹配能力，其中若干前靖 製程順序的任一者其可组合若干後端製程順序之任一者， 而形成有效缠龌場射極製法，而獲得壜射棰經修改適合特 定需求和特殊材料的S擇。 下文說明中，「電絕緣」（或「介電」）一辭概略適 用於具有《阻係數大於10" Ω-C·的材料。如此，「非電 絕緣」表示具有電阻係數低於101° Ω-C·之材料。非霣絕 繾材料分成阻係數<1 Ω-c·的導霣材料；和（b>電 阻係數於1 Ω-c·〜101° Ω-c·之範团之霣阻材料。此等 類別係於不大於1 V/tt·之霣場拥定。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I — ---.--„--上C冬-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 導霣材料（或電導疆〉範例爲金羼、金屬-半導羅化 合物（例如，金屬矽化物），和金羼-半導鼸共熔物。導 «材料亦包含半導鼸攙雜（η型或p型）至中或高程度。霣阻 材料包含本質和微攙雜（η型和Ρ型〉半導醱。霣阻材料之進 一步實例有金靨-絕緣鱧後合物，例如，金屬_瓷（陶 瓷包埋金饜颡粒）；（b)各型硪，例如，石墨、不定形磺 、和改質（例如，攙雜或雷射改質）纘：及（c>某些矽-磧 化合物，例如，矽-磺-«。 除非另行指示*下文適用於本發明之製法進行的各向 眞性蝕刻。全部各向異性蝕刻大半為單一方向，於大《垂 直射極/閘極霣極藺介電層上表面之方向，離子蓮動结果 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（11 ) 進行各向異性拽刻。结果，各向異性姓刻期間大鼸未發生 下割。全部各向異性蝕刻例如係以霣漿或根據反醮性離子 蝕刻進行乾式蝕刻。 製迪附有霣子發射錐的場射極 參照附鼸，第2a-2g_ (合稱第2圓）示例說明根據 本發明之教示，利用球形粒子界定錐形電子發射元件之閑 極两口，裂造鼷控場放射陰極之方法。第2画之製法中， 起點爲霣絕续基材40,典型爲陶瓷或玻瓖裂成。參見第2a 圓。基材40對場射捶提供支播，基材40構型為板形。平坦 面板CRT顯示器中，基材40構成背板的至少一部分。 下方非《絕鎵射極區42設於基材40頂上。下方非絕緣 區42可Μ多種方式構型。至少部分非絕续匾42典型加園樣 成為一組槪略平行射極線，稱爲列霣棰。當非絕鎵區42Μ 此種方式構型時，場放射陰極成品特別適合激發平坦面板 CRT願示器的發光磷元件。雖言如此，非絕緣匾42可設置 成其它_樣或甚至可未加圈樣。 大致均質霣絕鏢層44設置於结構讎頂上。絕錄《44典 型爲矽氧化物裂成。男外，絕錁層44可由矽氧化物形成。 雖然未示於第依非絕鐮區42構型而定，部分絕鎵靥 44下表面可接觸基材40。部分絕緣層44後來變成射極/闞 極霣極間介霣《。 絕鏍層44厚度須夠大，而使後來形成的霄子發射元件 可成形爲錐形，其梢端略延伸高於絕绪層44頂。各籲電子 發射錄高度依其底部直徑而定，如下述，係由用於界定電 本纸伕又度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 9 - L- - · ,π 東 -1—. -14 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（12 ) 子發射錐的鬮®两口的球形粒子直徑決定。絕緣層44厚度 通常為球形粒子直徑的1-2倍。絕綠層厚度之典型範園爲 0.卜3 ji· 〇 實心球形粒子46M散亂或大致敢亂方式分布遍布絕鐮 層44頂上，如第21>園所示。球形粒子46典型爲聚苯乙烯製 成。粒子46之其它材料包含玻瓖（例如，矽氣化物），聚 苯乙烯以外的聚合物（例如，乳膠），及被覆有官能基如 醇、酸、瞌胺和磺醮基的聚合物。 當粒子46係由聚苯乙烯製成時，平均直徑係於0.卜3 M·之範國，典型0.3 μ·。平均粒子直徑之檷準差通常極小 ，小於10%，典型2%。球形粒子46横跨絕鐮層44的平均 表面密度係於10β〜10*β粒子/平方厘米之範圓，較佳10τ 〜109粒子/平方厘米。典型10β粒子/平方厘米。粒子46 間之平均藺隔典型爲平均粒子直徑的2-3倍。對密度10*•粒 子/平方厘米的0.3»·粒子而言，平均間隔約爲0.6〜0.9 (1· ° 球形粒子46強力黏著至絕鐮層44。相信凡得瓦爾力至 少部分作爲黏著機制。部分或全部球形粒子46可帶霣，例 如，球形粒子46為聚苯乙烯製成時帶負霣。Μ聚苯乙烯爲 例，各《球形粒子46典型帚有至少一鏑雙重灸霣荷，各鵪 雙Α«荷係來自於羧基附接於球46。初姶结構髏40/42/44 上的極性相反的霣荷有助於黏著機制。總而言之，粒子46 一旦黏著至絕鐮暦44即不易横跨絕鐮層44頂上蓮動。 多種技術可用Μ分布球形粒子46横跨絕嫌層44。一種 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -15 - ------.— -^---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13 ) 技術中，首先，含適雷聚苯乙烯小球的去離子水於燒杯用 與試藥级酵組合。酵典型為異丙酵。乙酵亦爲酵之代用品 0 以異丙酵為例*所得異丙酵/水溶液内之液臛主要為 異丙酵，典型超通99 v%異丙酵。聚苯乙烯球懸浮於異丙 酵/水溶液。氮氣通遇溶液而使球更均勻分布於溶液。另 外，溶液可藉超音波》動而改良球於溶液之分布。 初始结構鼉40/42/44裂成概略鬭形晶Η，晶鬭置於離 心室內。晶圆置於室内，控制量的異丙酵/水溶液（含戆 浮的聚苯乙烯球）沈稹於晶鼷頂上，而覆羞晶Η上表面之 待選部分，但未由晶Η頂上滾下。然後，晶_離心一段短 時閜供去除大半溶液。轉速200-2000 rp·，較佳750 γρ· 。離心時閬5-120秒，較佳20秒。 鏽心遇程中，大匾剌餘全部異丙酵/水溶液蒸發*留 下聚苯乙烯球46。若有異丙醪/水溶液殘留，則乾燦晶圔 去除_餘異丙酵/水。乾燥搡作例如可Μ氦哦射進行。無 論是否進行乾燥操作*晶圔»後由離心室移出。藉此方式 ，生產第21>_之構造。 非霣絕癱闕極材料沈積於絕缘雇44和球形粒子46上。 闞極材料沈稹典型俤於大讎垂直絕緣層44頂面之方向使用 蒸鏤或準直·鍍等技術進行。期極材料稹聚於層44上於粒 子46間空間而形成厚度相當均勻的非霣絕鐮閛極靥48Α。 參見第2c匾。闞極材科部分48Β同時積聚於粒子46上半（ 半球）。蘭極材料通常爲金饜，例如，鉻、錁、鉬、钛、 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS } A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ¥ 訂 -16 - A7 B7 五、發明説明（14 ) 鎢、或金。 逋合蝕刻材料（此處稱為第一材料）沈積於IW極層48A 和閘極材料部分48B上。如同閜極材料的沈稹，第一材料 的沈積通常係於大臞垂直«極間介霣層44頂面之方向，再 度使用蒸鎪或準直》鎪等技術進行。第一材料堆稹於閘棰 靥48A上，於球形粒子46閱之空間而形成厚度相當均勻的 第一靥50A，如第2c_所示。第一材料部分50B同時堆積次 位在球46上的閜極材料部分48B上。欲防止第一材料部分 50B接至第一層50A，閘極層48A舆第一層50A之總厚度通常 小於球46平均半徑。 第一材料典型爲無檐介霣材料如氦化矽、氧化鋁及/ 或氧化矽裂成。第一層50A稍後用舫第2園之裂程和某些 變化製程（容後詳述）作為剝離層。下述某些變化製程中 ，第一層50A未發揮剝離功能。當第一層5(^作為剝雕層時 ，第一材料另可為金属，如鋁、鎢、或金。當第一層50A 作爲剝離層時，第一材料亦可爲金屬介轚複合鐮或鹽，例 如，《化鎂、氨化鎂、或氣化筘。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 現在去除球形粒子46。粒子46去除遇程中，W極材料 部分48B和第一材料部分50B同時被去除而生產第2d·所示 構逍。第一两口 52於被去除的粒子46所在位置延伸貢穿第 -Λ50Α。鼷極两口 54類似地延伸貫穿闊極層48A位於去除 粒子46的所在位置。藉此方式，粒子46直接界定第一閭口 52和閘極開口 54所在位置。因鬮極開口 54的形成發生於Μ 極材料沈積於粒子46之«程中，且非藉》刻闞極材料完成 -17 - -------— l·--------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（l5 ) ，故閛極材料之候灌者包含金，金難Μ準確貫穿蝕刻小孔 ，亦邸，直徑典型小於1<ι·之開口，小孔稍後暴露出霣子 發射鎗。同等適用於第2鼷之製程之第一材料。 各籲闞極開口 54垂直對中對應第一開口 52*因而垂直 拂齊第一两口 52。因去除的粒子46呈球形，故第一開口 52 大半為國形。當沈積形成期極層48Α和第一層50Α係大鼸垂 直絕鐮層44上表面進行時，各僮成對對應開口 50和52直徑 約略相等，因此，直徑約略等於對臁被去除球46的直徑。 典型使用機械製程去除球形粒子46。舉例言之，粒子 46可藉超音波/巨音波（·ΜΜ〇ηί(〇操作去除。大部分球 46係於去除作桊的超音波部分去除。超音波操作典型係將 晶圔置於含小量體積百分率（例如，1%) Valtron SP2200 _性淸潔爾（2-丁 «乙酵和非離子界面活性剤 > 之去離子水 浴，浴接受超音波頻率。巨音波操作係於超音波操作後進 行，去除其餘球粒46*典型包括將晶置於另一含小量饅 積百分率（例如，0_5%) Valtron SP2200齡性淸潔薄之 去離子水浴，浴接受巨音波頻率。 可大致中和粒子46上電荷的淸潔两可用於超音波和巨 音波操作期間替代Valtron SP2200淸潔爾。霣荷中和淸潔 _典型地包含離子界面活性另外离K水哦射可用以去 除球粒46。 使用第一層50A作爲拽刻罩，絕嫌層44被蝕刻貫穿第 一两口 52和闞極两口 54而形成貢穿層44、抵抵下方非絕续 射極S 42的介霣两口（或介霣開放空間）56。參見第2e園 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -18 - I I -------·----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

,tT 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（l6 ) »其中44A為剩餘絕緣層44。雖然第一層50A可能略受用於 形成介霣两口 56的》刻Μ攻擊，但攻擊量通常不足夠願著 彩響第一两口 52的大小典形狀。结果，即使第一開口 52直 徑略輿對應颺極两口 54不同，但各禳第一两口 52仍大醍嫌 持鼷形。 霣極間介霣蝕刻而形成介霣矚放空閬56通常之施行方 式，係使介霣閨口 56略微下割鼷極«48Α。下荆董菡揮足 夠防止稍後沈積的射極錐材科稹聚於介霣两口 56之供壁（ 或侧蝝）上而造成霣子發射元件典閜櫥雇48Α漏霣徑路。 «極間介《蝕刻可Μ多種方式施行，例如：（a>使用 一種或多種化學》刻爾之各向同性湄式蝕刻；（b)下割（ 故非全然各向異性）乾式败刻；及（c)無下割（全然各向 異性）乾式蝕刻，繼Μ下割乾式鈾刻或獯式蝕刻。當絕緣 層44和第一層50Α分別為氧化矽製成時，蝕刻較佳Μ二階 段進行。使用四氟化磺施行全然（亦即，實質單向）各向 異性電粲蝕刻而形成垂直拥口 *大覼貢穿絕緣層44;皤後 ，Μ經緩衝的氳氣醴施行各向同性通式蝕刻而拓寬初始開 口並形成介霣两口 56。 非霣絕鏞射極鎗材料傈於概輅垂直絕鐮層44Α上表面 之方向，蒸鍍於结構«頂上。射*錐材料堆積於第一層50Α 上•並通經闕極两口 54而堆稹於下方非絕缘谌42的介霣照 放空間56内。由於錶材料堆積於第一Λ50Α上，故鎌材料 通遇其中進入介電開放空間56内的開口逐漸閉合。沈積進 行至两口完全封閉為止。結果*錐材料堆積於介電開放空 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :苯.. 、1Τ

-X 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -19 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（17 ) 間56内而形成對隳_形電子發射元件58A，如第2f圖所示 。建續鎗材料雇58B同時形成於第一雇50A上。_材料通常 為金屬，例如，鉬、錄、鉻、或鈮，或酎火金屬磺化物如 磺化钛。 現在Μ適當蝕刻劑去除第一層50A。層50A去除遇程中 *多餘維材料靥50Β同時被剝離。第2g圄顯示如此所得霄 子射極。因雄材料的沈積俤概略垂直絕缘層44A進行，各 籲《子發射_ 58A垂直對中於對應第一两口 52,也垂直對 中於對應阚槿開口 54。 鼸極層48A可加樣式一組闌極嫌，垂直下方非絕缘 匾42的射捶列霣極。則闌極線作爲棚霣極。施加適當樣 至閘極層48A，第2g謹之場射極另可設有分鬩檷霣極，其 接觸部分閘極層48A並垂直列霣極。此種閜極加樣和（ 包含時）形成分两檷霣極典型係於蝕刻絕缠層44而形成介 霣两口 56之前進行，但亦可於製程稍後階段進行。 替代以球形粒子46分布絕緣層44頂上而界定蘭極两口 * »極閹口可藉球形粒子分布遍及醑極層而界定。如此有 肋於改善前述由粒子直徑加諸闞極靥厚度上的约束。 第3画里示一種製程竇例，其中球形粒子根禳本發明 用於生竈具有雄形霣子發射元件的鬮控場放射陰極。第3 _之製程中，由基材40、下方非絕鏞@42、和絕鏵層44组 成的初始结構體40/42/44大駸以第2鼷裂程之相同方式形 成。第3a·重複第2a·示例說明第3圏製程之初始結構讎 40/42/44。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20 - -----------„---f〆衣------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（18 ) 非霣絕纗閘極材料沈積於絕鐮層44上，形成相笛均勻 厚度的非霣絕緣阐棰層60。參見第3b_。第3圈之製程之 颺極材料通常為金羼，例如，鉻、錁、鉬、钛、或鎢。閹 極材料的沈稹可依多種沈積技術進行，例如，蒸鎪、灑鏤 、和化學蒸氣沈積<CVD)。與第2鼸製程相反，第3匾製 程之閘極材料沈積無需大鱧垂直霣棰間介霣層44上表面進 行。由於下迷原因故*於特定球直徑時，第3_之製程中 閜極層60厚度可比第2鼷之製程的闊極層48A更厚。 如第3c圓所示，實心球形粒子46分布於Μ極層60頂上 。球形粒子46又係由聚苯乙烯製成。粒子分布步*典型偁 以第2鼸之製程之相同方式進行。球形粒子46的分布於閛 極靥60頂上爲散亂或大致敗亂。第3圔之製程之球形粒子 46 —般具有如同第2 _之裂程的相同特撖，含平均直徑和 平均直徑的檷準差。 適合蝕刻材料（又稱第一材料）沈積於闞極層60和球 形粒子46上。第3圈之裂程中第一材料的沈積係於大鼸垂 直霣棰藺介霣《44上表面方向，使用蒸鍍或準直灑鍍等技 術進行。類似第2匾方法，第3·方法中，第一材料堆積 於闊極靥60上於球形粒子46間之空閬，形成相當均勻厚度 的第一層62Α。參見第3d鼷。後來第一層62Α於第3釀之製 程作爲剝離層。第一材料部分62Β同時堆積於球46上半。 如同第2_之製程，此處第一材料典型由無檐介霣材 料口糞化矽、氧化鋁及/或氧化矽組成。問理，當第一層 62Α施行剝離功能時，第一材料可為（&)金羼如鉬，（b〉金 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X 297公釐） -21 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •?τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（l9 ) 屬/介««合物，或<C)鹽，例如，氟化鎂、氣化鎂、或 氱化納。 郤防第一材料部分62B橋接至第一層62A，第一層62A 厚度通常小於球46平均半徑。比較第2圈之裂程，此處閜 極層48A典第一層50A合併厚度通常須小於球46平均半徑， Μ防非期望的橋接，避免非期望的橋接，使第3園之製程 對闞極層厚度加諸的限制比第2匾之製程小。這一黏於閘 極層60對第一層62Α的蝕刻遘擇性高（亦即，層60拽刻比 牖62Α多時）時特別為真*於下述蝕刻期間，使用第一靥 62Α作為姓刻單而形成貢穿闕極靥60的顒棰開口。對特定 球徑而言*蘭極層60可比鼷極層48Α更厚。 事資上，第3·之製程的閘極層60顯然可比第2匾之 製程的閛極層48Α更厚。舉例言之，闥極層60Α厚度可超過 平均半徑，甚至超遇球46的平均直徑。比較撿視第2舆3 之完整製程指示，第3圏方法所需加工處理比第2_輅 多》籣言之，比較第2_方法，第3鼷方法可顯著改善閘 極靥厚度的限制，而僅付出小ft額外製程代價。 轉而參見第3·之袈程，現在球形粒子46被去除 > 典 型係Μ第2·之裂程之相同方式。球去除遇程中，第一材 料部分62Β同時被去除而產生第3e_的结構膿。第一開口 64於被去除粒子46所在位置延伸貢穿第一層62A。因粒子 46爲球形，故第一《口 64大致鼷形。又，各俥第一開口 64 直徑約等於對«被去除的球形粒子46直徑。 使用第一層62A作恚蝕刻軍，矚檷層60被蝕刻貫穿第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ 210X 297公釐） ---------^--J(_^.--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 一两口 64而形成對醮蘭極鬭口 66貫穿閛極層60低抵絕鐮層 44。參見第3f_。物項60A爲Η極層60的其餘部分。 形成闌極颶口 66的触刻可Μ各向異性牲刻進行。則各 儀矚極開口 66直徑約等於對應第一閭口 64直徑。另外，蘭 植鬭口 «刻之進行方式可使闞極開口 66充分下荆第一層62Α ，而避免使稍後沈積的射極鎗材料堆穑於鼷極層60ΑΜ縴 沿明口 66邊緣。第3f醒示例說明下拥實例，其中各餡閘極 两口 66直徑大於對應第一两口 64直徑。 無論如何進行Μ極两口的触刻，各鏑瞄極两口 66垂直 對中、因而垂直排齊對鼸第一開口 64。因第一两口 64位於 被去除的球64所在位置*粒子46界定閘槿開口 66和第一開 口 64的所在位置。因第一開口 64呈圓形，故顒極開口 66大 致園形。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 現在第3_之«程大致以Μ第2園之製程之相同方式 完成。使用第一H62A作爲蝕刻軍，絕嫌層44被蝕刻霣穿 颶口 64和66而形成對應介霣囿口（或介霣两放空間）68貫 穿層44低抵下方非絕箱S42。參見第3g圏，其中物項44Β 裊鍚錄層44的其餘部分。介霣鼸放空間68充分下拥層60A 和62Α，Μ防稍後沈積的射槿維材料堆積於介霣两口 68供 壁上，而使電子發射元件舆閛極層60Α短路。形成介電閭 口 68的_刻可Μ先前對第2圏之製程中霣極間介霣蝕刻所 述的任一種方式進行。 非霣絕鐮射極錐材料於概略垂直絕续《44Β上表面之 方向，蒸鎪於结構讎頂上。射極錄材料又通常爲金屬如相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） _ 23 _ A7 B7 五、發明説明（21 ) 、鍊、絡、或鈮，或耐火金屬磺化物如磺化鈦。 _材料堆積於第一層62A上，通經两口 64和66而堆積 於下方非絕钂區42的介霣两放空間68内。類似第2圓之製 程，鎗材料通«其中進入介電開放空間68的開口於鎗材料 沈積«程中逐渐封閉。同樣地，沈積亦進行至開口全然封 閉爲止。结果，雄材料堆稹於介霣两放空間68形成對《錐 形霣子發射元件70A，如第3h·所示。一層連錆錐材料靥 70B同時形成於閘極靥60A上。 第一層62A被去除。去除期間多餘錐材料層70B被剝離 。结果所得霣子射極醐明於第3i·。艦於雄材料沈積概略 垂直絕鎵層44B進行，各值錐形霣子發射元件70A垂直對中 於對醮第一两口 64,也垂直對中於對鼯鼷届開口 66。 Μ極層60A加鼷樣成為垂直下方非絕緣匾42射極到霣 極的檷霣極*可Μ第2 _方法中對矚極層48Α加圈樣之相 同方式進行。同理，痛當園樣施加於闌極觸60Α，第3i園 之場射極另可設有分两檷霣極*其接觸部分閘極層60AM 垂直列霣極。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 至於第2和3圓之製程之替代之道，闌極两口可由球 形粒子分布於成形於«I檷層上的一層（又稱第一層）而界 定。此種情況下，球直徑對第一層厚度加諸的限制大體滅 小，連同球直徑對矚極曆厚度加諸的限制亦減。 第4a-4f匾和第4gl或4g2·(合稱第4圏）示例說明 _控場放射ME極製程之前蠕製程順序，其沈積於中此種第 一層上的球形粒子用以界定根據本發明的颺極開口。欲對 -24 - HH ^^^1 -« m t^i— m n^i n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（22 ) 壜射棰提供錐形霣子發射元件，第4圄之製程可根雒本發 明遵照第2d-2g圖之後纗步》或第3f-3i圏之後端步朦完成 〇 第4_之製程中，由基材40、下方非絕绪區42、和絕 钂靥44組成的初始结構賺40/42/44大鐮以前述相同方式形 成。參見第4&9I重複第2a圃。 參見第4b·，非霣雄緣鼷極層60係根據前文對第3· 方法所述任一種沈積技術形成於絕緣層44上。對特定球直 悝而言，此«閘極層60又比第2圓方法之蘭極層48A更厚 。同理，此處閘極層60通常為金羼如絡、錁、朗、钛、或 娓。 稱爲第一材料的適當》貓材料沈稹於蘭槿層60上而形 成厚度相當均勻的第一層72。當第4圔之前靖製程順序合 併第2d-2g或3f-3i圃之後端製程顚序時，稍後第一層72作 為剝離層。此處第一材料候遘者包括上列第3H之裂程之 第一材料候S者。 第4·前端裂程順序中第一材料的沈積可Μ多棰方式 進行，例如，«鍍、蒸度、CVD、霣化沈積（但第一靥72 須可霣化沈稹）、旗鎪、和網印。與第2和3_之製程相 反，第4_之鰱程的第一材料沈稹無需於大鐮垂直絕续層 44上表面之方向進行。因下述理由故，於特定球直徑時， 於第2和3·之方法，第一靥72可比第一層50Α和62Α更厚 。例如於霈要加大第一層厚度律遮蓋（因絕嫌層44陲凸等 因素引起的）鼷極層60之隆凸時，此點待別有益。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25 _ -----iL-丨c.-I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（23 ) 實心球形粒子46分布於第一層72頂上，如第4c圏所示 。粒子分布步驟典型係以前述方式進行。如此，球46散亂 或大致散亂分布於第一層72頂上。粒子46典型爲聚苯乙烯 裂成，且具前逑其它特》。 其它適合拽刻材料沈積於第一層72和球形粒子46上。 其它材料的沈稹係使用例如蒸鎪或準直濺鎪等技術，於大 錶垂直絕》層44上表面之方向進行。其它材料堆積於粒子 46間隔材料而形成另一曆74A。參見第4d圔。其它材料部 分74B同時堆積於球46上半。 欲防止其它材料部分74B橋接至另一層74A，另一層74A 厚度通常小於平均球半徑。然而，第4鼷之裂程順序中防 止沿球46表面非期望的橋接對第一層厚度加諸的限制比第 2和3匾之製程更少。於下述蝕刻，使用另一層74A作為 蝕刻罩而形成貫穿層72的第一鬭口遇程中，當第一層72對 另一層74A的拽刻逸擇性高（亦邸，層72比層74A逮更易蝕 刻時）時尤爲如此。對特定球徑而言，如此，第一層72可 比較第2·之製程的第一層50A或第3園之製程的第一層 62A更厚。同理，避免非期望橋接對閘極厚度加諸的限制 於第4矚之製程順序比較第2或3國之裂程少。 當第4_前端製程順序係由第2d-2g後端步骤或第3f-3i後端步9[完成時，第4園完整製程箱要比較第2和3圔 之完整製程略多的裂程操作。此乃滅少對第一雇厚度的限 制，Μ及相對於第2_之製程，也滅少對閘極層厚度的限 制的一種折衷。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 襞· 訂 —1 - ----- » 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210X 297公釐） ~ 26 ~ A7 B7 五、發明説明（24 ) 用Μ形成另一層74A的材料乃可用作拽刻罩供蝕刻第 一層74Α、也可相對於第一層72Α遘擇性蝕刻的材料。其它 材料典型為金羼。當閘搔材料爲絡時，其它材料典型為錄 ，反之亦然。然而，依裂造場射極用的其它材料的遘擇而 定，其它材料可為阻《性或《絕绪性。 現在去除球形粒子46,典型以前述方式去除。球去除 遍程中，其它材料部分74Β同時被去除而產生第4e_之结 構豔。其它两口 76延伸貢穿另一層74A位於被去除的粒子 46所在位置。因粒子46¾球形，故其它開口 76大致呈國形 。各梅其它閭口 76直徑約等於對«被去除球46直徑。 使用另一層74A作爲蝕刻單，第一雇72經各向異性》 刻貢穿其它開口 76而形成對應第一開口 78貫穿層72低抵蘭 棰層60。參見第4f鼷，物項72A為第一靥72的其餘部分。 各鹤第一開口 78垂直對中於對應其它開口 76且直徑約略相 等。因其它两口 76位於被去除的球46所在位置，第一開口 78所在位置係由粒子46界定。又，第一開口 78形狀大致同 其它醑口 76,同大致呈矚形。 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 ml n-y ·!1 m· n·— n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· 另一層74A仍然作爲败刻罩，W極靥60可被各向異性 姓刻貢穿其它两口 76和第一两口 78,而形成對«閜棰開口 80貢穿靥60低抵絕嫌層44。第4sl_示例說明结果所得结 構K。物項60B爲閘極臞60的其餘部分。且触刻爲各向異 性，故各镰閫極两口 80直徑約等於對醮（上覆）成對開口 78與76直悝。闞極詡口蝕刻可為第一閭口姓刻之連繙，或 為使用不同的各向異性》刻劑的分两步驟。 本紙呆尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（25 ) 各傭閛極開口 80垂直對中、因而垂直排齊對醮第一開 口 78和對臁其它開口 76。因其它開口 76係位於被去除的球 46所在位置，故閘極两口 80所在位置俤由粒子46所在位置 界定。又，閜極開口 80大致圔形。 現在去除第4gl鼷的另一層74A而生產一檯结構膿，除 了部分檷示差異輿閛極層輿第一層厚度的可能差異外，其 大讎同第2dBI之结構鼸。第4sliB之物項60B，72A，78， 和80分別對應於第2d_之物項48A，50A，52 * 54。由於此 種檷示差異，第4圈之前端製程顒序係依前述後端止屬[( 由第2d·结構醴獲得第2g画结構體成品）完成。錐形電子 發射元件58A如此延伸貫穿製妥的塲射極閘極層48A(60B) 的閘極閿口 54(80)。 另外，當醵用第2_方法之後端部至第4鼷之前纗製 程順序時，介«两口 56可成形於絕緣層44,而另一層74A 仍保留原位作爲》刻罩。此種情況下，另一層74A係恰於 第2f·之錐材料沈稹前邸刻去除。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 至於另一替代之遒，另一層74A可於第4f圏所示指段 於形成第一两口 78後直接去除，因而於第4gl·所示隈段 於形成蘭槿两口 80前直接去除。使用第一層72A作爲蝕刻 罩，經由各向異性蝕刻層60貢穿第一两口 78,形成閛 極明口 80而產生第2d·结構讎，再度，部分不同檷示（第 4_的矚槿两口 80變成第2·的蘭極開口 54)，和閘極觸 奥第一層厚度可能有差異。然後，Μ前述方式進行由第2d _結構體至第2g圈結構鼸的製程步期而形成場射極。 -28 - n nn ntf I m·人gn^i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（26 ) 替代進行各向異性蝕刻且因而非下割蝕刻貢穿明口 76 和78，可於第4f圈之Μ極層60進行下割蝕割貢穿開口 76和 78而形成對醱閘棰開口 82,貢穿颸極層60低抵絕縴暦44。 參見第4g2匾，其中物項60C現在為閘極層60的其餘部分。 因閘極閭口 82下荆第一觸72A，各艟闌極開口 82直徑大於 對《(上覆）两口對78和76直徑。各艚蘭棰開口 82大致圓 形，垂直對中於對*两口對78和76。因其它两口 76位於被 去除的球46所在位置，故球形粒子46界定閘棰開口 82所在 位置。 第4g2·的另一層74A可去除而生產一種结構醱，除了 部分檷示差異舆第一層厚度的可能差異外，其大鼸同第3f _之结構體。第4g2之物項60C，72B，78,和82分別對應 於第3f鼷之物項60A，62A，64,和66。由於此锺檷示差異 ，第4圏之前端製程順序係依前述後端步驟（由第3f圏結 構鼸»得第Μ函结構體成品）完成。鎗形霄子發射元件70A 如此延伸貫穿裂妥的場射極閘極層60A(60C>的閘極開口 66 (82)。 另一替代之道，當應用第3_方法之後嫌部至第4_ 之前蠊製程顧序畤，另一靥74A可於第4f·所示»段於形 成第一两口 78後直接去除》使用第一靥72A作為蝕刻軍， 經由下拥胜刻闕極層60貢穿第一開口 78,形成闞極開口 82 而產生第3f_结構臞，再度，部分不同檷示（第4圓的閛 極颺口 82變成第3圏的蘭棰两口 66)，和第一層厚度可能 有差異。然後，Μ前述方式進行由第3f_結構髏至第3i園 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂 X--η. 本紙張尺度通用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -29 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 五、發明説明（27 ) 结構讎的»程步驟而形成場射極。 現在參考根據第2-4國之製造步篇（含前述變化步 »)製成的多種*子射極*錐形霣子發射元件如錐58A或 70A所在位置係由第一两口如醑口 52 , 64或78所在位置決 定。因第一两口所在位置直接或間接由球形粒子46所在位 置決定，故霣子發射錐所在位置係由球形粒子46界定。 因粒子46表面分布散亂或大致散亂分布故*霣子發射 鐺彼此相對位置為散亂或大致散亂分布位置。雖言如此， 橫跨《子發射全匾，各個位置的每單位面積之霣子發射錐 數目並無大改變。 根據第2-4圈之製迪步》(也含前述裂程變化）製 成的各籲電子射檯内的各健電子發射錐底直徑，約等於對 •應第一開口底直徑，如此》約等於對應去除的球46直徑。 结果，霣子發射維平均底直徑係»阙整粒子46平均直徑控 制。縮小平均粒徑造成平均錐徑約编小等量，反之亦然。 藉此方式，粒子46決定霣子發射鎗占有的外侧面積。因球 46界定霣子發射雄所在位置，故鍮間平均間隔係藉調整球 46的表面密度和平均直徑控制。 如前記，粒子46平均直徑檷準差比較平均粒徑相當小 。如此，首次估計霣子發射維平均底直徑的檷準差比較平 均錐底直徑同樣也相當小。因粒子46為球形，故各僮霣子 發射鎗底大致呈鬵形。雄占有的外钿面積大致相等。經由 適當讕整變因如霣極間介霣層44厚度，可得尺寸與形狀离 度均勻的霣子發射元件。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .笨._ 訂 ij. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公* ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（28 ) «子發射元件較佳裂成小而閜隔緊密。其逢成方式係 藉利用具有適當小的平均球饈直徑的球，並箱分布適當离 密度球46遍布球體接牧面而得。因對特定匾的霣子射極而 言，耱別《子發射錐的尺寸舆形狀變化小，横跨《子發射 匾的«子發射相當均勻。要緊地，此棰高度合所需的特霣 大半係藉控制粒子46大小輿表面密度達成，因而使«滾« 得良好控制。 附有霣子發射纗絲的場射極之製造 根據本發明之教示，利用適當後蠼孅絲製程順序而完 成第4·的前嫌裂程順序（例如，以第4gl圈結束或 完成第2或3·之前端製程部分，可生產具有形似鐵絲而 非_形的霣子發射元件之閘控場放射陰極》 第5a-5g·(合稱第5園）示例說明後端裂程顒序， 其醮用至第4a-4f和4gl_之前«製程順序，及其利用根鐮 本發明之隔件而生產具有鑛絲形霣子發射元件的閛控場射 極。參見第4gl·，使用另一層74作爲蝕刻軍，對絕緣層 44進行各向異性《刻貫穿其它閭口 76、第一两口 78、和閘 極两口 80*而形成對匾介霣開口 100貢穿絕緣層44低抵下 方非絕嫌6 42。结果獲得第5a_结構鼸，其中物項44C為 絕鐮靥44的其餘部分。各繽介霄開口 100垂直對中於且直 徑約略相等於對臁三《鬭口 76 , 78和80»又，介霣開口 100 大致呈_形。 另一層74AM無法顯著攻擊第一層72A或结構龌任何其 它部分的蝕刻_去除。第5b園闞釋結果所得結構臞。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） -31 - ^^^1' ^—^1 —4— Ink i ^^^1 C5· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（29 ) 適合蝕刻隔件（或被覆）材料服貼沈積於第一層72A 上，並沈積於複合開口 78/80 ,低抵下方非絕緣區42而形 成颤隔件（或被覆）層102,如第5c圓所示。間隔層102覆 蓋结構《頂上，但未《滿複合開口 78/80。凹部104存在於 複合鬩口 78/80的未《滿部分。各偏凹部104垂直對中於對 應複合開口 78/80。 CVD典型用於沈積間隔材料。结果，沿各鴒複合開口 78/80沿著層72A，60B和44C側嫌的閬隔層102厚度於特定 高度相當均勻（恒定）。 間隔材料典型係S用可舆曆72A的第一材料共同牲刻 的材料。間隔材料也較佳相對於電極間介霣層（此處為層 44C)具有髙蝕刻蘧擇性。特別，間隔材料典型同第一材 料但舆電極間介霣材料不同。舉例言之，當U)第一材料 為氮化矽製而（b〉霣極間介霣層為氧化矽製時，間隔材料 通常為*化矽。 進行各向異性蝕刻而去除大《I全部間隔雇102,遮羞 下列的部分102A除外：U)第一層72A沿第一醑口 78_鐮， (b)闞極靥60B沿闞極两口 80供缘，及（c)絕鐮層44C沿介霣 颸口 100側绨。參見第5d鼷。因蝕刻期間於介霣两口 100底 部的間隔層102中部被去除*故凹部104延伸低抵下非絕编 S42,且略變寬（未願示於第5d9)而變成對應孔口 104A 。因凹部104垂直對中於複合開口 78/80，故各值孔口 104A 垂直對中於對醮複合两口 78/80。 非霣絕绪射極繼絲材料霣沈積（霣鍍）於孔口 104A内 本纸張尺度適用中國國家楳率（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -32 - ---Γ--.— r--^ίν.-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

• X 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 Λ '發明説明（30 ) ，而形成對«前驅霣子發射元件106,其接觸下非絕緣區 42。第5e_瞩明结果所得結構體。霣化沈積期間，第一層 72A、隔件102A舆絕緣層44C的组合包封閛極IR60B (可能 涪结構鑊外顧周邊除外）Μ防前驅霣子發射元件106接觸 阐極層60Β。闌極靥60Β與前驅霣子發射元件106外供間距 係由隔件102Α厚度決定。 射棰鐵绨材料通常爲金羼*如鍊或鉑。當前駆鑛絲106 稍後藉霣抛光技術削尖時，钃絲材料通常輿閛極材料不同 〇 霣化沈積典型係M Spindt等之美國專利第5,564,959 號所逑方式進行（併述於此以供參考）。電化沈積期間， 下非絕緣匾42作爲沈積陰極。沈積陽極位於沈積霣解質内 於第一餍72A上方短距離。 霣化沈積之進行時間夠長而遇度«充孔104A，但又不 使前驅霣子發射元件106沿第一層72A頂彼此相會。结果， 各僮前驅霣子發射元件106有鶴蓋部106A，其延伸出對醮 孔口 104A之外。孔口 104A的遇镇有助於確保编絲形霣子發 射元件成品不會因繼絲材料的凝核與生長而有顯著不等高 度0 第一層72A和隔件102A較佳Μ不會顏著攻擊絕嫌)144C 的拽刻AI去除。參見第由於蝕刻结果，前驅霣子發 射元件106舆閘極1 60B和絕蝝層44C藉筒形孔口 108隔两。 當第一 «72Α和隔件102A係由相同材料（例如，竟化 矽）製成時，蝕刻典型係使用濕化學以單一步《進行。另 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -33 -

In- ^^1 nf 111- H *1 n^i ^^1 I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -vt 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（31 ) 外，具有各向同性成分的電漿可用以進行蝕刻。笛第一層 72A和隔件102A係由不同材料製成時，蝕刻可分二階段進 行。 前驅元件106經加工處理而去除蓋部106A，使剩餘繼 絲部具有銳梢嫌，其至少部分延伸貫穿闌極開口 80。第5g 願示最终蘭控場射極，其中削尖的缠絲形II子發射元件 106B乃前驅元件106其餘部分。因孔口 104A垂直對中於複 合開口 78/80,故各箱電子發射编絲106B垂直對中於對應 蘭極閭口 80。 前驅電子發射元件106轉成霣子發射鐵絲106B較佳根 據前述Spindt等之美圃專利第5, 564,959»所逑霣抛光/ 削尖技術Μ«化方式進行。下方非絕鐮射極E 42連同前驅 元件106作悉霣抛光/削尖遇程的隈極。而閘極層60Β作為 陰極。霣抛光/削尖遇程中，前驅元件106材料概略沿阐 極層60B平面被去除，使元件106被掐離而形成尖梢端。蓋 部106A於霣抛光/削尖《解質被洗去，留下霣子發射玀絲 106B，如第5g·所示。 因闌極两口 80垂直對中於其它两口 76,各籲蘭極開口 80垂直對中於對應被去除球46所在位置。结果，霣子發射 鐵絲106B係由球形粒子46 (所在位置）界定。 又，各孔口 104A直徑等於對《複合醑口 78/80直埋減 兩倍對應隔件102A厚度。因各鲡複合两口直徑約等於對醮 被去除的球46直徑，故孅絲106B占有的外瘺面稹係由球大 小與隔件l〇2Aff度控制。 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -34 - ^ϋ· —-·— Is·» · - - nn ^^1^ ....... n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（32 ) 隔件厚度於各fi隔件102A間變化棰小。如前述，球形 粒子46大小於各粒子46間之變化極小。因球46表面密度於 第一層72並無大變化，故球尺寸和表面密度合併隔件厚度 可經適當調整，而使鑛絲106B於可控制的霣滾幅度橫跨霄 子發射匾全區提供离度均勻的電子發射。 替代由第4gl钃結構體閭始第5圈的後端製程顒序， 另一層74A可於第4f圏所示步骤後直接去除。現在，第一 層72A作為拽刻軍，閘極層60和絕雄暦44經各向異性蝕刻 II穿第一两口 78 (及蝕刻貢穿絕緣層44的閘極鬭口 80)而 產生第5b圏結構體。典型使用二段式》刻法，一段用於閘 檷層60而第二段用於絕緣層44。隨後，第5b麵结構醱又Μ 如前對第5c-5g圔所述方式加工處理。 •ί. * 第2和3國方法之前端部分可Μ類似前述方式組合第 5·之後纗裂程順序。始於第2d_结構髅*經由使用第一 層50A作為蝕刻單，於絕緣層44進行各向異性蝕刻貫穿開 口 52和54而形成It穿絕«層44的介霣两口 100。除了部分 檷示不同輿第一層和鼸極層厚度的可能差異外，產生第5b 结構讎。 同理，始於第结構黼，使用第一暦62A作爲蝕刻 罩，經由各向異性蝕刻閘極《60和絕緣層44貢穿第一两口 64可形成闞極開口 80和介電閭口 100。各向異性蝕刻典型 係Μ二階段進行，一階段蝕刻閜極層60而第二階段蝕刻絕 鐮層44。除了部分檷示不同舆第一層和閘極層厚度的可能 差異外*再次產生第5b鼷結構體。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -35 - ^^^1' m nn m i^^a— -—*x^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T Λ 11. A7 B7 五、發明説明（33 ) 前三段所述替代之道中，各僱Μ極開口 80 , 66或54垂 直對中於對醮被去除的球46所在位置，原因是闞®两口垂 直對中於第一開口 78 , 64或52。因此，球46界定鼷極層60Β 所在位置。又，球46與隔件102Α组合控制獾絲106Β占有的 外_面積。如此，纖絲106Β可經由適當調整球粒大小與表 面密度加上隔件厚度而以控制幅度提供高度均勻的電子發 射。 第6圏爾明應用於第4a-4f和4gl_之前端裂程顒序的 後端裂程順序，及其利用根繡本發明之限件而生產具有编 絲形電子發射元件的阐控場放射陰極。於形成第4gl·结 構黼後，移除另一層74A。结果獲得第6a鼸结構籲。 逋合蝕刻隔件（或被覆）材料服阽沈積於第一層72A 上，並沈積於禊合两口 78/80 ,而形成氈隔件（或被覆） 層110，如第6b_所示。間隔層110覆蓋结構髅頂上，但未 填滿複合開口 78/80。凹部112存在於複合開口 78/80的未 填滿部分。各僮凹部112垂直對中於對應後合開口 78/80。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ CVD典型用於沈積間隔材料。結果，沿各籲複合開口 78/80沿著層72A和60B供縴的間隔層110厚度於特定高度相 當均勻（恒定）。第6_«程顒序的隔件材料具有如同第 5·裂程顒序中第一材料和霣極間介«層相同特欲。 進行各向異性蝕刻而去除大醭全部間隔層110*遮蓋 下列的環形部分110A除外：（a)第一層72A沿第一開口 78側 续，及沿閘極两口 80供鐮。參見第6c圏。凹 部112延伸低抵絕鐮層44,且略變寬（未顯示於第6c·) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -36 - A7 B7 五、發明説明（34 ) 而變成對應孔 口 112A。因凹部112垂直射中於複合两口 78/ 80,故各傾孔口 112A垂直對中於對應複合開口 78/80。 使用第一層72A和瓖形隔件部分110A作為蝕刻罩，絕 缘層44經各向異性蝕刻貢穿孔口 112A，而形成介電開口 114貢穿絕篇[層44低抵下非絕緣區42。參見第6<]鼷。物項 44D為絕緣層44的其餘部分。 非霣絕嫌射極鐵絲材料霣沈積（霣鍍）於後合開口（ 或稱孔口 > 112A/114内，而形成對應前願電子發射鐵絲116 ，其接觸下非絕嫌匾42。第6e_臞明结果所得结構醱。霣 化沈積期間*第一層72、描件110A與絕緣)8 44D組合包封 颺極«60Β (可能沿结構鼸外僱周邊除外）以防前驅霣子 發射元件116接觸閘極層60B。閘極層60B舆前驅霣子發射 元件Π6外供間距係由隔件110A厚度決定。射捶编絲材料 通常為金靥，如錁或鉑。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 霣化沈稹典型俤Μ如上對第5圈製程順序所述方式進 行。霣化沈積之進行時間夠長而過度熵充孔口 112Α/114， 但又不使前*霣子發射元件116沿第一層72Α頂彼此相會。 结果，各軀前驅電子發射元件116有届蓋部116Α，其延伸 出對應孔口 112Α/114之外。如同第5_之製程順序，孔口 的邊填有肋於確保鐵鋒形電子發射元件成品不會因纖絲材 料的縝核輿生長而有顯著不等离度》 第一層72Α和隔件110Α較佳Μ不會鑕著攻擊絕鋒層44D 或黼槿暦60Β的蝕刻劑去除。參見第6f_。因而再度開啟 期I極醑口 80外部。現在，閘棰開口 80部分分隔前驅元件116 -37 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（35 ) 舆明極層60B。當第一層72A和隔件110A係由相同材料形成 時，蝕刻典型於單一步*使用溉化學或具有各向同性承分 的《漿進行。酋第一層72A和隔件110A係由不同材料«成 時，蝕刻可分二陏段進行。 前騵元件116經加工處p而去除蓋部116A，使剩餘钃 銶部具有銳梢端*其至少部分延伸貢穿閘極開口 80。參見 第6g·，其中朗尖的飆絲形霣子發射元件116B乃前驅元件 « 116其餘部分。霣子發射鑛絲116B係藉霣抛光/削尖技術 ，Μ大覼如同第5·製程順序中用Μ生產電子發射玀絲 106Β的相同方式而由前驅元件116形成◊结果各值霣子發 射繼絲116Β垂直對中於對醮蘭極两口 80。 使用閛極層60Β作為蝕刻軍，絕缠層44DM下割、典型 各向同性方式蝕刻貫穿颺檯開口 80而形成琛撓霣子發射纖 絲116Β的對醮介電開放空間118。第6h園顯示所得结構髏 。物項44E爲絕緣層44D的其餘部分。介霣闋放空間118可 部分或完全延伸貢穿絕緣層44E。第6h_示例說明完全貢 穿之例。 霣抛光/削尖步》可於形成介霣两放空間118前進行 。最终所得结構《顧然大釅同第6b_所示。另外，介電開 放空間118可《各向異性蝕刻形成，使两放空两118未顯著 下割閜極靥60B。 各痼闌檯開口 80垂直對中於對醮被去除球46所在位置 ，球形粒子46所在位置界定霣子發射纖絲116B所在位置。 類似第5·之製程，鐵絲116B占有的外側面積係藉球46和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -38 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -VA I I. · 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（36 ) 間隔層110控制》 替代於第4gl圔结構覦開始第6圏之後端製程順序* 後嫌裂程順序可始於第4f圏結構體。另一層74A被去除。 使用第一層72A作為蝕刻軍，閘極層60被各向異性蝕刻貫 穿第一閭口 78而產生第6a圏结構體。 第2和3圏各別製程之前端部分也可Μ根據本發明之 第6·後端製程順序完成*而生產具有繼絲形霣子發射元 件的閘控場射極。檷示有部分差異且第一層和閘極層厚度 可能不同外，第6a匾结清毈重嫌第2d圈結構體，而作為第 2圈製程前端部輿第6鼸後端製程順序的銜接黏。 第3e圏结構腥作為第2圔製程前端部舆第6圔係端製 程順序的街接黏》參見第3e圏，閘極两口 80僳經由使用第 一層624作爲蝕刻軍，藉各向異性拽刻矚極層60貫穿第一 两口 64形成。檁示有部分差異且第一層厚度可能不同外， 再次生產第6a_结構體。 前兩段所逑替代之道中》餓絲116B所在位置再次由粒 子46界定。同理，球46和隔件110控制编絲116B占有的外 侧面積。球粒大小和表面密度連同嗝件厚度可妥爲改變， 而使鑛絲U6BM控制的幅度提供高度均勻的霣子發射。 第7a-7j_ (合稱第7·)呈示閛控場放射陰極完整 製程的一例，該製程採用球形粒子界定W極開口，及利用 隔件而形成根鐮本發明之鑛絲形霣子發射元件。第7·製 程中，由基材40、下方非絕续E42、和絕缠層44组成的初 始结構臞40/42/44大贜Μ第2 製程之相同方式形成。第 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇x 297公庚） -39 - - --—i— I»— .......-.....t ...... - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,?τ J--Γ. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __ B7五、發明説明（37 ) 7a·重複第2a圏，示例說明第7國之初始結構體40/42/44 。同理，如第7b圏所示，實心球形粒子46分布於絕緣層44 頂上。球粒沈積係根據前文對第2圖製程所述散亂或大致 散亂技術進行。 非霣絕緣閜極材料使用例如蒸鎪或準直濺鍍等技術， 沈積於絕緣層44和球形粒子46上，較佳沈積方向大鼷垂直 絕绪層44上表面。Μ檯材料堆稹於絕緣層44上，於粒子46 閬隔材料而形成厚度相笛均勻的非霣絕缠閘棰層120Α。參 見第7c國。阑極材料部分120Β同時堆積於球46上半。欲防 止闞極材料部分120B橋接至阚極層120A，阐極靥120A厚度 通常小於平均球半徑。蘭極材料典型爲金羼如絡、鎳、鉬 、钛、鎢、或金製成。 球46典型根據第2_製程利用的技術去除。球粒去除 遇程中*閛榷材料部分120B被去除而生產第7d圓结構體。 闞極開口 122於被去除球46所在位置延伸貫穿閜極層120A 。閘檯两口 122大致呈Η形因粒子46為球形故。各值閘極 鼷口 122直徑約等於對應被去除球46直徑。因閛極開口 122 係於鬮極《120Α沈積遇程中形成而無需閘極層钱刻，故此 處闞極材料可為金。 適合蝕刻間隔層（或塗層）材料典型以服貼方式沈積 於醑極靥120Α上，沈積入两極閭口 122内低抵絕线層44而 形成藺隔氈（或塗層）層124,如第7e_所示。間隔層124 覆蓋结構《I頂上，但未完全填满閘極两口 122。凹口 126存 在於鼸極圃口 122未填满部分。各镇凹部126垂直對中於對 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ‘袈. 訂 乂 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -40 - 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（38 ) 釅Μ檷開口 122。 CVD用Μ沈積間嗝材料，於蘭極層120侧鐮、沿各镳閘 極鼷口 122的間_層124厚度於任何特定高度皆相當均勻。 間隔材料係灌用可就蘭極材料和霣極間介霣層遘擇性蝕刻 。間隔材料典型為霣絕鐮體（第7eH所示之例），例如， «化矽但亦可為非霄絕緣膿，例如，金鼷如鋁。當間隔材 料係由金觴組成時，間隔材料的沈稹可K霣化沈稹進行。 此種情況下*横跨结構鼸全上表面沈積典型未腹貼。 進行各向異性蝕刻而大醱去除全部間隔層124,但沿 闢極两口 122覆蓋颺極層120A供鏵部分124A除外。參見第 7f圏。因閬隔靥124位於闌極两口 122底部的中部於蝕刻遇 程中被去除，故凹部126延伸貢穿間隔《124低抵絕緣層44 ，且略變寬（未顯示於第7f圈）而變成孔口 126A。 各鵪隔件部分124A於第7f_鍮得相當小。欲更淸晰示 例說明隔件部分124A，第8a圔呈示第7f_結構髖的部分放 大視醒，對中於左手鑭霣子發射元件預期位置周圏。 使用閛極JS120A和隔件部分124A作為蝕刻睪，絕续層 44被各向異性蝕刻II穿孔口 126A而形成對醮介霣两口 128 It穿絕嫌層44,低抵下方非絕缘谌42。參見第7$·。物項 44F爲絕鐮層44的其餘部分。因凹部126垂直對中於蘭極開 口 122,故各《複合两口 126A/128垂直對中於對醮阐極開 P 122 〇 非電絕鎵繼絲材料霣化沈積入後合两口（或稱孔口） 126ΑΛ28而形成前驅霣子發射元件130,其接觸下方非絕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2t〇X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 乂--f -41 - A7 B7___ 五、發明説明（39 ) 嫌Ξ 42。第7h圏曜明结果所得结構鼸。霣化沈稹再度典型 係以前述美國專利第5,564,959號所述方式進行。同理， 射棰编絲材料再度通常為金羼如錁或鉑。 沈積時間钩長而可完全埔滿介霄開口 128舆部分镇充 孔口 126iA，但又不夠長，使各偁前擊霣子發射元件130沿 外侧超遇其隔件124A。結果，前騵元件130«隔件部分 124A (的厚度）與閘檯層120A之外側隔鬭。因隔件124A於 第7h圔中繪鼷相當小，故第81>圖呈示第7h圏結構臞對中左 手供前驅元件130部分放大視圏。 隔件部分124A係以不會顯著攻擊閘極層120A的蝕刻劑 去除。使用闞極層120A作為蝕刻軍》絕緣層44FM下割方 式典型爲各向同性蝕刻貫穿阑極两口 122*而形成環繞前 匾《子發射元件130的對醮介電開放空間132。參見第7i圖 ，其中物項44G為絕缘層44F的其餘部分。介霣開放空間132 可部分或完全延伸貢穿絕鎳層44G。第7i圈醑明部分貫穿 例。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 進行電抛光/削尖作菜而得附尖梢的前驅電子發射元 件130。第7j鼸顧示所得结構鼸。纖絲形霣子發射元件132A 乃前釅元件130的削尖其餘部分。再次根據美國專利第 5,564,959«所述技術進行電抛光/削尖作業。 第7i輿7j_顧示的作鬌可逆轉。捵言之，前驅元件130 可霣抛光/削尖而形成電子發射纖絲130A，随後，介霣閬 放空間132形成於元件130A周園。又，介霣鼷放空間132可 藉各向異性胜刻形成，故不致覇著下割W極1120A。 本纸浪尺度適用令國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -42 _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印袈 A7 B7五、發明説明（40 ) 雄而言之，褀合两口 126A/128垂直對中於闞極两口 122 ，各餡鐵絲形《子發射元件130A垂直對中於對應蘭極開口 122。因各餹蘭極两口 122垂直對中於對醮被去除的球40， 故球形粒子46界定鑛絲130A所在位置。鑛絲130A占有的外 侧面稹係由球46直徑輿問隔層124厚度控制。因此，經由 妥爲調整球粒大小輿表面密度連同隔件厚度，鐵絲130B可 設置而Μ控制暢度提供离度均勻的電子發射。 第9a-9c_ (合稱第9_>示例說明適用於第7g圈结 構鼸用於製迪根雄本發明之具有繼絲形霣子發射元件的闞 控場放射陰棰的製程顒序之放大視。第7a-7g和9丽之 »程中，隔件部分124A係由非霣絕鎵材料，通常爲金軀製 成，亦邸，相對於射棰鐵絲材料和闞極材料可1擇性蝕刻 。舉例言之，當U)鬮棰材料為鉻和（b>纖絲材料為鎳時， 部分124A的間隔材料典型為鋁。又，如下第14_更完整說 明，第9_製程順序的下方非絕緣區42係由下導霣層與上 霣阻層组成。 如於第7$_之結構讎，射極鑛絲材料霣化沈稹複合孔 口 126A/128而形成前驅獼絲形電子發射元件134。霣化沈 稹期藺，鼷極靥120A作爲對照霣極。非絕续隔件124A接觸 蘭極層120A，因此，作為對照霣極的一部分。沈積播檯位 於沈稹電解質内。下方非绝缘區42作爲沈稹陰極。因沈稹 入介霣两口 126A内的孅絲材料接觸下方非絕緣S 42,故堆 積於複合孔口 126A/128的编絲材料作爲部分沈積陰極。 下方非絕鐮B 42的下導霣層维持於夠高«壓，可使射 I--<---.— ^----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨ΟΧ 297公釐）

經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 i、發明説明（41 ) 極纗絲材料霣化沈積於非絕緣匾42的上霣阻層的介霣開口 126A内。它方面，閛極磨120A維持於不足Μ使繼絲材料霣 化沈積於（以_極層120Α和非絕緣隔件124Α形成的）對照 «梅上。 鑛絲材料堆稹於介霣開口 126Α持繙至前驅霣子發射元 件134接觸非絕编隔件124Α為止，如第9aHSil36指示。當 各傾前匾元件134接觸其非絕鐮隔件124a時，鑛絲134霣短 路至（以閜極層120a和非絕緣隔件124a形成的）對照霣極 上。則各德如此短路的繼絲134霣壓由足以霣化沈積孅絲 材料的沈積險棰、轉成不足以鐵絲材料沈積的對照霣極值 。如此，鑼絲134的霣化沈稹终止。 霣各健前驅元件134霣短路至對照電棰時，對照霣極 霣滾滾經鐵絲134和下方非絕鐮匾42的上霣阻層下部。各 «如此短路的纖絲134與下方上霣阻靥部分的合併霣阻R 引起跨越鐵絲134和下霣阻層下部的壓降VD。 對各根霣短路嚴鉍134而言，合併霣阻夠离而使壓 降&逹足狗防止非絕鏵區42下導霣層的沈積陰極霣S、改 變成足夠電化沈稹饑絲材料之值。结果*前軀元件134的 沈積中止對另一種前驅元件134的沈積影響極小》當各別 前臞元件134分別接觸其非絕緣隔件124A時，全部前驅繼 絲134的沈積大讎中止。如此，鐵絲材料無法凸出孔口 126A夠逋而使前囅元件134橋接至閘極觸120A。 使用適霣蝕刻_，其不會顯著攻擊闥槿層120A或前驅 霣子發射纖絲134,間隔層部分124被去除而生產第9b_结 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0'Χ 297公釐） -44 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸)

經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（42 ) 構羅。霣抛光/削尖作業將前驅纖絲轉成刺尖的繼絲形霣 子發射元件134a»如第9c_所示。 颺極層120A作爲»刻罩，絕鎵層44K下荆典型各向同 性方式姓刻貢穿閘棰两口 122而形成瓌繞霣子發射编絲134A 的介霣明放空間138。第9c園中物項44H為絕縴層44F的其 餘部分。電抛光/削尖作業可於蝕刻而形成介霣開放空間 138之前或之後進行。任一種情況下，第9c麵结構體又Μ 前述方式加工處理。 無綸介霣鬭放空間138係於鬣抛光/削尖作#之前或 之後形成，各镳繼絲形霣子發射元件134Α垂直對中於對* Μ極開口 122。结果，球46界定《子發射鑛絲134Α所在位 置。又，球46和隔件124Α控制鑛絲134Α占有的外_面積。 络由妥爲調整球粒大小與表面密度連同隔件厚度，由雄絲 134Α發射的《子均勻度舆幅度可加以控制。 用於第9匯裂程顒序自動中止鐵絲材料之電化沈積的 扶術，可齷用於包含第6a-6d·製程順序之製程。此種情 況下，環形颺件部分110A係由非電絕緣材料裂成，通常為 金羼，其相對於纖絲和閘極材料可作理ί择性蝕刻。隔件部 分110Α典型亦可相對於第一材料作遘擇性蝕刻。第一層72Α 係由非霣絕緣材料製成*亦通常爲金屬如鋁，其相對於繼 絲和閘棰材料可作遘揮性蝕刻。下方非絕》Β 42再次由下 導«層與上霣阻«組成，又如下就第14圏所述。 始於第6d圔结構讎，射極鐵絲材料的電化沈積係以霣 化霣池進行，其中闊極層60B作爲對照3極。因隔件部分 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ¥ I訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ____B7五、發明説明（43 ) 110A接觸閘極層60B，故隔件110A作為部分對照霣極。沈 稹陽極位於沈積霣解質內，故下方非絕绪區42為沈積陰極 。沈積於介«開P114的编絲材料接《非絕镰區42,因而 作為部分沈稹除槿。 當堆稹於各儀介霄開口 Π4的鐵絲材料接腾對醮陽件 部分110A時，沈積陰極形成於該閭口 114的霣子發射纖絲 116之沈積陰極罨短路至對照霄棰。如此，中止繼絲材料 之電化沈稹於開口 114內。具有類似第9a圔前驅编絲134形 狀的前驩《子發射元件成形於介電開口 114內。 隨後去除第一層72A和隔件部分110A。進行霣抛光步 嫌而削尖各根霣子發射编絲，蝕刻寅穿蘭極開口 80而形成 瓌嬈鐵絲的介霣開放空藺。如同第6，7，和9麵之製程 順序，任一步嫌可先進行。所得结構鼸概略示於第6h或7j ，視介霣两放空閜完全或部份延伸貫穿絕緣層44而定。 第5-7圏之製程/製程順序中，隔件係經由沈積間 隔材料氈靥然後，去除氈層之非所需部分形成。但於某些 情況下，颺件可藉蘧擇性沈積技術形成。當閘極層係沿其 供»而非沿其上或下表面曇露時，典型出現所需情況。 第10a-10g·(合稱第10_)麵明應用於第3a-3f·前 鳞製程順序的後颯製程順序，其利用根據本發明之遘擇性 颺件沈稹而生產具有鑛絲形霣子發射元件的闞控場放射陰 極。如第10a_ (重複第3f圏）之示例說明，各鎇閛棰開 口 66各大於第10鼸後蟵製程順序的對應第一两口 64,故闞 極鬩口 66略下割第一靥62A。雖言如此，各雇靦極閭口66 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .袈

、1T Λ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -46 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（44 ) 直徑大膿等於對應第一两口 64»無諭醑極闋口 66是否下割 第一層62A，皆僅暴露出闞極饜60A4I缠。 使用霣化技術，適合蝕刻非霣絕緣隔件（或被覆）材 料薄擇性沈積於沿蘭棰開口 66的鼷極層60暴露緣上，而形 成_形非霣絕》隔件140。參見第10b圏。孔口 142分別延 伸貫穿瓖形隔件140。各镇孔口 142垂直抹齊於對應環形隔 件140。霣化沈稹進行一段時間夠長而使各値孔口 142直徑 顯著小於對《第一明口 64直徑。 電化隔件沈稹期間，鬮極層60A爲沈稹陰極。因隔件 140接觸閛極餍60A，故酋隔件沿Μ極緣生長時隔件140構 成部分沈稹陰棰。沈積跚極位於沈積霉解霣内。 隔件140可柑對於第一層62Α、絕续層44、稍後用Κ形 成霣子發射纖絲的材料薄擇性蝕刻。間隔材料通常爲銅或 鍊等材料，但與隁極材料不同，也輿鐵絲材料不同。 使用第一靥62Α和颺件140作為蝕刻罩，絕錁層44各向 異性蝕刻貢穿第一两口 64和孔口 142而形成對應介霣開口 144、貫穿絕嫌層44、低抵下方非絕緣區42。第10c·顯示 结果所得结構體。物項441為绝鐮層44的其餘部分。介電 醑口 144儸蜃大致垂直。因各僱孔口 142直徑比對應第一開 口 64小，故各孔口 142直徑約等於對醮介霣明口 144直徑。 非電絕缘射極集絲材料霣化沈積入介霣两口 144内， 而形成前驅霣子發射鐵絲146,其接觸下方非絕緣區42。 參見第10d鼷。絲沈稹進行至前驅霣子發射孅絲146接觸 或近接觸隔件140為止。電化鐵结沈積典型係根據美國專 本紙張尺度適用'17國國家標準（<：灿以4規格（210乂297公釐） -47 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（45 ) 利第5,564,959轚所逑技術進行。雄絲沈積係於特茧沈積 時間後或依第9_製程順序使用的自動化技術中止。 霄化繼絲沈積期間，第一層62A、隔件140、舆絕续層 441组合包封閛棰層60A (再次，可能洛结構鼹外周邊除外 )* Μ防前驅霣子發射鐵絲146接觴閘極層60A、隔件140 決定前驅霣子發射缠絲146與閛極層60Α間之外供間隔。各 籲缅絲146垂直對中於對應第一開口 64,因而垂直對中於 對應被去除球46所在位置。 第一層62Α和隔件140被去除而生產第10e圓所示結構 鼸。第一層62A可於隔件140去除前去除，反之亦然。另外 ，當可得可拽刻隔件和第一材料二者的蝕刻劑時，第一層 62A與隔件140可同時去除。總而言之，去除作業係以不會 願着攻擊閘極層60A或前驅霣子發射繼絲146的蝕刻劑進行 。因而再開啟閘棰開口 66。因各値再開的閘極開口 66和對 醱介霄两口 144皆對中於對驩第一開口 64，故各根繼絲146 垂直對中於對應闞極囿口 66。 使用閘極II60A作爲蝕刻罩，絕鐮層441蝕刻貢穿蘭極 两口 66,而形成環繞前驅霣子發射鑛絲146的對應介霣两 放空間148,如第10f·所示。物項44J為絕绪層441的其餘 部分。蝕刻可以各向同性方式，以第l〇f画示例說明的情 況進行。另外，輓刻可Μ部分或完全各向同性方式進行， 使介霣两放空間U8下割两棰層60冉。介霣開放空間148部 分或完全延伸貢穿絕嫌靥44J。第10f圓示例說明完全貢穿 情況。 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210X297公釐） -48 - ----------C衣------J1T------λ——, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央搮準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（46 ) 霣抛光/翮尖作赛對前驅電子發射鬅絲146進行而提 供尖梢。參見第l〇g_。物項146A為前驅霣子發射鑛絲146 的其餘部分。再度，霣抛光/削尖作桊係依美國專利第 5,564,959轚所述技術進行。 第3a-3f和10·裂程可Μ多種方式修改。第2a-2d國前 嬙製程顒序可替代第3a-3f鼷前端製程順序。同理，第4 _前颯裂程順序（第4gl或第4g2矚裂程順序）伴Μ去除另 一層74Α，可替代第3a-3f圔之裂程顒序。對前驅電子發射 纖絲146進行霣抛光/削尖作業可於形成介電開放空間148 前進行》 最终所得结構駸中，各電子發射鐵絲146A垂直對中於 對應閘極開口 66。因被去除球46界定闞極開口 66所在位置 ，故去除球46也界定编絲146A所在位置。各霣子發射编絲 146A占有的外侧面積傈由對應被去除的球46直徑輿對臞隔 件140外供厚度控制。經由妥爲調整球粒大小與表面密度 連同隔件厚度，鐵絲146A可提供高度均勻的霣子發射。 第2和7圏製程中，蘭極開口 54和122存在於球形粒 子46去除後殘留的鼷極材料内。然而，鼷極颼口 54和122 確資輿鼷槿材料沈積的同時於闢極層48A和120A形成。類 似情況適用於第3園製程的第一两口 64和第4圔製程«序 的其它藺口 76。 第lla-llh_ (合稱第11_)示例說明一種製程順序 ，其中球形粒子46用於裂迪根據本發明之閘控埸放射陰極 時界定闊極開口 *及其中間隔材料係於球46去除前沈積於 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -49 - ---1------,ί 哀---：---ΐτ------'β——r (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（47 ) 閘極閭口。第11·製程順序起點爲第7a圔結構證40/42/44 。球46沈積於絕»層44頂上，如第7b鼷所示，隨後，闞極 材料沈稹係於概略垂直層44上表面方向進行而形成閘極層 120A和多餘Μ極材料部分120B。結果獲得第7c圖結構醱， 此處重複爲第1U_。矚極層120的閛捶閭口 122明白檷示 於第11a蘭。第11a匾閛棰層厚度典型小於第7 裂程的閘 極層厚度。 適合蝕刻間隔材料典型為電絕緣疆，沈積於结構鼸頂 上形成闌極層120A上的間隔（或覆蓋）層150A，如第lib 圏所示。間隔層150A座落於球46間之空間。間隔材料之沈 積方式使間隔靥150A琢形部150B於絕缘層44上、於蘭極颶 口 122内於粒子46下方形成。問隔材料部分150C同時堆稹 於位於球46的明極材料部分120B上。欲防多餘間隔材料部 分150C橋接至間隔層150A，層150A輿120A總J|t度通常小於 球46平均半徑。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 間隔材料沈積典型係藉均勻非準直技術如非準直濺鎪 (亦即，其中被»鎪材料的撞擊原子天然入射角大匾展開 )或霣漿增進CVD進行。非準直灞鍍期間，S力通常10-100 毫托耳。非準直間隔材料沈稹亦可藉角向旋轉技術如角向 旋轉濺鎪或角向旋轉蒸鍍進行。角向旋轉沈稹中，間隔材 料係以相對於絕》«44上表面顯然小於90度的夾角沈積於 絕嫌層44,同時以概略垂直層44上表面為軸，相對於間隔 材料溉、旋轉结構鰱40/42/44。雖然於角向旋轉沈積期間 ，撞擊間隔材料原子可ϋ間形成準直束，但結構體40/42/ -50 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（48 ) 44相對於閬隔材料源的角向旎轉使總齷沈積非準直。 «閧隔材料沈稹係Μ非準直方式進行而沈稹於粒子46 下方空閬時，環形隔件部分150Β外供厚度（亦邸，間隔層 150Α延伸入由球46垂直邃蔽的區域内的徑向距Κ)等於平 均球半徑之20-80%，典型略大於50%平均球半徑。 粒子46被去除，再次典型依第2圏裂程使用的技術。 球46去除通程中，多餘蘭極材料部分120Β和多餘間隔材料 部分150C同時去除而生產第11c園結構體。現在，孔口 152 延伸貫穿閜隔層150A於被去除球46所在位置。特別，孔口 152延伸貢穿位於闕極開口 122的環形隔件部150B。因粒子 46大致球形，故孔口 152大致里國形。各德孔口 152垂直對 中於對臁颸極開口 122。 使用間隔層150A作爲蝕刻罩，絕编層44各向異性蝕刻 貢穿孔口 152而形成對醮介電開口 154,貫穿層44低抵下方 非絕嫌642。參見第Ud圏，其中物項44K爲絕緣層44的其 餘部分。因孔口 152對中於蘭極開口 122,故各齒介霣開口 154垂直對中於對臁闥檯開口 122。 非霣絕雄射極鐵絲材料霣化沈積複合開口（或孔口） 152/154而形成前驅霣子發射鐵絲156,其接觸下方非絕线 @42»第lie·顯示结果所得结構鼸。再次，電化纖絲沈 稹典型係依美团專利第5,564,959號所述方式進行。同理 *射極纖絲材料通常爲金屬如鏢或鉑。 霣化鐵絲沈積期間，絕縴層44與間隔層150A (含隔件 部150B)組合包封閘極曆120A (再次，可能沿结構鼸外周 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 --r·^ 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（49 ) 邊除外）Μ防前驅霣子發射繼絲156接觸闞極層120A。隔 件150Β決定閘極層120Α舆前驅鐵絲156之外《I間距。 電化沈積典型進行時間夠長而遇填複合閭口 152/154 ，但又不夠長使«子發射元件156沿間隔層150Α頂彼此相 會。结果，各匍霣子發射元件156有個蓋部156Α，其突出 複合開口 152/154之外。遇填再度減少因编絲材料凝核與 生長差異而形成顧然不同類型電子發射纗絲的可能。 間隔層150Α (含隔件部150Β)被去除。參見第Uf醒 。間隔材料的去除較佳係以不會顯箸攻擊絕緣層44K或閛 極靥120A的蝕刻莆進行。结果，矚極開口 122外部再度開 啟。激化學或具有各向同性成分的霣漿典型用於進行間隔 材料蝕刻。 使用閘棰層120A作為蝕刻軍，絕緣層44KM下拥、典 型各向閲性方式蝕刻貢穿闊極開口 122,而形成琿換前驅 霣子發射鐵絲156的介霄開放空間158。參見第llg匾。物 項44L為絕鐮層44K的其餘部分。介電開放空間158可部分 或完全延伸貢穿絕緣層44L。第llg_示例說明完全貢穿實 例。 前驅霣子發射鐵絲156經加工處理去除蓋156A，而對 其餘繼絲部提供尖靖*其至少部分延伸貫穿閘極開口 122 。第llh·顯示所得结構薩，其中尖霣子發射繼絲156B為 繼絲156其餘部分。尖钃絲156B典型俤藉如上對第5 製 程顒序形成尖鐵絲116B所述霣抛光/剿尖技術而由前驅鐵 絲156形成。如此，各根前驅霄子發射繼絲156垂直對中於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS Μ4規格（2丨οχ297公釐） -52 - ------^---C 裝------ΐτ------J. Γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（50 ) 對應蘭極两口 122。 霣抛光/削尖作業可於形成介«两放空間158後進行 。再度生產第Uh圏结構鱺。又，各向異性拽刻可用以形 成介霄開放空間158,故不會顯著下割W極層120A。另外 ，可《除介《開放空間158的形成。第9圈之製程顒序用 Μ自動中止繼絲材料的霣化沈積技術、可K鐵絲沈積於第 9 _製程顒序自動中止的相同方式醮用於第11画製程。 因為（a)l|子發射鑛絲156Β垂直對中於蘭極閭口 122和 (b)鼷極開口 122對中於被去除的球46,故鐵絲156B所在位 置係由球46決定。雄絲156B外供面積係由球46直徑與隔件 部分150B外ft厚度決定《结果纖絲156B經由妥爲調整球粒 大小與表面密度連同隔件150B厚度，鐵铋156B可提供高度 均勻的《子發射。 第5-7，10和11鼷製造附有鐵絲形«子發射元件的 霣子射極的裂程/製程顒序包括将間隔材料沈稹於顒極開 口。然而，可製造具有霣子發射纖絲的閘極霣子射棰、其 平均直徑顯然小於界定鑛絲所在位置的球46平均直徑，而 未沈稹間隔材料入閜棰照口。第12a-12i匾（合稱第12圏 )呈示根據本發明如何製造醍控場放射陰棰之範例。 第12_袈程中，初始结構體40/42/44係Μ大體如前對 第2黼軀程所述方式形成》參見第12a·，其重複第2&圓 。間樣地，貢心球形粒子46依第2_裂程使用的散亂或大 致散亂技術分布遍及絕嫌層44頂上。第12b·重複第2b_ 示例說明此酤的结構讎。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -53 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 東 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7五、發明説明（5l ) 下（或第一）蓋材沈積於结構齷頂上形成下綦層160A 於絕緣層44上，如第12c·所示。下羞層160A位於粒子46 間之空間。蓋層160A之沈積方式使Μ層160A之環形部160B 成形於層44上方的球46下方空間。下蓋林部分160C同時堆 積於球46上半。 下蓋材的沈稹典型俤以大騰如同第11·製程中間隔材 料沈稹之相同方式進行。下羞材典型為霣絕鐮材。另外， 下番材可為非霄絕緣材，典型為金羼如鉻、錄、鉬、钛、 或鎢。此捶情況下，部分藎層160Α後來形成部分蘭極層。 上（或第二）蓋材於大鼸垂直絕緣層44上表面方向， 沈稹於结構臛頂上而於下躉層160Α於球形粒子46間之空間 形成上蓋層162Α。參見第12d^。極少（大致無）上羞材 堆積於球46下方而下蓋材部分160Β上方空間。然而，上蓋 材部分162Β同時堆穑於下羞部160C。羞層160Α舆162Α總厚 度通常小於球46平均半埋。如此避免多餘上S材部分162Β 橋接至上蓋層162Α。 上羞層162Α遒常形成霣子射極之至少部分明極靥。此 種情況下，上蓋材傈由非霣絕緣阐極材料裂成，典型爲金 羼如鉻、鍊、鉬、钛、《、或金。另外*若下蓋靥160Α稍 後變成鼷棰層，則上蓋材可為霣絕鐮材》 現在，去除球形粒子46,再度典型依第2_裂程使用 的技術。去除球46時，多餘躉材部分160C和162Β同時被去 除而生產第12e·结構黼。上方两口 164 (典型構成蘭極開 口）於被去除球46所在位置、延伸貢穿上蓋層162A。下方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )M規格（2丨0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .袈' 訂 --Γ. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7 五、發明説明（¾ ) 两口 166類似地於被去除球46所在位置延伸貫穿下Μ層160A ，待別II穿/1 160Α蓋部160Β。各®下蓋閭口 166直徑小於 對«上番開口 164。因粒子46大致球形，故Μ開口 164和166 大致呈麵形。各籲蓋閬口 166對中於對《上g两口 164。 使用蓋層160A和162A作爲蝕刻軍，絕緣層44經各向異 性tt刻貢穿蓋開口 164和166而形成對醮介霣两口 168貫穿 靥44低抵下方非絕续射捶匾42。參見第12f鼷。物項44M為 絕嫌雇44的其餘部分。因各《下藎两口 166小於對應上蓋 两口 164,故各禳介霣開口 168直徑約等於對《下蓋開口 166 直徑。又*各傷介霣開口 168垂直對中於對應蓋開口 164。 非霣絕缠射極鑛絳材料霣化沈積禊合閭口（或孔口） 166/168而形成前驅霣子發射鑛絲170,其接«下方非絕緣 射極H42。參見第12g園。沈積時間夠長而可完全填满介 霣两口 168,但又不麹長使繼絲170接觸上蓋層162A。鑛絲 沈積可以前文對第9匾«程順序所述方式自動中止。再度 ，鑛絲材料通常爲金屬如嫌或鉑。 使用上蓋層162A作為蝕刻罩，下蓋層160A拽刻貫穿上 S两口 164而去除環形蓋部分160B。因此，下蓋閬口 166拓 寛變成下S開口 172,如第12h圓所示。物項1600為下羞層 160A的其餘部分。蝕刻典型係Μ各向異性方式進行，故拓 寬的下Μ两口 172未下拥上蓋層162Α。 使用蓋層162Α各160Α作爲胜刻罩，絕緣層44Μ被各向 異性蝕刻ft穿蓋醑口 164和166而形成對醮介霣颳放空間174 低抵下方非絕缠S42。再度參見第12h·。物項44N為絕緣 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇X2S»7公釐） —55 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈i 訂

經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 、發明説明（53 ) «44Μ的其餘部分。介霣明放空間174可部分或完全延伸貫 穿絕嫌層44N，第12h國矚明完全貫穿例。 對前驅鑛絲170進行霣抛光/削尖作桊而提供尖梢， 其部分延伸貢穿下g閭口 172。所得结構龌示於第12i圏。 霣子發射餓絲170A為前驅霣子發射编絲170削尖的其餘部 分。霣抛光/削尖作黎典型係以前文對第5國裂程所述方 式進行。 第12iM(中，上蓋層162A通常為闞極曆。另外，上蓋 層162A輿下蓋層160D共同作為Μ極層。至於又另一替代之 道*下蓋層160D可爲Η極層。此種情況下，上篕層162Α典 型係由霣絕绪材製成或被去除。 «抛光/削尖作業可於形成介電闋放空間174之前進 * 行。具有各向同性成分的》刻可用Μ形成介霣開放空間174 ，故其下割蓋層160D和162Α。可刪去形成介霣開放空間174 。則尖繼絲170Α外侧鄰絕緣層44Ν。 無論介霣開放空間174如何、何時、舆是否形成，也 觚諭矚極層傈Μ羞靥162Α輿160D之一或二者形成，各根霣 子發射鐵絲170Α垂直對中於對«上S两口 164和對®下綦 两口 172。因上羞两口 164位於被去除球46所在位置，故鑛 鋒170Α所在位置係由球46決定。鰌絲170Α占有的外侧面稹 係由球46直徑和琢形下藎材部分160Β外侧寬度控制。妥為 調整球粒大小、球粒表面密度連同環形下蓋材部分160Β外 侧厚度，可使第12i圓的電子射極提供高度均勻的電子發 射。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 -56 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（54 ) 前述裂程/裂程順序中，球形粒子46用Μ直接羿定閛 極两口或直接界定用Μ界定閘極两口的開口。但粒子46可 用以首先界定實心Β，其具有蘭極開口之所需外供形狀。 實心6通常爲Η形則用Μ界定賵棰两口。 第13a-13g謹（合薷第13園）示例說明此種製法之前 蟵部分範例，其中Μ控箏放射陰極的蘭極两口係由實心S 形成，該Β形狀根據本發明係由球形粒子46界定。如此形 成的Μ極開口通常具有突兀緣。结果，第13·前端裂程順 序特別麴合依後端裂程順序完成，例如 > 第76-7』画製程 顒序》其中霣子發射元件的形成包括提供間隔材料於Μ極 两口內。第13·之裂程順序始於第2a_之结構鼸40/42/44 ，此處重複爲第13a·。 非霣絕緣中間層180 (稍後作為闌梅層下部 > 沈積於 鍚緣層44上，如第13b·所示。非霣絕緣中間層180典型镍 由金屬如絡或钛組成。_樣轉印層182成形於中間層180上 。樣轉印靥182可由多種材料如光粗或無檐介霣材料裂 成β 粒子46如前對第1_製程所述使用散亂或大致散亂技 術分布於櫬轉印驪182上表面上。第13c·示例說明此點 的结構體。樣轉印層182之未被粒子46遽蔽（亦卽，未 垂直覆蓋）部分如第13d_所示被去除。因此，形成概略 形凸黏182A作爲樣轉印層182其餘部分。各镰凸點182A 位於對釅粒子46下方。 當_樣轉印層182係由光阻组成時，層182使用球形粒 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -57 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（55 ) 子46作爲曝光軍曝光於光化鞴射，典型紫外光，Μ防粒子 46下方光阻部分受光化«射。曝光光阻改變化學組成。然 後，對結構鼸進行顯像操作而去除已曝光光阻，結果獲得 第13d鼷结構醱。當層182由無機介霄材料组成時，使用粒 子46作爲»刻罩，於概《垂直絕鎵層44上表面方向，對層 182進行各向異性蝕刻。蝕刻期間去除層182之未遮蔽部分 ，再度獲得第13d圔结構《I。 非霣絕癱蘭極材料沈稹於結構齷頂上。閛極材料沈積 較佳使用非霣絕鐮中閬層180作為沈積陰極藉霣化技術進 行。沈積颺極位於沈稹霣解質内於粒子46上方。霣化沈積 期間，蘭棰材料堆稹於中間層180之曝光部分而形成非霣 絕緣上閘極亞層184,如第13e圏所示。 凸黏182A和粒子46被去除而生成第13f圓结構醱。上 鼷極開口 186於粒子46下方被去除的凸黏182A所在位置、 延伸II穿上«極亞曆184。去除凸& 182A和粒子46可Μ多 種方式進行。舉例言之，凸Κ182Α可以庙霣化學或霣粲鈾 刻Μ去除，因而同時去除粒子46。另外可去除粒子46随後 去除凸》182Α。 使用上閛極亞層184作悉拽刻罩，非電絕鐮中間層180 各向異性蝕韆上鬭極两口 186,形成對應中間两口 188貫穿 中藺層180低抵絕绪靥44。爹見第13g_ »各镰中間两口 188 垂直對中於對應上覆上期極颺口 186,且大覼等直徑。現 在，中間靥180之其餘部分180A為下蘭極亞層，因此，中 間開口 188為下闞極两口。如此，閘極亞層180A和184组成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -58 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) :ί衣 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（56 ) 锲合闕極層，其中各對對臁閘極两口 186和188,形成複合 鬮極開口。 除了第13g園结構體的閘極層係由亞層180A和184組成 外，且除相HR禰示差異外，第13g画结構髏大髓同第7d圏 结構禮。第13gH中物項180A/184和186/188分別對應於第 ld_物項120A和122。因檷示差異故，現在，第13g圏结構 鑛可根據第7e-7j 基於隔件的後端製程順序完成。 另外，使用閘極層180A/184作爲拽刻罩，絕续層44可 蝕刻II穿閘檯開口 186/188,形成對臁介霣開放空間貢穿 絕緣層44低抵下方非絕钂區42。間隔材料典型為霣絕緣材 可服貼沈積於结構髓頂上，及沈積入介《開放空間，因而 類似第5c·之凹部104,留下凹部於介霣两放空間的間隔 材料内。於介«两放空間底部的閜隔材料被去除而轉化凹 部成孔口，延伸貢穿非絕錄匾42*隨後，繼絲形霣子發射 元件形成於孔口内。經由妥爲調整球粒大小、球粒表面密 度建同閜隔材料厚度，结果所得霣子發射装置可提供高度 均勻的霣子發射。 各僑具有鐵絲形霣子發射元件例如鐵絲106B，116B， 130A，134A，146A，156B，或170A的霣子射極中，蘭極層 如闕極層60B，120A或162A可加樣成檷電極線、垂直下 方非絕嫌碥42的射槿列霣極，@加樣之方式同前述製程 中Μ極靥加_樣獲得錐形霣子發射元件之方式。適當画樣 施用於具有霣子發射纖絲的各俪場射極閘極層，場射棰另 可設有籲別檷«極*其接軀部分蘭檯層，並如前對具有霣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -59 - ----Ρ--·---疒哀·-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（57 ) 子發射鍮之霣字射極所述，各鹤《電極垂直列霣極。 霣子發射元件纖絲 106B，116B，130A，134A, 146A, 156B，或170A真正爲纖絲形，長度對最大直徑比至少2 , 通常至少3。長度對最大直徑比較佳爲5或Μ上。繼絲 106Β，116Β，130Α，134Α，146Α，156Β，或 170Α之梢嫌下 部典型為_形剖面的圓筒。雜言如此，横剖面可輅非鬭形 。總而言之，各编絲 106Β，116Β，130Α，134Α, 146Α， 156Β，或170Α之最大直悝對最小直徑比通常不大於2。 變化舆應用範例 第14·示例說明本場射極製造實務起點，其中下方非 絕緣射極匾42係由導電層42Α位於霣阻層42Β下方组成。導 霣暦42Α通常係由金屬如鍊或鉻製成。霣阻層42Β典型係由 金羼_瓷、軽度攙雜多晶抄、或矽-碩化合物形成。 導霣層42丨加_樣成多铕平行射極列電棰，電阻層42Β 可加樣成多條電阻線，各自曼置於對應列電棰上。另外 ，即使導霣靥424加_樣成平行線，霣阻雇42Β亦可為氈（ 連續）層。 第15.1和15.2·分別蘭明當下方非絕鐮匾42係由導霣 層42Α輿霣粗層42Β组成時第2g和5g_之最终结構鼸外觀。 電子發射元件58A和106B下«接觸《租層42B。各鵃《子發 射元件舆導霄142Α間之霣阻至少10βΩ，典型10*Ω或以 上0 第16鼷_釋使用根據本發明製造的區域壜射極之平坦 面板CRT願示器芯活性區的典型例。基材40構成CRT顯示器 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -60 _ ^^1-^^^1 s· mwln I m ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T Ί--- . 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（58 ) 背板。下非絕鐮@42位沿背板40内面*此處係由導霣IB42A 輿上方《阻餍42B組成》導霣層42A分成於外《方向平行第 161平面延伸的射極線（列霣極）。 一组欄《極190 (其中一者矚明於第16圈）位於闞極 靥，此處例如示為第4園場射極的閘極層60B。欄電極190 垂直第16·平面。棚霣極醑口 192 ( —者同樣示於第16圏 )延伸貢穿欄霣極190,低抵閛極18。各餹欄霣極開口 192 暴露出多值霣子發射元件，此處顯示爲第5g鼷場射極的霄 子發射纖絲106B。 透明典型爲玻褒面板194位置横跨底板40。發光磷區 196 (—者示於第16_)位於面板194内面上，直接横跨對 臁欐霣極两口 192。薄導霣光反射層198典型為鋁製，覆於 «區196上*沿面板194内面。霣子發射元件發射的霣子通 經光反射層198,使磷區196發光，而於面板194外面產生 可見彩像。 平坦面板CRT顯示器芯活性區典型包含其它組件（未 顯示於第16_)。舉例言之，黑基料位沿面板194内面， 典型包圏各《磷區196而沿外1«方向舆磷匾196分隔。設於 霣《間介電層的聚焦脊有肋於控制霣子行»。間隔壁用以 纔持背板40舆面板194間的相當恒定分隔。 當根據本發明裂造的場射極合併於第16覼示例說明的 該型平坦面板顯示器時，場射極係Μ下述方式作動。光反 射靥198作爲壜放射陰極的瞞極。隕極相對於閘極線和射 極纗，維持於离的正霣壓。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -61 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、裝· 、^ 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 __ B7 玉'、發明説明（59 ) 當適當霣S施加於U)下方非絕緣射極S 42的射極列 電極特遘者，舆（1>>形成鼷極層接觴部的檷電棰特遘者間 時*如此特邇的闊極部於兩鲡待灌霣棰的交叉處由霣子發 射元件萃出電子，控制所得《滚的幅度。當磷匾196爲离 霣壓磷時，於平坦面板顯示器的塗磷面板測董，當施加的 W極對射極平行板《埸，於《滾密度1毫安/平方厘米達 20伏/微米或Μ下時，典型出現所需霣子發射程度。«匾 被萃出的霣子撞擊時發光。 方向術語如「上j、「下j、 「低」等用Μ敘述本發 明，建立參考架構，藉此讓者更易了解本發明之多铕部件 如何匹配。實籌中，«子發射装置组件位於此處使用的方 向術語的不同取向。同等亦適用於本發明之製造步驟。方 向術語供輔肋說明之用，本發明涵蓋此處使用的方向術語 鼗格涵綦的取向之不同取向。 雖然已參照特殊具鼸例敘述本發明，本文說明僅供示 例說明之用*而非視爲限制如下申請專利範圃界定之本發 明之範圏。舉例言之，當球形粒子46¾玻璃製成而非聚苯 乙烯製成時，更高裂程溫度可用於由粒子46沈積至其去除 的步驟。粒子46分布撗跨霣極間介霣《、閘極層、或第一 層可以以霣泳或介霣霣泳方式進行，典型根據Haven等之 中華民团專利申請索第86107880*，代理人檑案编號M-3786 TW所述技術進行。可進行《抛光作業而國化於閘棰開口的 闞極層緣》 發揮多種功能的一或多《薄中間層可設於絕绪層44舆 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本覓) 訂 -62 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（60 ) 阚極層藺。此種中間層可提供黏著功能，亦即，當闕極材 料本身未良好黏著於霣極間介霣層時*中間層良好黏著於 絕嫌靥44和蘭極靥。然後，中間層依施用於閛極層的步》 接受加工處理步骤，包含對應於鬮極照口，形成中間開口 Ο 透明非霣絕嫌層位於面板194輿磷區196間，例如由_ -錫氧化物製成，可用作P*極替代光反射層198。若下方非 絕緣S 42爲夠摩的連續靥可支播结構》*則可_除基材40 。絕嫌基材40可Μ禊合基材替代，其中薄絕鏞靥覆於相當 厚的非絕鐮層上，該厚層可提供结構支播。 製造大面積蘭控霣子射極時，基材40可呈矩形而非鼷 形晶麵*於形成«子發射元件後，基材40被切成一或多值 矩形板。電子發射元件可具有錐和编絲以外的形狀。 形成一種结構體，其中間極厢口延伸貢穿閛極雇低抵 下方非絕鎘射棰S 42上方的絕续層44後，閘棰層厚度可藉 選擇性沈積其它非霣絕续閘極材料於閘極層上而加厚。進 一步沈稹蘭極材料可藉《化技術進行。一般而言，進一步 沈稹Μ極材料可於去除粒子46之前或之後進行。 就第9·所述的沈稹中止技術可用於匾域«子射極自 動中止電子發射元件的霣化沈稹，此處，孅絲所在位置係 由考涉及球46的機轉界定。舉例言之•第9_之自動中止 技術可應用於沈稹於照相教刻技術形成的鼴口的鑛絲*或 沈積於由带《粒子軌嫌界定的两口内的雄絲，如Macaulay 等之美囲專利第5,462,467»。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---.---.---— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^ -63 - A7 B7 五、發明説明（61 ) 根據本發明之裂法生產的匾域電子射極可用於裂造平 坦面板CRT鑕示器以外的平坦面板裝置。特別，本霣子射 極可用於霈要閘棰霣子源的一般真空環境。業界人士未俘 離如隨附之申請專利範園界定之本發明之範園可做出多種 不同修改輿應用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） —64 — 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（62 ) 元件禰號對照 40.. ..基材 70B.. ..錐材料膺 42.. ..非絕緣匾 72... .第一層 44.44A-N——絕续層 72A. _ •.第一围 46.. ..球形粒子 74... •另一層 48A. ...閘槿層 74A. · ..另一層 48B. ...閛榷材科部分 74B.. ..其它材料部分 50.. ..閘極開口 76··. .其它閭口 50A. ...第一層 78... .第一開口 50B. ...第一材料部分 80 ·.. .闥極閭口 52.. ..第一两口 82... .閑極開口 54.. ..閛極閭口 100.. ..介霣两口 56.. ..介霣開口 102.. ..間隔層 58A, ...電子發射雄 102A. ...隔件 58B. ...錐材料層 104.. ..凹部 60.. ..M極層 104A. …孔口 60A. ...mm矚 106.. ..前驅霣子發射元件 62.. ..中間層 106A. ...蓋部 62A. ...第一靥 106B. ...霣子發射繼絲 62B. ...第一材料部分 108.. ..筒形孔口 64.. ..第一闋口 110.. ..隔件 66.. ..闊極鬩口 110A. ...環形隔件部分 68.. ..介電两口 112.. ..凹部 70A. 形霣子發射元件 112A. …孔口 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ¥ 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29·/公釐） A7 B7 五、發明説明（63 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 114... .介霣開口 150Β. ...琢形部 116.. · .前駆元件 152/154——孔口，複合两 116Β.. 子發射孅絲 156.. ..前囅霣子發射纖絲 118... .介電開放空間 158.. ..介霣两放空間 120... .閘極靥 160Α. ...下羞層 120Α.. ..阑極餍 160Β. ...下蓋材部分 120Β.. ..W極材料部分 162Α. ...上蓋層 122... .蘭棰两口 162Β. ...上S材部分 124··· .間隔靥 164.. ..上羞两口 124Α.. •R件 166.. ..蓋閭口 126·.· .凹部 168.. ..介電閬口 126Α.. ..介霣開口 170.. ..前驅霣子發射鑛絳 128.·· .介《两口 170Α. ...電子發射嚴絲 130… .前驅元件 172.. ..下綦醑口 132... .介霣两放空閬 174.， ..介電两放空間 132Α.. ..外侧亞部 180.. ..非竃絕缘中間雇 134… .前驅鐵絲 182Α. ...凸黏 134Α.. ..纖絲形《子發射元件 184.. ..上矚極亞觸 138… .介霣明放空間 186.. ..上醑極醑口 140... .隔件 190.. ..欄霣極 142... .孔口 192.. ..觸霣極两口 144.·· .介《鼷口 194.. • ·面板 146… .前願霣子發射钃絲 196.. ..磷@ 146Α.. ..霣子發射鑛絲 198. · ..光反射層 148... .介霣鼷放空間 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2!〇Χ 297公釐）

Claims (1)

1. *申請專利範困 第86107885號專利申請案申請專利範圍修正本

   修煩 正諳 本委fa 無明眷韵 S.年 I V 修正日期：88年11月 L 一種用逆HUL極開口吟W.電子發射裝置之方 法，其包括下列步驟： 分布多個粒子於一結構饉上； 使用該等粒子界定同等多個閘極開口之對應位 置’該等閘極開口延伸貫穿設於結構醴的電絕緣層上 方的非電絕緣閘極層； 提供間隔材料於該等閘極開口中而大髏復蓋其側 緣’但留下對應孔口延伸貫穿該間隔材料，低抵絕緣 層； 姓刻該絕緣層’貫穿該等孔口而形成對應介電開 口，炎醴貫穿該絕緣層，低抵設於絕緣層下方的下非 電絕緣區；及 4----0¾.-- (請先閱讀背面之注$項再埃寫本頁) 訂 將該非電絕緣射極材料引進介電開口内，而形成 對應電子發射元件於下方非絕緣區上。 2. 如申請專利範团第1項之方法，其中該間隔材料提供 步驟包括： 沈積一層間隔材料氈層於該閘極層上；及 去除非所需氈層材料，使ft層其餘部分包括同等 多個間隔部，而間隔材料内的孔口分別延伸貫穿該等 間隔部。 3. 如申請專利範園第1項之方法，其中該間隔材料提供 步驟包括選擇性沈積間隔材料入該等閘極開口内。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS > Α4規格（21〇χ297公釐） ό 經濟部智蒽財是局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 π、申請專利範圍 閘極層》 9·如申請專利範圍第1項之方法，其中該分布步驟包括 分布該等粒子於該絕緣層上；該使用和間隔材料提供 步驟包括： 沈積非電絕緣閘極材料於該絕緣層上，於粒子間 之空間’而形成於該等粒子所在位置具有閘極開口的 閘極層； 提供該間隔材料於閘極開口内於粒子下方而於絕 緣層上方；及 去除該等粒子和覆於該等粒子上方的大體任何材 料。 ' ίο.如申請專利範固第1項之方法，其又包含於分布步 之前，提供一圖樣轉印層於該結構體的絕緣層上之步 驟，該分布步驟包括分布該等粒子於圖樣轉印層上， 該使用步驟包括： 經由去除未被粒子遮蔽的圖樣轉印層材料而由圖 樣轉印層形成對應凸點； 沈積非電絕緣閘極材料於該絕緣層上，至少於該 等凸點間之空間；及 去除該等凸點和覆於凸點上的大體任何材料，包 含該等粒子’使其餘閘極材料形成閘極層》 11. 一種用安製Jti閘極開口的閘子發射裝董之方 法，其包括下列步驟： 分布多個粒子於結構體上； 本紙張尺度逍用中國國家榣準（CNS > A4規格（210X 297公着） 0¾ II (請先W讀背面之注f項再填窝本頁) 訂 iu. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 _____D8 '申請專利範团 使用該等粒子界定同等多個閘極開口之對應位 置’該等閘極開口延伸貫穿設於結構體的電絕緣層上 方的非電絕緣閘極層； 蝕刻該絕緣層貫穿閘極開口而形成對應介電開 口’大體貫穿絕緣層，低抵設於絕緣層下方的下非電 絕緣區； 提供間隔材料於介電開口中而大體復蓋其側緣， 但留下對應孔口延伸貫穿間隔材料；低抵下方非絕緣 區；及 將非電絕緣射極材料引進孔口内，而形成對應電 子發射元件於下方絕緣區上。 12, 如申請專利範圍第11項之方法，其又包含於射極材·料 料引進步驟之後，去除沿介電開口側緣的間隔材料之 步驟。 13. 如申請專利範圍第π項之方法，其又包含於分布步驟 之前，提供一層圖樣轉印層於結構體的絕緣層上之步 驟，分布步驟包括分布該等粒子於該圖樣轉印層上， 該使用步驟包括： 經由去除未被粒子遮蔽的圖樣轉印層材料而由圖 樣轉印層形成對應凸點； 沈積非電絕緣閘極材料於絕緣層上，至少於該等 凸點間之空間；及 去除該等凸點和復於該等凸點上的大饉任何材 料’包含該等粒子，使其餘閘極材料形成閘極層。 --------C裝II (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4-

   、申請專利範圍 M·如申請專利範圍第1或丨丨項之方法，其中該使用步称 包括提供一層形成於閘極層上的第一層，該層附有對 應閘極開口的同等多個第一開口，使各個閘極開口垂 直排齊於對應第一開口。 々5.如申請專利範团第14項之方法，其中該分布步驟包括 分布該等粒子於絕緣層、閘極層和第一層中之任—層 上。 16. 如申請專利範園第14項之方法，其中該分布步驟包括 分布粒子於絕緣層上，該使用步驟又包含： 、提供非電絕緣閘極材料於絕緣層上至少於該等粒 子間之空間； 提供第一材料於閘極層上至少於該等粒子間<空 間；及 去除該等粒子和覆於該等粒子上的大體任何材 料’使（a)其餘第一材料形成附有第一開口延伸貫穿其 中的第一層’及（b)其餘閘極材料形成附有閘極開口延 伸貫穿其中的閘極層。 17. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該分布步称包括 分布該等粒子於該閘極層上’該使用步驟又包含： 提供第一材料於該閘極層上至少於該等粒子間之 空間； 去除該等粒子和覆於該等粒子上的大艘任何材 料，使其餘第一材料形成附有第一開口延伸貫穿其中 的第一層；及 (210X297公釐） m i I— _ .. Q ! {請先Bq讀背面之注f項再f本一.c} -訂· 經濟部智慧財產局員工消#合作社印製 、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 蝕刻該閘極層貫穿第一開口而形成該等閘極開 ai^i U ο裝II (請先《讀背面之注^.項再填窝本頁) ί8.如申請專利範圍第14項之方法，其中該分布步驟包括 分布粒子於第一層上，該使用步驟又包含： 提供另一種材料於第一層上至少於該等粒子間之 空間； 去除該等粒子和覆於該等粒子上的大體任何材 料’使孔口延伸貫穿另一種材料其餘部分，位於如此 被去除粒子所在位置； 蝕刻第一層貫穿孔口而形成第一開口；及 蝕刻該閘極層貫穿第一開口而形成該等閘極開 Ρ 〇 ' 訂 19.如申請專利範圍第1至13項中任一項之方法，其中該 等電子發射元件概略成形為纖絲形狀。 20· —種用p製造具開口的電子發射裝置4^方法，包括丁 列步驟： 分布多個粒子於電絕緣層上； 經濟部智慧財Α局員工消費合作社印製 提供下蓋材於絕緣層上，使下蓋材覆蓋於該等粒 子間之空間，並大體延伸入該等粒子下方絕緣層上方 空間内《•而形成一層下蓋層，其具有分別對應於該等 粒子之下開口，各個下開口係位於對應粒子所在位 置； 提供上蓋材於下蓋層上，於該等粒子間之空間， 而形成上蓋層，其具有上開口分別對應於粒子，各個 -6 - 表紙張尺度適用國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 π'申請專利範圍 上開口係位於對應該等粒子所在位置，且具有比較對 應下開口更大的直徑； 去除該等粒子和覆於該等粒子上的大體任何材 料； 蝕刻該絕緣層貫穿上開口和下開口而形成對應介 電開口 ’其大體貫穿絕緣層，低抵設於該絕緣層下方 的下非電絕緣區：及 將非電絕緣射極材料引進介電開口内，而形成對 應電子發射元件於下方非絕緣區上β ' 21.如申請專利範圍第2〇項之方法，其中該等蓋層中之至 少一層包括形成閘極層的非電絕緣閘極材料。 22. —種用以製造具閘極開口的閘控電子務之方 法，其包括下列步Θ : 分布多個粒子於結構體上； 利用該等粒子對下列各者界定對應所在位置：（a) 同等多個第一開口延伸貫穿設於形成於結構體的電絕 緣層上方之非電絕緣閘極層上的第一層，及.(b)同等多 個對應閘極開口延伸貫穿閘極層，使各個閘極開口垂 直對齊於對應第一開口； 蝕刻該絕緣層貫穿第一開口和閘極開口，而形成 對應介電開口，其大體貫穿該絕緣層低抵設於該絕緣 層下方的下方非電絕緣區； 沈積非電絕緣射極材料於第一層上，材料經由第 一開口和閘極開口，進入介電開口内而形成對應電子 衣紙張尺度埴用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公羞) --------0¾ — (請先H讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 發射元件於下方非絕緣區上；及 去除第一層而大體去除任何積聚於第一層上的射 極材料。 23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該分布步驟包括 沈積粒子直接於絕緣層、閉極層和第一層中之任一層 上。 24. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該分布步驟包括 分布該等粒子於絕緣層上，該使用步驟又包含： 提供非電絕緣閘極材料於該絕緣層上至少於該等 粒子間之空間； 提供第一材料於該閘極層上至少於該等粒子間之 空間；及 去除該等粒子和復於該等粒子上的大體任何材 料，使（a)其餘第一材料形成附有第一開口延伸貫穿其 中的第一層，及（b)其餘閘極材料形成附有閘極開口延 伸貫穿其中的閘極層。 25. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該分布步驟包括 分布該等粒子於閘極層上，該使用步驟又包含： 提供第一材料於閘極層上至少於該等粒子間之空 間； 去除該等粒子和覆於該等粒子上的大艎任何材 料，使其餘第一材料形成附有第一開口延伸貫穿其中 的第一層；及 蝕刻該閘極層貫穿第一開口而形成該等閘極開 --------II (請先闭讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 、申請專利範囷 Ο 26.如申請專利範圍第22項之方法，其中該分布步驟包括 .· ·% 分布該等粒子於第一層上，該使用步称又包含： 提供另一種材料於第一層上至少於該等粒子間之 空間； 去除該等粒子和覆於該等粒子上的大體任何材 料’使另一開口延伸貫穿另一種材料其餘部分，位於 如此被去除粒子所在位置； 蚀刻第一層貫穿另一開口而形成第一開口；及 蝕刻閘極層貫穿第一開口而形成該閘極開口。 々7. —種用以製埤具閘極開口的閛控雷早發射裝置之方 法，其包括下列步驟： 分布多個粒子於電絕緣層上； 操供非電絕緣閘極材料於該絕緣層上，至少於該 等粒子間之空間； 提供第一材料於該閘極材料，至少於該等粒子間 之空間； 去除該等粒子和復於該等粒子上的大髏任何材 料，使其餘第一材料構成第一層，同等多個第一開口 延伸貫穿該第一層於如此被去除粒子所在位置；及使 其餘閘極材料構成閘極層，同等多個閘極開口於個別 垂直排齊第一開口所在位置延伸貫穿該閘極層； 蝕刻該絕緣層貫穿該等閘極開口，而形成對應介 電開口，其大體貫穿絕緣層、低抵下方非電絕緣區； -9- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁)

   A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 及 形成同等多個電子發射元件於下方非絕緣區上， --------91— (請先Μ讀背面之注4^項再填寫本買) 使各個電子發射元件至少部分位於一個對應介電開口 内》 /8.種用以製造_&閛择開口的電子發射裝置之方 法’其包括下列步驟： 提供一種結構體，其中非電絕緣閘極層復於下方 非電絕緣區上方的電絕緣層上； 分布多個粒子於該閘極層上； 提供第一材料於該閘極層上，至少於該等粒子間 之空間； 去除該等粒子和覆於該等粒子上的大體任何4 料’使其餘第一材料構成第一層，同等多個第一開口 延伸貫穿該第一層於如此被去除粒子所在位置； 姓刻該閘極層貫穿第一開口，而形成對應閘極開 口貫穿該閘極層； 蝕刻該絕緣層貫穿該等閘極開U，而形成對應介 電開口大體貫穿該絕緣層； 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 沈積非電絕緣射極材料於第一層上，及沈積入介 電開口内，而形成對應電子發射元件於下方非絕緣區 上；及 去除第一層，因而大嫌去除任何積聚於第一層上 的射極材料。 \A9. 一，用以製造具閛極開口的閛控雷子發射奘罾之卞 -10- 本紙張尺度速用中國國家棣準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） σ 申請專利範圍 法，其包括下列步驟： 分布多個粒子於第一層上； 提供另一材料於第一層上，至少於該等粒子間之 空間； 去除該等粒子和復於該該粒子上的大體任何材 料，使該等孔口延伸貫穿其餘另一種材料於如此被去 除粒子所在位； 蝕刻第一材料貫穿孔口而形成對應第一開口，貫 穿第一層低抵下方非電絕緣閘極層； 姓刻該絕緣層貫穿該等閘極開口，而形成對應介 電開口 ’其大Λ貫穿絕緣層，低抵下方非電絕緣區； 及 形成同等多個電子發射元件於下方非絕緣區上， 使各個電子發射元件至少部分位於一個對應介電開 内 ' /J0.如申請專利範圍第22至29項中任一項之方法，其中該 第一層包括無機介電材料。 、31.如申請專利範圍第22至29項中任一項之方法，其中該 閘極材料包括難以貫穿其中準確蝕刻小開口的金屬。 32.如申請專利範圍第22至29項中任一項之方法，其中該 等電子發射元件係概略成形為錐形》 13.如申請專利範圍第27或29項之方法，其中該等電子發 射元件係概略成形為纖絲形。 /34·如申請專利範園第1至13和22至29項中任一項之方 -11 - 本纸法尺度通用中S國家操準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 0:& 订 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁)