TW398005B - Fabrication of gated electron-emitting device utilizing distributed particles to form gate openings typically beveled and/or combined with left-off or electrochemical removal of excess emitter material, and associated beveled-gate structure - Google Patents

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經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（1 ) 相關申請案之交叉參考 本案所含主旨部分類似（a) Haven等同在審査中之中 華民國專利申請案第86107880號，代理人檔案編號M-3786 TW;和（b) Haven等同在審査中之中華民國專利申請案第 86107885號，代理人擋案編號M-3692 TW。 用途領域 本發明係關於一種電子發射裝置之製造與構造，該電 子發射裝置俗稱陰極，適用於例如平坦面板型陰極射線管 (CRT)顯示器產品。 背景技術 場放射陰極（或稱場射極）當置於夠強的電場之下時發 射電子。電場係經由施用適當電壓於陰極與一個位距陰極 一段短距離的電極（典型稱為陽極或閘極）間而產生。 當場放射陰極用於平坦面板CRT顯示器時，跨越一定 大小區域由陰極發射電子。電子發射區常畫分成二度空間 電子發射部陣列，各自位置横跨對應電子發射部而形成圖 元（或像素）的部分或全部。由各涸電子發射部發射的電子 撞擊對應發光部，使其發出可見光。 一般希望跨越各個發光部區域發光均匀（恆定）。達成 均勻發光之一種方法係設置成電子跨越對應電子發射部全 區均勻發射。典型包括將電子發射部製造成一組小而間隔 緊密的電子發射元件。 曾經研究多種技術供製造含有小而間隔緊密的電子發 射元件之電子發射裝置。Spindt等「微米大小場放射管研 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I ! I I I I I I n ^ i I I 訂— I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項i寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 究」，IEEE Conf. Rec. 1966，第八屆管技術會議，1966 年9月20日，143-147頁，敘述使用小而逢機分布的球粒界 定維形電子發射元件於平坦場放射陰極之所在位置。球粒 大小強力控制錐形電子發射元件底部直徑。 製造具有厚陽極的電子發射二極體時，Spindt等首先 形成一種構造，其中一層上方鉬層覆於位在下方鉬層上的 中間介電層上。球形聚苯乙烯粒子散射跨越上方鉬曆，隨 後，「阻罩」典型為礬土沈積於構造頂上。移開球體而貫 穿阻罩形成開口，因而剝離部分座落於球體上的阻罩。 上方鉬層被蝕刻貫穿阻罩開口而形成貫穿上鉬層的開 口。中間介電層被蝕刻貫穿阻罩和上鉬層的開口，而形成 腔室貫穿介電層低抵下鉬層。阻罩典型地於腔室形成過程 中被移開。 最後，鉬蒸鍍於構造頂上，蒸鍍入中間介電層之腔室 内。蒸鍍使鉬積聚於介電腔室，使開口漸進封閉。錐形鉬 電子發射元件成形於介電腔室，而連續鉬層組合上鉬層而 形成二極體的陽極同時積聚於上鉬層上。

Spindt等利用球粒建立電子發射元件所在位置和底座 尺寸，乃形成電子發射裝置的創舉。但電子發射錐發射的 電子被恰覆於上方的陽極收集*因而未用於直接活化發光 區。希望利用球粒界定小而間隔緊密的電子發射元件，其 發射的電子可K高度均勻方式直接用於平坦面板裝置活化 發光元件。 發明之概略揭示 ---------^------tr------1 (請先閣讀背面之注意事寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明说明（3 ) 本發明提供一組製程，其中粒子典型為球形粒子用於 製造閘極電子發射裝置。粒子界定電子發射元件於閘極電 子射極所在位置，並有相當大程度界定電子發射元件外側 面積。要緊地，本發明之製法設置成由電子發射元件發射 的電子可供直接活化平坦面板裝置之元件，例如，發光區 0 粒子表面密度易設定於高值。因電子發射元件所在位 置係由粒子界定，電子發射元件表面密度等於粒子表面密 度。结果，易達高電子發射元件表面密庚。經由妥為調整 表面密度與粒子平均大小，電子發射元件可適當間隔緊密 0 此外，粒子易選擇具有緊密大小分布，亦即，平均粒 _的禰準差相當小。因此，電子發射元件特別呈錐形的電 子發射元件典型地占有大半相等外側面積。當根據本發明 電子射極使用習知製造設備、以正常製程控制製造時，電 子發射元件彼此相當類似。 粒子因而電子發射元件通常位在彼此大為散亂位置。 雖言如此，横跨電子發射全區，每單位面積的電子發射元 伴數目相當均匀。淨结果是利用根據本發明之製法製成的 粒子可達成高度均勻的電子發射，因此，使發光區Μ高度 均勻方式直接活化。 根據本發明之一個態樣，製造閘極電子射極時，多個 粒子分布於電絕緣層上。然後，粒子較佳球形粒子用以形 成電子射極的閘極開口。包括提供非電絕緣閘極材料於絕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項ί寫本頁) 經濟部中央標準局舅工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明説明（4 ) 緣層上，至少於粒間空間。如下文討論，「非電絕緣」表 示導電性或電阻性。隨後，去除粒子。粒子去除操作過程 中，覆於粒子上方的閘極材料同時被去除。剩餘閘極材料 形成閘極層，閘極開口於去除的粒子所在位置貫穿此閘極 層。 使用閘極層作為阻罩，絕緣層被閘極開口蝕刻貫穿而 形成對應介電開口，貫穿絕緣層而大體低抵設於絕緣層下 方的下方非電絕緣區。非電絕緣射極材料引進介電開口内 部，而形成對應電子發射元件，其經由閘極開口暴露於外 側。此種操作之一般進行方式係沈積射極材料於閘極層上 並貫穿閘極開口，然後，去除至少部分積聚於閘極層上於 介電開口外側的射極材料。電子發射元件典型呈维形。 去除覆於閘極層上的多餘射極材料可K多種方式進行 。舉例言之，沈積射極材料之前，剝離層可成形於閘極層 上，使剝離開口沿垂直方向排齊閘極開口，延伸貫穿剝離 層。沈積射極材料時*部分射極材料通常積聚於閛極層上 方的剝離層上，原因是部分射極材料通過剝離開口和閘極 開口進入介電開口内故。隨後，去除剝離層，因而大體去 除積聚於閘極層上的多餘射極材料。另外，部分或全部覆 於閘極層上的射極材料可以電化學方式去除而無需剝離層 。各種情況下，所得構造中，電子發射元件經由閘極開口 暴露於外側。 粒子分布於絕緣層上之前，因而亦於提供閘極材料於 構造上之前，中間層可設於絕緣層上。則粒子分布於絕緣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ).A4規格（21〇>< 297公釐） -7 - I--------^------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項ί寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 層上方的中間層上。中間層典型地作為稍後形成的閘極層 之黏著層。 要緊地，中間層也可防止粒子於粒子分布過程中结塊 ，特別，當粒子於電場影響下，亦即，電泳方式或介電電 泳方式分布於中間層時尤為如此。藉由抑制粒子结塊，可 增加粒子表面密度。因此，使用中間層可顯著改良根據本 發明製造的電子射極特徵。 本發明之另一個態樣中，閘極開口圼斜角，亦即，各 個閘極開口直徑於朝向下方非絕緣區、向下前進貫穿該閘 極開口時概略縮小。各個閘極開口直徑於或近閘極層底部 達最低值。於射極材料沈積於介電開口內部而形成電子發 射元件期間，當剝離層用Μ去除積聚於閘極層上的多餘射 極材料時，閘極開口的斜角可使剝離層變成更厚，而未顯 著封閉射極材料通過其中進入介電開口的開口。 欲製造斜角的閘極電子射極，多數粒子，再次較佳球 形粒子分布於電絕緣層上。非電絕緣閘極材料提供於絕緣 層上，而使閘極材料覆蓋粒間空間，並延伸入粒子下方而 絕緣層上方空間。非準直技術例如非準直濺鍍較佳用於沈 積閘極材料。 隨後，去除粒子。粒子去除過程中，覆於粒子上方的 閘極材料也一併去除，因而於被去除的粒子所在位置，留 下閘極開口延伸貫穿所得閘極層。因閘極材料原先延伸入 粒子下方空間，閘極開口現變成斜角。Μ閘極層作為蝕刻 罩，絕緣層被蝕刻貫穿斜角閘極開口，而形成對應介電開 I i n 11 裝— 11 I 訂— —- I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項i寫本頁) 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（6 ) 口貫穿絕緣層，低抵下方非電絕緣區。 電子發射元件形成於介電開口內的下方非絕緣區上。 典型製程包括沈積剝離層於閘極層上；沈積射極材料於剝 離層上，經由閘極開口進入介電開口内；及去除剝離層而 去除覆於剝離層上的多餘射極材料。如同本發明之第一態 樣中，現在，電子發射元件經由閘極開口暴露於外側。 另外*射極材料可沈積於閘極層上，並通過閘極開口 進入介電開口内，而未使用剝離層。典型藉電化學技術， 至少部分覆於閘極層上的多餘射極材料被去除，使電子發 射元件再度暴露於外側。此種替代之道之引人瞩目之處在 於製造步驟少，閘極層係藉非準直技術如非準直濺鍍沈積 ，通常比較使用準直技術的成本低。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項ί寫本頁) 根據本發明之又一個態樣製造閘極電子射極時，粒子 係分布於成形於絕緣層上方的圖樣轉印層上。由圖樣轉印 層經由去除未被粒子遮蔽（亦即，未經垂直覆蓋）的圖樣轉 印層部分而形成對應於粒子的凸點。然後，閘極材料設於 絕緣層上，至少於粒間空間，因而亦於未被粒子遮蔽空間 。經由提供適當非電絕緣中間層介於絕緣層與圖樣轉印層 間，可κ電化學方式沈積閘極材料。 凸點和任何上覆材料包含粒子皆被去除。剩餘閘極材 料形成一層閘極層，閘極開口於如此被去除的凸點所在位 置延伸貫穿閘極層。然後，構造Μ前述方式加工處理而於 絕緣層形成介電開口，然後，於介電開口形成電子發射元 件。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X 297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（7 ) 無論採用何種製程，於根據本發明製造的電子射極内 ，由電子發射元件發射的電子蓮動皆不受沈積於絕緣層上 的導電材料所妨礙。電子可運動超出電子射極，而活化位 距電子射極上方適當距離的元件，例如，電子發射區。淨 结果是本發明提供一種經濟製程可供製造高性能電子射極 ，而可併用於平坦面板CRT裝置，特別大面積平坦面板CRT 顯示器。 本發明之一大特點為閘極材料候選者包含難以準確蝕 刻貫穿小的典型為次微米孔的金羼，例如，金。特別，當 閘極材料提供於粒子上時，於提供閘極材料過程中，閘極 開口成形於粒子或凸點所在位置。因此無需進行蝕刻來形 成閘極開口。因此，閘極材料可為難Μ蝕刻的金靥。 圖式之簡單說明 第la-lh圖為剖面構造圖，表示一組製造根據本發明 之閘極場射極的製造步驟。 第^圖為剖面構造圖，表示一組第la-lh圖之製法 具體例造步驟。 第剖面構造圖，表示另一組製造根據本發 明之閘極場\|@的製造步驟。 第4圖為以示例說明之閘極開口為中心的第3f圖之部 分放大剖面構造圖。 第5a-5c圖表示製造根據本發明之閘極場射極之一系 列製造步驟、始於第le圖之中間構造之剖面構造圖。 第6a-6i圖為剖面構造圖，表示又一組製造根據本發 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS )戍4規格（2丨0X297公釐） -----：-----裝— (請先閲讀背面之注意事項f〃寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___ _B7__ 一 五'發明説明（8 ) 明之閘極場射極的製造步驟。 ’ 第7a-7g圖表示始於製造根據本發明之閘極場射極之 —糸列製造步驟之剖面構造圖。第7a-7g圖之製程順序如 何根據第le-lh圖之製程順序完成。 第8圖為合併根據本發明製造之閛極場射極，例如’ 第2j圖之閘極場射極的平坦面板CRT顯示器之剖面構造圖 Ο 類似的參考符號用於附圖與較佳具體例之說明供表示 相同或極為類似的物項。 較佳具體例之說明 本發明利用粒子分布於结構體表面而於閘極界定閘極 場放射陰極之開口。根據本發明製造的各個場射極適合於 平坦面板裝置的陰極射線管的面板上激發磷區，例如平坦 面板電視或個人電腦、膝上型電腦或工作站的平坦面板監 視器。 本發明提供不同方式利用粒子，典型為球形粒子界定 閛極開口。場射極具有多個電子發射元件，各個元件經由 對應閘極開口發射電子。因粒子界定閘極開口所在位置’ 故粒子也界定電子發射元件所在位置。 下文說明中，「電絕緣」（或「介電」）一辭通常應用 於具有電阻係數大於10111 Ώ-cm的材料。如此「電涵緣」 一辭表示具有電阻係數低於10^ 之材料。非電絕緣 材料分成（a)電阻係數〈1 Ω-cm的導電材料，·和（b)電阻係 數於卜10ια Ω-ciii之範圔之電阻材料。此等類別係於不大 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS } Α4規格（210'〆297公釐） I I I 裝— I I I I 訂— I I I I I 線 (請先閱讀背面之注意事項Ϊ寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作·杜印装 A7 B7 __ 五、發明説明（9 ) 於1 V/um之電場測定。 導電材料（或電導體）範例為金屬、金屬-半導體化合 物（例如，金靥矽化物），和金屬-半導體共熔物。導電材 料亦包含半導體攙雜（η型或p型）至中或高程度。電阻材料 包含本質和微攙雜（η型和ρ型）半導體。電阻材料之進一步 實例有（a)金屬-絕緣體複合物，例如，金屬陶瓷（陶瓷包 埋金屬顆粒）；（b)各型碳，例如，石墨、不定形碳、和改 質（例如，攙雜或雷射改質）鑽；及（c)某些矽-碳化合物， 例如，矽-碳-氮。 參照附圖，第la-lh圖（合稱第1圖）示例說明根據本 發明之教示，利用球形粒子界定维形電子發射元件的閘極 開口，製造閘極場放射陰極之方法。第1圖之製程中，起 點是電絕緣基材20，典型為陶瓷或玻璃製成。參見第la圖 。支撐場射極用的基材20構型成板形。平坦面板CRT顯示 器中，基材20構成背板的至少部分。 下方非電絕緣射極區22位於基材20頂上。下方非絕緣 區22可呈多種構型。至少部分非絕緣區22典型形成一組概 略平行的射極線圖樣，稱作列電極。當非絕緣區22圼此種 構型時，最終形成的場放射陰極特別適用於激發平坦面板 CRT顯示器的發光磷元件。雖言如此，非絕緣區22可設置 成其它圖樣，或甚至未加圖樣。 大為均勻的電絕緣層24設於構造頂上。絕緣層24典型 由氧化矽組成。另外，層24亦可由氮化矽製成。雖然未顯 示於第la圖，部分絕緣層24可能接觸基材20，依下方非絕 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -----：-----夢------tr------.^- (请先閲讀背面之注意事項ί寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明説明（10 ) 緣區22構型而定。部分絕緣層24後來變成射極/閘極電極 間介電體。 絕緣層24厚度須夠厚，故後來形成的電子發射元件成 形為錐形，而其梢端略微延伸高出層24頂上。各個電子發 射錐高度係依其底座直徑而定，（容後詳述）底座直徑係由 用Μ界定電子發射錐之閘極開口的球形粒子直徑決定。絕 緣層24厚度通常為球形粒子直徑的1-2倍。絕緣層厚度典 型係於0.1-3 μιπ之範圍。 實心球形粒子26如第lb圖所示，圼散亂或大為散亂方 式分布於絕緣層24頂上。球形粒子26典型為聚苯乙烯製成 。球形粒子26的其它材料包含玻璃（例如，氧化矽），聚苯 乙烯以外的聚合物（例如，乳膠），及被覆Μ官能基（例如 ，醇、酸、醯胺、和磺酸基）之聚合物。 當球形粒子26由聚苯乙烯製成時，平均直徑係於0.1-3 iim之範圍，典型為0.3 jm。平均粒徑之標準差通常極小 ，小於10%，典型2 %。球形粒子26横跨絕緣層24的平均 表面密度係於10B-101IJ粒子/平方厘米之範圍，較佳1〇7-103粒子/平方厘米。典型108粒子/平方厘米。 球形粒子26強力黏著至絕緣層24。相信凡得瓦爾力至 少部分作為黏著機制。部分或全部球形粒子26可帶電，例 如，球形粒子26為聚笨乙烯製成時帶負電。初始構造20/ 22/24上的極性相反的電荷有助於黏著機制。總而言之， 粒子26—旦黏著至絕緣層24即不易運動。 多種技術可用以分布球形粒子26横跨絕緣層24。一個 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） — 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項ί寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) 技術中，首先*含適當聚苯乙烯小球的去離子水於燒杯與 試藥級醇組合。醇典型為異丙醇。乙醇亦為醇之代用品。 以異丙醇為例，所得異丙醇/水溶液內之液體主要為 異丙醇，典型超過99V：«異丙醇。聚笨乙烯球懋浮於異丙醇 /水溶液。氮氣通過溶液而使球更均勻分布於溶液。另外 ，溶液可藉超音波攪動而改良球於溶液之分布。 初始構造20/22/24製成概略圓形晶圓，晶圓置於離心 室内。晶圓置於室内，控制量的異丙醇/水溶液（含懸浮 的聚苯乙烯球）沈積於晶圓頂上，而覆蓋晶圓上表面之特 選部分，但未由晶圓頂上流下。然後*晶圓離心一段短時 間供去除大半溶液。轉速200-2000 rpm，較佳750 rpm。 離心時間5-120秒，較佳20秒。於包圍體（亦即，離心室） 内進行離心，可使室內氣氛飽和K異丙醇，因而獲得球粒 更均勻的分布。 離心過程中，大體剩餘全部異丙醇/水溶液蒸發，留 下聚苯乙烯球26。若有異丙醇/水溶液殘留，則乾燥晶圓 去除剩餘異丙醇/水。乾燥操作例如可以氮噴射進行。無 論是否進行乾燥操作，晶圓隨後由離心室移出。藉此方式 ，生產第lb圖之構造。 非電絕緣閘極材料沈積於絕緣層24和球形粒子26上。 閘極材料沈積典型係於大體垂直絕緣層24頂面之方向使用 蒸鍍或準直濺鍍等技術進行。閘極材料積聚於層24上於粒 子26間空間而形成厚度相當均勻的非電絕緣閘極層28A。 參見第lc圖。閛極材料部分28B同時積聚於粒子26上半（半 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS) Α4胡^格（210χ297公釐） I I I I裝 I I I I I訂 線 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) A7 B7 五、發明説明（12 ) 球）。欲防止閘極材料部分28B橋接至閘極層28，閘極層28A 厚度通常小於球26平均半徑。閘極材料通常為金靥，例如 ，络、錬、組、欽、鎢、或金。 現在根據未顯著分解構造的其它部件的技術，去除球 形粒子26。粒子26去除過程中，閘極材料部分28B同時被 去除而生產第Id圖所示構造。閘極開口30現在延伸貫穿閘 極層28A位於去除粒子26的所在位置。藉此方式，粒子26 直接界定閘極開口30所在位置。因閘極開口30的形成發生 於閘極材料沈積於粒子26之過程中，且非藉蝕刻閘極材料 完成，故閘極材料之候選者包含金，金難K準確貫穿蝕刻 小孔，亦即，直徑典型小於1 iim之開口，小孔稍後暴露出 電子發射维。 因去除的粒子26圼球形，故閘極開口30大半為圓形。 當沈積形成閘極層28A係大體垂直絕緣層24上表面進行時 ，各個閘極開口 50直徑約略等於對應被去除球26的直徑。 當球形粒子26由聚苯乙烯製成時，典型使用機械製程 去除粒子。舉例言之，粒子26可藉超音波/巨音波（ megasonic)操作去除。另外，高壓水槍可用以去除球粒26 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 ----------裝— (請先閲讀背面之注意事項iW寫本頁) 線_ Ο 當超音波/巨音波操作用以去除球粒時，大半球粒26 係於超音波操作部分去除。超音波操作典型係將晶圓置於 含小量體積百分率（例如，U) Valt「on SP2200鹼性清潔 劑（2-丁氧乙酵和非離子界面活性劑）之去離子水浴，浴接 受超音波頻率10分鐘。由超音波浴取出晶圓後，晶圓以去 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A 7 B7 五、發明説明（13 ) 離子水清洗。巨音波操作係於超音波操作後進行，去除其 餘球粒26，典型包括將晶圓置於另一含小量體積百分率（ 例如，0.5%) Valtron SP2200鹼性清潔劑之去離子水浴， 浴接受巨音波頻率15分鐘。隨後，由巨音波浴取出晶圓後 ，晶圓Μ去離子水清洗及離心乾燥。 大量中和粒子26上電荷的清潔劑可用於超音波和巨音 波操作期間替代Valtron SP2200清潔劑。電荷中和清潔劑 典型地包含離子界面活性劑。 使用閘極層28A作為蝕刻罩，絕緣層24被蝕刻貫穿閘 極開口30而形成貫穿層24、低抵下方非絕緣區22的介電開 口（或介電開放空間）32。參見第le圖。24A為剩餘絕緣層 24。電極間介電鞞刻通常施行方式，係使介電開口32略微 下割閘極層28A。下割量選擇足夠防止稍後沈積的射極錐 材料積聚於介電開放空間32之側壁（或側緣）上而造成電子 發射元件與閘極層28A短路。 電極間介電蝕刻可以多種方式腌行，例如：（a)使用 一種或多種化學蝕刻劑之各向同性濕式蝕刻；（b)下割（故 非全然各向異性）乾式蝕刻，·及（c)無下割（全然各向異性） 乾式蝕刻，繼Μ下割乾式蝕刻或濕式蝕刻。當絕緣層24為 氧化矽製成時，蝕刻較佳以二階段進行。使用四氟化碳腌 行全然（亦即，實質單向）各向異性電漿蝕刻形成垂直開口 ，大體貫穿絕緣層24 ;隨後，以經緩衝的氫氟酸施行各向 同性濕式蝕刻而拓寬初始開口並形成介電開口32。 剝離層34形成於结構體頂上之方式，係經由相對於閘 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I--------^------tr------Φ (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 五、發明説明（14 ) 極層28A上表面，以中等夾角，典型於45度角附近蒸鍍適 當剝離層材料，同時，Μ垂直絕緣層24A上表面之軸線為 岫，相對於剝離層材料源旋轉結構體。參見第If圖。部分 剝離層34典型覆蓋閘極層28A於閘極開口30逢緣。剝離層 沈積角設定為充分低值，故大體無任何剝離層材料積聚於 下方非絕緣區22於介電開放空間32内。 剝離層材料典型為金靥如鋁。另外，剝離層材料可為 電介質，例如，氧化鋁，或鹽如氟化鎂，氯化鎂或氯化納 。剝離層材料甚至可靥金屬/電介質複合物。剝離層材料 組成並無特殊限制，只要相對於閘極層28A、絕緣層24A、 下方非絕緣區22、和形成電子發射元件的材料可選擇性蝕 刻即可。 非電絕緣射極錐材料係於概略垂直絕緣層24A上表面 方向蒸鍍於结構體頂上。射極錐材料積聚於剝離層34上， 通過閘極開口 30而堆積於下方非絕緣區22的介電開放空間 32內。由於維材料之堆積於剝離層34上，錐材料進入介電 開放空間32的開口漸進封閉。沈積施行至開口完全封閉為 止。结果，錐材料積聚於介電開口32形成對應錐形電子發 射元件36A，如第lg圖所示。連縯錐材料層36B同時形成於 剝離層34上。錐材料通常為金靥，例如，鉬、鎳、铬或耐 火金羼碳化物如碳化鈦。 現在K適當蝕刻劑去除剝離層34。剝雠層34去除過程 中，多餘錐材料層36B也同時剝離。第lh圖顯示结果所得 電子射極。電子發射錐36A現在經由閘極開口30暴露於外 ----------^II (請先閲讀背面之注意事項Ϊ寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ________B7_ 五、發明説明（15 ) 側。因錐材料沈積概略垂直閘極層28A腌行，故各個電子 發射錐36A垂直對中於對應閘極開口30，如此，亦垂直對 中於對應被去除的球形粒子26所在位置。结果，錐36A之 所在位置係由球26 (所在位置）界定。 電子發射錐36A相對於彼此位在散亂或大半散亂位置 ，原因是粒子26表面分布為散亂或大半散亂故。雖言如此 ，横跨電子發射區全區各位置的每單位面積維36A數目並 無大變化。 各個錐36A之底部直徑粗略等於對應被去除的球26直 徑，其係依蒸鍍錐材料的原子路徑與形成平行束的原子路 徑有多大差異而定。结果，錐36A之平均底部直徑係經由 調整粒子26平均直徑控制。縮小平均粒徑使平均錐直徑約 縮小等量，反之亦然。藉此方式，粒子26決定電子發射錐 占有的外側面積。因球26界定錐36A之所在位置，錐36A間 之平均間隔係經由調整球26表面密度和平均直徑控制。 粒子26平均直徑的標準差如前記，比較平均粒徑相當 小。如此，電子發射錐36A平均底部直徑的標準差於首次 估計時比較平均錐底部直徑相當小。因粒子26圼球形，故 各個錐36A底部大半圼圓形。维36A占有的外側面積大半相 等。經由適當調整參數，例如，球體直徑和電極間介電層 24厚度，易得尺寸與形狀高度均勻的電子發射元件36A。 電子發射錐36A較佳製成小而間隔緊密。其達成方式 係藉利用具有適當小的平均球體直徑的球26，並藉分布適 當高密度球26遍布球體接收面。因錐36A的尺寸與形吠的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I I I I I I I I I 裝 I I I I I 訂— I I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項iw寫本頁) 經濟部中央棣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16 ) 變化小，横跨電子發射區的電子發射相當均勻。要緊地， 此種高度合所需的特質大半係藉控制粒子26大小與表面密 度達成，因而使電流獲得良好控制。 下方非絕緣射極區22典型係由一層下導電層與一層上 電阻層組成。區22的兩層中，至少下導電層加線條圖樣彼 此平行而形成射極列電極。 閘極層28A可加圖樣成一組閘極線，垂直下方非絕緣 區22之射極列電極。然後，閘極線作為播電極。適當圖樣 加諸閘極層28A，第lh圖之場射極另可設有分開禰電極， 其接觸部分閘極層28A並垂直列電極。此種閘極圖樣和（包 含時）形成分開檷電極典型係於蝕刻絕緣層24形成介電開 口32前進行，但可於製程的稍後階段進行。 第2a-2j圖（合稱第2圖）閫明第1圖之製程實務，其 中前兩段敘述的特點被引進場射極内。第2圖製程中始於 基材20，第一個任務係形成列電極。導電射極電極材料， 較佳金屬如鉻或鎳之氈層沈積於基材20頂至厚度0.1-0.4 im，較佳0.2 im。沈積典型係藉濺鍍進行。 使用適當光阻罩（未顯示出），導電氈層加圖樣形成一 組平行射極電極線22A。第2a圖閲明一條導電射極電極線 22A沿水平方向延伸而垂直圖中平面。導電氈層之非斯望 部分係K濕蝕刻劑如硝酸去除，濕蝕刻劑下割光阻。结果 ，導電射極電極線22A邊緣傾斜相當大。傾斜角度亦即基 材20頂與各線22A緣間夾角典型約20度。藉此方式，傾斜 射極線22A有助於隨後沈積過程中，改良階级覆蓋。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — 1 I 裝 —— — — — 訂 __ 線 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 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 ) 電阻材料較佳金屬陶瓷或矽碳氮化合物氈層沈積於結 構體頂。電阻氈層厚度0.2-0.7<1111，較佳0.3賴。同理此 一沈積步驟典型係藉濺鍍進行。 使用另一個適當光阻罩（未顯示出），電阻氈層加圖樣 成一組平行線22B，其分別覆於導電線22A上。第2a圖顯示 電阻線22B之一。電阻氈層之非期望部分係K電漿蝕刻劑 去除，該蝕刻劑如同用K形成導線22A的蝕刻劑下割光阻 。结果同理，電阻線22B邊緣傾斜相當大。傾斜角度典型 約20度因而改良隨後沈積的階級覆蓋。各條導電射極線 22A與上覆電阻線22B形成一個列電極。 由氧化矽製成的絕緣層24係於结構體頂上形成至厚 0.2-1.0 um，較佳0.35⑽。絕緣層24的形成係於350¾藉 電漿增進化學蒸鍍（CVD)完成。使用又一個光阻罩（未顯示 出），第23圖視野外側的絕緣層24部分於结構體周邊被去 除供電接觸列電極。 球形粒子26M前述方式分布於结構體頂上而生產第2b 圖之结構體。閘極材料典型為鉻如前述沈積於结構體頂上 至厚度0.02-0.08 im，較佳0.04 Mm。結果獲得第2c圖之 结構體。球26係以前述方式去除而生產第2d圖之结構體。 現在閘極開口 30延伸貫穿閘極層28A。 使用適當光阻罩（未顯示出），閘極層28A加圖樣成多 個部分，其外緣位在禰電極預期所在位置下方。參見第2e 圖，28C表示閘極餍28A剩餘部分。閘極層加圖樣典型係K 全然各向異性電漿蝕刻劑進行。另外濕化學蝕刻或部分各 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) -* 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（18 ) 向異性電漿蝕刻也可用於閘極層加圖樣。 現在形成檷電極。使用鎳製檷電極材料時，非電絕緣 禰電極材料（較佳為金羼）氈層沈積於结構體頂上至厚度 0.1-0.5 wm，較佳0.15 wm。其它金靥如鉻可用於檷電極 材料，但檷電極材料相對於閘極材料須可選擇性蝕刻（因 而不同），檷電極加圖樣（容後詳述）之進行方式可避免顯 著損傷閘極層28C。禰電極材料沈積典型係藉濺鍍進行。 使用適當光阻罩（未顯示出），禰電極氈層加圖樣成一 組平行檷電極40，其適當覆於閘極曆部分28C上，並垂直 導電射極線22A延伸。加圖樣操作過程中，孔隙42經由電 極40交叉導電射極線22A所在位置上方的播電極40開啟。 第2f圖顯示所得结構體，其中播電極40沿水平方向平行圖 中平面延伸。加圔樣係K蝕刻劑如硝酸進行，蝕刻劑下割 光阻。如此，檷電極40緣大為傾斜，典型約20度俾改良隨 後沈積階级覆蓋率。 電子射極的其餘製程大半係以對第le-lh圖之場射極 所述方式進行，但K閘極層部分28C替代第le-lh圖之閘極 層28A。介電開口32係經由絕緣層24形成而產生第2g圖之 结構體。剝離層34係Μ第2h圖閭釋方式形成於结構體頂上 0 經由閘極材料沈積產生錐形電子發射元件36A和連續 多餘閘極材料層36B而形成的结構體示例說明於第2i圖。 第2j圖顯示去除剝離層34與同時去除多餘射極材料層36B 後所得場射極。最终場射極內，電阻層22B介電電子發射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------^------ΐτ------^ (請先閲讀背面之注意事寫本頁) A7 B7 五、發明説明（19 ) 錐36A與下方導電射極線22A間之電阻至少10s Ω，典型 108 Ω或K上。 另外捆電極可於比前述更早期階段形成，使閘極層部 分覆於欄電極上。特別，檷電極可於球26分布遍及结構體 頂上前於絕緣層24上方形成。檷電極除了形成為平行線外 ，替代之道中，檷電極於電子發射元件預期位置上方設有 孔隙。隨後，球沈積、閘極材料沈積、球去除、和閘極材 料加圖樣步驟係K前文對第2圖之製程所述方式進行。 前述替代之道中，檷電極可由閘極層之相同材料如鉻 製成，或由可被閘極層加圖樣的蝕刻劑攻擊的材料製成。 故閛極加圖樣期間發生檷電極的蝕刻。然而，檷電極通常 顯比閘極暦更厚。經由限制閘極加圖樣之過度蝕刻程度， 當檷電極和閘極層係由常見可蝕刻材料製成時，於閘極加 圖樣期間，檷電極未顯著受損。 剝離層34沈積過程中，部分剝離層材料沿第If圖之閘 極層28A緣和沿第2h圔之閘極層部分28C緣堆積。如此縮小 射極錐材料進入介電開放空間32形成錐36A的開口直徑。 錐36A之底部直徑及因而高度略減。 第3a-3g圖（合稱第3圖）示例說明閘極場放射裝置之 製法，其中球形粒子用KK斜角方式界定閘極開口，故可 大體克腋前述問題。於剝離層材料（形成剝離層，後來用 於第3圖之製程去除多餘射極錐材料）沈積過程中，剝離 層材料沿閘極層邊緣積聚，而積聚方式並未顯著縮小開口 直徑，該開口係稍後錐材料經由此開口沈積而形成錐形電 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2K)X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) -** 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（20 ) 子發射元件者。 對具有如同根據第1圖（或第2圖）之方法形成的相同 大小的閘極開口而言，根據第3圖之方法形成的電子發射 錐略寬且略高。又，第3圖方法可使剝離層更厚因而有助 於剝離操作。 第3圖之方法中，由基材20、下方非絕緣射極區22、 和絕緣層24組成的初始结構體係K大致如第1圖之方式形 成。第3a圖重複第la圖示例說明第3圖製程之初始结構體 20/22/24。球形粒子26M前述方式分布於絕緣層24頂上。 參見第3b圖，其顯示此種球26但其它方面同第lb圖。球26 再度典型為聚苯乙烯製成。 非電絕緣閘極材料典型為金羼如鉻或鎳沈積於结構體 頂上，閘極材料除堆積於絕緣層24上的球26間空間外，閘 極材料積聚於層24的球26下半下方部分。第3c圖示例說明 如此積聚於絕緣層24的閘極材料如何形成一層閘極層48A ，而延伸入介於層24與粒子26下半間之空間。 經濟部中央標準局員工消资合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項f寫本頁} 閘極材料沈積係藉均匀非準直技術如非準直濺鍍（亦 即，濺鍍時被濺鍍材料的撞擊原子之天然入射角大體展開 )或電漿增進CVD進行。非準直濺鍍期間，壓力通常為10-100毫托耳。 另外，非準直閘極材料沈積可藉夾角旋轉技術如夾角 旋轉濺鍍或夾角旋轉蒸鍍進行。夾角旋轉沈積時，閘極材 料相對於層24上表面係以顯著小於90度角的角度沈積於絕 緣層24上，同時以層24上表面垂直軸線為軸，相對於閘極 本纸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费合作社印裝 A7 B7_ 五、發明説明（21 ) 材料源，旋轉初始结構體20/22/24。雖然撞擊閘極材料原 子可於夾角旋轉沈積過程中，瞬間形成準直束，但初始结 構體20/22/24相對於閘極材料源的夾角旋轉使總體沈積變 成非準直。 當閘極材料沈積係Μ均匀非準直方式進行而沈積於粒 子26下方空間時，閘極層48Α延伸（或入侵）被球26垂直遮 住的區域的徑向距離等於平均球徑之1/3。舉例言之，沿 著貫穿各個球形粒子26球心的垂直面，由被遮蔽區兩相對 緣之各緣入侵0.1 ura可於球徑0.3 wm達成。 閛極材料沈積過程中，各個閘極材料部分48B概略同 時沈積於球26上半。因閘極材料沈積非準直，閘極材料部 分48B典型略延伸至球26下半。欲防止閘極材料部分48B橋 接閘極層48A，閘極材料厚度通常小於平均球徑，典型為 平均球徑之60%。 球形粒子26典型Μ前述方式移出，因而亦去除閘極材 枓部分48Β。參見第3d圖。由於閘極材料的沈積方式，斜 角閘極開口 50於被去除球26所在位置延伸貫穿閛極層48Α 〇 各個斜角閘極開口 50直徑於由閘極層48Α頂向下前進 至絕緣層24上表面時概略減小。如此，各個斜角閘極開口 50直徑於或接近層24頂時達最小值。此外，閘極層48Α之 斜角緣沿開口50具有凹面輪廊外形（凹面垂直剖面）。各個 斜角閘極開口 50直徑隨著垂直距離減小的比率於向上前進 貫穿該閘極開口 50時漸增。 n I n I I I 線 (請先閱讀背面之注意事項i寫本頁) ^^^^適用中國國家標準（(：!^)八4規格（2丨0'/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（22 ) 使用閘極層48A作為蝕刻罩，絕緣層24蝕刻貫穿閘極 開口50,而形成對應介電開口（或介電開放空間）52貫穿絕 緣層24低抵下方非絕緣區22。參見第3e圔，其中24B表示 其餘絕緣層24。如同第1圖之製程，電極間介電蝕刻之進 行方式可使介電開口 52下割閘極層48A。 剝離層54於结構體頂上形成方式係經由以相對於閘極 層48A上表面的特選夾角，蒸鍍剝離層材料，同時Μ大體 垂直閘極層48Α上表面的軸線為軸、相對於剝離層材料源 旋轉结構體。參見第3f圖。（旋轉）剝離層沈積角為20-50 度，典型45度。剝離層材料典型係由鋁或氧化鋁製成。 若干剝離層材料沿閘極開口 50積聚於閘極層48A的斜 角緣。剝離層沈積角夠小而大體並無剝離層材料堆積於介 電開放空間52的下方非絕緣射極區22上，位在電子發射元 件預期位置。雖然依沈積角度而定，部分剝離層材料也可 能沿介電開口52側壁堆積，但此等材料通常係（稍後）去除 剝離層54時被去除。 第4圖示例說明第3f圖之對中於閘極開口 50周圃部分 之放大視圖，模擬剝離層沈積角約45度。如第4圖所示， 剝離層材料沿閘極層48A斜角緣達到的厚度比沿閘極層48A 上表面更厚。設t為剝離層54沿閘極曆48A頂之厚度，沿閘 極開口50斜角緣，剝離層54厚度達最大值約等於1.4t。 要緊地，剝離層材料堆積於閘極層48A斜角緣上，不 致顯著超出閘極層48A斜角緣。換言之，各個貫穿剝離層 54開口直徑約略等於對應閘極開口50最小直徑。雖然第4 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝— (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 訂 線 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明（23 ) 圖之模擬特別適用於45度剝離層材料沈積角，但顯然射極 材料沈積而形成射極錐的開口直徑，於剝離層沈積角係於 20-50度之範圍時未顯著縮小。 非電絕緣射極錐材料再度典型為金屬，例如，鉬、鎳 、鉻、或鈮、或耐火金屬碳化物如碳化钛以前述方式沈積 於结構體頂上。隨著沈積的進行，射極錐材料進入介電開 放空間52内部的開口封住。因此，錐形電子發射元件56A 個別於介電開放空間52内形成，如第3f圖所示。因第3圖 之製程中錐材料可進入開放空間52的開口比第1圖製程之 對應開口更大，對相等最小閘極開口直徑而言，電子發射 錐56A長成比電子發射錐36A更寬更高。射極材料沈積期間 ，錐材料連壤層56B堆積於剝離層54上。 剝離層54K適當蝕刻劑去除，因而剝離多餘錐形料層 56B。结果形成的場射極閫明於第3g圖。錐56A經由閘極開 口30暴露於外側。因射極材料的沈積大致係垂直閘極層 48A上表面進行，故各個電子發射維56A垂直對中於對應閘 極開口50。各個閘極開口50又對中於對應被去除的球26所 在位置。如此，遵照第1圖之製程，球26界定錐56A所在 位置。 同理，閘極開口50連同閘極層48A底部槪略圼圓形。 如此，錐56A底部大半呈圓形。因球26大半呈球體，而直 徑變化小，维56A皆約略相等。對製程參數加K適當控制 ，横跨電子發射區全區，由维56A發射的電子相當均勻。 錐56A間平均間距係藉調整球26表面密度和平均直徑、控 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I--------装------1T------^ (请先閱讀背面之注意事^寫本買) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（24 ) 制電子發射幅度而加以控制。 如同根據第1圖之製法製造的場射極，根據第3圖之 製法製造的場射極中，下方非絕緣射極區22典型係由下導 電層與上電阻層組成。同理，至少下導電層加圖樣成為彼 此平行線而形成射極列電極。 根據第3圖之製法製造的場射極典型也設有檷電極， 檷電極接觸部分閘極層48A並垂直列電極延伸。欲得此等 特點，第3圖之製程可K大半類似第2圖執行第1圖製程 之相同方式進行。前述製程變化，其中禰電極係於閘極層 之前形成亦適用於第3圖之方法。 第5a-5c圖（合稱第5圖）示例說明第1圔之方法之變 化，其中堆積於閘極層48A的多餘射極材料係以電化學方 式而非Μ剝離層去除。第5圖之改變始於第le圖，此處複 述為第5a圖。 非電絕緣射極錐材料係於概略垂直絕緣層24A上表面 的方向蒸鍍於第5a圖之结構體頂上。射極錐材料堆積於閘 極層28A，貫穿閘極開口30而形成對應電子發射元件58A於 下方非絕緣射極區22的介電開口32内。射極材料進入介電 開口32的開口逐漸封住。沈積進行至開口全封時，電子發 射元件58A概略圼錐形。參見第5b圖。射極錐材料連續層 58B同時形成於閘極層28A。 维材料之候選者包含鉬、鎳、鉻、鈮、和碳化鈦’亦 即，全部前文述於第1圖之方法之射極錐材料。但因多餘 射極錐材料於第5圖之製程中係、以電化學方式去除，故此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------參------.W------^ (請先閱讀背面之注意事項f寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（25 ) 處錐材料與閘極材料不同。 多餘射極層58B係Μ電化學方式去除，較佳根據Spindt 等之1997年3月5日提出申請的國際專利申請案PCT/US97/ 02973揭示技術。第5c圖閫釋所得場放射结構體，其大體 同第lg圖之場射極。電子發射錐58A現經由閘極開口30暴 露於外側。如同第1圖之方法之錐36A，錐58A之所在位置 係由球26界定。 同理，第3圖之製程中堆積於閘極層48A的多餘射極 材料可以電化學方式去除而非剝離。第3e圖结構體之變化 係Μ第le圖結構體之變化之相同方式進行。換言之，非電 絕緣射極材料沈積於閘極層48A，貫穿斜角閘極開口30進 入介電開口52内，形成錐形電子發射元件，隨後，覆於閘 極層48A上於介電開口 52外側的多餘射極材料係Μ電化學 方式去除。 閘極層可成形為於根據本發明製造的電子射極内有二 層或多層亞層。執行多種功能的一或多層中間層可位於中 間介電層與閘極層間。例如此種中間層可執行黏著功能， 亦即，當閘極層本身無法與電極間介電材料良好黏著時， 中間層與絕緣層24和閘極層二層的黏著良好。另外或此外 ，中間層可用於改良球形粒子26分布遍布接納球形粒子26 的表面。當中間層係由非電絕緣材料組成時，中間層通常 構成閘極之一部分。 第6a-6i圖（合稱第6圖）閫明第1圖之變化方法，其 中前段所述特點可用於製造根據本發明之教示之閘極場放 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0><297公釐） ---------^_ (請先閲讀背面之注意事項ί寫本頁) 訂 線 B7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 五、發明説明（26 ) 射陰極。容後詳述，第6圖製程中粒子26的沈積係根據電 泳或介電電泳技術於施加電場影響下進行。第6圖之製程 始於第la圖之初始结構體20/22/24，於此處重複作為第6a 圖。 中間層62沈積於絕緣層24上至相當均勻厚度，如第6b 圖所示。中間層62典型係由對絕緣層24黏著良好、亦對隨 後沈積於中間層62上的閘極材料黏著良好的材料製成。 絕緣層24偶爾具有表面瑕疵*若無中間層62存在，則 表面瑕疵將使粒子26電泳或介電電泳沈積於絕緣層24全表 面時結塊。即令絕緣層24不具表面瑕疵，絕緣層24的材料 再度可能若無中間層62存在，則該種材料將使粒子26電泳 或介電電泳沈積於絕緣層24全表面時结塊。 中間層62的組成材料可顯著防止粒子26電泳或介電電 泳沈積於中間層62時结塊。因中間層62覆於絕緣層24上方 ，使用中間層62可大體克服於電泳或介電電泳沈積期間粒 子结塊問題。經由抑制粒子结塊，粒子表面密度增高。 依所需黏著和结塊抑制特性而定，中間層62可由非電 絕緣材料或電絕緣材料製成。中間層62典型為金属製，較 佳鉻製，厚5-10 rm，典型7.5 nm。藉發明人指導的實驗 證實，小的電泳沈積聚苯乙烯球结塊於新沈積鉻面上，比 較此種粒子於氧化矽面上结塊顯著為少*特別，當氧化矽 面接受額外加工處理時尤為如此。當絕緣層24係由氧化矽 製成時，使用鉻形成中間層62可顯著減少電泳沈積過程的 结塊。鉻亦良好黏著至氧化矽。因層62為金屬製，故部分 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） II ———————— —裝— I I 訂— I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（27 ) 層62後來構成閘極之一部分。 球形粒子26K電泳或介電電泳方式沈積於中間層62頂 上全表面。參見第6c圖。電泳或介電電泳沈積係MHaven 等之中華民國專利申請案第86107880號’代理人檔案編號 .M-3786 TW(如前述）（併述於此Μ供參考）所述方式進行。 特別，電泳沈積用以沈積粒子26，因而使粒子表面密度增 至典型約5Χ108粒子/平方厘米之值。 如Haven等之中華民國專利申請案第86107880號，代 理人檔案編號M-3786 TW之進一步說明，電泳沈積係於電 解池內進行，池中含有流體而球26懸浮於其中。位於流體 的上電極於電泳沈積期間作為陰極。中間層62用作陽極。 1-100伏之範圍，典型15伏電壓施加於陽極與陰極間而產 生施加電場，引起球26沈積於層62。 電泳球沈積完成後，非電絕緣閘極材料分二階段於概 略垂直絕緣層24上表面之方向，沈積於结構體頂上。二沈 積階段典型係藉準直蒸鍍進行。第一沈積階段的閘極材料 與第二沈積階段的閘極材料不同。 第一階段閘極材料積聚於中間層62上於粒子26間空間 ，而形成相當均匀厚度Μ極亞層64A，如第6d圖所示。第 一階段材料部分64B同時堆積於球26上半。第二階段閘極 材料積聚於閘極亞層64A上於粒子26間空間，而形成另一 層相當均勻厚度閛極亞層64A。第二階段材料部分64B於閘 極亞層66A形成過程中堆積第一階段部分64B上。 第一階段閘極材料可為鉻、鉬、鈦、或鎢。當中間層 ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項^：寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羞） 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 A7 B7_ 五、發明説明（28 ) 62為鉻製時，第一階段閘極材料典型由鉻沈積至2.5-7.5 nm，典型5 nm厚度組成。閘極亞層64A之鉻改良閘極亞層 66A之黏著性。第二階段閘極材料典型由金沈積至20-50 nm，典型30 nm厚度組成。 去除球26而去除閘極材料部分64B和66B。第6e圖顯示 所得结構體。閘極亞層64A和66A形成複合閘極層64A/66A ，大半圓形閘極開口68向下延伸貫穿此層至中間層62。因 閘極開口 68係於第一和第二階段閘極材料沈積於球26上期 間形成，而無需蝕刻第二階段閘極材料，故難以蝕刻的金 適用作為第二階段閘極材料。 去除球26(含閘極材料部分64B和66B)可依第1圖之方 法採用的技術進行。另外，球26可經由溶解於溶劑如二甲 苯而Μ化學方式去除。 使用複合閘極層64Α/66Α作為蝕刻罩，中間層62被均 ' 勻蝕刻貫穿閘極開口68，形成大半圓形的中間開口70低抵 絕緣層24。第6f圖示例說明所得结構體，其中62Α為其餘 中間層62。其餘中間層62A形成閘極下部。 中間層蝕刻典型係以氯電漿進行，可以全然各向異性 (實質單向性）或部分各向同性方式進行。第6f圖示例說明 中間層蝕刻為部分各向同性之實例，中間開口70微下割閘 極亞層64A。各個中間開口70沿垂直方向排齊對應閘極開 口 68而形成複合閘極開口 68/70。 使用複合閛極層62A/64A/66A作為蝕刻罩，絕緣層24 被蝕刻貫穿閘極開口68/70而形成介電開放空間（或介電開 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） • 31 - — II 裝 —訂— I —線 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 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 ) 口）72低抵下方非絕緣射極區22。參見第6g圖，其中24C為 其餘絕緣層24。電極間介電蝕刻通常係以前文就第1圖方 法所述方式進行，故介電開放空間72微下割複合閘極層62A /64A/66A °

非電絕緣射極錐材料典型係由前文就第1圖方法所述 材料組成，但射極维材料與閘極材料不同，該種材料係於 概略垂直絕緣層24C上表面的方向、蒸鍍於第6g圖之结構 體頂上。錐材料堆積於複合閘極層62A/64A/66A上並貫穿 閘極開口68/70而形成對應錐形電子發射元件74A，如第6h 圖所示。射極錐材料連鑕層74B同時形成於上閘極亞層66A Ο 多餘维射極材料74B係Μ概略如前文引述之Spindt等 之國際專利申請案PCT/US97/02973所述方式，以電化學方 式去除。结果所得場射極蘭釋於第6i圖。電子發射錐74A 經由閘極開口 68/70暴露於外側。 各個電子發射錐74A垂直排齊其閘極開口68/70。因球 26決定原先閘極開口68所在位置，故錐74A所在位置係由 球26決定。又，各個錐74A底座大致圼圓形。前述有關於 根據第1圖之方法製造的電子射極達成高度均勻電子發射 的備註亦同等適用於第6i圖之場射極。 前述製程/製程順序中，球形粒子26用K直接界定閘 極開口。但粒子26可用以首先界定具有閘極開口所需外側 形狀的實心區。實心區通常圼圓形再用以界定閘極開口。 第7a-7g圃（合稱第7圖）示例說明此種製法之前端部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 I I I I 裝— — I I I I 訂— I I _ I 線 (諳先閲讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（30 ) 實例，其中閘極場放射陰極之閘極開口係由實心區形成， 而實心區係藉根據本發明之球形粒子26界定。第7圖之製 程順序始於第la圖之结構體20/22/24，此處重複作為第7a 圖。 非電絕緣中間層80後來作為閘極層下部，沈積於絕緣 層24上，如第7b圖所示。中間非絕緣層80典型係由金靥如 鉻或鈦組成。圖樣轉印層82形成於中間層80上。圖樣轉印 層82可由多種材料如光阻材料或無機介電材料組成。 粒子26使用前文就第1圖方法所述散亂或大致散亂技 術分布遍及圖樣轉印層82上表面。第7c圖示例說明此時的 结構體。如第7d圖所示，未被粒子26遮蔽亦即，未被垂直 覆蓋的圖樣轉印層82部分被去除。因此，概略圓形凸點 82A成形為層82其餘部分。各個凸點82A位在對應粒子26下 方。 當圖樣轉印層82係由光阻組成時，層82曝光於光化輻 射，典型為紫外光，使用球形粒子26作為曝光光罩K防粒 子26下方的光阻部分接受光化輻射。曝光光阻的化學組成 改變。然後，於结構體進行顯像操作而去除曝光光阻，结 果獲得第7d圖閫明的结構體。當層82係由無機介電材料組 成時，使用粒子26作為蝕刻罩，於概略垂直絕緣層24上表 面方向，於層82施行各向異性蝕刻。層82之未被遮蔽部分 於蝕刻過程中被去除，再度獲得第7d圖之结構體。 非電絕緣閘極材料沈積於结構體頂上。閘極材料沈積 較佳藉電化學技術、使用非絕緣中間層80作為沈積陰極進 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4规格（210X297公釐） I II I 裝 I I I 訂— I I I __ 線 {讀先閲讀背面之注意事項f寫本頁) 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 ) 行。沈積陽極位於粒子26上方的沈積電解質內。電化學沈 積期間，閘極材料積聚於中間層80暴露部分而形成非電絕 緣上閘極亞層84，如第7e圔之閫明。 凸點82A和粒子26被去除而產生第7f圖结構體。上閘 極開口86延伸貫穿上閘極亞層84,位於粒子26下方被去除 的凸點82A所在位置。凸點82A和粒子26的去除可K多種方 式進行。舉例言之，凸點82A可Μ適當化學蝕刻劑或電漿 蝕刻劑去除，因而同時去除粒子26。另外，粒子26可於凸 點82Α去除之後才移除。 使用上閘極亞層84作為蝕刻罩，非絕緣中間層80Μ各 向異性蝕刻貫穿上閘極開口86而形成對應中間開口88、貫· 穿中間層80、低抵絕緣層24。參見第7g圖。各個中間開口 88係與上方的上閘極開口86垂直同心，且大體直徑相等。 中間層80其餘部分80A此時成為下閘極亞層，因此，中間 開口88變成下閘極開口。如此，閘極亞層80A和84構成一 層複合閘極層，其中各對對應閘極開口86與88形成複合閘 極開口。 除了事實上第7g圖結構體的閘極層係由亞層80A與84 組成外，除相關標示差異外，第7g圖结構體大體同第Id圖 结構體。第7g圖之物項80A/84和86/88分別對應於第Id圖 之28A和30。依標示差異，第7g圖结構體現在依第le-lh圖 之後端製程順序完成。以相同方式，第7圖之前端製程順 序可依第2e-2j圖或第5圖之後端製程順序完成。 第8圖閫釋使用根據本發明製造的區域場射極，如第 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I I I I I I I I 訂— I I I I 線 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁} 經濟部中央梂準局員工消費合作杜印裝 A7 B7__ 五、發明説明（32 ) 2j圖之場射極之平坦面板CRT顯示器芯活性區的典型例。 基材20形成CRT顯示器背板。下方非絕緣射極區22位於基 材20内表面，係由導電層22A與上方電阻層22B組成。於此 處，導電層22A之射極電極線（列電極）於水平方向平行第 8圖平面延伸。 一組檷電極40(其中一者閭明於第8圖）位於閘極層28C 上。於此處，禰電極40垂直第8圖平面。各個禰電極孔隙 42暴露出個第8圖之場射極的電子發射錐36A。 —片透明典型玻璃面板90置於横跨底板20上。發光磷 區92(其中一者示於第8圖）位於面板90内表面上直接跨越 對應檷電極孔隙42。薄等電反光層94典型為鋁製覆於磷區 92上沿著面板90内表面。電子發射元件發射的電子通經反 光層94，並使磷區92發光，而產生於面板90外表面可見的 影像。 平坦面板CRT顯示器之芯活性區典型包含其它組件（未 顯示於第8圖）。舉例言之，一塊黑基板位於面板90內表 面，典型包圍各磷區92而由外側隔開其它磷區92。對焦脊 設於電極間介電層，輔助控制電子行跡。間隔壁用以維持 基材20與面板90間相當恆定的間距。 當合併於第8圖示例說明之該型平坦面板CRT顯示器 時’根據本發明製造的場射極係以下述方式操作。反光層 94作為場放射陰極的陽極。陽極相對於閘極線和射極線維 持於高的正電壓。 當適當電壓施加於（a)特選的閘極線（禰電極）與（b)特 本紙浪又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公瘦） ----------裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項5^寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（33 ) 選的射極線（列電極）間時，特選閘極線於二線交叉處由電 子發射元件萃出電子，並控制所得電子流大小幅度。當施 加的閘極至射極平行板電場達20伏/微米或以下，於電流 密度1百萬安/平方厘米（當磷區92屬高電壓磷時，於平 坦面板顯示器的磷被覆面板測量）時，典型發^所需電子 發射程度。磷區被萃出的電子擊中時發光。 用於描述本發明之方向術語，例如「下方」和「低」 ，建立一個參考圖框藉此謓音更易瞭解本發明之各個部件 如何嵌合。實務上，電子發射元件各組件可座落於與此處 使用的方向術語暗示的不同取向。本發明施行的製造步驟 亦如此。雖然使用方向術語方便說明，但本發明涵蓋實務 可與此處使用的方向術語嚴格涵蓋的取向不同。 雖然已參照特殊具體例敘述本發明，此種敘述僅供示 例說明之用而絕非視為囿限此處申請專利之本發明之範圍 。舉例言之，第1-3圖之製程中，粒子26分布遍及電極間 介電層24可電泳或介電電泳方式施行，而未如第6圖 方法使用介入中間的防结塊層。典型仍可使用更高粒子表 面密度。Haven等之中華民國專利申請案第86107880號， 代理人檔案編號M-3786 TW(參見前文）揭示的技術再度可 用於以電泳或介電電泳方式沈積粒子26。 形成结構體（其中閘極開口延伸貫穿閘極層、低抵下 方非絕緣射極區22上方的絕緣層24)後，經由進一步選擇 性沈積非電絕緣閘極材料於閘極層上，可加厚閛極層厚度 。閘極材料的進一步沈積可藉電化技術進行。一般而言， 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I I I I 訂 I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) A7 B7 五、發明説明（34 ) 進一步沈積閘極材料可於去除粒子26之前或之後進行。 替代使用旋轉沈積程序來形成剝離層34或54,剝離層 材料的沈積可由多個、典型至少四個位在晶圓周圍固定位 置的來源進行，其係供以相對於絕緣層24上表面、呈適當 通常相等的中等角度蒸鍍剝離層材料。蒸鍍Μ外，視線沈 積技術可用Κ形成剝離層34或54。電拋光操作可用以於閘 極開口、圓化閘極層緣。 若下方非絕緣射極區22夠厚且為連續層可支撐结構體 ，則可刪除基材20。絕緣基材20可Μ複合基材替代，其中 一層薄絕緣層覆於相當厚的非絕緣層上而提供结構支撐。 電子發射元件可圼錐形以外的形狀。根據本發明之製 程生產的區域電子射極可用於生產平坦面板CRT顯示器以 外的裝置。特別，本電子射極可用於一般需要閘極電子源 的真空環境。業界人士可未悖離如隨附之申請專利範圍界 定之本發明之精髓與範圍做出多種修改與應用。 ---------^-- (請先閲讀背面之注意事項寫本頁)

、tT 線 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297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（35 ) 元件標號對照 20... .基材 52....介電開口 22… .下方非絕緣射極區 54....剝離層 22A.. .導電射極線 56....陽極容器 22B.. .電阻線 56A...電子發射錐 24..· .絕緣層 56B...錐材料層 24A.. .絕緣層 58A...電子發射元件 26... .球形粒子 62....中間層 28 · · · .閘極層 64A...閘極亞層 28A.. .閘極層 66A...閘極亞層 28B.· .閘極材料部分 68/70...閘極開口 28C.. .閘極層部分 72....介電開放空間 30... .閘極開口 74A...電子發射錐 32… .介電開口 80....中間層 34... .剝離層 82....圖樣轉印層 36A.. .電子發射维 82A...凸點 36B" .錐材料層 84....非電緣緣上閘極亞層 40... .檷電極 86....上閘極開口 48 A.. .閘極層 88....中間開口 48B.. .閘極材料部分 90____面板 50... .閘極開口 92....磷區 ----------f------ir------.^ (請先閲讀背面之注意事寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 、申請專利範園 第86107876號專利申請案申請專利範圍修正本 修正曰期：88年11月 1· 一種用以製造具閘極開口的閘控電子發射奘背之方 法’其包括下列步驟： 分布多個粒子於一電絕緣層上； 提供非電絕緣閘極材料於該絕緣層上之至少該等 粒子間之空間； 移除該等粒子舆大體覆於該等粒子上方的任何材 料’因此’剩餘的閘極材料形成一層閘極層，於如此 被去除的粒子所在位置，經由該閘極開口延伸通過該 閘極層； 蚀刻該絕緣層貫穿閘極開口，而形成對應介電開 口貫穿絕緣層，大體向下貫穿至設於絕緣層下方的下 方非電絕緣區；及 將該非電絕緣射極材料引進介電開口内，而於下 方非電絕緣區上形成對應電子發射元件，使_該電子發 射元件通過該閘極開口暴露於外側。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該引進步驟包括： 於該閘極層上形成一剝離層，使剝離開口垂直排 齊延伸貫穿該剝離層之該等閘極開口； 沈積該射極材料於該剝離層上，貫穿該等剝離開 口和閘極開口，穿入該等介電開口内；及 去除該剝離層，俾大體去除任何積聚於該剝離層 上的射極材料。 、申請專利範園 第86107876號專利申請案申請專利範圍修正本 修正曰期：88年11月 1· 一種用以製造具閘極開口的閘控電子發射奘背之方 法’其包括下列步驟： 分布多個粒子於一電絕緣層上； 提供非電絕緣閘極材料於該絕緣層上之至少該等 粒子間之空間； 移除該等粒子舆大體覆於該等粒子上方的任何材 料’因此’剩餘的閘極材料形成一層閘極層，於如此 被去除的粒子所在位置，經由該閘極開口延伸通過該 閘極層； 蚀刻該絕緣層貫穿閘極開口，而形成對應介電開 口貫穿絕緣層，大體向下貫穿至設於絕緣層下方的下 方非電絕緣區；及 將該非電絕緣射極材料引進介電開口内，而於下 方非電絕緣區上形成對應電子發射元件，使_該電子發 射元件通過該閘極開口暴露於外側。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該引進步驟包括： 於該閘極層上形成一剝離層，使剝離開口垂直排 齊延伸貫穿該剝離層之該等閘極開口； 沈積該射極材料於該剝離層上，貫穿該等剝離開 口和閘極開口，穿入該等介電開口内；及 去除該剝離層，俾大體去除任何積聚於該剝離層 上的射極材料。 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '申諳專利範圍 3. 如申請專利範团第2項之方法，其中該閘極材料提供 步称包括沈積該閘極知料部分至該等粒子下方絕緣層 上方之空間内》 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該引進步驟包括： 沈積該射極材料於該閘極層上，貫穿該等閘極開 口’穿入該等介電開〇内；及 去除至少部分積聚於該閘極層上於該等介電開口 外侧的射極材料》 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該射極材料去除 步驟係以電化學法進行。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其於分布步驟前，又 包含提供一層中間層於該絕緣層上，使該等粒子隨後 分布於該絕緣層上方的中間層上之步驟。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，介於該粒子去除步驟 與該絕緣層蝕刻步驟間，該蝕刻該中間層的步驟貫穿 該閘極·開口而形成貫穿中間層的對應中間開-口，該絕 緣層蝕刻步驟亦係通過該等中間開口進行。 儿如申請專利範圍第7項之方法，其中該中間層係黏附 於該絕緣層和該閉極層。 9.如申請專利範圍第7項之方法，其中該中間層抑制該 分布步驟期間粒子的結塊。 10·如申請專利範圍第7項之方法，其中該引進步称包括： 沈積該射極材料於該閘極層上而貫穿閘極開口和 甲間開口；及 本紙張尺度逍用中两國家棣率（CNS) (請先聞讀背面之注意事項再埃窝本頁) 裝- 訂· • i -- I- - —I —-ί I »1— · -2- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 … A8 B8 〜--— D8 '申請專利範固 _ 以電化學方式去除至少部分積聚於該閘極層上， 於該介電開口外側的射極材料。 11. 如申請專利範固第7項之方法其中該中間層包括非 電絕緣材料。 12. 如申請專利範圍第7項之方法其中該問極層包括至 少兩層具有不同化學組成的亞層。 13·如申請專利範圍第1項之方法，其中該閘極材料包括 經由該金屬難·以準確蝕刻小開口的金屬。 14·如申請專利範圍第1項之方法，其又包括下列步驟： 於分布步称前，形成一層圖樣轉印層於該絕緣層 上； 介於該分布步驟與該閘極材料提供步驟間，去除 未被粒子遮蔽的圖樣轉印層材料，而由該圃樣轉印層 形成對應凸點； 介於該閘極材料提供步驟與該絕緣層蝕刻步驟 間，去除該等凸點。 _ 15. 如申請專利範圍第14項之方法其中該閘極材料提供 步称包括選擇性沈積閘極材料於該絕緣層之未被該等 粒子遮蔽的材料上。 16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中各個閘極開口直 徑於向下前進貫穿該閘極開口時概略縮小。 n. 一種用以製造具閱極發射裝置之方法 包括下列步驟·· 分布多個粒子於電絕緣層上； -3- ( CNS ) A4««格（ 210X297公幻 --------^-------訂.------.Vi //11. (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 —______—_'_D8 、申請專利範固 提供非電絕緣閘極材料於該絕緣層上，使該閘極 材料遮ft粒間空間，並延伸大艟至該等粒子下方但絕 緣層上方的空間内； 移除該等粒子舆大艎覆於該等粒子上方的任何材 料’因此，剩餘閘極材料形成一層閘極層，於如此被 去除的粒子所在位置，斜角閘極開口延伸通過該閘極 層； 杜刻該絕緣層貫穿斜角閘極開口，而形成對應介 電開口貫穿絕緣層’大體向下貫穿至設於該絕緣層下 方的下方非電絕緣區；及 於下方非電絕緣區形成對應電子發射元件，使每 一電子發射元件至少部分座落於介電開口中之對應 者。 18.如申請專利範圍第17項之方法，其中各個斜角閘極開 口之直徑於向下前進貫穿該閘極開口，朝向下方非絕 緣區時概略縮小’因此，各個閘極開口直徑-於或接近 下方非絕緣區時達最低值》 19·如申請專利範困第18項之方法，其中各個閘極開口直 徑之最低值小於設於該絕緣層上於該閘極開口所在位 置的該等粒子平均直徑。 20·如申請專利範圍第18項之方法，其中該閘極材料提供 步驟係以非準直方式進行。 21.如申請專利範圍第18項之方法，其中該電子發射元件 形成步驟包括： -4- 本紙張尺度逍用中國蹰家揉準（CNS )八4洗格（210父297公着） 0.^:— (請先Η讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8

   、中請專利範圍 層上； 藉由去除未被該等粒子遮蔽的圖樣轉印層材料， 而由圖樣轉印層形成對摩凸點； 提供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； 去除該等凸點和該等凸點上的大體任何材料（包含 粒子），使剩餘閘極材料形成一層閘極層，閘極開口貫 穿該閘極層於如此被去除的粒子所在位置延伸； 蚀刻該絕緣層貫穿該等閘極開口，而形成對應介 電開口貫穿絕緣層，大艘向下貫穿至設於絕緣層下方 的下方非電絕緣區；及 於下方非電絕緣區形成對應電子發射元件，使每 一電子發射元件至少部分座落於介電開口中之對應 者。 26.如申請專利範圍第25項之方法，其中該閘極材料提供 步称包括選擇性沈積閘極材料於該絕緣層之_未被該等 粒子遮蔽的材料上。 如申請專利範圍第26項之方法，其又包含下列步驟： 於分布步驟前’形成（a)—非電絕緣中間層於該絕 緣層上’及（b)該圖樣轉印層於該中間層上；及 於該閘極材料提供步称之後，蚀刻該中間層赏穿 該等閘極開口，而形成對應中間開口貫穿中間層低抵 該絕緣層，該絕緣層蝕刻步驟也貫穿該中間開口進 行。 -6- 本紙張尺度逍用中國國家棣率（CNS ) A4规接（210X297公釐） ^ ... 訂·------^ (請先«讀背面之注意事項再埃寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 乂.如申請專利範圍第27項之方法，其中該閘極材料提供 步驟包括電化學方式沈積該閘極材料於該中間層之未 被該等凸點遮蔽的材料上。 29.如申請專利範圍第25項之方法，其中該凸點形成步驟 包括： 使用該等粒子作為曝光光軍，將圖樣轉印層曝光 於光化轄射，而使圓樣轉印層之未被該等粒子遮蔽的 材料改變化學.組成；及 移離該圈樣轉印層之化學變化材料。 <〇.如申請專利範圍第25項之方法，其中該凸點形成步驟 包括：使用粒子作為蝕刻罩，各向異性蝕刻圖樣轉印 層。 31. 如申請專利範圍第1至30項中任一項之方法，其中該 等電子發射元件係成形為概略錐形。 32. 如申請專利範圍第1至3〇項中任一項之方法，其中該 等粒子大致為球形。 _ 33. 如申請專利範圍第1至3〇項中任一項之方法，其中該 等電子發射元件係可於場放射模式操作。 34. 如申請專利範圍第1至30項中任一項之方法其中該 分布步称係於施加電場影宰下進行。 35. 如申請專利範圍第1至30項中任一項之方法其又包 含提供陽極裝置之步驟，該陽極裝置係設於電子發射 元件上方且與電子發射元件隔開，其係供收集由電子 發射元件發射的電子。 經濟部智慧財產局貝工消費洽作社印製 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 36. 如申請專利範園第35項之方法，其中該陽極裝置係提 供作為發光構造的一部分，該發光構造具有發光元 件，其係供被該等電子筆射元件發射的電子撞擊時發 光。 37. —種具閘極開口之閛控電子發射裝鼉搛诰，其包括： 一個下方非電絕緣區； 一層位於該下方非絕緣區上方的電絕緣層，多個 介電開口延伸貫穿絕緣層大體於向下通至下方非絕緣 區； 類似多數個電子發射元件，各個電子發射元件至 少部分座落於對應一個介電開口，且貫穿對應介電開 口電耦合至下方非絕緣區；及 一層非電絕緣閘極層其係位於絕緣層上方，類似 多數個斜角閘極開〇延伸通過閘極層各個閘極開口暴 露出一個對應電子發射元件；各個閘極開口直徑於貫 穿通過該閘極開口並朝向下方非絕緣區時^縮小， 故於閘極層底或接近閘極層底達到最低值。 38·如申請專利範圍第37項之構造，其中各該閉極開口直 徑於向下前進貫穿該閘極開口時概略縮小。 39. 如申請專利範圍第37項之構造，其中於向下前進貫穿 該閘極開口時，隨著垂直距離的漸進增加，各個閘極 開口直徑的比率減小。 40. 如申請專利範圍第37至39項中任一項之構造，其中該 閘極層沿著各個閘極開口具有凸面輪廓外形。 Λ ( CNS ) A4«Ltt· ( 210X297/>* ) ------訂.------^ f .汚 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) A8 B8 C8

   A.如申請專利範圍第37至39項中任一項之構造，其中各 個電子發射元件之形狀為概略錐形。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 42.如申請專利範圍第37至39項中任一項之構造，其中該 等電子發射元件係可於場放射模式操作。 如申請專利範圍第37至39項中任一項之構造，其又包 含陽極裝置位於電子_發射元件上方且與電子發射元件 隔開’其係供收集由電子發射元件發射的電子。 44·如申請專利範圍第43項之構造，其中該等陽極裝置係 為一發光構造的一部分，該發光構造具有發光元件， 其係被該等電子發射元件發射的電子撞擊發光。 -9- 本紙張尺度適用中困國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐）