TW546689B - Focused emitter and method for creating an electron lens - Google Patents

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546689 五 、發明説明 發明背景 本發明係有關電子發射器之透鏡製造，特別經常社人 於多種電子裝置之大容量儲存與顯示袭置使用 器之透鏡。 耵 電腦技術促成價格趨向便宜同時能力提高。為了讓電 腦技術可持續朝向此種正向趨勢發展，必須持續不斷進展 周邊装置例如大容量儲存裝置及顯示裝置。商業出版物對 缺乏大容量裝置有多項垢弊，此等大容量儲存裝置例如磁 碟機、CD-R〇Ms及DVD驅動器（僅舉出數例）必須提高其資 料速率俾配合目前個人電腦之微處理器發展速度。:例: 硬碟機過去十年其儲存密度有重大進展。但今日遭逢其物 理極限而妨礙此項領域的進一步進展。顯示裝置如[CD監 不益由於其製造複雜因而難以滿足接近零缺陷的需求。 一步，使用被動LCD技術需要增加背光來於不同周圍光 條件觀視，因而造成成本增高以及能量需求增加。 電子束技術多年來用在消費者產品如電視（丁v)之映 像管以及電腦監示器。此等裝置使用所謂的厂熱陰極」、 極來構成電子來源，電子被導向且聚焦於觀視螢幕上。 然對多項新穎發射裝置技術領域從事研究，但「冷陰極 電子發射益例如史賓特梢端（Spindt_tips)及扁平發射嚭 引眾多製造商的注意力。 將此種冷陰極技術轉成商品仍然存在有多項問題 中一項問題為形成電子翏焦結構，其可用於多項應用你 等多項運用要求高密度冷陰極發射裝置例如大容量儲存及 電 吸 其 該 本紙張尺度適用中®國家標準（哪）A4規格⑵〇χ297公董） 進 線

•、一吓| (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 546689 五 N發明説明 2 顯示裝置。習知電介質材料用作為電子聚焦結構與電子發 射器間的間隔材料。但建構帶有電介質材料之電子聚焦 構的成本以及負債妨礙使用冷陰極技術新賴產品的：： 展。為了使用冷陰極技術進一步引進新產品，需要更具有 成本效應且更簡單的建構電子聚焦結構方法，結果需要大 容量儲存及顯示裝置。 … 發明概述 -種形成電子透鏡之方法包括下列步驟，施用聚合物 層於電子發射器之發射器表面，以及然後硬化聚合物層俾 減少揮化物含量。 圖式之簡要說明 經由參照附圖將更了解本發明。附圖t各元件不必要 彼此照比例綠製。反而可對某個元件作強調來更清楚說明 本舍明。此外類似的參考編號表示數幅圖間對應的類似部 件，但不必完全相同。 PA圖為整合式聚焦發射器知具體實施例之頂視圖。 第1B圖為第1A圖所示具體實施例之剖面圖。 器 第2圖為帶有直徑穿位障發射器之整合式聚焦發射 的另一具體實施例的剖面圖。 第3圖為根據本發明之顯示裝置之具體實施例之透 圖。 之 第4圖為根據本發明之顯示裝置之另一具體實施例 剖面圖。 第5圖為根據本發明之大容量儲存裝置之具體實施例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格⑵〇χ297公幻 546689 五、發明説明（ 之透視圖。 第6圖為根據本發明之大容量儲存裝置之另一具體〒 施例之剖面圖。 、 第7圖為用以形成整合式聚焦發射器之範例方法之方 塊圖，包括形成電子透鏡其結合聚合物間隔層之步驟。 第8-14圖為形成電子發射器而提供本發明之電子透鏡 基極之範例方法步驟說明圖。 第15-16圖為圖表顯示用以形成電子發射器之另一退 火方法之範例溫度側緣。 第17圖為施用聚合物層至電子發射器基極之說明圖。 第18圖為用以由第17圖所示聚合物層萃取揮發含量 之範例硬化方法圖表。 弟19圖為沉積導電層於聚合物層上之說明圖。 第20圖為罩蓋與蝕刻第19圖之導電層而形成電子透 鏡開口之說明圖。 第21圖為蝕刻聚合物層暴露出電子發射器表面之選 擇性蝕刻方法結果之說明圖。 第22圖為說明圖顯示沉積發射器陰極層完成整合式 聚焦發射器之結果。 較佳具體實施例及其他具體實施例之詳細說明 為了降低成本以及減少製程步驟，本發明使用聚合物 層作為間隔材料介於電子發射器與聚焦透鏡間，藉此形成 整合式聚焦透鏡。為了結合聚合物閒隔層必須克服若干問 題0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、盯|

^6689 A7 _B7_ 五、發明説明（4 ) 首先，聚合物材料具有揮發物質成分其可隨著時間的 經過排出氣體。此種排放氣體於電子發射器於真空典型低 於1(Γ5托耳空氣壓力操作時成問題。聚合物料排放氣體影 響空氣壓力程度，因而需要主動真空幫浦或獲取劑材料來 去除釋放出的揮發物含量。進一步，若聚合物之揮發物含 量係於操作期間釋放於真空，則發射的電子可能撞擊部份 揮發物材料而游離揮發物。若於結合電極發射器之裝置的 各組成份間有大電位，則已經游離的揮發物成分將朝向發 射器陰極加速度而碰撞陰極造成損害。如此經常使用不會 排放氣體的間隔材料。本發明包括一種硬化聚合物料的過 程，其顯著減少聚合物料的揮發物含量，因而可維持低於 1〇_5托耳真空而無須主動真空幫浦泵送。 其:欠，由於材料界面特性，聚合物間隔材料與用以形 成電子透靜的導電材料間可能產生西硬力界面。Τ§7硬力界 面將造成導電材料表面粗糙及裂痕，可能影響電子透鏡的 性能。本發明包括使用較好大致為金質材料作為電子透鏡 使用的導電層。 第三，由於聚合物料係使用電子透鏡導電層開口作為 光罩來蝕刻聚合物料，蝕刻過程較好考慮用於電子透鏡的 導電層下方的凹割減至最低。凹割過多將造成導電材料不 具有適當支持能力，造成電子透鏡變形而無法適當工作。 第四，聚合物料之蝕刻過程無法顯著蝕刻用於電子透 鏡導電層、或來自蝕刻過程的殘餘物於發射器表面。發射 器表面任何物質特別為導電透鏡層或聚合物材料殘餘物可 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) 、可| 546689 五、發明説明（ 能改變電子發射器的發射特性而影響電子發射器性能。 第五且最重要地，聚合物蝕刻過程蝕刻選擇性要緊， 因而不會顯者鍅刻發射器表面，而損傷電子發射器。如此 本發明方法可平衡各項㈣條件，折衷餘刻速率、餘刻殘 餘物、導電透鏡層蝕刻選擇性、發射器表面蝕刻選擇性、 以及使用的蝕刻功率。經由選用適當參數，可達成聚合物 與發射器表面間之蝕刻選擇性高於1000:1。 其他本發明之各方面由後文本發明之較佳及其他具 體實施例之詳細說明將更為彰顯。本發明之半導體裝置適 用於見廣夕項半導體裝置技術，且可由多種不同半導體材 料製造。 後文說明討論若干本發明之半導體裝置之目前較佳 具體貝％例作為於矽基板之較佳實施例，因目前大部份半 導體元件皆係製造於矽基板上，因此本發明最常見之用途 係用於矽基板。雖言如此本發明也可有利於砷化鎵鍺及其 他半導體材料。如此本發明絕非意圖囿限於以矽半導體材 料製成的半導體元件，反而包括以一或多種熟諳技藝人士 可利用之半導體材料及技術製造之半導體元件，例如使用 玻璃基板上多晶矽之薄膜電晶體（tFT)技術。 須注意附圖並非蕈真實比例繪製。反而主動元件各部 份並未照比例繪製。某些維度相對於其他維度誇張俾提 更清楚舉例說明以及了解本發明。 此外雖然此處所示具體實施例係以二維視圖表示， 個區域有深度及寬度，但顯然需了解此等元件部份說明 供 各 實 (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（210X297公釐） 五 發明説明（6 ) 際為三維結構。如此此等區域製造於實際元件上時將 二度空間’包括長、寬、及深。此外，雖然本發明係以針 對主動70件及電子凡件之較佳及其他具體實施例舉例說 明’但絕非意圖囿限本發明之範圍或用途。本發明之主動 元件及電子元件絕非限於舉例說明之實體結構。涵括此等 結構用以驗證本發明用於較佳具體實施例及其他具體實施 例之用途及應用。 第1A圖為本發明之較佳具體實施例之頂視圖，第1A 整合電子透鏡以及較好但非必要的整合靜電遮蔽板與電子 發射器。第1A圖中，電子發射器2〇發射電子，電子使用有 透鏡開口 18之共面電子透鏡16聚焦。共面電子透鏡16形成 於導電層上，相對於電子發射器2〇陰極面維持於相對電壓 電位。選用電壓量、透鏡幾何以及距電子發射器2Q之距離 決定共面電子透鏡16進行的聚焦量。視需要地，於共面透 鏡16的相同導電層上有共面遮蔽板14，其係維持於與共面 透鏡16不同電壓。較好共面遮蔽板14之電壓係維持於電子 發射器20發射電子束之陽極目標的約略相等電壓。共面透 鏡16與共面遮蔽板14隔開間隙22而提供電隔離。 第1B圖包括第1A圖之聚焦發射器沿14剖面之剖面 圖。也涵括陽極76，陽極76為來自電子發射器2〇之電子束 的目標。電子發射器20可為以下數種類型之任一種，例如 直接穿位障發射器、金屬_絕緣體-金屬發射器、金屬-絕緣 體-半導體發射器、史賓特梢端發射器陣列、或單一史賓特 梢端發射器（僅列出數種）。電子發射器2〇係形成於基板1〇 546689 A7 ----------Β7_ 五、發明説明（7 ) 内部經過設置於基板1〇上，較好的矽基板但其他基板如玻 璃、鍺或砷化鎵也可使用仍然符合本發明之精髓與範圍。 基板10上設置聚合物層12用作形成於導體層之共面透鏡16 與共面遮蔽層14間的間隔層。電子發射器2〇發射的電子由 透鏡開口 18内部形成的電場聚焦，且被吸引至陽極76，陽 極較好相對於電子發射器20維持於高電壓。陽極76係設置 於陽極-透鏡2 4距離而達成聚焦焦點於陽極上。若選用之透 鏡設計為陽極-透鏡距離24需要小距離藉此形成大靜電吸 引力26,則可視需要使用共面遮蔽層14，且維持於陽極％ 之相同電位俾減少靜電力26。若陽極76維持於陽極_透鏡距 離24,讓靜電力26對指定用途而言足夠微弱，則無須共面 遮蔽層14 〇 第2圖為範例直接穿位障發射器說明圖，發射器結合 本發明之整合電子透鏡俾形成整合式聚焦發射器6〇。本具 體實施例中，基板1G較好為重度摻雜式基板。基板1〇另外 可為任何其他導電材料或提供電子來源的基板。於基板⑺ 上施用或處理一疊薄膜層38或形成直徑穿位障發射器。穿 叙鹰層30設置於基板10上，厚度較好小於5〇〇埃及更好約 100埃。於冑位障層上設置陰極層36，陰極層較好為金屬薄 勤厚度約50至100埃之_，但其他金屬也可使用。例如 其,金屬包括但非限於金、贫…目、絡及鶴。於薄膜層％ 細上設置聚合物層12,聚合物層12用來將電子透鏡麟 t子發射器隔開。較好聚合物層厚度約技12微米或以上。 陽極76係設置於陽極-透鏡間關。電子透鏡28維持於相對 本紙張尺度適财國國家標準（CNS) A4規格（2i〇X297公着)—-------

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、\t· 546689 A7 _B7_ 五、發明説明（8 ) 陰極層36之之電壓電路，以及形成電遮蔽層34，電遮蔽層 聚焦電子發射器發射電子而形成聚焦束32。電場34、透鏡 開口、陽極-透鏡間隔24經選至而於陽極76提供預定焦點大 /J、〇 第3圖為本發明之範例顯示裝置70之具體實施例之部 份視圖。陰極層78有電子發射器20設置於或形成於陰極層 内部而產生電子束50。陰極層上方為聚合物層12，聚合物 層12進一步有透鏡層40設置於其上方。形成於透鏡層40及 聚合物層12内部者為開口 42，開口 42允許電子束50送出且 到達陽極76上像素72，較好為顯示螢幕的像素。像素較好 以磷材料製成可為單色或多彩例如紅、綠或藍。當電子束 50到達像素72，磷材料備電子激發，發射光子而形成可見 光。 第4圖為於剖面圖顯示之整合式顯示裝置80之另一具 體實施例。整合式顯示裝置80有一基板10,較好為矽基板， 其與半導體處理而包括結合電子發射器20之薄膜層38。電 子發射器20形成電子束50,電子束50用來激發磷材料製成 的顯示像素84。於薄膜層38之堆疊上設置聚合物層12，聚 合物層之開口允許電子束50通過設置於聚合物層12上的透 鏡層40。透鏡層40有開口，開口用於聚焦電子束50顯示像 素84上。顯示像素84係形成於陽極86内部，陽極捕捉任何 逃逸的電子。顯示像素84及陽極86係設置於顯示螢幕82 上，較好為玻璃或其他透明基板。陽極86於透鏡層40以間 隔層88隔開，間隔層要好為氣密封。視需要地，另一封86 11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張义度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 546689 A7 _B7__ 五、發明説明（9 ) 設置環繞顯示器而進一步提供顯示螢幕82及基板10與其薄 膜層38及聚合物層12堆疊間的氣密封或黏著接合。 第5圖為本發明之大容量儲存裝置90之具體實施例之 杳P份視圖。本具體實施例中，大容量儲存裝置90至少有三 片基板，亦即一基板10、一轉子基板92及一定子基板94。 基板10可一堆疊薄膜層於其上方處理，該層含有主動裝置 及電子發射器20。於薄膜層38之堆疊上設置聚合物層12， 聚合物層12提供電子透鏡28之間隔層。電子透鏡28形成聚 焦電子束32，聚焦電子束用以讀/寫轉子基板92上媒體96 表面資訊。媒體表面較好係由相變化材料製成，該材料依 攄聚焦電子束於其上耗用的時間及能量可呈結晶態或非晶 態存在。當低功率電子束用以讀取結晶態或非晶態時，由 讀取器電路98於轉子基板92偵測的電子。讀取器電路98包 括放大器95，其可偵測於轉子基板92介於媒體接點91與基 板接觸97間之電流。當聚焦後電子束32撞擊非晶點93時， 流經放大器電路之電流量係與聚焦後電子束32撞擊結晶區 時流經放大器電路之電流量不同。較好習知數位媒體紀錄 格式用以紀錄資訊媒體96。為了製作非晶點，高能聚焦電 子束呈現於媒體96表面上一段短時間，讓其迅速冷卻。為 了移開非晶，讓媒體96返回結晶態，非晶點93以高能聚 焦電子束32加熱，經由緩慢改變聚焦電子束32能量讓其緩 慢冷卻。 第6圖為本發明之範例整合式大容量儲存裝置100之 剖面圖。基板10有一堆疊薄膜層38其結合電子發射器20。 12 (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） 546689 五、發明説明（ίο 於該堆疊薄膜層38上設置聚合物層12。於聚合物層12上設 置電子透鏡層28 ’電子透鏡層係用以將來自電子發射器 之電子聚焦成聚焦電子束32。基板1〇及其薄膜層38堆:及 聚合物層12使用間隔層88與密封89附著於轉子基板％而提 供真^環境’較好㈣if托耳之真空。轉子基板％具有 含媒體96之活動部份。活動部份使用彈菁⑸附著於轉子基 板92 ’彈簧較好係使用微機切削技術由轉子基板％形成^ 及钱刻。轉子基板92係藉封/黏㈣158附著於定子基板 料。電接觸係利用基板間接點156達成。定子基板％即轉子 基板92使用靜電步進器馬達154控制轉子基板以可移動 部分的移動。靜電步進器馬達154較老於第—及第二方向移 動，某些具體實施例可能限於單方向移動。經由對媒體％ 提供移動’各電子發射器20可讀/寫媒體96上若干位置， 此提供較高資訊儲存密度。聚合物層12提供電子透鏡層 與電子發射器20之分開。 第7圖為形成整合式聚焦發射器之範例概略方法之 程圖，包括使用聚合物間隔層形成電子透鏡之步驟。此卞 方法步驟係使用熟諳技藝人士已知之習知半導體處理技術 已形成整合式聚焦發射器之若干不同技術實施。整合式聚 焦發射器始於選擇基板’較好為石夕基板，但熟諸技藝人 已知之其他基板也可替代且仍然屬於本發明之精騎及 圍。基板用途係提供電子來源，有提供穩定平台用以進 步處理薄膜層堆疊，其含有電子發射器，該平台也用以 理整合式電子透鏡。 流 等 士 範 處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） 如 28

*可 · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 546689 A7 """ --------— _ B7 五、發明説明（11 ) --- 於步驟102，於基板上形成隔離層，隔離層至少有開 口俾經由遮蔽以及生長或沉積電介質材料而界定電子發射 器的所在位置。用於矽基板，隔離層較好為場氧化物（F0X) 或其他電介質例如熱氧化物、氮化石夕、二氧化石夕或碳化石夕 (僅舉出少數範例）。於視需要之步驟1〇2_134，依據使用的 产同硪層而疋，可设置（或沉積）黏著層如鈕層於隔離層上， 俾獲得步驟1〇6應用之第一導電層之較佳黏著。於步驟 108,第一導電層經圖樣化，較好使用光阻圖樣化來形成電 子發射器之井的開口。於步驟11〇，第一導電層係於開口蝕 刻，較好為濕蝕刻而形成各向異性側繪，但有可替代使用 其他蝕刻技術例如乾蝕刻。於步驟112，黏著層較好經乾蝕 刻而形成各向同性側繪。若視需要之黏著層為於步驟…斗 使用或應用，則當然未進行黏著層的蝕刻。於步驟116，穿 位I5早層k好沉積於暴露積板表面上，以及沉積於圖樣材料 頂上，用以形成開口於第一導電層及黏著層。於步驟ιΐ8， 較好使用剝離處理來去除圖樣材料，以及剝離沉積於圖樣 化材料上的穿位障材料，而未去除沉積於積板上的穿位障 材料。用於正作用光阻，較佳剝離處理係使用氧灰化蝕刻 法。 於步驟120,處理後之基板接受退火處理，退火處理 增加電子發射器之發射電流密度。 於步驟1 22，聚合物層係沉積於經處理後之基板上。 然後於步驟124，帶有聚合物層之處理基板藉硬化聚合物 層’由聚合物材料去除揮發性組成分及化合物而調理。實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格⑵OS7公幻 Γ--Γ …參…： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| 14 546689 A7 B7 五、發明説明（l2 際使用之硬化處理係依據選用的聚合物材料類別決定。於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 步驟126,第二導電層沉積於聚合物層上，用以形成電子透 鏡及視為要的遮蔽層。 於步驟1 28，第二導電層經罩蓋且經圖樣化而形成聚 焦透鏡。於步驟130,第二導電層於圖樣開口内部經蝕刻而 形成透鏡開口。然後於步驟132，於聚合物層上進行選擇性 蝕刻至電子發射器表面，較好於電子透鏡下方極少有凹 割。於步驟134,第三導電層沉積於第二導電層上，沉積於 電子發射為表面之透鏡開口内部，因而於電子發射器之穿 位障層上形成陰極層。

•、可I 第8-22圖為使用半導體處理步驟之特定具體實施例， 處理基板10較好為矽基板而形成整合式電子發射器之範例 說明圖。所示處理步驟藉供舉例說明之用意圖更明白了解 本發明之特定具體實施例而非囿限本發明之製造方法。 第8圖顯示基板1〇帶有！7〇1罩44圖樣形成於其上而界 定電子發射器表面位置。較好;?〇1罩44為硬罩，例如為電 介質，但也可為光阻。 第9圖顯示場氧化物之生長以及去除來自第8圖之 FOX·罩44。場氧化物厚度典型係於3〇〇〇_1〇,〇〇〇埃範圍。 第10圖顯示視需要之黏著層48較好為鈕施用於基板 10表面之FOX區域上以及發射器表面上。較好黏著層鄉 使用沉積方法施用至約500埃厚度。 第11圖顯示第一金屬層52較好為金層施用於黏著層料 頂上。第一金屬層52之較佳厚度約為2〇〇〇埃。若選一第一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公爱） 546689 A7 五、發^明說明（13 金屬層52其對選用的絕緣層為良好黏著性質，則無需使用 黏著層48。 第12圖顯示蝕刻第一金屬層52及黏著層48之結果。為 了進行蝕刻，首先，第一金屬光阻施用第一金屬層52上， 經圖樣化或界定蝕刻開口。第一金屬光罩之開口較好對正 FOX材料界疋之發射為、表面。第一導電層較佳經濕餘刻而 形成各向異性側繪，其中於第一金屬光阻54旁的第一金屬 層52部份由開口凹割。視需要可使用乾蝕刻方法。若使用 黏著層48，則黏著層48較好經乾蝕刻而形成各向同性側 繪，其具有實質平行側璧由第一金屬層52至基板1〇表面。 第一金屬層52及黏著層48之蝕刻形成發射器井68。 第13圖顯示沉積穿位障層3〇於經處理之基板1 〇之結 果。位障層30施用於及沉積於第一金屬光罩54表面以及基 板1〇於务射為井68内部之暴露面。較好穿位障層3〇係使用 高電介質薄膜如 TiOx、WSiN、TaA10x、Ai〇x、A1〇xNy、 TaAK)xNy之50至約100埃厚度，但較好使用Τι〇χ至約1〇〇 埃。其他可能之電介質薄膜包括以矽為主之電介質，例如 約200至約500埃之氮化石夕及碳化石夕。其他可用以形成金 絕緣體之半導體發射器之電介質為熟諳技藝人士已知。 第14圖為用以去除第一金屬光阻54及沉積於其上〜 穿位障層30之剝離處理之說明圖。f氧灰化餘刻用以去除 第一金屬光阻54以及部份於第一金屬光阻54上之穿位障層 3〇。較好使时法不影響設置於發射器井⑽穿位障層列部 份0 .屬 之 本紙張尺度適用中國國表標準（CNS) A4規格（210X297公爱）

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第15及1 6圖分別為用以提高來自發射器之發射器電 路之其他退火方法140及142之溫度相對於時間作圖。;15 圖中，於第14圖之灰化餘刻後，經處理基板1()於約分鐘 以内升高至400°C之溫度，且於該溫度維持約％分鐘。然後 經處理的基板10以約55分鐘時間緩慢調整回室溫（約h =)。於第16圖中，經處理基板1()以約1()分鐘時間約室温升 高至約600T：，及維持該溫度約3〇分鐘。然後經處理基板1〇 逾約100分鐘緩慢調整回室溫。 第Π圖顯示施用聚合物層56至經處理基板1〇上之 膜層38堆疊。聚合物層56較好係使用正作用光阻例如已〒 階Μ樹脂為主光阻施用，但預期SU8材料也有效。較好 光阻旋塗至約5.5至約6.5微米厚度，於約⑽時於接觸熱 板上烤乾2分鐘。聚合物材料厚度係由透鏡設計決定，通常 係於約2微米至約12微米範圍。音聚合物料含有揮發成分， 故較佳方法係進行聚合物料之硬化俾去除大部份揮發物含 量。 第為由聚合物層56材料去除揮發物含量之範例 硬化過程圖。帶有施用聚合物層56之經處理基板Μ置於供 箱内’溫度已斜坡方式以約H、時時間由室溫(約25。〇升高 至峨。然後聚合物於職硬化約4小時，隨後基板以約 1广時時間以斜坡方式溫度降回室溫。硬化過程容易調整而 取適合不同聚合物料。使用此種以甲階酚醛樹脂為主的光 阻處理方法，使用聚合物層56可維持真空㈣_8托 驗結果。 薄 甲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、tr— •身|

本紙張&度適用中國S家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 17 層 聚 546689 五、發明説明（15 第19圖顯示施用第二導電層兄至聚合物層％上用作 為透鏡層之結果。第二導電層58與聚合物層間之界面必須 具有低應力來提供光滑面，防止裂開及裂缝。實驗性測試 指出使用可锻性金作為第二導電層58，可提供此種低應力 界面。其他可緞性導電層或金屬以及具有溫度膨脹係數實 貝類似選用之聚合物材料之半導體也可用作為第二導電層 58。如此，第二導電層材料之實際選擇係取決於用以形成 發射器與透鏡層間之間隔層的聚合物材料的選擇。 第2〇圖顯示第二導電層58蝕刻而形成透鏡開口之結 果，透鏡開口具有透鏡直徑64。為了進行钱刻，第二導電 層62較好為光阻施用於第二導電層％表面，經圖樣化而提 供開口，於開口處蝕刻第二導電層58。開口係由預定透鏡 幾何決定，開口較好係取中於發射器表面之發射器井“。 透鏡開口也用於進行聚合物層56之蝕刻，因而暴露基板… 表面之穿位障層30。 第21圖顯示聚合物層56蝕刻結果。蝕刻較好係藉拽特 克(DryTek)3 84T進行。較好第二導電罩62留在第二導電 58上，防止第二導電層於聚合物蝕刻過程被部份蝕刻。 合物蝕刻期間，氧濃度約為200sccms，壓力約為25〇〇mT 功率設定約為瓦，氦氣壓力設定約為1〇托耳，峰溫約為2〇 t，谷溫約為12t。餘刻耗時約135分鐘而清除約6.5微米 光阻。蝕刻產生約95伏特直流偏壓。蝕刻過程平衡蝕刻速 率、蝕刻殘餘物、及功率俾將直流偏壓維持僅可能低偏壓。 功率愈高，則蝕刻速率愈快，但形成愈多殘餘物。選用之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 二^τ—

546689 A7 五 B7 發明説明 16 功率其可防止第二導電層58被錢鑛，如此造成難以去除的 歹欠=物。較好結果所得蝕刻側繪形成凹割61，凹割Η對個 別厚約6·5微米之接受蝕刻的聚合物層56約為1至約2微

米/工由使用聚合物蝕刻方法，聚合物與穿位障層如Ti〇X 材料間之餘刻具有尚度選擇性，較好大於1〇〇0:l。實驗性 試驗結果顯示較佳處理之蝕刻選擇性约為6〇〇0:1，表示聚 曰物蝕刻速率約為6〇〇〇埃/分鐘，τί〇χ低於約丨埃/分鐘。 第22圖顯示於第二導電罩62被去除後，施用陰極層％ 至穿位障層30表面、發射器井68侧璧、第二導電層咒表面。 較好陰極層36係沉積至約5〇至約丨5〇埃鉑厚度更好約1 〇〇埃 翻厚度其他陰極層3 6材料包括銀、金及鎢（僅列舉數項） 但較佳為銘。 需了解熟諳技藝人士實質上可未悖離本發明不揭示 之具體實施例作出多種變化及修改。全部此等變化及修改 意圖且涵括於如下申請專利範圍陳述知本發明之範圍。 19 (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（QyJS) A4規格⑵0X297公楚） 546689 A7 B7 五、發明説明（17 ) 元件標號對照 10…基板 56…聚合物層 12…聚合物層 58…導電層 14…遮蔽層 60…整合式聚焦發射器 16…電子透鏡 61…凹割 18…開口 62…導電層 20…電子發射器 64···透鏡直徑 22…間隙 68…發射器井 24…陽極-透鏡距離 70…顯示裝置 26···靜電吸引力 72…像素 28···電子透鏡 76…陽極 30…穿位障層 78…陰極層 32···聚焦電子束 80…整合式顯示裝置 34…電場 82…顯示幕 36…陰極層 84…顯示像素 38···薄膜層 86…封 40…透鏡層 88…間隔層 42…開口 89…封 44...F0X-罩 90…大容量儲存裝置 48···黏著層 91…媒體接點 50…電子束 92···轉子基板 52···金屬層 93…非晶點 54…金屬光阻 94…定子基板 (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) A4規格（210X297公釐） 20 546689 A7 B7 五、發明説明（is 95…放大器 96…媒體 97···基板接點 98···讀取器電路 100···整合式大容量儲存裝置 102-134…步驟 122···聚合物層 124···聚合物層 126…導電層 128···光阻層 130··.導電層 140···退火方法 142···退火方法 152…彈簧 154···靜電步進器馬達 156···基板間接點 158···封/黏著劑 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張义度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 21

Claims (1)

1. 546689 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1· 一種聚焦發射器（60)，包含： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一層厚度小於約500埃之穿位障層（30)設置於半導 體基板（10)上； 一聚合物間隔層（12)設置於半導體基板（10)上，以 及界定一個第一開口於穿位障層（30)上方； 一聚焦透鏡層（28)設置於聚合物間隔層（12)上以及 界定一個第二開口於穿位障層（30)上方； 一陰極層（36)其係設置於穿位障層上。 2. 如申請專利範圍第1項之聚焦發射器（60)，其中該聚合 物間隔層（12)芝厚度約為2微米至約12微米。 3. 如申請專利範圍第1項之聚焦發射器（60)，其中該聚合 物間隔層（12)已經硬化而去除揮發物含量。 4. 如申請專利範圍第1項之聚焦發射器（60)，其中該聚焦 透鏡層（28)及聚合物間隔層（12)具有實質上相等的溫度 膨脹係數。 5. —種形成一電子透鏡之方法，包含下列步驟： 施用一聚合物層（122)於發射器表面上； 硬化聚合物層（124)而降低揮發物含量； 施用第一導電層（126)於聚合物層上； 使用光阻層於第一導電層上； 圖樣化光阻層（128)而界定一電子透鏡；以及 蝕刻第一導電層（130)而形成一開口。 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該圖樣化光阻層 (128)之步驟包括圖樣化光阻層而界定一遮蔽層之步 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐) 546689

   申請專利範圍 凹 驟。 7·如_請專利範圍第5項 、心万法，其進一步包含使用選擇 性钱刻（132)餘刻開口内部之聚合物層，讓聚合物層對 發射器表面之㈣比率大於咖· ι。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中於使用選擇性姓刻 而姓刻聚合物層之步驟前，該光阻層未經去除。 9·如申請專利範圍第7項之方法，其中該聚合物罐理 條件係設定成可平衡_速率、㈣殘餘物、㈣騎 以及最想直流偏壓等條件。 ⑽申請專利範圍第7項之方法’其中該餘刻側緣具有 割相對於每6.5微米姓刻深度約為i微米至約2微米。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨