TW548842B - Emitter, integrated circuit, electronic device, and method for creating an emitter on an electron supply - Google Patents
Emitter, integrated circuit, electronic device, and method for creating an emitter on an electron supply Download PDFInfo
- Publication number
- TW548842B TW548842B TW091106747A TW91106747A TW548842B TW 548842 B TW548842 B TW 548842B TW 091106747 A TW091106747 A TW 091106747A TW 91106747 A TW91106747 A TW 91106747A TW 548842 B TW548842 B TW 548842B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- emitter
- patent application
- scope
- electron supply
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 17
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910020776 SixNy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 2
- PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N (1s,3r,4e,6e,8e,10e,12e,14e,16e,18s,19r,20r,21s,25r,27r,30r,31r,33s,35r,37s,38r)-3-[(2r,3s,4s,5s,6r)-4-amino-3,5-dihydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-19,25,27,30,31,33,35,37-octahydroxy-18,20,21-trimethyl-23-oxo-22,39-dioxabicyclo[33.3.1]nonatriaconta-4,6,8,10 Chemical compound C1C=C2C[C@@H](OS(O)(=O)=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2.O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N 0.000 claims 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 100
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- -1 group Chemical compound 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000013039 cover film Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/312—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode having an electric field perpendicular to the surface, e.g. tunnel-effect cathodes of metal-insulator-metal [MIM] type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Description
發明説明（l ) 發明之界定範圍 本1¾明係針對一些場效發射裝置。特言之，本發明係 針對一些利用直接穿隧之平面場效發射器，和彼等在一些 電子裝置内之用途。 本發明之背景 已有數種不同之場效發射裝置，被建議及具現來建立 一些有用於顯示器或其他類似儲存裝置等電子裝置之電子 發射。傳統上，一些類似電子管等以熱離子發射之真空裝 置’必需加熱陰極表面來建立電子發射。電子在一真空空 間内，係被吸引至一處於一用以吸引電子之預定電壓電位 下的陽極結構。就一類似陰極射線管等顯示裝置而言，其 陽極結構係塗敷有燐光質層，以致當一電子撞擊到此燐光 質層上面時，便會產生光子，而建立一可見之影像。類似 spindt尖端（尖端）等冷陰極裝置，業已被用來替代上述之熱 陰極技術。然而，想要縮小其尺寸及整合數具spindt尖端 而同時能維持其可靠度，一直是很困難。隨著其尺寸之降 低，該spindt尖端，將變得更易受到其因一電子之撞擊而 被離子化之真空内的污染，物所致之損害。此離子化之污染 物，接著會被吸引至該spindt尖端，並且與其碰撞，因而 會造成損害。為要增加此spindt尖端之壽命，該真空空間 必須具有-格外高之真空度…具有—較大之發射表面的 平面發射器，可在較低之真空的要求下可靠地運作。然而， 就某些應用例而言，其來自傳統式平面發射器之電流密度 的量，並非足夠有用地高。因此，在此存在的—種兩^二 548842 五、發明説明（ 建立亦⑽可*地運作於低度真空環境内之高電流密度的 平面發射器。本發明之概要 一發射器係1右_ Φ 2 t ^ /、有電子供應層和一形成於此電子供 應層上面之石夕質介雷展甘 /貝，丨寬層。其矽質介電層最好係小於5〇〇埃左 =。可選擇地’―絕緣層可選擇地，—絕緣層係形成於該包子供應層上面，以及其内部係界定有若干其中形成有上述㈣:介電層之開口。其矽質介電層上面係形成有一陰極層，藉以提供—有關電子和/或光子之能量發射的表面。 其發射H最好經歷-退火程序，藉以增加其自電子供應層穿隧至陰極層之電子的供應。 圖示之簡單說明 第1圖係一合併本發明之穿隧發射器的一個範例性例 不圖； 第2圖係一為建立一聚焦電子射束使用第1圖之穿 發射器的範例性例示圖； 第3圖係一為建立一聚焦電子射束使用第1圖之穿 發射器的範例性例示圖厂 第4圖係一合併有多重穿隧發射器和控制電子電路 積體電路的範例性方塊圖； 第5圖在一包括一用以聚焦來自上述穿隧發射器之 量發射的透鏡之積體電路上面的穿隧發射器之範例性例 圖， 第6圖係一範例性顯示器，其係建立自一包括多重 隧 隧 之 能 示 穿 (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） 548842 五、發明説明（ 隧發射器和-可建立或傳遞光子之陽極結構的積體電路； 第7圖係一合併有一包括多重用以在一可重寫式媒體上面讀取及記錄資訊之穿隧發射器的積體電路之範例性儲 存裝置；第8圖係一範例性穿隧發射器之頂視圖； 第9圖係第8圖中所顯示之穿隧發射器的一個範例性 剖視圖；第10圖係一合併有至少一電子裳置、一顯示器或儲存 裝置之電腦的範例性方塊圖’其係合併有本發明之穿隨 射器 發 第11A-HL圖係-些為建立本發明之穿㈣㈣的_ 個範例性程序巾所使用之範例性步驟的例示圖；而 第12A和12B圖則係一些用以選擇性地改良本發明之 穿隧發射器的範例性退火程序之圖表。 較佳實施例之詳細說明 本發明係料-些可提供高程度之每平方公分發射 電流的場效發射器，其係藉由使用一在約·與5〇〇〇埃間 充分厚度㈣質介電層，.而在—電子源與—平面陰極表田 間’建立一高電場。傳統式平面發射器型之裝置，係具有 每平方公分表面積之低發射電流，以及因而在若干應用 中並不適用。本發明係使用—具有適當瑕疫之薄殿積石夕 介電層，藉以建立—障壁’其中可供電子在其電子源與 極表面間，穿隧經過此介電質層内之瑕㈣由使用此一 材料’其發射電流可大於每平方公分1G毫安、】⑼毫安、或 之 面 例 質 陰 本紙張尺度適用中國國家標準⑽）M規格（2Κ)χ297_
訂----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 五、發明説明（4 ) 1安培，此分別係較傳統式平面發射器技術大-、二、或三 们數里級。其κ際之發射率，將依據所選之設計類型和其 夕貝’I電層所用材料之厚度而定。除了電子發射外，本發 月亦此建:iL &可提供上述合併本發明之發射器的額外用 迖之光子I身t本發明之進一步優點和特徵，將可由下文 對本魚明、其製作方法、和各種用途之應用所做之說明， 而漆明確。 在此例不圖之敘述中，該等發射器元件之各個部分， 並非按比麟製。某些尺度已相對於其他尺度做了誇大， 藉以對本發明提供較清楚之麻和瞭解。為例示計，本說 明書所例示之實施例’係以二維視圖來顯示，而使各個區 域具有深度和寬度。理應瞭解較，此等區域係僅例示_ 裝置之—部份單—晶格，此裝置可能包括多數成三維結構 之此種晶格。因此’此等區域在製作於—實際裝置上面時， 將具有三個維度，包括長度、寬度、和深度。 *此外，本發明之一特徵是，其可使用傳統式積體電路 薄膜技術來製作。現有數種不同技術，可執行數種程序步 驟，以及可被本技藝之專.業人員替換。舉例而言，除非有 明確之指明’材料之殿積可藉由數種類似蒸鑛、喷鑛、化 學蒸氣殿積、分子束蟲晶成長、光化蒸氣殿積、低溫又光化 蒸氣澱積、和電漿澱積等略舉數例中之—程序。此外、現 有數種不同之敍刻技術存在，諸如濕钱刻、乾餘刻、離子 束姓刻、活性離子钱刻、和一些類似筒式電聚餘刻和平面 電漿姓刻等略舉數例可能之姓刻技術的電襞钱刻。實際所 548842 五、發明説明（5 ) 用技術之選擇，姑不論其他因素，將依據所用材料和成本 標準而定。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— 第1圖係一發射器裝置50之範例性簡圖，其最好係一 有關電子和光子發射之平面發射器，其包括一電子源10。 在此電子源10上面，有一矽質介電層2〇。此矽質介電層2〇, 較佳地係形成自一類似SiNx、Si3N4(Ri〜2〇)、 SixNy(x:y>3/4，(RI 〜2.0)、和 SiC等矽質介電。而且，Fy_Sic^ 和Cy-SiOx，係被預期能被用做其矽質介電層2〇。此矽質介^ 電層最好具有一 500埃左右之厚度，以及其厚度最好是在約 250至5000埃之範圍内，諸如5〇〇埃或以下。此被選定之厚 度，將決定其矽質介電層勢必要能承受之電場強度和其所 希望之發射器發射電流。佈置在其矽質介電層2〇上面的， 疋一陰極層14，其最好是一類似鉑、金、组、銥、釕、知、 鉻、或其他折射金屬或彼等合金等薄膜導體。其他之陰極 層可被使用，以及係為本技藝之專業人員所熟知。其陰極 層之厚度，最好是30至150埃。當有一具有發射器電壓Ve(約 3-10V)之電壓源24，施加至其陰極層丨4，以及經由一接點 12至其電子供應層1〇時，電子將會自其基質1〇(一電子供應 層），穿隧至其陰極層14。由於其矽質介電層2〇内之瑕疲， 電子所由穿隧之電場，係被多種間隙打斷，以及其出自陰 極表面層14之電子發射16，係大於傳統之設計。而且，其 光子發射18係連同其電子發射16—起發生，而形成其出自 發射器50之能量發射22。
548842
其電子場就各種厚度而言，係計算為$ = i，其中， t thickness tthickness係其矽質介電層20之厚度。舉例而言，就一 Ve=1〇v 而言，其電場就一厚度500埃之矽質介電層而言，係等於106 伏/公尺。 其矽質介電層20在澱積上，較佳地係使用電漿增強式 化學蒸氣澱積法（PECVD)。藉由使用矽質介電做為其矽質 介電層，其整個材料之瑕疵區域可被達成，以及其穿隧係 經由該等電子源10與陰極層14間所產生之電場所致的各種 瑕/疵而完成。 第2圖係一使用第1圖之發射器50的範例性簡圖。在此 應用例中，其電子發射16係被一靜電聚焦裝置或透鏡28聚 焦，後者係例示為一導體内之一孔徑，此導體係被設定至 一預定之電壓下，此電壓可被調整，以變更該透鏡28之聚 焦效應。本技藝之專業人員理應理解，該透鏡Μ可由多於 一導體層製成，以建立一所希望之聚焦效應。上述之電子 發射16 ’會被透鏡28聚焦成一在一陽極結構30上面之聚焦 束32。其陽極結構30係被、設定至一陽極電壓Va 26下，其大 小就一應用例而言，會依據其意欲之用途和自陽極結構3〇 至發射器50之距離而改變。舉例而言，以陽極結構3〇為一 儲存裝置有關之一可記錄式媒體而言，Va可被選定在5〇〇 與1000伏之間。其透鏡28可藉由在其孔徑内形成一電場 34，而使電子發射16聚焦。藉由設定來自ve之一適當電 壓，其發射器50所發射之電子，將會被引導至上述孔徑之 9 (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） 548842 A7 I--—-------------— B7______ 五、發明説明（7 ) 中心，以及接著會被吸引至其陽極結構3〇，而形成上述之 聚焦束32。 第3圖係一顯示器40之範例性實施例，其具有一包括 多重形成為一圖素群陣列之積體發射器1〇〇的積體電路 52。此積體發射器100,可發射光子發射18，一種可見光源， 其係以一光學透鏡38，聚焦成一可見之影像的聚焦束32。 此光學透鏡38最好塗敷一層透明導電表面，諸如銦氧化亞 錫’藉以捕捉自其發射器發射出之電子。 第4圖係一包括至少一積體發射器100但最好為多數 成陣列之積體發射器100的積體電路52之範例性實施 例。有一發射器控制電路72，被整合至此積體電路％上面， 以及係用來運作上述至少之一積體發射器1〇〇。 第5圖係一包括一積體發射器100和一透鏡陣列48之 積體電路52的範例性實施例。此積體電路52係形成在一導 t性基質10上面，最好為_濃密掺雜之⑦，或_類似一薄 料電層等導電性材料，藉以提供_電子源。在其基質ι〇 上面，佈置有-石夕質介電層2G，其具有—有—在大約25〇 埃與5_埃間之厚度，最好是大⑽_，但對某些應用例 而言，25GS75G埃係更佳。不同層之半導體薄膜材料，將 會施加至其基質10，以及被㈣形成上述之積體發射器 1〇〇。S其石夕質介電層20上面，佈置有一陰極層14，最好係 -鉑、金、组、銥、釕、鈕、鉻或其他折射金屬或彼等合 金等薄膜導電性層，但實質上最好是翻。其陰極層Μ係形 成-陰極表面，而由其發射出成電子和光子形式之能量。 本紙張尺度中關家標準（CNS) A4規格（210X297公釐)—-----
、町— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 548842 A7 B7 五、發明説明（ 其透鏡陣列48在施加上，係使用傳統之薄膜處理程序，以 及係包括一透鏡28，其係界定在一導電層内，以及係對齊 其積體發射器100，以使上述出自此積體發射器1〇〇之能 量，能聚焦在一陽極結構76之表面上。此陽極結構76，在 佈置上係離其積體電路52—段目標距離74。 第6圖係一使用本發明之積體發射器1〇〇的顯示器應 用例之他型貫施例。在此一實施例中，有多數發射器1 〇〇 排列，以及係形成於一積體電路52内。每一發射器丨〇〇，可 舍射出成電子發射16或光子發射18之形式的能量發射 22(見第1圖）。一陽極結構，即顯示器4〇，可在其由顯示子 圖素42構成之顯示圖素44内，接收上述被發射之能量。其 顯示子圖素42，最好係一燐光質材料，其可在被上述能量 發射22之電子發射16撞擊到時產生光子。或者，此顯示子 圖素42，可為一半透明開口，以容許其能量發射22之光子 發射18通過此顯示器4〇，而作直接光子觀看用。 第7圖係一積體發射器1〇〇在一儲存裝置内之另一種 用途。在此範例性實施例中，一具有多數積體發射器⑽ 之積體電路（1C) 52，係具，有一屬聚焦機構而與積體發射器 100對齊之透鏡陣列48。此透鏡陣列48係用來建立一聚焦束 32,其係用來影嚮一記錄表面，即媒體“。此媒體％係施 加至一移動器56，其可相對於1C 52上面之積體發射器 100 ’使该媒體58定位。該移動器56在其中最好整合有一讀 取器電路62。此讀取器62係顯示為_放大器68，而製成一 至其媒體58之第-歐姆接點64，和_至其移動器％之第二 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNs) A4規格（210X297公釐: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
11 548842 A7 B7 五、發明説明（9 ) 歐姆接點66 ’其最好為一半導體或導體基質。當一聚焦束 32撞擊到該媒體58時，若此聚焦束之電流密度夠高，該媒 體將會做相位改變，以建立一受影嚮之媒體區域6〇。當一 低電流岔度之聚焦束32，施加至其媒體58表面時，不同速 率之電流流動，將會被其放大器68偵測到，而建立一讀取 為輸出70。因此，藉由來自其發射器5〇之能量來影響該媒 體，資訊可使用該媒體之結構相位改變性質，被儲存在該 媒體内。一此種相位變化材料是In2Se3。其他之相位變化 材料’係為本技藝之專業人員所熟知。 第8圖係本發明之積體發射器丨〇〇的範例性實施例之 頂視圖，其係包括一在其陰極層14内之發射器區域84。其 陰極層14在電氣上係耦合至及佈置在其導電性層82上面， 後者係佈置在其絕緣層78上方。其積體發射器1〇〇，係顯示 為一較佳之圓形，然而，其他之形狀可被使用。此圓形較 佳之處是，其所產生之電場，係更為均勻，蓋此形狀中並 然不連績之邊緣。 電 質 膜 c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr— 第9圖係第8圖中所顯示之積體發射器1〇〇自9-9軸線視 去的範例性實施例之橫截，面圖。一基質1〇，最好為一導 性層或一高度摻雜之半導體，可提供一電子供應給其矽 介電層20，其係佈置在一界定於一絕緣層78内之開口内 並在此絕緣層78之表面上面。一陰極層14，最好為一薄 ^屯性層’係佈置在其矽質介電層2〇上方，以及部份地在 其導電性層82上方，藉以與其導電性層形成電氣接觸。可 選擇地，一黏合劑層80可被加入，以依據就其絕緣層78和
548842 五、發明説明（l〇 , :電性層82所選定之特定材料，而在此等導電性層82與絕 緣層78間，提供一黏合界面。 弟_係”範例性方_，其係包括一微處 理㈣、一麵合至此微處理器96和電子震置之記憶體％、 —儲存裝置94、和-顯示裝置92。該等電子裝置係輕合至 其微處理器96。此微處理器96可執行一些來自其記憶體之 指令，以容許資料在該等記憶體與電子装置之間，諸如在 該等儲存裝置94與顯示裝置92傳遞。每一電子裝置係包 積體電路，其係具有—合併本發明之發射器；和較 佳地-可聚焦出自其發射器之發射的聚焦裝置。該發射器 系八有1：子供應層，其上面佈置有一絕緣層。此絕緣層 係具有一界定之開口，一石夕質介電層在其内係形成於其電 子供應層上面。在其矽質介電層上面的，係一陰極層。較 佳地但可選擇地，上述具有積體電路之發射器，係經歷過 一退火程序，藉以增加其自電子供應層至陰極層之電子的 供應。 第11A至11L圖係例示一些用以建立一合併本發明之 發射器的範例性程序步驟。在第1 i A圖内，一屬介電質或 光阻抗蝕劑之罩膜102,將會施加至一基質10，其最好為一 矽半導體基質，雖然此基質10可為一導電性薄膜層或一導 電性基質。該基質10最好具有一大約1〇〇至〇·〇〇〇1歐姆_公 分之薄層電阻。 在第11Β圖中，一絕緣層78在該基質1〇為一矽基質時， 最好係藉由場氧化物成長來建立。可選擇地，此絕緣層78 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公釐） 548842 A7 B7 五、發明説明（11 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 可以其他之氧化物、氮化物、或其他傳統式介電質，單獨 澱積或成長成，或結合使用傳統之半導體程序來形成。該 絕緣層7 8係建立在該基質上面，除被其罩膜1 〇 2覆蓋之區域 外。此罩膜102所界定之區域，和因而在絕緣層78内所界定 之最後空泛層或開口，決定了該罩膜102被移除時，其以後 所形成之積體發射器100的形狀和位置。 _、可| 在第11C圖中，一矽質介電層20，會施加至該等基質 10和絕緣體78上面。此矽質介電層20，最好係使用電漿增 強式化學蒸氣殿積法（PECVD)來施加。其他殿積技術，係 為本技藝之專業人員所熟知。該矽質介電層2〇，最好係 SiC、SiNx、Si3N4(RI〜2.0)或 SixNy(x:y>3/4，(RI〜2·0)。可選 擇地，Fy-SiOx和Cy-SiOx，係被預期能被用做其矽質介電層 20。此矽質介電層之厚度最好係在大約25〇至5〇〇〇埃之範圍 内。 在第11D圖中，一選擇性黏合劑層8〇，會施加至其石夕 貝介電層20上面。在以後施加之導電性層82(見第iid圖） 以金質製成時，該黏合劑層8〇最好為钽。此黏合劑層最好 係使用傳統之澱積技術來、施加。該黏合劑層最好係大約100 至200埃厚。 在第11E圖中，一導電性層82，將會施加至其基質1 〇 上面先前所施加之薄層上面，諸如若有使用之黏合劑層 8〇。此導電性層最好係使用傳統之澱積技術來形成。該導 電性層最好為大約5〇〇至1〇〇〇埃厚之金質。 在第11F圖中’一樣式化層1〇4，係施加至其導電性層
五、發明説明（l3 ) 屬層，以及最好具有大約50至250埃之厚度。該陰極層14 可使用其他之金屬，諸如略舉數例之金、组、銥、釕、组、 鉻、或其他之折射金屬或彼等之合金。此佈置在其石夕質介 電層20上面之陰極層14，會形成其發射器室114内之發射器 表面86。 第11K圖係例示一陰極光阻抗蝕劑層116之施加，其係 已施加及樣式化而界定出陰極層14要被姓刻使其基質1〇上 面之多重發射器隔離的開口。 第11L圖係例示上述已被蝕刻及其陰極光阻抗蝕劑 116已被移除後之陰極層14。在其發射器室114内，係其發 射器表面86。此所成結構之範例性頂視圖，係顯示在第8 圖中。此發射器表面86，具有一第一區域。其發射器室丨丨4， 係具有一與其發射器表面86界接之第一室區段，其在黏合 劑層80内，係具有一些大致平行之側壁。該發射器室丨14 係具有一形成於其導電性層82内之第二室區段，其係具有 一些向一具有一第二區域之開口散開的側壁。此第二區域 係大於上述之第一區域。其陰極層14係佈置在其發射器表 面86和其發射器室114之第一與第二區段的側壁上面。藉由 使用積體電路薄膜技術來製作此發射器，其可連同傳統式 積體電路上面所發現之傳統式主動電路一起積體化。此具 有發射器之積體電路，可如先前之描述，被使用於顯示裝 置或儲存裝置内。在製作後，該發射器最好經歷一退火程 序’藉以增加其發射器之發射量。 第12A和12B圖係上述用來增加一合併本發明之發射
Claims (1)
- 六、申請專利範圍 第9麗747號申請案申請專利範圍修正本 ^ ^ 1. 一種發射器（50, 100)，其係包括： · 一電子供應層（10); 一佈置在此電子供應層上面之矽質介電層（20);和 一佈置在此矽質介電層上面之陰極層（i4); 其中之電子供應層、陰極層、和石夕質介電層，係經 歷過一退火程序（120，122)。 2_如申請專利範圍第1項之發射器（5〇，1〇〇)，其中之矽質 介電層（20)，係選自 siC、SiNx、Si3N4、SixNy、Fy-Si〇x、 *Cy-SiOx所組成之群。 3·如申請專利範圍第1項之發射器（5〇，1〇〇)，其在運作上 可提供一大於每平方公分1X1 〇·2安培之發射電流。 4·如申請專利範圍第1項之發射器（50，100)，其中之矽質 介電層（20)，具有一範圍在大約250至5000埃内之厚度。 5· —種積體電路（52)，其係包括： 一基質（10); 申請專利範圍第1項之發射器（50，100)，其係佈置 在其基質上面；和 一可使上述具有發射器之基質上面所形成之發射 器運作的電子電路（72)。 6· —種電子裝置，其係包括： 申請專利範圍第1項之發射器（50，100)，其可發射 能量（22);和 一陽極結構（76，42，58)，其可接收上述發射之能 量，以及可響應此發射之能量的接收，而產生至少一第 19 本··氏張尺度適用中1家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） 548842 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 一效應，以及可響應此發射之能量的未被接收，而產生 一第二效應。 7·如申請專利範圍第6項之電子裝置，其中之電子裝置 (90) ’係一大量儲存器裝置（第7圖），以及其陽極結構 (58) ’係一儲存媒體，此電子裝置係進一步包括一讀取 電路（62) ’其可偵測其陽極結構上面所產生之效應。 8·如申請專利範圍第6項之電子裝置（90)，其中之電子裝 置，係一顯示裝置（44)，以及其陽極結構（76, 42)，係一 顯示螢幕（40)，其可響應上述發射之能量（22)的接收， 而建立一可見之效應。 9·如申請專利範圍第8項之電子裝置（9〇)，其中之顯示螢 幕（4〇)，係包括一或多之燐光質（42)，其在運作上可響 應上述發射之能量（22)的接收，而發射光子（18)。 10· 一種發射器（50, 100)，其係包括·· 一電子供應層（10); 一絕緣層（78)，其係形成於電子供應層上面，以及 具有一界定其中之開口 ； 矽貝介電層（20)，其係形成於上述開口内之電子 供應層上面，以及係進一步佈置在其絕緣層上方；和 形成於此矽質介電層上面之陰極層（14); 其中之發射器係經歷過一退火程序（12〇，12幻，藉 以增加其自電子供應層穿随至陰極層有關能量發射（22) 之電子的供應。 η·如申請專利範圍第10項之發射器(50，1〇〇)，其除電子發 本紙張尺“财關(21GX297公^ ABCD 548842 六、申請專利範圍 射（22)外，尚可發射光子（18)。 12·如申請專利範圍第1〇項之發射器（5〇, 1〇〇)，其中之陰極 層（14)，係具有一大於每平方公分〇〇1安培之發射率。 I3·如申請專利範圍第1〇項之發射器（50, 100)，其中之矽質 介電層（20)，係選自 Sic、SiNx、％〜、SixNy、、 和Cy-SiOx所組成之群。 14·如申請專利範圍第1〇項之發射器（5〇, 1〇〇)，其中之矽質 "電層（20)，係具有一範圍在大約250至5000埃内之厚 度。 ' 15· —種電子裝置（50, 1〇〇)，其係包括： 一包括申請專利範圍第1〇項之發射器的積體電路 (5 2);和 一可使其發射器之發射聚焦之聚焦裝置（38, 28)。 種了對電子供應源（10)建立發射器（5〇，之方法， 其包括之步驟有： 使用其電子供應層上面之半導體薄膜層（52)，形成 一矽質介電發射器，至少其一薄膜層，係一在特性上為 具有小於500埃之厚度的矽質介電層（2〇)之薄層；以 及 使此處理過之發射器退火（120, 122)，藉以增加此 穿隧發射器之穿隧電流。 17·如申睛專利範圍第以項之方法，其中施加矽質介電層 (20)之v ·驟，進一步包括之步驟是，施加一選自㈣X、 Sl3N4 SlxNy、FrSlQx、和cy_si〇x所組成之群的石夕質介電21 8 8 8Γ A BCD 548842 六、申請專利範圍 盾。 18·種可對電子供應源（10)建立發射器（50，100)之方法， 其包括之步驟有： 知加一石夕質介電層（20)至一佈置在其電子供應層 上面之絶緣層（78)上方，此絕緣層界定出一至其電子供 應層之開口； 知*加導電性層（80，82)，使黏附至其石夕質介電層； 施加一導電性層，至其樣式化層（1〇4)上面； 在其樣式化和導電性層内，建立一至其電子供應層 之開口（108); 蝕刻其樣式化層（1〇4)，藉由自其導電性層剝離， 而將其移除。 19.如申請專利範圍第18項之方法，其進一步包括之步驟 是，使其處理過之發射器退火（12〇, 122)，藉以增加其穿隧 電流。22
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/846,047 US6753544B2 (en) | 2001-04-30 | 2001-04-30 | Silicon-based dielectric tunneling emitter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW548842B true TW548842B (en) | 2003-08-21 |
Family
ID=25296794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW091106747A TW548842B (en) | 2001-04-30 | 2002-04-03 | Emitter, integrated circuit, electronic device, and method for creating an emitter on an electron supply |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6753544B2 (zh) |
| EP (1) | EP1384243A2 (zh) |
| JP (1) | JP2005515584A (zh) |
| KR (1) | KR20040041546A (zh) |
| CN (1) | CN1522454A (zh) |
| TW (1) | TW548842B (zh) |
| WO (1) | WO2002089168A2 (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6911768B2 (en) * | 2001-04-30 | 2005-06-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Tunneling emitter with nanohole openings |
| US6781146B2 (en) * | 2001-04-30 | 2004-08-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Annealed tunneling emitter |
| US6558968B1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-06 | Hewlett-Packard Development Company | Method of making an emitter with variable density photoresist layer |
| US6852554B2 (en) | 2002-02-27 | 2005-02-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Emission layer formed by rapid thermal formation process |
| DE10330571B8 (de) * | 2003-07-07 | 2007-03-08 | Infineon Technologies Ag | Vertikale Leistungshalbleiterbauelemente mit Injektionsdämpfungsmittel im Rand bereich und Herstellungsverfahren dafür |
| US7528539B2 (en) * | 2004-06-08 | 2009-05-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Electron emitter and method of fabricating electron emitter |
| US7429820B2 (en) * | 2004-12-07 | 2008-09-30 | Motorola, Inc. | Field emission display with electron trajectory field shaping |
| FR2899572B1 (fr) * | 2006-04-05 | 2008-09-05 | Commissariat Energie Atomique | Protection de cavites debouchant sur une face d'un element microstructure |
| KR101031269B1 (ko) * | 2009-06-09 | 2011-04-29 | 삼성중공업 주식회사 | 선체진동 저감형 선박 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL184589C (nl) | 1979-07-13 | 1989-09-01 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van een elektronenbundel en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke halfgeleiderinrichting. |
| GB2109159B (en) | 1981-11-06 | 1985-05-30 | Philips Electronic Associated | Semiconductor electron source for display tubes and other equipment |
| DE3752249T2 (de) | 1986-07-04 | 1999-07-08 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Elektronen emittierende Vorrichtung |
| EP0365630B1 (fr) | 1988-03-25 | 1994-03-02 | Thomson-Csf | Procede de fabrication de sources d'electrons du type a emission de champ, et son application a la realisation de reseaux d'emetteurs |
| EP0713237B1 (en) | 1989-09-04 | 2000-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron emission element and method of manufacturing the same |
| US5814832A (en) | 1989-09-07 | 1998-09-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron emitting semiconductor device |
| JPH0512988A (ja) | 1990-10-13 | 1993-01-22 | Canon Inc | 半導体電子放出素子 |
| EP0532019B1 (en) | 1991-09-13 | 1997-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor electron emission device |
| US5473218A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-05 | Motorola, Inc. | Diamond cold cathode using patterned metal for electron emission control |
| JP3532275B2 (ja) | 1994-12-28 | 2004-05-31 | ソニー株式会社 | 平面表示パネル |
| US5557596A (en) * | 1995-03-20 | 1996-09-17 | Gibson; Gary | Ultra-high density storage device |
| US5702281A (en) * | 1995-04-20 | 1997-12-30 | Industrial Technology Research Institute | Fabrication of two-part emitter for gated field emission device |
| US5726524A (en) | 1996-05-31 | 1998-03-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Field emission device having nanostructured emitters |
| JP3171785B2 (ja) * | 1996-06-20 | 2001-06-04 | 富士通株式会社 | 薄型表示装置、及びそれに用いる電界放出陰極の製造方法 |
| US5696385A (en) | 1996-12-13 | 1997-12-09 | Motorola | Field emission device having reduced row-to-column leakage |
| JPH10308166A (ja) * | 1997-03-04 | 1998-11-17 | Pioneer Electron Corp | 電子放出素子及びこれを用いた表示装置 |
| US6130503A (en) | 1997-03-04 | 2000-10-10 | Pioneer Electronic Corporation | Electron emission device and display using the same |
| EP0896354A1 (en) | 1997-08-08 | 1999-02-10 | Pioneer Electronic Corporation | Electron emission device and display device using the same |
| US6034479A (en) * | 1997-10-29 | 2000-03-07 | Micron Technology, Inc. | Single pixel tester for field emission displays |
| TW391022B (en) | 1997-10-29 | 2000-05-21 | Mitsubishi Rayon Co | Field emission electron source, method of producing the same, and use of the same |
| US6064149A (en) | 1998-02-23 | 2000-05-16 | Micron Technology Inc. | Field emission device with silicon-containing adhesion layer |
| US6084245A (en) * | 1998-03-23 | 2000-07-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Field emitter cell and array with vertical thin-film-edge emitter |
| US6011356A (en) | 1998-04-30 | 2000-01-04 | St. Clair Intellectual Property Consultants, Inc. | Flat surface emitter for use in field emission display devices |
| US6137212A (en) | 1998-05-26 | 2000-10-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Field emission flat panel display with improved spacer architecture |
| JP2000011859A (ja) | 1998-06-22 | 2000-01-14 | Yamaha Corp | 電界放射型素子の製造方法 |
| US6107732A (en) | 1998-07-13 | 2000-08-22 | Si Diamond Technology, Inc. | Inhibiting edge emission for an addressable field emission thin film flat cathode display |
| KR100338140B1 (ko) | 1998-09-25 | 2002-05-24 | 이마이 기요스케 | 전계 방사형 전자원 |
| US6181055B1 (en) | 1998-10-12 | 2001-01-30 | Extreme Devices, Inc. | Multilayer carbon-based field emission electron device for high current density applications |
| TW436837B (en) | 1998-11-16 | 2001-05-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Field emission-type electron source and manufacturing method thereof and display using the electron source |
| GB2346731B (en) | 1999-02-12 | 2001-05-09 | Toshiba Kk | Electron emission film and filed emission cold cathode device |
| US6255185B1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-07-03 | International Business Machines Corporation | Two step anneal for controlling resistor tolerance |
| JP2001084762A (ja) | 1999-09-16 | 2001-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体メモリ装置 |
| JP2001101977A (ja) | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Toshiba Corp | 真空マイクロ素子 |
| JP3508652B2 (ja) | 1999-10-18 | 2004-03-22 | 松下電工株式会社 | 電界放射型電子源およびその製造方法 |
| JP2001118500A (ja) | 1999-10-18 | 2001-04-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 電界放射型電子源およびその製造方法 |
| US6765342B1 (en) | 1999-10-18 | 2004-07-20 | Matsushita Electric Work, Ltd. | Field emission-type electron source and manufacturing method thereof |
-
2001
- 2001-04-30 US US09/846,047 patent/US6753544B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-04-03 TW TW091106747A patent/TW548842B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-04-16 JP JP2002586372A patent/JP2005515584A/ja not_active Withdrawn
- 2002-04-16 EP EP02721776A patent/EP1384243A2/en not_active Withdrawn
- 2002-04-16 KR KR10-2003-7014147A patent/KR20040041546A/ko not_active Application Discontinuation
- 2002-04-16 CN CNA028133064A patent/CN1522454A/zh active Pending
- 2002-04-16 WO PCT/US2002/012258 patent/WO2002089168A2/en not_active Application Discontinuation
-
2004
- 2004-01-12 US US10/755,890 patent/US6902458B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1522454A (zh) | 2004-08-18 |
| EP1384243A2 (en) | 2004-01-28 |
| WO2002089168A2 (en) | 2002-11-07 |
| US20020167021A1 (en) | 2002-11-14 |
| KR20040041546A (ko) | 2004-05-17 |
| WO2002089168A3 (en) | 2003-05-01 |
| JP2005515584A (ja) | 2005-05-26 |
| US6753544B2 (en) | 2004-06-22 |
| US6902458B2 (en) | 2005-06-07 |
| US20040140748A1 (en) | 2004-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW550621B (en) | Tunneling emitter | |
| WO1998031044A2 (en) | A field emitter device with a current limiter structure | |
| JP2005135930A (ja) | トンネル放出器および形成方法 | |
| TW548842B (en) | Emitter, integrated circuit, electronic device, and method for creating an emitter on an electron supply | |
| JPH08138561A (ja) | 微小真空デバイス | |
| US7170223B2 (en) | Emitter with dielectric layer having implanted conducting centers | |
| JP2002520770A (ja) | 電界放射素子 | |
| US6852554B2 (en) | Emission layer formed by rapid thermal formation process | |
| TW200305910A (en) | Emitter with filled zeolite emission layer | |
| JP2005174935A (ja) | 表面伝導型電界放出素子及びその形成方法 | |
| JP2000268703A (ja) | 電界放出デバイス | |
| JP3399008B2 (ja) | 電子銃 | |
| JP2006073496A (ja) | 電界放出型冷陰極装置の製造方法 | |
| JP2001250470A (ja) | 冷陰極素子 | |
| JPH04118829A (ja) | 電子放出素子 | |
| JP2001006526A (ja) | 冷陰極電子源 | |
| JPH0589806A (ja) | 画像表示装置 | |
| JPH08329833A (ja) | 電子放出素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |