发明名称 高均匀性场发射显示器
摘要 本发明描述了一种场发射显示器的微尖端结构。它接有高均匀性、低操作电压和零电阻性热消耗。本发明在基板上形成第一层导电层作为阴极,有窄圆形开口的第二层导电层作为闸极,而第一层介电层分隔了阴极与闸极。微尖端从阴极向开口伸展。第二层介电层位于闸极上,它有较大的圆形开口且和闸极上较窄的开口互为同心圆。另以一装置提供了短的充电电压至闸极,接着一个较长的操作电压,而且操作电压的振幅小于充电电压的振幅。
申请公布号 TW245049 申请公布日期 1995.04.11
申请号 TW083104264 申请日期 1994.05.12
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 黄静敏;蔡君徽
分类号 H01L49/00 主分类号 H01L49/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种在基板上制造高均匀性场发射显示器的微尖端之制程;包括:(1)形成第一层导电层在上述基板当作阴极;(2)形成第一层介电层在上述第一层导电层上;(3)形成第二层导电层在上述第一层介电层上,作为闸极;(4)形成第二层介电层在上述第二层导电层上;(5)在上述第二层介电层上定义图形以提供上述第二层导电层作为开口;(6)形成一层薄绝缘层在上述第二层介电层及上述第二层导电层上;(7)在上述薄绝缘层及上述第二层导电层上定义图形以形成一个较上述第二层介电层的开口为窄的开口;(8)移去上述较窄开口区域的第一层介电层,也移去在上述第二层导电层及邻近上述较窄开口下方的第一层介电层;(9)在上述第一层导电层的露出部份形成微尖端。2.如申请专利范围1所述的方法,其中上述第二层介电层开口的直径约为2微米4微米之间,上述较小开口的直径约为0.8微米到1.2微米之间。3.如申请专利范围1所述的方法,其中上述第一层导电层的厚度约为2000到5000埃之间。4.如申请专利范围1所述的方法,其中上述第二层导电层的厚度约为2000到5000埃之间。5.如申请专利范围1所述的方法,其中上述第二层介电层的厚度约为5000到10000埃之间。6.一种具有高均匀性场发射显示器之微尖端的结构,包括:(1)第一层导电层在基板上作为阴极;(2)第二层导电层作为闸极,其中有窄的圆形开口;(3)第一层介电层以分隔上述阴极与闸极;(4)在上述阴极上形成场发射微尖端,它从阴极延伸至上述开口内;(5)在上述闸极上的第二层介电层,它有较上述闸极之窄的圆形开口为宽的圆形开口,且二者互为同心圆;以及一种装置,可提供一个短的充电电压于上述闸极上,接着一个较长操作电压,而且上述操作电压的振幅小于上述充电电压的振幅。7.如申请专利范围6的微尖端结构,其中在上述闸极上的较窄圆形开口的直径约为0.8微米至1.2微米之间,且上述第二层介电层中的圆形开口的直径约为2至4微米之间,而二个圆形开口互为同心圆。8.如申请专利范围6的微尖端结构,其中之短的充电电压周期约为0.8微秒至1.2微米之间,而上述较长的操作电压周期约为25微秒至42微秒之间。9.如申请专利范围6的微尖端结构,其中之短的充电电压振幅约为80伏特至90伏特之间,而上述较长的操作电压振幅约为40伏特至50伏特之间。10.如申请专利范围6的微尖端结构,其中,更进一步包括了在上述第二层介电层及上述闸极外露部分上的第三层介电层。11.如申请专利范围10的微尖端结构,其中第三层介电层是氮化矽。12.一种在基板上制造高均匀性场发射显示器的微尖端之制程;包括:(1)形成第一层导电层在上述基板作为阴极;(2)形成第一层介电层在上述第一层导电层上;(3)形成第二层导电层在上述第一层介电层上,作为闸极;(4)形成一层薄绝缘层于上述第二层介电层上;(5)于上述第二层介电层及上述第二层导电层上定义图形,形成一个窄的开口;(6)移去上述第二层导电层开口下方的第一层介电层,也移去在上述第二层导电层及邻近上述较窄开口下方的第一层介电层,同时也移去上述第二层介电层以形成较宽的开口;(7)移去上述薄绝缘层;(8)在上述第一层导电层的露出部分形成上述微尖端。13.如申请专利范围12所述的方法,其中上述移去部分第一层介电层及上述部分第二层介电层以形成一个宽开口的方法为湿蚀刻的技术。14.如申请专利范围12所述的方法,其中上述宽开口的直径为2微米至4微米之间,且上述较窄开口的直径约为0.8微米至1.2微米之间,而且二者互为同心圆。15.如申请专利范围12所述的方法,其中第一层导电层的厚度约为2000到5000埃之间。16.如申请专利范围12所述的方法,其中第二层导电层的厚度约为2000到5000埃之间。17.如申请专利范围12所述的方法,其中上述第二层介电层的厚度约为5000到10000埃之间。图1为习知的场发射微端结构的剖面图。图2为习知的微尖端操作特性。图3至图9为本发明之第一种形成高均匀度场发射微尖端制程。图10至图12为本发明之第二种形成高均匀度场发射微尖端制程。图13表本发明中为了产生高均匀度场发射显示器,外加于闸极电压的图形。图14和图15是本发明场发射元件和它对电子流的影响。图16是不均匀性的微尖端与本发
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