发明名称 以离子布植修正电子发射器之功函数的方法
摘要 电子发射器之功函数,可使用离子布植在表面上形成一功函数修正层而得以修正。方法的开始是,在一受控制的环境下,在电子发射器的表面之下,以选定的元素作低能量布植。在某些情况下,被布植之物种够深,而在接下来的低温加工中不会与大气反应。在这些情况下,在一受控制的环境(如,真空和/或反应性气体)中,使用对于发射器作升温的热处理,而将被布植物种偏析到发射表面。被布植离子在表面上生成一功函数修正层,例如,在发射器表面顶部以被布植物种之薄层形式而生成,或在发射器表面以化合物或合金层的形式生成。依被布植之物种、起始之发射器物质、及受控制之环境而定,这些层会增加或减少发射器之功函数。。
申请公布号 TW400553 申请公布日期 2000.08.01
申请号 TW086107874 申请日期 1997.06.07
申请人 加州大学董事 发明人 隆那德G.墨斯克;梅迪巴鲁奇;威伯特J.西卡斯
分类号 H01L21/265 主分类号 H01L21/265
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种修正一电子发射器之功函数的方法,包括:在一电子发射器物质之表面的至少一原子层之下,布植一元素之离子;以及在该电子发射器物质之表面上,形成该被布植元素之一功函数修正层。2.如申请专利范围第1项之方法,更包括:在一受控制的环境下,使用热处理,将该被布植元素偏析到该物质的表面。3.如申请专利范围第1或2项之方法,更包括:在布植之后,除去发射器物质的顶表面,以在表面上浓缩该被布植元素。4.如申请专利范围第1项之方法,更包括:在布植之时并溅镀,以除去发射器物质之顶表面,并将该被布植元素曝露在该表面上。5.如申请专利范围第2项之方法,其中该受控制的环境系择自由真空、反应性气体、和大气空气所组成之族群中。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该被布植元素系择自由硷金属、钡、钙和碳所组成之族群中。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该被布植元素系择自由Li,Na,K,Rb和Cs所组成之族群中。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该发射器物质系择自由半导体、金属、合金和化合物所组成之族群中。9.如申请专利范围第1项之方法,其中该电子发射器物质系择自由矽、钼、铂和镍所组成之族群中。10.如申请专利范围第1项之方法,其中离子布植是在离子能量为约0.02-35 keV之下进行的。11.如申请专利范围第1项之方法,其中形成一功函数修正层的步骤包括形成一化合物或合金层。12.如申请专利范围第1项之方法,其中离子布植是以将该元素直接布植在该物质之一表面化合物之中。13.如申请专利范围第12项之方法,其中该元素为一硷金属,该物质为矽,且该表面化合物为二氧化矽。14.如申请专利范围第1项之方法,其中离子布植是在一反应性气体之部分压下之下,布植该元素的。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该元素为一硷金属,该物质为矽,且该反应性气体为氧或水气。16.如申请专利范围第1项之方法,其中形成一功函数修正的步骤包括在布植之后,将该物质之表面曝露在一反应性气体中。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该表面是在大气空气下及室温下,曝露于O2和H2O之至少一者而得以氧化的。18.如申请专利范围第1项之方法,其中形成一功函数修正层的步骤包括在该物质表面之顶部,形成该被布植元素的一薄层。19.如申请专利范围第1项之方法,其中形成一功函数修正层的步骤包括将被布植元素固定在该物质表面之顶部。20.一种从微电子装置之表面上增进或抑制离子发射的方法,包括:在一离子发射物质的表面之下,进行一选定的元素之低能量离子布植,使得该被布植元素在接下来的处理和加工过程时,不会与大气反应;若有需要,在一受控制的环境下,使用热处理该发射物质,以将该被布植元素偏析到该发射物质表面;以及在该发射物质表面之顶部上,制造该被布植元素的薄层,或在该发射物质的表面上,形成化合物或合金层。21.如申请专利范围第20项之方法,其中该受控制的环境为择自由真空和反应性气体所组成之族群中。22.如申请专利范围第20或21项之方法,更包括将待布植之元素选定为择自由硷金属、钡、钙和碳所组成之族群中;并将电子发射器物质选定为择自由矽、钼、铂和镍所组成之族群中。23.如申请专利范围第20项之方法,其中离子布植是在离子能量为约0.02-35 keV之下进行的。图式简单说明:第一图A--第一图C显示以离子布植来改变功函数,接着将被布植离子偏析之加工步骤。第二图A、第二图B显示以低能量离子布植来改变功函数,而不将布植离子偏析之另一加工步骤。第三图显示矽之功函数与所布植35 keV铯离子剂量(fluence)之函数图。第四图显示对于第三图之一剂量,在表面之铯浓度和功函数两者对于退火温度之函数图。
地址 美国