일반기술

전계방출소자의 제조방법

본 기술은 실리콘팁에 희생층으로 게이트 박막과 절연층을 덮은 후에 다이아몬드상 카본, 실리콘 카바이드, 다이아몬드, 몰리브데늄 등의 보호막을 증착하여 보호막이 실리콘 팁에만 증착되고 소자의 다른 부분에는 남지 않아 게이트와 실리콘 팁 사이의 전기 저항이 보호막을 증착하기 전과 같이 유지됨으로서 소자에 거는 전압을 더 높일 수 있고 유전파괴에 의한 소자 파괴를 방지할 수 있는 실리콘 전계전자 방출 소자의 제조방법에 관한 것이다. 본 기술은 실리콘 음극 팁에 보호막이 코팅되어 실리콘 팁의 수명이 길어지고, 게이트와 실리콘 음극부분이 전기적으로 단절되므로 게이트 누설 전류가 감소하고 게이트에 거는 전압도 증가시킬 수 있어 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 실리콘 음극 팁에 보호막이 코팅되어 실리콘 팁의 수명이 길어지고, 게이트와 실리콘 음극부분이 전기적으로 단절되므로 게이트 누설 전류가 감소하고 게이트에 거는 전압도 증가시킬 수 있어 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.기존의 기술에 따르면 전계방출소자의 제조방법은 팁 형상의 음극과 절연막 및 게이트막의 삼극관 구조를 완성한 후, 보호막을 증착하는데, 이러한 방법이 가지고 있는 문제점으로는 저항이 낮은 보호막이 소자의 모든 표면을 고르게 덮어 음극 팁과 게이트 막이 보호막을 통해 연결되어 음극과 게이트 사이의 전기 저항이 낮아져 게이트에 걸 수 있는 전압이 제한되므로 음극에서 나오는 전류를 제대로 조절하기 어렵고, 보호막을 통해 게이트로 누설되는 전류가 많아져 전력 소모가 증가하고, 소자의 온도를 상승시켜 소자의 동작 특성이 떨어지고, 게이트 전압이 높아지면 보호막을 통해 유전 파괴가 쉽게 일어나 소자가 파괴되어 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. 본 기술의 목적은 음극 팁 보호막을 증착하기 전에 실리콘 음극 바늘의 끝 부분만 남기고 게이트를 막을 비롯한 소자의 모든 표면을 알루미늄 박막으로 덮고, 다이아몬드상 카본이나 다이아몬드나 몰리브데늄 등의 보호막을 증착한 후에 소자를 산성 용액에 넣어 습식 식각함으로서, 알루미늄 박막이 용해되면서 알루미늄 박막 위에 증착되었던 보호막도 같이 제거되고, 실리콘 팁 끝 부분에 증착한 보호막은 남도록하여 실리콘 팁에만 보호막을 덮어, 음극과 게이트 사이의 전기 저항의 감소를 방지하여 팁의 재질은 단단하게 하고 열전도도를 좋게하여 팁의 수명을 연장시키며, 누설 전류 및 유전 파괴를 방지하여 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전계방출소자의 제조방법을 제공함에 있다.