[发明专利]表面传导电子发射平板显示器件的电子发射源制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面传导电子发射平板显示器件技术，特别涉及一种表面传导电子发射平板显示器件的电子源发射源制作方法。

背景技术

与传统的液晶显示技术和等离子显示技术相比，表面传导电子发射显示技术(Surface-conduction Electron-emitter Display，简称SED)正在悄然的成长之中，并且以其对比度高，耗电量低，屏幕响应速度快而引起了广泛的关注。上世纪六十年代，前苏联科学家率先发现在两个平行电极间沉积的氧化锡薄膜呈现非连续颗粒状态，此时在薄膜上施加电压，颗粒之间的导电通道会被逐渐烧毁，当氧化锡薄膜的电阻达到一定程度时，若在薄膜上方施加阳极电压，便开始出现电子发射现象，即为薄膜场致发射。

SED技术便是基于薄膜场致发射原理而来。它的核心部件是位于玻璃基板上的电子发射源。这是一层非常薄的比较容易获得电子发射能力的薄膜，在薄膜的中央有一条宽度约为10nm的狭缝。当在薄膜的两侧电极给狭缝施加10V左右的电压时，由于隧道效应，电子将从狭缝的一端飞向另一端。在阳极电压的作用下，相当部分的隧道电子会被“拉出”而向阳极运动，进而轰击荧光粉而产生发光。SED的阴极基板便是由多个这样的电子发射源阵列构成的。SED的关键技术是在阴极基板的每个电子发射薄膜上形成10nm左右的纳米狭缝，即为纳米狭缝。也就是电子发射膜上纳米狭缝的制造工艺是SED技术中的关键。

日本专利特开平7-235255号和日本专利特开平8-321254号已经对外公开了SED的设计和制造方法，其电子发射源的制造工艺也成为了当前国际上的主流工艺。该电子发射源设置在玻璃衬底上，包括一对电极和连接在电极之间的电子发射薄膜。电极材料通常使用Pd，Pt，Ag，Cu，Cr等导电性材料，两电极的间隔为10um，宽度为100um，厚度为几纳米至几十纳米，电极制作采用丝网印刷的方法实现。采用喷墨打印的方法在两电极之间制作具有发射能力的氧化钯(PdO)电子发射薄膜。然后，在真空气氛下，两电极之间施加电压，PdO还原成Pd，在此变化时由于膜的还原收缩，可以促进狭缝的产生，形成电子发射源。最后，采用“激活”工艺在狭缝两边形成碳和/或碳化合物的淀积层，增强发射效果。

然而，传统的SED显示器件的电子发射源的制作工艺存在以下两个重大问题：

(1)两电极之间加脉冲电压烧制狭缝，导致电子发射薄膜上产生的狭缝位置和宽度的不一致性，存在电子发射源间的发射特性的偏差大。

(2)两电极之间加脉冲电压烧制狭缝，狭缝中间存在部分高阻值物质，存在局部，容易造成电子发射源失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面传导电子发射平板显示器件的电子发射源制作方法，能够精确地制作出结构一致的电子发射源的纳米狭缝，消除电子发射源间的发射特性的偏差，而且电子发射源的失效几率小。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案与以实现。

一种表面传导电子发射平板显示器件的电子发射源制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用低压化学气相淀积工艺，在单晶硅片上淀积氮化硅层，再在氮化硅层上涂敷光刻胶层；

(2)制作栅条形掩膜版，并以栅条形掩膜版为掩护，刻蚀光刻胶层，得到光刻胶栅条；再以光刻胶栅条为掩护，湿法刻蚀氮化硅层，得到氮化硅栅条；继续湿法刻蚀单晶硅片，形成U型单晶硅槽，然后化学去除氮化硅栅条上的光刻胶栅条；

(3)高温氧化U型单晶硅槽，形成U型氧化硅槽；在湿法刻蚀掉氮化硅栅条，以U型氧化硅槽为掩护，湿法刻蚀单晶硅片，凸出U型氧化硅槽的两侧壁，得到氧化硅纳米线；再次高温氧化单晶硅片；

(4)在氧化硅纳米线上制作“L”形的电子发射薄膜阵列，“L”形的一个臂跨越氧化硅纳米线；然后腐蚀去除氧化硅纳米线，并剥离氧化硅纳米线之上的电子发射薄膜，形成具有纳米狭缝的电子发射源阵列；最后，制作行电极和列电极。

本发明的进一步特点在于：

所述湿法刻蚀氮化硅层，是采用质量浓度85％的磷酸在180℃下湿法刻蚀。

所述湿法刻蚀单晶硅片，是采用质量浓度82.5％的四甲基氢氧化铵TMAH各向异性湿法刻蚀。

所述化学去除氮化硅栅条上的光刻胶栅条，是采用有机溶剂丙酮溶解并洗掉光刻胶。

所述腐蚀去除氧化硅纳米线，是采用质量浓度1％的HF酸腐蚀去除

所述在氧化硅纳米线上制作“L”形的电子发射薄膜阵列，是采用喷墨打印工艺或溅射工艺制作。

所述制作行电极和列电极，是采用丝网印刷工艺制作。