[發明專利]場發射器及其制造方法和使用其的場發射顯示設備

無效

• 申請號: 00109213.8
• 申請日: 2000-06-14
• 公開（公告）號: CN1278104A
• 公開（公告）日: 2000-12-27
• 發明（設計）人: 張震;鄭皙在;林星勛;柳在銀
• 申請（專利權）人: 張震;日進納米技術株式會社
• 主分類號: H01J1/304
• 分類號: H01J1/304;H01J29/04;H01J9/02;H01J31/12;H01L21/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 杜娟

1、一種具有碳納米管薄膜的場發射器，包括：

一絕緣基片；

在該絕緣基片上形成的一薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有一半導體層、一源極、一漏極和一柵極；和

位于薄膜晶體管的漏極上的由碳納米管薄膜構成的一電子發射單元。

2、權利要求1的場發射器，其中薄膜晶體管的半導體層是一多晶硅層。

3、權利要求1的場發射器，其中薄膜晶體管是共面型晶體管、交錯型晶體管或逆交錯型晶體管。

4、權利要求1的場發射器，其中與碳納米管薄膜接觸的漏極的一部分的表面上包含用于生長碳納米管的催化金屬。

5、權利要求1的場發射器，其中漏極由用于生長碳納米管的催化金屬形成。

6、權利要求4的場發射器，其中用于生長碳納米管的催化金屬為鎳或鈷。

7、一種制造具有碳納米管薄膜的場發射器的方法，該方法包括：

在一絕緣基片上形成含有一半導體層、一源極、一漏極和一柵極的薄膜晶體管；

在已形成薄膜晶體管的絕緣基片的整個表面上形成一保護絕緣膜；

腐蝕部分保護絕緣膜以露出漏極的一部分；

在露出的漏極上形成一碳納米管薄膜。

8、權利要求7的方法，其中形成薄膜晶體管的步驟包含以下幾個子步驟：

在絕緣基片上形成一半導體層；

在該半導體層上形成相互之間有預定距離的一源極圖案和一漏極圖案；

在源極圖案和漏極圖案之間形成一由柵絕緣膜和柵極組成的柵極圖案。

9、權利要求7的方法，其中形成薄膜晶體管的步驟包含以下幾個子步驟：

在絕緣基片上形成相互之間有預定距離的一源極圖案和一漏極圖案；

形成一半導體層圖案，該圖案在填入源極圖案與漏極圖案間的空隙的同時向兩側延伸一預定長度；以及

在源極圖案和漏極圖案之間的半導體層圖案上形成一由柵絕緣膜和柵極組成的柵極圖案。

10、權利要求7的方法，其中形成薄膜晶體管的步驟包含以下幾個子步驟：

在絕緣基片上形成一由柵絕緣膜和柵極組成的柵極圖案；

形成一覆蓋柵極圖案的半導體層圖案；以及

在半導體層圖案上形成相互之間有預定距離的一源極圖案和一漏極圖案。

11、權利要求7的方法，其中在漏極的露出部分上形成碳納米管薄膜的步驟是通過用碳納米管薄膜涂覆在漏極的露出部分的表面上來實現。

12、權利要求7的方法，其中在漏極的露出部分上形成碳納米管薄膜的步驟是通過在漏極的露出部分上直接生長碳納米管薄膜來實現。

13、權利要求12的方法，還包括在與碳納米管薄膜接觸的漏極的部分的表面上形成用于生長碳納米管薄膜的催化金屬層。

14、權利要求13的方法，其中形成催化金屬層的步驟在形成薄膜晶體管的步驟中實施。

15、權利要求13的方法，其中形成催化金屬層的步驟在腐蝕部分保護絕緣膜的步驟后實施。

16、權利要求12的方法，其中漏極由用于生長碳納米管的催化金屬形成。

17、權利要求12的方法，其中碳納米管薄膜在600℃到900℃下用碳氫系列氣體作為等離子源氣體由等離子化學汽相沉積來生長，其中等離子濃度為10¹¹cm^-3或更高。

18、一種場發射顯示設備，其中單元象素排列在矩陣中，每個單元象素由十字交叉的多個柵極線和多個數據線來定義，每個單元象素包含：

在一絕緣基片上形成的一薄膜晶體管，該薄膜晶體管有一半導體層、一源極、一漏極和一柵極；

形成在薄膜晶體管的漏極上的由碳納米管薄膜形成的電子發射單元；

與絕緣基片相對形成的一上部電極；

形成在上部電極的底部表面上的一熒光材料，與電子發射單元相對。

19、權利要求18的場發射顯示設備，其中薄膜晶體管可是一共面型晶體管、一交錯型晶體管或一逆交錯型晶體管。