本发明专利技术涉及一种具有纳米结构针尖的电子发射体，以及使用该电子发射体的电子柱。具体而言，涉及一种电子发射体，其包括可容易地发射出电子的纳米结构针尖，该纳米结构针尖由纳米碳管（ＣＮＴ）、氧化锌纳米管（ＺｎＯ纳米管）、氧化锌纳米棒、氧化锌纳米柱、氧化锌纳米线、氧化锌纳米粒子等等所组成；以及涉及使用该电子发射体的电子柱。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有纳米结构针尖的电子发射体以及使用该电子发射体的电子柱；具体而言，涉及一种包括纳米结构针尖的电子发射体，该纳米结构针尖具有从数个纳米到数十个纳米的管状、柱状、或块状的结构，其由例如纳米碳管(CNT)、氧化锌纳米管(Zn0纳米管)、氧化锌纳米棒、氧化锌纳米柱、氧化锌纳米线、氧化锌纳米粒子等等所组成；当施加电压于纳米结构针尖时，因为在纳米结构针尖的末端会形成高电场，所以其可以容易地发射出电子；且该纳米结构针尖能够容易地与其它电子透镜对准、以及容易地使用。 此外，本专利技术涉及一种使用该电子发射体所制造的电子柱；具体而言，涉及一种使用该电子发射体所制造的电子柱，而该电子发射体可以容易地制造成单一电子柱以及多重电子柱。
技术介绍
涉及本专利技术的一种用来发射电子的电子发射体，被用来当作用具或设备的电子束 源，例如微型化电子束柱或微柱(microcolumn)。 在20世纪80年代首先提出的微型化电子束柱，其基于电子发射体及微结构电子 光学元件制造，其操作依据扫描式隧道显微镜(STM)的基本原理。微型化电子束柱通过精 确地制造微透镜及组装精密零件以减少光学像差来改善其性能；且通过将多个电子柱并行 或连续地排列，其可用作阵列式多重电子柱。 图1是示出了微型化电子束柱的结构的剖面图。电子发射体、源透镜、偏转器以及 单透镜排列在一个轴上。电子束通过偏转器而被扫瞄。 通常，微柱是微型化电子束柱的一个典型例子，微柱包括电子发射体IO，用来发射电子；源透镜20，用来使电子发射体10发射出来的电子形成电子束B;偏转器30，用来使电子束B偏转；以及聚焦透镜40 (单透镜40)，用来使电子束B聚焦在样品S上。 在常规的电子柱或电子显微镜中，电子发射体是基本组件之一，电子发射体的例子包括场发射体(field emitter, FE)、热发射体(thermal emitter, TE)、作为热场发射体(TFE)的肖特基发射体(Schottky emitter)等等。理想的电子发射体应具有稳定的电子发射、高亮度、小的实际射束尺寸、高电流密度发射、低能量发散以及长的生命周期。 电子柱的例子包括单一电子柱和多重电子柱。单一电子柱包括电子发射体和电子透镜，电子透镜用来控制从电子发射体发射出来的电子束。多重电子柱包括电子发射体的阵列和电子透镜的阵列，该电子透镜的阵列用来控制从该电子发射体的阵列发射出来的电子束的阵列。 多重电子柱的例子包括晶圆级电子柱、组合型电子柱以及安装型(mounting type)电子柱。晶圆级电子柱包括电子发射体和电子透镜，该电子发射体具有形成在衬底 (例如半导体晶圆)上的电子发射体针尖的阵列，而该电子透镜具有透镜层，该透镜层具有 形成在晶圆衬底中的开口的阵列。组合型电子柱使用透镜层(其具有开口的阵列)控制从4每一个电子发射体发射出来的电子束，如同在单一电子柱中一样。安装型电子柱具有外壳， 可将单一 电子柱安装在其中。组合型电子柱的使用，可以采用与晶圆式电子柱相同的方式， 除了该电子发射体被单独地分开的差异。 因此，电子发射体是微柱的一个重要组件，并且在各种使用电子束的领域，例如电 子束微影、电子显微镜、场发射显示器(FED)、扫瞄式场发射显示器(SFED)等中作为电子束 源有很重要的应用。 此外，在电子柱或其它使用电子束的装置或设备的领域中，只有当电子发射体被 精确地对准在电子透镜(特别是源透镜)的光轴中心时，电子柱或使用电子束的装置或设 备才能够展现出最大的性能。为此，电子发射体的针尖必须适当地对准在电子透镜的光轴 上，而且，针尖本身必须沿着电子透镜的光轴相应地制造或形成。当针尖本身并未沿着电子 透镜的光轴而相应地制造或形成时，要校正其它已制造或已形成的针尖是困难的，而且为 了校正已制造或已形成的针尖，需要额外的零件或控制处理。 特别地，在半导体和显示器领域中，元件的结构变得细小，面积则变大。各种使用 电子束的装置日益地被需求，以作为精确及快速地处理、测量和检查这些微结构的技术或 装置；伴随地，多重电子柱日益地被需求，因此，对应于多重电子柱的电子发射体也更加被 需求。 因此，需要一种电子发射体，可满足电子发射体的必要所需功能，而且能够适当地 对准，还能适用在单一电子柱和多重电子柱中。
技术实现思路
技术问题 因此，将现有技术中所发生的前述问题牢记在心，而提出了本专利技术。本专利技术的目的 在于提出一种具有纳米结构针尖的电子发射体，即使在低电压下也能够发射电子，且能够 容易地加以制造及使用，而与使用在电子柱或电子束照射装置中的常规电子发射体有所不 同。 本专利技术的另一目的在于提出一种方法，可容易地对准、附着及沉积电子发射体的 纳米结构针尖、以及使用该电子发射体的电子柱。 本专利技术的再一 目的在于提出一种电子发射体，该电子发射体具有能够容易地与电子透镜对准的纳米结构针尖。 技术方案 为达成前述目的，本专利技术提出一种电子发射体，包括衬底，其包括形成在该衬底 的预定位置的盲孔(凹面或井)或突出部；催化剂层或附着层，附着于该盲孔或突出部；以 及纳米结构针尖，生长及附着于该催化剂层或附着层上。 在本专利技术中，纳米结构针尖由选自碳(C)、锌(Zn)、金(Au)、银(Ag)、硅(Si)、钨 (w)、氧(0)等中的至少一个原子所制成。此外，纳米结构针尖可以以具有纳米等级的大小的纳米管、纳米棒、纳米柱、纳米线、或纳米粒子的形式制成。当施加电压于这样的纳米结 构，在纳米结构的顶端会形成高电场，因此大量的电子可以容易地从其中发射出来。也就 是说，因为纳米大小的材料可容易地发射电子，所以可以使用纳米大小的材料来制造用来直接发射电子的纳米结构针尖；而经由沉积、生长、或附着处理，这样的纳米结构针尖被使用于电子发射体中。这样的纳米结构的例子包括纳米碳管(CNT)、氧化锌纳米管(Zn0纳米 管)、氧化锌纳米棒、氧化锌纳米柱、氧化锌纳米线、氧化锌纳米粒子、氧化硅(Si0)纳米棒、 金(Au)纳米粒子、铝(Al)纳米粒子、铜(Cu)纳米粒子、镓-锑(Ga-Sb)纳米粒子、氧化铌 (Nb205)纳米管及纳米柱、钯(Pd)纳米管等等。 在电子发射体的制造方法中，首先，通过蚀刻或沉积衬底以形成孔或突出部，接着 在该孔或突出部上形成纳米结构针尖。在这种情况下，该孔或突出部是通过微影处理而形 成膜(membrane)，该膜是薄膜，且光线或激光可通过该膜。此处，膜的厚度并无限制，只要该 纳米结构针尖可以稳定地附着于该膜、且位于该膜下端的透镜孔的形状能够经由通过透镜 开口的光线或激光而加以识别即可。此膜可通过蚀刻或研磨而形成。位于该孔或突出部之 下的衬底的厚度及大小在数个纳米到数十个纳米的间的范围内。优选的是，该孔或突出部 的形状，是对应于电子透镜的孔或开口的形状，例如圆形。该孔或突出部涂有催化剂，而纳 米结构针尖附着或生长于该催化剂上。通过微影处理，纳米结构针尖可以被准确地形成。 纳米结构针尖可使用其它类似的方法沉积在该孔或突出部上。例如，通过只打开 纳米结构针尖将被沉积的部分、并且使用保护材料来保护其它不会被沉积的部分，可沉积 纳米结构针尖。常规的方法可被用作生长纳米结构针尖的方法。此外，生长或蚀刻纳米大 小的材料的常规方法，例如化学气相沉积(CVD)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子发射体，该电子发射体包括：衬底，该衬底包括形成于该衬底的预定位置的盲孔或突出部；以及形成于该盲孔或突出部的表面上的纳米结构针尖。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2007-7-26 10-2007-0075322一种电子发射体，该电子发射体包括衬底，该衬底包括形成于该衬底的预定位置的盲孔或突出部；以及形成于该盲孔或突出部的表面上的纳米结构针尖。2. 根据权利要求1所述的电子发射体，其中所述盲孔或突出部的形状对应于电子透镜 的开口或孔的形状，该电子透镜与所述电子发射体对准，而所述盲孔或突出部的大小等于 或小于所述电子透镜的开口或孔的大小。3. 根据权利要求1或2所述的电子发射体，其中，采用诸如金属层的导体层、诸如硅层 的半导体层、或非导电层作为所述衬底；当所述半导体层由非导电硅制成时，所述半导体层 是部分高掺杂的以覆盖所述纳米结构针尖；所述非导电层具有导电部分以包围所述纳米结 构针尖。4. 根据权利要求3所述的电子发射体，其中所述半导体层的高掺杂部分或所述非导电 层的导电部分被用电线连接以使得外部电压单独地施加于其上。5. 根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的电子发射体，其中所述纳米结构针尖形 成于所述盲孔中，且所述纳米结构针尖位于所述衬底的上表面之下，从而在所述纳米结构 针尖的周围施加相同的电压。6. 根据权利要求1-5中的任一权利要求所述的电子发射体，其中所述盲孔或突出部具 有10微米或更小的厚度，并且形成膜。7. 根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的电子发射体，其中，在所述盲孔或突出 部上...
【专利技术属性】
技术研发人员：金浩燮，
申请(专利权)人：电子线技术院株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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