利用激光诱导再结晶制造场发射器的方法技术

一种利用激光诱导再结晶制造场发射器的方法。根据本发明专利技术，会先提供基板，其上会形成含硅层。而后便会利用激光诱导再结晶来形成从该含硅层的表面中凸出的多个凸出尖端。该激光诱导再结晶法包含让全部或部分的该含硅层受到未图案化或已图案化能量源作用的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及半导体工艺，更明确地说，涉及。
技术介绍
近年来，已经开发出场发射器且将其广泛地使用于下面的电子应用中场发射显示器(FED)、背光单元、场发射晶体管、以及场发射二极管。当受到合适的电场作用时，这些场发射器便会发射出电子，而且这些电子会撞击被涂在透明盖板的背面上的磷光体，用以产生图像或光。此种阴极发光方式便是熟知的其中一种最有效的发光方法。一般来说，利用由多个微尖端或多个碳纳米管所组成的阵列便可设计出这些场发射器。早期的场发射器开发中，采用的是所谓的Spindt尖端工艺来构成金属微尖端。此工艺中，会先氧化硅晶片用以产生一层厚的氧化硅层，然后便会在该氧化物的顶端上沉积金属栅极层。接着便会图案化该金属栅极层用以形成多个栅极开口，同时对这些开口下方的氧化硅进行后续蚀刻便会下切该栅极并且产生井区。此时会沉积牺牲材料层(例如镍层)，用以防止镍沉积于该发射井中。接着，便会以垂直入射方式来沉积钼，致使在该腔穴内成长具有尖锐点的锥状体，一直到该封闭在其上的开口为止。当移除该镍质牺牲层后，会留下发射锥。于替代的设计中，可以下列步骤形成数个硅质微尖端发射器首先施行热氧化于硅上，随后便会图案化该氧化物，并且进行选择性蚀刻以便构成多个硅质微尖端。不过，该微尖端发射器的主要缺点是，必须利用复杂的处理步骤来制造该装置。举例来说，于该装置中形成各种层(尤其是形成这些微尖端)需要进行薄膜沉积技术，其后再接着进行光刻与蚀刻工艺。因此必须实施各种工艺步骤，以便定义且制造这些各种结构特征图形。所涉及的这些膜沉积工艺、光刻工艺、以及蚀刻工艺会大幅地提高其制造成本。所以，本专利技术的目的便是提供一种利用激光诱导再结晶技术来制造场发射器的方法，该方法并不具有惯用方法的缺点或短处。本专利技术的另一个目的则是提供一种利用激光结晶技术来制造场发射器的方法，该方法既简单且节省成本。
技术实现思路
本专利技术涉及一种制造场发射器的方法，其可消除因公知技术的限制与缺点所造成的问题。根据本专利技术的一具体实施例，其提供一种制造场发射器的方法，其包含下面步骤(a)提供基板；(b)于该基板上方形成含硅层；以及(c)通过让该含硅层受到能量源的作用，用以形成从该含硅层的表面凸出的多个凸出尖端。另外，根据本专利技术，其还提供一种制造场发射器的方法，其包含下面步骤(a)提供基板；(b)于该基板上方形成含硅层；以及(c)通过让该含硅层受到已图案化能量源的作用，用以形成从该含硅层的表面凸出的多个凸出尖端。进一步说，根据本专利技术，其提供一种制造场发射器的方法，其包含下面步骤(a)提供基板；(b)于该基板上方形成第一导体层；(c)于该第一导体层上方形成含硅层；(d)于该含硅层上方顺序形成绝缘层与第二导体层；(e)图案化该第二导体层与该绝缘层，用以裸露该含硅层；以及(f)通过让该已裸露含硅层受到能量源的作用，用以形成从该已裸露含硅层的表面凸出的多个凸出尖端。更进一步说，根据本专利技术，其提供一种制造场发射器的方法，其包含下面步骤(a)提供基板；(b)于该基板上方形成含硅层；(c)图案化该含硅层，用以形成多个含硅岛部；以及(d)通过让这些含硅岛部受到能量源的作用，用以形成从这些含硅岛部的表面凸出的多个凸出尖端。在下文说明中将部分提出本专利技术的额外特点与优点，而且从该说明中便可明白其中一部分，或者实行本专利技术便可了解。通过随附权利要求中特别提出的元件与组合便可实现且达成本专利技术的特点与优点。应了解，上文的一般说明及下文的详细说明均仅具示范性及说明性，而非如同权利要求限制本专利技术。本说明书所引用且构成其一部分的附图是用以阐述本专利技术的其中一种具体实施例，并且配合本说明便可用以解释本专利技术的原理。附图说明现在将详细地参照本专利技术的具体实施例，于这些附图中所图解的便是其中一个范例。在所有附图中将尽可能地以相同的元件符号来代表相同或类似的部件。图1为于硅层经过激光束作用然后被结晶后形成这些凸出尖端的概略示意图。图2为根据本专利技术利用激光诱导结晶所构成的凸出尖端的扫描电子显微图。图3A与3B为根据本专利技术较佳具体实施例用于制造三极管装置的处理步骤的剖面概略示意图。图4A与4B为根据本专利技术另一较佳具体实施例用于制造三极管装置的处理步骤的剖面概略示意图。图5A与5B为根据本专利技术进一步较佳具体实施例用于制造三极管装置的处理步骤的剖面概略示意图。图6A与6B为根据本专利技术进一步另较佳具体实施例用于制造三极管装置的处理步骤的剖面概略示意图。主要元件标记说明 10基板11含硅层12A 晶粒12B 晶粒14液体16凸出尖端18晶粒边界300 开口310 凸出尖端30底基板31阴极电极层32能量源33含硅层34绝缘层35栅极电极层36顶基板37阳极电极层38磷光层39电子400 开口410 凸出尖端40底基板41阴极电极层42能量源 43含硅层44绝缘层45栅极电极层46顶基板47阳极电极层48磷光层49电子500 开口510 凸出尖端50底基板51阴极电极层52能量源53含硅层54绝缘层55栅极电极层56顶基板57阳极电极层58磷光层59电子600 开口610 凸出尖端60底基板61阴极电极层62能量源 63A 含硅岛部63B 含硅岛部64绝缘层65栅极电极层66顶基板67阳极电极层68磷光层69电子具体实施方式参照图1，图中所示的是用于解释在含硅层经过激光束作用，然后结晶形成多个凸出尖端的概略示意图。图1中，于基板10上沉积含硅层11，该基板可能是数种基板中的其中一种。举例来说，基板10可能是硅基板、玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板、塑胶基板以及类似基板中的其中一种。较佳的是，含硅层11是非晶硅层或多晶硅层。含硅层11可能掺有n型或p型杂质。较佳的是，含硅层11的厚度范围介于约200与约8000之间。接着，含硅层11便会曝露于能量源中(图1中未表示)并且熔化变成液体14。较佳的是，该能量源可能是激光束，例如Nd:YAG激光、二氧化碳(CO2)激光、氩(Ar)激光、准分子激光或是类似的激光。于时间t0处，液体14会冷却，使得某些部分12A与12B成核进而结晶。所属
的技术人员通常将这些固体部分12A与12B称为“晶粒”。这些晶粒12A与12B会从液固介面(参见时间t1)逐渐延伸，而液体部分14则从该表面(参见时间t2)逐渐凸出，这是因为液态硅(DLS)的密度大于固态硅(DSS)的密度。请注意，固体部分12A与12B之间的间隙随着时间经过而变得越来越小。时间t3处，这些固体部分12A与12B之间的间隙被封闭，进而形成晶粒边界18。时间t3处，液体14消失。不过，于晶粒边界18附近则形成凸出尖端16并且从该含硅层11的表面凸出。参照图2，图中所示的是根据本专利技术的激光诱导结晶所构成的凸出尖端的扫描电子显微(SEM)图。图2表示的是图1的含硅层11，该层在经过能量源作用后便产生许多凸出尖端16，这些凸出尖端可应用于场发射显示器、背光单元、场发射晶体管或是场发射二极管的应用中作为场发射器。参照图3A与3B，图中所示的是根据本专利技术较佳具体实施例用于制造三极管装置的处理步骤的剖面概略示意图。如图3A所示，本具体实施例于底基板30上顺序沉积阴极电极层31与含硅层33。如上述，该底基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造场发射器的方法，其特征是包括以下步骤：　　　　（ａ）提供基板；　　　　（ｂ）于该基板上方形成含硅层；以及　　　　（ｃ）通过让该含硅层受到能量源的作用，用以形成从该含硅层的表面凸出的多个凸出尖端。

【技术特征摘要】
US 2005-4-21 11/111,5731.一种制造场发射器的方法，其特征是包括以下步骤(a)提供基板；(b)于该基板上方形成含硅层；以及(c)通过让该含硅层受到能量源的作用，用以形成从该含硅层的表面凸出的多个凸出尖端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是于步骤(a)与(b)之间，进一步包括于该含硅层下方形成阴极电极层的步骤。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是进一步包括下面步骤(d)于该含硅层上顺序形成绝缘层与栅极电极层；以及(e)图案化该绝缘层与该栅极电极层，用以裸露这些多个凸出尖端中的许多部分。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是该含硅层是有掺杂的非晶层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是该含硅层是有掺杂的多晶层。6.根据权利要求1所述的方法，其特征是该能量源是选自由下面所组成的群中的激光束Nd:YAG激光、二氧化碳(CO2)激光、氩(Ar)激光以及准分子激光。7.一种制造场发射器的方法，其特征是包括以下步骤(a)提供基板；(b)于该基板上方形成含硅层；以及(c)通过让该含硅层受到已图案化能量源的作用，用以形成从该含硅层的表面凸出的多个凸出尖端。8.根据权利要求7所述的方法，其特征是于步骤(a)与(b)之间，进一步包括于该含硅层下方形成阴极电极层的步骤。9.根据权利要求8所述的方法，其特征是进一步包括下面步骤(d)于该含硅层上顺序形成绝缘层与栅极电极层；以及(e)图案化该绝缘层与该栅极电极层，用以裸露这些多个凸出尖端。10.根据权利要求7所述的方法，其特征是该含硅层是有掺杂的非晶层。11.根据权利要求7所述的方法，其特征是该含硅层是有掺杂的多晶层。12.根据权利要求7所述的方法，其特征是该能量源是选自由下面所组成的群...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昱丞，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]