使用CNT针尖的电子柱及用于对准CNT针尖的方法技术

本发明专利技术涉及在包括电子发射源和透镜的电子柱结构中使用附着有一个 或多个碳纳米管(CNT)的电子发射源的电子柱。更具体地，本发明专利技术涉及容 易地对准碳纳米管(CNT)针尖的方法以及能够使用该方法的电子柱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及包括电子发射源和透镜的电子柱结构中的使用附着 有一个或多个碳纳米管(CNT)的电子发射源的电子柱，更具体地，涉及容 易地对准碳纳米管(CNT)针尖(tip)的方法及能够使用该方法的电子柱。
技术介绍
在20世纪80年代首先引进了基于电子发射源和具有微结构的电子光学 组件的微柱，其根据扫描隧道显微镜(STM)的基本原理而工作。所述微柱 是通过将微组件精巧地组装在一起、从而使光学像差最小化并形成改善的电 子柱而形成。布置有多个具有小型结构的微柱，且所述多个微柱能够在具有 并联或串联布置的多电子柱的结构中使用。图1是显示微柱结构的视图，并示出电子发射源、源透镜、偏转器、以 及单透镜被一起对准并放射电子束。通常，代表微电子柱的微柱包括用于发射电子的电子发射源10、用于控 制所发射的电子的源透镜20、用于使电子束偏转的偏转器30、以及用于使 电子束聚焦在样本S上的聚焦透镜(单透镜)40。冷场发射器(CFE)、热发射器(TE)或热场发射器(TFE)已被用作 电子发射源，该电子发射源是现有电子柱中的核心元件之一。所述电子发射 源需要稳定的电子发射、高亮度、小尺寸、低能量散布和长寿命。电子柱被分为单电子柱和多式电子柱，每个单电子柱包括一个电子发射 源和用于控制从电子发射源发射的电子束的电子透镜，且每个多式电子柱包 括用于控制从多个电子发射源发射的多个电子束的电子透镜。此类多式电子 柱可以被分为晶圆式电子柱，每个包括具有如在半导体晶圆中一样设置在一个层中的多个电子发射源针尖的电子发射源，以及具有单独地设置有多个孔的堆叠透镜层的电子透镜；组合式电子柱，每个如在单电子柱中一样使用 具有多个孔的单透镜层来控制从单独的电子发射源发射的电子束；以及其中 在一个外壳中安装并使用单电子柱的设计。在组合式电子柱的情况下，电子 发射源被分成单独的源，且以与晶圆式电子柱相同的方式来使用透镜。上述电子发射源是微柱中的重要元件，且此类电子发射源作为使用电子 束的各种场(例如场致发射显示器(FED)和扫描场致发射显示器(SFED)) 中的电子束发生源也是非常重要的部分。此外，使用电子束和电子柱的设备或装置只有在电子发射源与电子透镜 (特别是源透镜)的光轴中心准确地对准时才能展示出最大性能。为此，不 仅电子发射源的针尖必须与透镜光轴很好地对准，而且针尖本身也必须被制 造或形成为与光轴对准。此外，在针尖本身未被形成为与光轴对准的情况下， 难以对其进行校正。此外，随着光学像差的增加，电子柱的性能下降。特别地，与半导体、显示设备等中的小型组件趋向同步地越来越需要各 种类型的使用电子束的设备。为了改善生产率，越来越需要一种其中多个电 子束同时工作的多式电子柱，并且对适合于多式电子柱的电子发射源的需要 进一步增加。因此，需要一种满足电子发射源的需求、可以很好地对准、并且适合于 在多式应用中使用的电子发射源
技术实现思路
技术问题因此，已鉴于在现有技术中出现的以上问题作出了本专利技术，且本专利技术的 目的是提供一种不同于在现有电子柱中使用的电子发射源的使用能够稳定 地发射电子的一个或多个CNT的电子发射源、容易地对准和附着或沉积5CNT的方法、以及使用该方法的电子柱。 技术解决方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种包括电子发射源和电子透镜的电子 柱，其中，所述电子发射源被配置为使得一个或多个CNT被附着于锐利的 (sharp)针尖末端。此外，本专利技术提供一种对准附着有CNT的电子发射源的一个或多个 CNT的方法，该方法包括使附着或沉积有CNT的电子发射源与形成电场的 电子透镜层对准，以便从电子发射源发射电子；以及通过电子透镜层的孔沿 垂直方向向CNT针尖放射离子束。为试图使用一个或多个CNT作为新电子发射源，本专利技术提供一种电子 发射源，该电子发射源设置有其中将一个或多个CNT附着于或沉积在支架(support)上的针尖，所述支架诸如现有电子发射源的CFE针尖的支架。 然而，由于CNT具有非常小的尺寸，所以不容易准确地将CNT附着或沉积 在诸如CFE针尖的支架等支架上并使其与透镜对准。此外，也不容易在CFE 针尖末端处垂直地且准确地对准CNT。因此，本专利技术使用一种将一个或多个CNT附着或沉积在作为具有尖端 的支架的CFE针尖末端上、基于该CFE针尖末端使CNT与透镜对准、并使 用离子束来重新对准CNT的方法。在本专利技术中，使用电子发射源的CFE针 尖作为用于使用CNT的支架的原因是可以在不进行改变的情况下使用现有 CFE针尖和现有透镜对准方法且可以使用离子束来垂直地对准CNT。因此， 如果存在用于与透镜对准的替换装置，则不需要将CNT沉积或附着在诸如 CFE针尖的支架上。例如，在将CNT沉积或附着在晶圆式电子柱中的晶圆 上的情况下，当CNT与透镜的对准不需要非常精确时(例如在FED中)， 通过标记晶圆来使CNT与电子透镜相互对准，且只需使用离子束来垂直地 对准CNT而不将CNT沉积到锐利针尖末端并使其与该锐利针尖末端对准。因此，在本专利技术中，沉积或附着有CNT的CFE针尖是促进与透镜对准的参 考，且可以用能够起到相同作用的各种类型的支架来代替。 有益效果根据本专利技术的使用一个或多个CNT的电子柱能够更容易在其中引起电 子发射。因此，可以更容易地制造电子发射源，且可以更容易地以多式电子 柱的形式来制造电子柱。当使用根据本专利技术的对准CNT的方法时，可以容易地制造使用CNT的 电子柱。如果使用根据本专利技术的对准CNT的方法，则可以重新对准并重新使用 其末端部分略微巻曲或弯曲的CNT。可以在诸如电子柱、FED和SFED的使用电子发射源的各种场中使用根 据本专利技术的对准CNT的方法。附图说明图1是显示微电子柱的结构的剖视图2是示出附着于现有CFE电子发射源的针尖的一个或多个CNT的剖 视图3中的(a)和(b)是显示沿着离子束重新对准CNT针尖的构思的 剖视图4是示出根据本专利技术的微柱中的被垂直地对准的一个或多个CNT的 剖视图5是显示图4的CNT针尖50被对准的状态的剖视图； 图6是示出通过向图4的实施例中的源透镜施加电压或电流而将离子束 I聚焦并放射到电子发射源的CNT针尖50上的剖视图7至图9是显示在普通电子柱的结构中向电子发射源的CNT针尖50施加离子束I的实施例的剖视图；以及图10是示出根据本专利技术的电子柱是多式柱的情况下的CNT针尖的对准的透视图。具体实施例方式下面，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。图2是示出附着有现有CFE电子发射源的针尖的一个或多个CNT的视图。在将一个或多个CNT用于电子发射源中的方法中，以这样的方式来形 成CFE电子发射源10，即通过使用KOH溶液蚀刻钨来获得锐利针尖末端 11并将一个或多个CNT 50精确且垂直地附着于或沉积在锐利针尖末端11 上。然而，很难将CNT50精确且垂直地附着或沉积在针尖末端11上。因此， 如图中所示，CNT50未被精确且垂直地附着于针尖末端11，而是在倾斜的 状态下附着于针尖末端11。此外，由于CNT具有小尺寸，所以不仅难以检 查此类垂直附着或沉积，而且难以检查与透镜光轴的对准。因此，当对准出 现问题时，必须重新对准CNT。在图2中，使用现有CFE针尖来附着或沉积CNT，但针尖末端不需要 如在传统C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括电子发射源和电子透镜的电子柱，其中，所述电子发射源使用一个或多个碳纳米管（ＣＮＴ）以发射电子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.5.29 KR 10-2007-00523541、一种包括电子发射源和电子透镜的电子柱，其中，所述电子发射源使用一个或多个碳纳米管(CNT)以发射电子。2、 根据权利要求l所述的电子柱，其中，所述CNT被附着于或沉积在 包括冷场发射器(CFE)、热场发射器(TFE)、或热发射器(TE)的支架的 锐利末端上。3、 根据权利要求1所述的电子柱，其中，所述电子柱是多式电子柱或 晶圆式电子柱，且所述CNT在晶圆平面上形成。4、 根据权利要求3所述的电子柱，其中，所述CNT在所述晶圆的支架 的锐利末端处形成。5、 根据权利要求2或4所述的电子柱，其中，所述支架的锐利末端与 所述电子透镜对准。6、 根据权利要求1至5中的任一项权利要求...

【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