专利名称：场发射显示用冷阴极的硅衬底结构及制备的制作方法
技术领域：
本发明属于光电子技术领域，涉及场发射冷阴极结构，特别是涉及一种能够在硅衬底上实现线条阵列线间隔离的冷阴极结构。
背景技术：
目前场发射显示的发展异常迅速，人们在很多种材料中观察到场发射。通常场发射材料需要制备在合适的衬底上，从价格及工艺水平考虑，很多场发射材料的衬底采用硅材料。这种平面衬底不适于应用在场发射显示的领域。应用于场发射显示的冷阴极要求具有寻址功能，而通常的平面衬底不具有寻址功能，所以不能实现矩阵显示。
本发明详细内容本发明的目的要解决硅衬底冷阴极不具有寻址功能，不能实现矩阵显示的问题，本发明将要提供一种场发射显示用冷阴极的硅衬底结构及制备。
为了实现上述目的，本发明是利用p-n结的单向导电性本发明首先根据矩阵显示分辨率的需要，在导电硅衬底上刻蚀出一定宽度和数量的线条沟道和沟台阵列，然后在沟道内扩散反型杂质获得p-n结线条沟道，在p-n结线条沟道的一端蒸镀金属即制成引线焊盘，以便焊接引线与外电路联接，从而实现阵列线条沟道间的隔离，完成场发射显示用冷阴极硅衬底结构的制备。p-n结线条沟道可制备多重p-n的结线条沟道。
本发明场发射显示用冷阴极硅衬底结构包括导电硅衬底1、线条沟道2、扩散区3、 扩散区4、引线焊盘5、沟台6，在导电硅衬底1本体上置有线条沟道2和沟台6，在两个沟台6之间的线条沟道2的内部置有扩散区3和扩散区4，线条沟道2的一端置有引线焊盘5。
本发明的工作过程当给一个线条沟道加电而其它线条沟道接地时，由于p-n结具有单向导电特性，使电流不会流入其它线条沟道，这样在矩阵显示中实现了硅衬底冷阴极线条沟道的寻址功能。
本发明的优点在场发射冷阴极硅衬底基片上采用刻蚀线条沟道方案、可制备多重p-n结能够有效实现线条沟道间的隔离，而且可以提高线间耐压。本发明提供一种结构简单、工艺成熟、成本低廉、容易实现，而且可以提高线条沟道间耐压等优点的场发射显示用冷阴极的硅衬底结构。本发明的硅衬底冷阴极具有寻址功能，能实现矩阵显示。
图1是本发明的结构示意图
具体实施例方式下面结合附图与实施例进一步说明本发明。
如图1是本发明采用两重p-n结结构实现线条沟道间隔离的示意图。它包括导电硅衬底1；线条沟道2；扩散区3；扩散区4；引线焊盘5、沟台6。根据使用条件，如果一个p-n结反向耐压不够，则可通过多次扩散获得多重p-n结串联结构，这样可以提高线条沟道间的耐压。
实施例1是在p-型硅衬底上制作场发射显示用冷阴极的硅衬底结构(1)选用导电硅衬底1采用p-型硅衬底，采用干氧氧化一层厚度约500nm的二氧化硅。
(2)根据需要光刻出一定数量线条沟道2的阵列，例如线条沟道2可选择三条线条沟道，线条沟道2的宽度选择为500μm，沟台6可选择四条沟台，沟台6的宽度选择为300μm，干法刻蚀出深约2μm的线条沟道2。
(3)在沟道内扩散反型杂质以便获得p-n结线条沟道在线条沟道2内离子注入V族元素，其注入剂量以实现硅衬底1导电类型反转，形成n-型为准并置入扩散炉中扩散形成n-型扩散区3。
(4)取出后再注入III族元素并置入扩散炉中扩散形成p-型扩散区4，重复此过程可获得多重p-n结构。最后在线条沟道2的端点制备引线焊盘5以便引线。需要注意，在多重p-n结结构中，每一次扩散深度不要超过前一次扩散深度，而且第一次扩散深度不应大于沟台6宽度的二分之一。
实施例2是在n-型硅衬底上制作场发射显示用冷阴极的硅衬底结构(1)选用导电硅衬底1采用n-型硅衬底，采用干氧氧化一层厚度约500nm的二氧化硅。
(2)步骤与实施例1相同。
(3)在沟道内扩散反型杂质以便获得p-n结线条沟道在线条沟道2内离子注入III族元素，其注入剂量以实现硅衬底1导电类型反转，形成p-型为准并置入扩散炉中扩散形成p-型扩散区3。
(4)取出后再注入V族元素并置入扩散炉中扩散形成n-型扩散区4，重复此过程可获得多重p-n结构。最后在线条沟道2的端点制备引线焊盘5以便引线。需要注意，在多重p-n结结构中，每一次扩散深度不要超过前一次扩散深度，而且第一次扩散深度不应大于沟台6宽度的二分之一。
权利要求
1.场发射显示用冷阴极硅衬底结构的制备，其特征在于首先根据矩阵显示分辨率的需要，在导电硅衬底上刻蚀出一定宽度和数量的线条沟道和沟台阵列，然后在沟道内扩散反型杂质获得p-n结线条沟道，在p-n结线条沟道的一端蒸镀金属即制成引线焊盘，以便焊接引线与外电路联接，从而实现阵列线条沟道间的隔离，完成场发射显示用冷阴极硅衬底结构的制备。
2.根据权利要求1所述的场发射显示用硅衬底冷阴极结构的制备，其特征在于p-n结线条沟道可制备多重p-n的结线条沟道。
3.场发射显示用冷阴极硅衬底结构包括导电硅衬底1其特征在于还包括有线条沟道2、扩散区3、 扩散区4、引线焊盘5、沟台6，在导电硅衬底1本体上置有线条沟道2和沟台6，在两个沟台6之间的线条沟道2的内部置有扩散区3和扩散区4，线条沟道2的一端置有引线焊盘5。
全文摘要
本发明涉及一种能够在硅衬底上实现线条阵列线间隔离的冷阴极结构。根据矩阵显示分辨率的需要，在导电硅衬底上刻蚀出一定宽度和数量的线条沟道和沟台阵列，在沟道内扩散反型杂质获得p－n结线条沟道并在其一端蒸镀金属，从而实现阵列线条沟道间的隔离，完成场发射显示用冷阴极硅衬底结构的制备。线条沟道2、扩散区3、扩散区4、引线焊盘5、沟台6，本发明在场发射冷阴极硅衬底基片上采用刻蚀线条沟道方案、可制备多重p－n结能够实现线条沟道间的隔离，而且可以提高线条沟道线间耐压。本发明提供一种结构简单、工艺成熟、成本低廉、容易实现的场发射显示用冷阴极的硅衬底结构。本发明的冷阴极硅衬底具有寻址功能，能实现矩阵显示。
文档编号H01J9/02GK1516214SQ0311083
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月8日 优先权日2003年1月8日
发明者宋航, 李志明, 赵海峰, 元光, 金亿鑫, 宋 航 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 中国科学院长春光学精密机械与物理研