DE69719214T2 - Diamantfilmdepositionsmethode - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden von Diamantoberflächen.
- Diamant ist aufgrund seiner geringen Austrittsarbeit und kristallinen Art ein besonders nützliches Material zum Ausbilden von Elektronenemittern. Verschiedene Verfahren wurden zum Ausbilden von Diamantemittern vorgeschlagen. Im CVD- (chemische Gasphasenabscheidung) Prozeß wird eine gasförmige Kohlenstoffquelle bei hoher Temperatur und hohem Druck verwendet, um Diamant auf einer Metalloberfläche wie z. B. aus Kupfer oder Nickel abzuscheiden. Es wurde auch vorgeschlagen, eine feste Kohlenstoffquelle bei niedrigem Druck zu verwenden, um Diamant auf einer Metalloberfläche abzuscheiden. Ein anderes Verfahren ist in Journal Vacuum Science Technology, B 14(3), Mai/Juni 1996, S. 2060 bis 2067, beschrieben. Bei diesem wird Diamantsand auf ein Siliziumsubstrat in einer Aufschlämmung oder Paste aufgetragen und dieses wird dann in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt, um einen elektrischen und mechanischen Kontakt zwischen dem Diamant und dem Siliziumsubstrat herzustellen. Eine Schicht aus Nickel kann dann auf dem Diamantsand abgeschieden werden. Diamant wird auch in anderen Anwendungen ausgedehnt verwendet, wie z. B. als Schleifmittel. Chakk et al. beschreibt in Appl. Phys. Lett. 66 (21), S. 2819-2821 (1995), ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung unter Verwendung von Diamantteilchen und durch Substratabrieb integrierten Metallteilchen, um die Keimbildung zu verbessern.
- EP-0718864-A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Feldemissionsbauelementen mit Diamantsand, der auf einer Metallschicht abgeschieden wird, die ausgewählt ist, um katalytisches Nachwachsen der Diamantschicht zu bewirken. Eine Wasserstoffplasmabehandlung mit einer Substrattemperatur von 500ºC- 800ºC aktiviert das Diamantteilchen, um eine Diamantschicht mit guter Qualität zu erhalten. Die Metallschicht wird während des Abscheidungsverfahrens nicht verbraucht.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Ausbilden einer Diamantoberfläche bereitzustellen.
- Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Ausbilden einer Diamantoberfläche mit den Schritten der Bereitstellung einer Metallschicht auf einem Substrat, der Abscheidung einer Schicht aus Diamantsand auf der Metallschicht und des Aussetzens der Metallschicht und des Diamantsands einer Gasatmosphäre bei erhöhter Temperatur bereitgestellt, wobei die Metallschicht und die Gasatmosphäre so ausgewählt werden, daß ein katalytisches Nachwachsen des Diamantsandes bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht ausreichend dünn ist, daß sie durch die Behandlung in der Gasatmosphäre verbraucht wird, wodurch ermöglicht wird, daß der Diamantsand in Kontakt mit dem darunterliegenden Substrat sinkt.
- Das Substrat ist vorzugsweise elektrisch isolierend und kann aus einer Gruppe ausgewählt werden, die Silizium, Quarz, Aluminium und Glas umfaßt. Der Diamantsand wird vorzugsweise als Paste in einem Bindemittel auf die Metalloberfläche aufgebracht. Das Metall wird vorzugsweise aus einer Gruppe ausgewählt, die Nickel, Silber, Kupfer, Titan, Chrom, Gold, Lanthan, Cäsium, Magnesium, Barium, Aluminium und Molybdän umfaßt. Der Diamantsand weist, wenn er aufgebracht wird, vorzugsweise eine Teilchengröße im Bereich von einigen Zehntel eines Mikrometers bis einigen Mikrometern auf. Die Gasatmosphäre besteht vorzugsweise aus einem Wasserstoff enthaltenden Gas, die erhöhte Temperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 500 bis 1000ºC und die Gasatmosphäre weist vorzugsweise einen Druck im Bereich von einigen Torr bis mehreren hundert Torr auf. Die Gasatmosphäre bei erhöhter Temperatur wird vorzugsweise durch einen Mikrowellen-Plasmareaktor erzeugt. Der Diamantsand kann mit einem Material vom n- Typ oder p-Typ dotiert sein. Der Diamantsand kann durch Zerstoßen einer CVD- Diamantschicht vom n-Typ oder p-Typ hergestellt werden.
- Ein Verfahren zum Ausbilden einer Diamantoberfläche wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gilt:
- Fig. 1 bis 4 sind nicht maßstäbliche, vereinfachte Seitenschnittansichten von verschiedenen Stufen beim Verfahren zur Herstellung des Bauelements.
- Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein elektrisch isolierendes Substrat 1 wie z. B. aus Silizium, Quarz, Aluminiumoxid oder Glas mit zwei Metalleiterbahnen 2, die auf seiner oberen Oberfläche durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren ausgebildet werden, wie z. B. durch Abscheidung durch eine Photoresistmaske hindurch, die anschließend entfernt wird, bereitgestellt. Die Leiterbahnen 2 sind etwa 1-5 um dick und können beispielsweise aus Nickel oder einem beliebigen anderen Metall bestehen, das zur Erzeugung der nachstehend angeführten katalytischen Wirkung wirksam ist, wie z. B. Silber, Kupfer, Titan, Chrom, Gold, Lanthan, Cäsium, Magnesium, Aluminium oder Molybdän.
- In der nächsten Stufe, die in Fig. 2 dargestellt ist, wird ein Seidensieb 3 auf der oberen Oberfläche des Substrats angeordnet, wobei das Sieb ein Muster von porösen Bereichen 13 aufweist, die der Stelle der Leiterbahnen 2 entsprechen. Eine Paste 4 wird dann mit einer Gummiwalze 5 über die obere Oberfläche des Siebs 3 gewischt, so daß die Paste durch die porösen Bereiche 13 auf die obere Oberfläche der Metalleiterbahnen 2 geschoben wird. Die Paste 4 umfaßt einen kostengünstigen Diamantsand oder Nanosand mit einer Teilchengröße im Bereich von einigen Zehntel eines Mikrometers bis einigen Mikrometern in einem Bindemittel. Das Sieb 3 wird dann entfernt und das Substrat 1 mit seinen mit Paste beschichteten Leiterbahnen 2 wird in einen Ofen gestellt, um das Bindemittel auszutreiben und den Diamantsand 6 zu belassen, wie in Fig. 3 gezeigt. Typischerweise beträgt die Dichte des Diamantsandes 6 auf den Leiterbahnen 2 etwa 10000 pro cm². Alternativ könnte der Diamantsand durch Ultraschallabrieb abgeschieden werden, um ihn in die obere Oberfläche der Metalleiterbahnen einzubetten.
- Das Muster des Diamantsands könnte auf der Oberfläche durch ein beliebiges herkömmliches Lithographieverfahren hergestellt werden, wie z. B. unter Verwendung von Elektronenstrahl- oder Röntgenstrahlverfahren. Der Diamantsand könnte durch ein Aufschleuderverfahren, durch Drucken oder durch Elektrophorese aufgetragen werden.
- Im nächsten Schritt, wie in Fig. 4 gezeigt, wird das Substrat 1 in einer Reaktorkammer 10 angeordnet. Die Kammer 10 weist einen Mikrowellen-Plasmareaktor 11 mit 6 kW auf und ist mit einer Wasserstoffgaspumpe 12 verbunden. Der Reaktor 11 erhitzt das Substrat 1 auf eine Temperatur im Bereich von 500-1000ºC und die Pumpe 12 läßt Wasserstoff durch die Kammer 10 mit einem Druck im Bereich von einigen Zehntel eines Torr bis mehreren hundert Torr für bis zu etwa 1 Stunde umlaufen. Andere Formen eines Wasserstoffplasmas könnten verwendet werden und das Plasma könnte Kohlenwasserstoffgase wie z. B. Methan enthalten. Andere Formen des Erhitzens könnten verwendet werden, wie z. B. RF-Erhitzen.
- Die Metallschicht ist ausreichend dünn, damit sie durch den Nachwachprozeß verbraucht wird. Dies ermöglicht, daß das Diamantteilchen in physischen Kontakt mit dem darunterliegenden Substrat sinkt.
- Das Metall der Leiterbahnen 2 wirkt als Katalysator in Gegenwart des Wasserstoffplasmas, um ein Nachwachsen des Diamantsands 6 zu facettierten Diamantkörnchen mit hoher Qualität und scharfen Kanten mit erhöhter Größe im Submikrometer- bis Mikrometerbereich zu bewirken. Es fördert auch die Grenzflächenzustände, die zwischen dem Diamantsand und dem Restmetall oder Karbiden gebildet werden, wie z. B. Karbide, die durch die Reaktion zwischen dem Metall und Diamant gebildet werden (dies ist besonders anwendbar, wenn das Metall Molybdän oder Titan ist). Das Nachwachsen des Diamants führt daher aufgrund der erhöhten Größe und verfeinerten Form zu einer Steigerung der Qualität des Diamants. Die Haftung und daher der elektrische Kontakt des Diamants mit der darunterliegenden Oberfläche wird auch verbessert. Das Verfahren weist auch den Vorteil auf, daß das Nachwachsen des Diamants relativ schnell erreicht werden kann.
- Der Diamantsand 6 kann vor dem Aufbringen auf die Leiterbahnen mit einem Material vom n-Typ oder p-Typ dotiert werden. Alternativ kann der Diamant nach dem Aufbringen desselben auf die Leiterbahnen dotiert werden, wie z. B. durch Einschließen des Dotierungsmaterials in die Wasserstoffplasmabehandlung. Dies vermeidet den Bedarf für irgendwelche zusätzlichen Oberflächenbehandlungen oder eine Metallbeschichtung, um die Elektronenemission zu verbessern. In dieser Weise dotierter Diamantsand weist eine erwünschte Verarmungsschicht an der Grenzfläche zwischen dem Diamantkristall und der Metallschicht auf. Dotierter Diamantsand könnte durch Zerstoßen einer CVD-Diamantschicht vom n-Typ oder p-Typ hergestellt werden. Es wurde festgestellt, daß dies eine leichte Steuerung der Leitfähigkeit ermöglicht.
- Das fertiggestellte Bauelement kann in der Kathode einer Feldemissionsvorrichtung wie z. B. einer Anzeige der in GB2297862 beschriebenen Art verwendet werden. Die Diamantoberfläche könnte in planaren Emitteranordnungen wie z. B. in Anzeigevorrichtungen verwendet werden. Die Diamantoberfläche könnte auf eine kalte Kathodenelektrode wie z. B. in einem LCD-Rücklicht angewendet werden.
Claims (12)
1. Verfahren zum Ausbilden einer Diamantoberfläche mit den Schritten der
Bereitstellung einer Metallschicht (2) auf einem Substrat (1), der Abscheidung
einer Schicht aus Diamantsand (6) auf der Metallschicht und des Aussetzens der
Metallschicht und des Diamantsands einer Gasatmosphäre bei erhöhter
Temperatur, wobei die Metallschicht (2) und die Gasatmosphäre so ausgewählt
werden, daß ein katalytisches Nachwachsen des Diamantsandes (6) bewirkt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (2) ausreichend dünn ist, daß sie
durch die Behandlung in der Gasatmosphäre verbraucht wird, wodurch ermöglicht
wird, daß der Diamantsand in Kontakt mit dem darunterliegenden Substrat (1)
sinkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1)
elektrisch isolierend ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus
einer Gruppe ausgewählt wird, die Silizium, Quarz, Aluminiumoxid und Glas
umfaßt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Diamantsand (6) auf die Metallschicht (2) als Paste (4) in einem
Bindemittel aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Metall (2) aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Nickel, Silber, Kupfer,
Titan, Chrom, Gold, Lanthan, Cäsium, Magnesium, Barium, Aluminium und
Molybdän umfaßt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Diamantsand (6), wenn er aufgebracht wird, eine Teilchengröße im
Bereich von einigen Zehntel eines Mikrometers bis einigen Mikrometer aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasatmosphäre im wesentlichen aus einem Wasserstoff enthaltenden Gas
besteht.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die erhöhte Temperatur im Bereich von 500 bis 1000ºC liegt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasatmosphäre einen Druck im Bereich von einigen mbar bis mehreren
Hundert mbar aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasatmosphäre bei erhöhter Temperatur durch einen
Mikrowellenplasmareaktor (11) erzeugt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Diamantsand (6) mit einem Material vom n-Typ oder p-Typ dotiert ist.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Diamantsand (6) durch Zerstoßen einer CVD-Diamantschicht vom n-Typ
oder p-Typ hergestellt wird.
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| DE19757141A1 (de) * | 1997-12-20 | 1999-06-24 | Philips Patentverwaltung | Array aus Diamant/wasserstoffhaltigen Elektroden |
| GB2350925A (en) * | 1999-03-06 | 2000-12-13 | Smiths Industries Plc | Making an electron-emitter by ink-jet printing |
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| KR20010113402A (ko) * | 2000-06-19 | 2001-12-28 | 김대옥 | 합성보석의 파빌리온면 표면처리방법 및 표면코팅구조 |
| US6727117B1 (en) * | 2002-11-07 | 2004-04-27 | Kyocera America, Inc. | Semiconductor substrate having copper/diamond composite material and method of making same |
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| CN100444697C (zh) * | 2006-06-07 | 2008-12-17 | 东南大学 | 平面式场发射三极结构及其制备方法 |
| JP2009099367A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | 発光装置 |
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| TWI388402B (en) | 2007-12-06 | 2013-03-11 | Methods for orienting superabrasive particles on a surface and associated tools | |
| CN101540260B (zh) * | 2008-03-19 | 2011-12-14 | 清华大学 | 场发射显示器 |
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| US8299700B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-10-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electron emitting element having an electron acceleration layer, electron emitting device, light emitting device, image display device, cooling device, and charging device |
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| ATE193156T1 (de) * | 1990-12-28 | 2000-06-15 | Canon Kk | Bilderzeugungsgerät |
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| US5637950A (en) * | 1994-10-31 | 1997-06-10 | Lucent Technologies Inc. | Field emission devices employing enhanced diamond field emitters |
| US5709577A (en) * | 1994-12-22 | 1998-01-20 | Lucent Technologies Inc. | Method of making field emission devices employing ultra-fine diamond particle emitters |
| US5616368A (en) * | 1995-01-31 | 1997-04-01 | Lucent Technologies Inc. | Field emission devices employing activated diamond particle emitters and methods for making same |
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Owner name: GE AVIATION UK, MANCHESTER, GB Owner name: WANG, WANG NANG, WILTSHIRE, GB |