Способ изготовления многоострийных автоэлектронных эмиттеров

ОП КСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ш 528631 Союз Советских Социалистических Республикс присоединением заявки %в Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий(23) ПриоритетОпубликовано 15,09.76. Бюллетень Ме 34 Дата опубликования описания 22.11.76(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГООСТРИЙНЪ 1 Х АВТОЭЛЕКТРОН НЪХ ЭМИТТЕРОВИзобретение относится к области электроники и может быть использовано при изготовлении активных элементов в вакуумных интегральных схемах.Известен способ изготовления автоэлектронных эмиттеров (1), недостатками которого являются сложность осущест 1 вления, ограниченный диапазон материалов для изготовления автоэмиссионных острий, недостаточная воспроизводимость технологического процесса,Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ изготовления многоострийных автоэлектронных эмиттеров (2)включающий операции создания на подложке маскирующих островков посредством окисления подложки, вытравливание материала подложки под маскирующими островками. Однако этот способ не позволяет обеспечить необходимый диапазон материалов, используемых для изготовления острий, и достичь их высокой геометрической однородности.Это обусловлено тем, что в процессе окисления подложки, в частности, кремния, на границе раздела кремния и двуокиси кремния поверхность кремния становится довольно шероховатой вследствие поликристаллизацииокремния на толщину до ЗООА, вследствие чего геометрическую однородность матрицы получить таким образом невозможно. Непосредственной причиной этого является искажение,введенное химическими изменениями, когдадвуокись создается за счет монокристалла5 кремния. Поэтому наличие поликристаллического слоя на границе раздела кремний - двуокись кремния не позволяет получать воспроизводимые радиусы закругления острий изкремния - источников автоэмиссии.10 Цель изобретения - расширение диапазонаматериалов, используемых для изготовленияострий, и повышение геометрической однородности острий,Это достигается тем, что по предлагаемому15 способу маскирующие островки создают путемнанесения на подложку пленки двуокиси олова толщиной от 0,35 до 0,45 мкм. При этомповышенная стойкость пленки двуокиси оловак действию кислот и щелочей дает возмож 20 ность использовать в качестве подложки вместо кремния германий, а также материалыгруппы А,В, н др., что позволяет по сравнению с прототипом расширить диапазон материалов, используемых для изготовления ос 25 трий, поэтому наличие пленки двуокиси олована подложке в качестве маскирующего покрытия позволяет получать геометрическую однородность матрицы острий и, следовательно,стабильность параметров и надежность в ра 30 боте, так как пленка двуокиси олова образуетЗаказ 2352/12 Изд. Лгз 1623 Тираж 963 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раугиская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 ся не за счет монокристалла подложки, и те пература ее образования слишком низка для создания на границе подложка - двуокись олова механических напряжений.Способ, согласно изобретению, описывается следующей последовательностью операций. Берут полированную подложку кремния и нагревают ее до 450 - 550 С. На подложку пульверизацией спиртового раствора ЯпС 4 5 Н,О наносят пленку, которую выдерживают в указаином интервале температур в течение 10 мин до образования пленки двуокиси олова толщиной от 0,35 до 0,45 мкм, При меньших толщинах пленка двуокиси олова получается недостаточно плотной, с повышенным количеством пор и других дефектов, приводящих к неоднородному ее стравливанию. При более высоких значениях толщины пленка стравливается с трудом, время ее травления существенно увеличивается, что затрудняет изготовление точных размеров маскирующих островков. Таким образом экспериментальные исследования показали, что при отклонении толщины пленки двуокиси олова от указанных оптимальных пределов в большую или меньшую стороны невозможно достижение поставленной цели - повышения геометрической однородности изготавливаемых автоэмиссионных острий.Методами фотолитографии в пленке фоторезиста, нанесенного на пленку двуокиси олова, создают изображение маскирующих островков с поперечными размерами, например около 10 мкм и расстояниями между центрами островков около 25 мкм, Для травления пленки двуокиси олова используют соляную кислоту с добавкой металлического цинка в виде порошка, которым полученную после фотолитографии композицию покрывают сверху слоем 5 - 10 мкм.5 Полученную композицию с маскирующимиостровками промывают в дистиллированной воде. Затем в травителе Нг: НМОз=2:9 вытравливают в кремнии под сеткой маскирующих островков двуокиси олова автоэмиссионные 10 острия высотой, например 10 мкм, Островкидвуокиси олова удаляются с вершин острий механически при помощи последующей промывки. 15 Формула изобретения Способ изготовления многоострийных автоэлектронных эмиттеров, включающий создание на подложке маскирующих островков и вы травливание материала подложки под ними, о тлич а ющийся тем, что, с целью расширения диапазона материалов, используемых для изготовления острий, и повышения геометрической однородности острий, маскирующие ост ровки создают путем нанесения на подложкупленки двуокиси олова толщиной от 0,35 до 0,45 мкм. 30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Электронная техника, серия 5, вып, 4,стр. 3 - 11, 19 б 8.2. Электроника, экспресс - информация, 35 вып, 27, стр, 1 - 8, 1974 (прототип).