DE69204629T2

DE69204629T2 - Herstellungsverfahren einer Feldemissionsvorrichtung mit integraler elektrostatischer Linsenanordnung.

Info

Publication number: DE69204629T2
Application number: DE69204629T
Authority: DE
Inventors: Robert C Kane; Norman W Parker
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: US5430347A; EP0545621A1; DE69204629D1; EP0545621B1; JPH05242794A

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Kaltkathoden-Feldemissionsvorrichtungen im allgemeinen und im besonderen ein Verfahren zum Herstellen einer elektrostatischen Linse als ein integraler Teil einer Feldemissionsvorrichtung.

Hintergrund der Erfindung

Feldemissionsvorrichtungen (FEDs) sind in der Technik bekannt und können mit Hilfe einer Vielfalt von Verfahren hergestellt werden, von denen einige komplexe Material-Depositionsverfahren erfordern und andere, die Prozeßschritte, wie z.B. anisotropische Ätzschritte, benötigen. FEDs bestehen typischerweise aus einem Elektronenemitter, einer Gate-Extraktionselektrode und einer Anode, wenngleich Zweielement- Strukturen, die nur einen Elektronenemitter und eine Anode umfassen, bekannt sind. Bei einer üblichen Anwendung einer FED wird ein geeignetes Potential an wenigstens die Gate-Extraktionselektrode angelegt, um in einer Zone bei/nahe dem Elektronenemitter ein elektrisches Feld von geeignter Größe und Polarität hervorzurufen, so daß Elektronen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit durch eine reduzierte Oberflächen-Potentialbarriere begrenzter Ausdehnung tunneln können. Diejenigen Elektronen, die der Oberfläche des Elektronenemitters in den freien Raum entkommen sind, werden im allgemeinen vorzugsweise auf der Anode der Vorrichtung gesammelt. Bei manchen Anwendungen, z.B. Anzeigen, ist es erwünscht, eine elektrostatische Fukussierungslinse zur Verfügung zu stellen, die die Flugbahn der emittierten Elektronen in einer Weise verändert, daß die Auflösung des Anzeigebildes verbessert wird. Bestehende elektrostatische Linsenstrukturen sehen jedoch keine Veränderung der Elektronenstrahlbahn vor, die ein für viele Anwendungen geeignetes Elektronenstrahlprofil ergeben wird.
Ein Artikel in den IEEE Transactions on Electron Devices, Band 38, Nr. 10, Oktober 1991, Seiten 2355-2363, betitelt "Field-Emitter Arrays for Vacuum Microelectronics" beschreibt eine Merfachelektroden-FED, die einen Elektronenemitter, eine Gate-Elektrode und eine Feldformungslektrode umfaßt, die die Flugbahnen der emittierten Elektronen ordnet. Der Artikel beschriebt nicht, wie die Merfachelektroden-FED hergestellt wird.
PCT-Anmeldungsnummer WO-A-9209095 offenbart eine FED mit einem Elektronenemitter, einer Gate-Elektrode sowie einer Elektrode, die als eine Fokussierungselektrode wirrkt. Diese PCT-Anmeldung betrifft jedoch den Stand der Technik, der unter die Bestimmungen des Artikels 54(3) EPC fällt.
Es besteht ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zur Herstellung einer Feldemissionsvorrichtung mit wenigstens einer integralen elekstrostatischen Linse.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer feldemissionsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die einen Elektronenemitter zum Emittleren von Elektronen, eine Gate-Elektrode mit einer Öffnung mit einer Größe, durch die emittierte Elektronen hlndurchtreten, eine Anode, die so angenordnet ist, daß sie emittierte Elektronen, die durch die Gate-Öffnung hindurchtreten, einfängt, und wenigstens eine elektrostatische Linsenelektrode umfaßt, die zwischen der Gate-Elektrode und der Anode angeordnet ist und eine Öffnung für den Durchtritt emittierter Elektronen durch selbige aufweist, wobei die Größe der Öffnung der wenigstens einen elektrostatischen Linse größer ist als die erste Größe der Öffnung der Gate- Elektrode, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Schaffen einer Vielzahl von Materialschichten einschließlich eines Trägersubstrats mit einer Oberfläche, einer Vielzahl isolierender Schichten, einer Vielzahl leitender/halbleitender Schichten sowie einer selektiv strukturierten Ätzmaskenschicht, die sämtlich nahe beieinander in einer festen Beziehung angeordnet sind und eine einzelne mehrschichtige Struktur bilden;
Ausführen einer ersten gerichteten Ätzung, um selektiv Material von einigen der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur in einem Bereich zu entfernen, der im wesentlichen einer Struktur der selektiv struturierten Ätzmaske entspricht, wobei der Schritt der ersten gerichteten Ätzung die Größe der Öffnung wenigstens einer elektrostatischen Linsenelektrode bestimmt;
Auftragen einer im wesentlichen konformen Isolatorschicht auf die geätzte Struktur;
Ausführen einer zweiten gerichteten Ätzung, um einen Teil der konformen Isolatorschicht zu entfernen, so daß eine Seitenwand hergestellt wird;
Ausführen einer dritten gerichteten Ätzung, um einen Teil des Materials einiger anderer der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur zu entfernen, so daß wenigstens ein Teil der Oberfläche des Trägersubstrats freigelegt wird, wobei der Schritt der dritten gerichteten Ätzung in einem Bereich ausgeführt wird, der durch die Seitenwand begrenzt wird, so daß die Dicke der Seitenwand die erste Größe der Öffnung der Gate-Elektrode bestimmt;
Entfernen im wesentlichen der gesamten verbleibenden, konform aufgetragenen Isolatorschicht, wobei diese Schicht die Seitenwand bildete, und
Herstellen des Elektronenemitters, der im wesentlichen auf dem freiliegenden Teil der Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die einen Elektronenemitter zum Emittieren von Elektronen, eine Gate-Elektrode mit einer Öffnung mit einer Größe, durch die emittierte Elektronen hindurchtreten, eine Anode, die so angenordnet ist, daß sie emittierte Elektronen, die durch die Gate-Öffnung hindurchtreten, einfängt, sowie eine Vielzahl elektrostatischer Linsenelektroden umfaßt, die zwischen der Gate-Elektrode und der Anode angeordnet sind, wobei jede der elektrostatischen Linsenelektroden eine Öffnung für den Durchtritt emittierter Elektronen durch selbige aufweist, wobei sich die Größe jeder Öffnung von der Größe der anderen Öffnungen unterscheidet und größer ist als die erste Größe der Öffnung der Gate- Elektrode, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Schaffen einer Vielzahl von Materialschichten einschließlich eines Trägersubstrats mit einer Oberfläche, einer Vielzahl isolierender Schichten, einer Vielzahl leitender/halbleitender Schichten sowie einer selektiv strukturierten Ätzmaskenschicht, die sämtlich nahe beieinander in einer festen Beziehung angeordnet sind und eine einzelne mehrschichtige Struktur bilden;
Ausführen einer ersten gerichteten Ätzung, um selektiv Material von einigen der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur in einem Bereich zu entfernen, der im wesentlichen einer Struktur der selektiv strukturierten Ätzmaske entspricht, wobei der Schritt der ersten gerichteten Ätzung die Größe der Öffnung einer ersten elektrostatischen Linsenelektrode bestimmt;
Auftragen einer ersten im wesentlichen konformen Isolatorschicht auf die geätzte Struktur;
Ausführen einer zweiten gerichteten Ätzung, um einen Teil der konformen Isolatorschicht zu entfernen, so daß eine erste Seitenwand hergestellt wird;
Ausführen einer dritten gerichteten Ätzung, um Material von einigen anderen Materialschichten der mehrschichtigen Struktur zu entfernen, wobei der Schritt der dritten gerichteten Ätzung in einem Bereich ausgeführt wird, der durch die erste Seitenwand begrenzt wird, so daß die Dicke der ersten Seitenwand die Größe der Öffnung einer zweiten elektrostatischen Linsenelektrode bestimmt;
Auftragen einer zweiten im wesentlichen konformen Isolatorschicht auf die dritte gerichtet geätzte Struktur;
Ausführen einer weiteren gerichteten Ätzung, um einen Teil der zweiten konformen Isolatorschicht zu entfernen, so daß eine zweite Seitenwand hergestellt wird;
Ausführen einer gerichteten Ätzung, um Material von einigen anderen der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur zu entfernen, so daß wenigstens ein Teil der Oberfläche des Trägersubstrats freigelegt wird, wobei der Schritt der gerichteten Ätzung in einem Bereich ausgeführt wird, der durch die zweite Seitenwand begrenzt wird, so daß die Dicke der zweiten Seitenwand die erste Größe der Öffnung der Gate-Elektrode bestimmt;
Entfernen im wesentlichen der gesamten verbleibenden ersten und zweiten konform aufgetragenen Isolierschicht, wobei die Schichten die erste und zweite Seitenwand bilden, und
Herstellen eines Elektronenemitters, der im wesentlichen auf dem freiliegenden Teil der Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet ist.
Bei einem Beispiel einer nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten FED mit integral gebildeten elektrostatischen Linsen wird eine elektrostatische Linse benutzt, um eine Veränderung der Flugbahnen von emittierten Elektronen, die einen Elektronenstrahl bilden, zu erzeugen, so daß der Querschnitt des Elektronenstahls in einer Entfernung von 1000 um vom Elektronenemitter weniger als etwa 10 um und in einer Entfernung von 3000 um vom Elektronenemitter weniger als etwa 20 um beträgt.
Bei einem anderen Beispiel einer nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten FED wird eine Mehrzahl von elektrostatischen Linsen bereitgestellt, wobei jede der Mehrzahl von Linsen eine Öffnung mit einem bevorzugten Durchmesser, der sich von dem der anderen der Mehrzahl von elektrostatischen Linsen unterscheidet, definiert, und wobei wenigstens einige der Durchmesser der Linsenöffnungen vom Durchmesser einer Öffnung in dem Gate abweichend sind.
Bei noch einem weiteren Beispiel einer nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten FED mit integral gebildeten elektrostatischen Linsen wird eine Bildanzelgeeinrichtung verwirklicht, bei der das elektrostatische Llnsensystem einen Elektronenstrahlquerschnitt von reduzierter Größe liefert, so daß eine Bildpixelgröße von etwa 2 bis 25 um verwendet werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A ist eine Computermodell-Darstellung einer im Stand der Technik bekannten Feldemissionsvorrichtung und zeigt weiter Flugbahnen von emittierten Elektronen.
Fig. 1B ist eine Darstellung einer Verlängerung der in Fig. 1A gezeigten Elektronenflugbahnen.
Fig. 2A ist eine Computermodell-Darstellung einer im Stand der Technik bekannten Feldemissionsvorrichtung und zeigt weiter Flugbahnen von emittierten Elektronen.
Fig. 2B ist eine Darstellung einer Verlängerung der in Fig. 2A gezeigten Elektronenflugbahnen.
Fig. 3A ist eine Computermodell-Darstellung einer erfindungsgemäß konstruierten Feldemissionsvorrichtung und zeigt weiter Flugbahnen von emittierten Elektronen.
Fig. 3B ist eine Darstellung einer Verängerung der in Fig. 3A gezeigten Elektronenflugbahnen.
Fig. 4A - 4F sind geschnittene Seitenansichten von verschiedenen Strukturen, die jeweils durch Ausführen wenigstens einiger der Schritte einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung verwirklicht werden.
Fig. 5A - 5F sind geschnittene Seitenansichten von verschiedenen Strukturen, die jeweils durch Ausführen wenigstens einiger der Schritte einer anderen Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung verwirklicht werden.
Fig. 6A - 6E sind geschnittene Seitenansichten von verschiedenen Strukturen, die jeweils durch Ausführen wenigstens einiger der Schritte einer anderen Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung verwirklicht werden.
Fig. 7 ist eine geschnittene Seitenansicht einer ersten Anode einer Bilddarstellungseinrichtung.
Fig. 8 ist eine geschnittene Seitenansicht einer zweiten Anode einer Bilddarstellungseinrichtung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Wie in der Technik bekannt ist, werden Elektronen von einem Kaltkathoden-Feldemitter mit ungleichmäßiger Geschwindingkeit in dem Sinne emittiert, daß jeder Bestandteil des gesamten Elektronenflusses nicht unbedlngt eine identische Radialgeschwindigkeitskomponente (in bezug auf die Normalachse der Emitterstruktur) besitzt. Diese ungleichmäßige Radialkomponente der Geschwindigkeit ist hauptsächlich der Tatsache zuzuschreiben, daß emittierte Elektronen von der Emitteroberfläche durch ein sehr starkes elektrisches Feld beschleunigt werden, das notwendigerweise senkrecht (normal) zur Emitteroberfläche verläuft. Da das elektrische Feld in dem Bereich eines Feldemissions-Elektronenemitters im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Elektronenemitters verläuft, werden die emittierten Elektronen Flugbahnen annehmen, die im wesentlichen parallel zur Richtung des elektrischen Feldes verlaufen.
Fig. 1A zeigt eine Computermodell-Darstellung einer Hälfte einer Seitenansicht einer FED 10 des Standes der Technik, bei der ein Elektronenemitter 13 in der Nähe einer Beschleunigungselektrode (Gate) 11 angeordnet ist, die einen ersten Durchmesser aufweist, der eine Öffnung 16 definiert, durch die Elektronen, die vom Elektronenemitter 13 emittiert werden, hindurchtreten können. In Fig. 1A sind die Dimensionen in Mascheneinheiten entlang einer Ordinate und einer Abszisse angegeben, wobei bei dieser einzelnen Darstellung eine Mascheneinheit 0.02 um beträgt. Durch Anlegen eines geeigneten, von außen bereitgestellten Potentials (nicht gezeigt) an das Gate 11, wird, wie in der Technik bekannt und ausführlich beschrieben, ein verstärktes elektrisches Feld bei/nahe dem Elektronenemitter 13 hervorgerufen werden. Wenn der Elektronenemitter 13 betriebsfähig mit einem extern bereitgestellten Bezugspotential (nicht gezeigt), wie z.B. einem Massebezug, verbunden ist, werden Elektronen vom Elektronenemitter 13 in einen Freiraumbereich emittiert, der unmittelbar an die Oberfläche des Elektronenemitters 13 angrenzt. Eine Anode 12, deren Zweck darin besteht, wenigstens einen Teil der emittierten Elektronen aufzufangen, ist in bezug auf den Elektronenemitter 13 entfernt angeordnet. Ein elektrisches Feld, das in dem Freiraumbereich vorhanden ist, ist durch die Äquipotentiallinien 14 dargestellt. Die Elektronen, die von der Oberfläche des Elektronenemitters 13 emittiert werden, fliegen nach Maßgabe der Anforderungen, die ein elektrisches Feld, durch das ein Elektron läuft, auferlegt, und nehmen im Fall der vorliegenden Vorrichtung die gezeigten Elektronenflugbahnen 15 an. Für die FED 10 ist klar ersichtlich, daß, sowie sich die Elektronen vom Elektronenemitter 13 in Richtung auf die Anode 12 wegbewegen, der Querschnitt des Elektronenstrahls zunimmt.
Alternativ kann, wie nachfolgend benutzt, eine Anode mehr/weniger entfernt vom Elektronenemitter angeordnet werden und die Betriebselgenschaften der Vorrichtung im wesentlichen identisch halten, wenn die Spannung an der Anode entsprechend verändert wird, so daß das elektrische Feld in dem Freiraumbereich unverändert bleibt.
Fig. 18 ist eine Computermodell-Darstellung eines verlängerten Elektronenweges, die Elektronenbahnen 15 der FED 10 über einer Durchgangstrecke von 0.01 Meter zeigt, wobei die Elektronenbahnen 15 an der Stelle ihren Ursprung haben, die als 1.0 (Ordinate) und -0.01 (Abszisse) dargestellt ist. Dimensionen auf der Ordinate und der Abszisse sind in Einheiten von (1.0 um). Mann sollte beachten, daß sich bei der FED 10 ohne Fokussierungseinrichtungen der Elektronenstrahl bei einer Durchgangsstrecke von 1000 um vom Elektronenemitter 13 auf einen Gesamtquerschnitt von mehr als 100 um und bei einer Durchgangsstrecke von 3000 um auf einen Gesamtquerschnitt von mehr als 180 um verbreitert. Bei vielen Anwendungen ist es wünschenswert, den Gesamtquerschnitt des Elektronenstrahls zu minimieren/reduzieren. Des weiteren wird bei vielen Anwendungen die Anode bei Abständen von 1000 - 10,000 um von dem (den) Elektronenemitter(n) angeordnet sein.
Fig. 2A ist eine Computermodell-Darstellung einer Hälfte einer Seitenansicht einer FED 20 des Standes der Technik mit einem Elektronenemitter 23, einer Anode 22 und einem Gate 21, die alle im allgemeinen wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 1A beschrieben arbeiten. Die FED 20 umfaßt weiter eine elektrostatische Linse 26, die eine zentrale Öffnung mit einem Durchmesser dorthindurch definiert, der im wesentlichen gleich dem der zentralen Öffnung des Gates 21 ist. Wie Fig. 2A zeigt, hat die Einbeziehung der Linse 26 mit einem geeigneten, extern erzeugten Potential, das daran angelegt wird, eine Veränderung der Elektronenflugbahnen zur Folge.
Fig. 2B zeigt eine Computermodell-Darstellung eines verlängerten Elektronenweges, die Elektronenflugbahnen 25 der FED 20 über einer Durchgangstrecke von 0.01 Meter zeigt, wobei die Elektronenbahnen 25 an der Stelle ihren Ursprung haben, die als 1.0 (Ordinate) und -0.01 (Abszisse) dargestellt ist. Mann sollte beachten, daß sich bei der FED 20 der Elektronenstrahl bei einer Durchgangsstrecke von 1000 um vom Elektronenemitter auf einen Gesamtquerschnitt von mehr als 35 um und bei einer Durchgangsstrecke von 3000 um auf einen Gesamtquerschnitt von mehr als 60 um verbreitert.
Die unannehmbare Elektronenstrahlstreuung bei der FED 20 ist hauptsächlich auf Abweichungen zurückzuführen, die durch die Geometrie und die Anordnung der elektrostatischen Linse 26 hervorgerufen werden. Um die Strahlstreuung von fast paraxialen Elektronenstrahlen zu reduzieren, überkorrigiert diese Ausführung des Standes der Technik die Elektronen, die in Bahnen mit größeren Winkeln fliegen. Als solches werden einige der Elektronen in dem Elektronenstrahl überfokussiert und tragen zur Verbreiterung des Elektronenstrahlquerschnitts bei. Diese Abweichung der elektrostatischen Linse 26 ist wenigstens zum Teil einer Forderung zuzuschreiben, daß die Linse 26 sehr dünn sein soll.
Fig. 3A ist eine Computermodell-Darstellung einer Hälfte einer Seitenansicht einer FED 30 mit einem Elektronenemitter 33, einer Anode 32 und einem Gate 31, die alle im allgemeinen wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 1A beschrieben arbeiten. Die FED 30 umfaßt weiter eine erfindungsgemäße elektrostatische Linse 37. Wie Fig. 3A zeigt, hat die Einbeziehung der Linse 37 mit einem geeigneten, extern erzeugten Potential, das daran angelegt wird, eine Veränderung der Elektronenflugbahnen zur Folge. Die elektrostatische Linse 37 unterscheidet sich von den Linsen des Standes der Technik dadurch, daß eine dahindurch gebildete zentrale Öffnung einen anderen Durchmesser als eine zentrale Öffnung durch das Gate 31 aufweist. Im Fall der FED 30 beträgt der Durchmesserunterschied, das heißt, die Erhöhung im Durchmesser der Öffnung durch die elektrostatische Linse 37 gegenüber der Öffnung durch das Gate 31 2600 Å. Andere Ausführungen können elektrostatische Linsenstrukturen mit Durchmesserunterschieden in der Größe von 1000 Å bis über 5000 Å verwenden.
Die Verwirklichung einer FED, bei der eine erfindungsgemäße elektrostatische Linse gebildet wird, stellt eine Lockerung einer Anzahl von Einschränkungen zur Verfügung, die elektrostatischen Linsen des Standes der Technik auferlegt sind.
Erstens, die erfindungsgemäß hergestellte elektrostatische Linse kann dicker sein als Linsen des Standes der Technik. Die Betriebsempfindlichkeiten werden reduziert, da Abweichungen in der Linsendicke, die durch Abweichungen im Herstellungsprozeß versursacht werden, bei der Linse der FED der vorliegenden Erfindung einen kleineren Prozentsatz der Gesamtlinsendicke ausmachen. Eine praktische Dicke für eine elektrostatische Linse des Standes der Technik beträgt z.B. 1000 Å, während eine praktische Dicke für eine Linse einer FED der vorliegenden Erfindung im Bereich von 3000 Å bis über 10,000 Å liegen kann. Abweichungen des Herstellungsprozesses, die eine Abweichung von der nominellen Dicke von 200 Å zur Folge haben, entsprechen folglich bei der herkömmlichen Linse des vorliegenden Beispiels einer Abweichung von 20%, während eine gleiche Abweichung im Herstellungsprozeß für die in einer FED der vorliegenden Erfindung benutzte Linse nur 2% (für eine Linse von 10,000 Å Dicke) ausmachen kann.
Zweitens, bei einer FED mit einer erfindungsgemäß hergestellten elektrostatischen Linse ist die Linse von dem Elektronenemitter weiter entfernt angeordnet als die nach dem Stand der Technik bekannten elektrostatischen Linsen, und hat aus diesem Grund einen verminderten Einfluß auf das elektrische Feld, das an/nahe der Oberfläche des Elektronenemitters hervorgerufen wird. Mann erinnere sich, daß es zur richtigen Funktion der Vorrichtung erforderlich ist, ein starkes elektrisches Feld im Bereich der Oberfläche des Elektronenemitters zu erzeugen und daß das elektrische Feld im wesentlichen durch das Anlegen einer geeigenten Spannung an die Gate-Elektrode hervorgerufen wird. Bei FEDS, die elektrostatische Linsen verwenden, ist die an die Linse angelegte Spannung niedriger als die an die Gate-Elektrode angelegte Spannung und vermindert wirksam das maximale elektrische Feld, das an/nahe der Oberfläche des Elektronenemitters hervorgerufen wird. Das weiter entfernte Anordnen der elektrostatischen Linse durch Bereitstellen einer Linse mit einer zentralen Öffnung mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Öffnung der Gate-Elektrode ist, vermindert die Wirkung, die die elektrostatische Linse auf das erzeugte elektrische Feld ausübt.
Drittens, eine FED, die eine erfindungsgemäß hergestellte elektrostatische Linse verwendet, stellt eine wesentliche Verringerung der Linsenabweichung zur Verfügung, was einen Elektronenstrahlquerschnitt zur Folge hat, der nicht überfokussiert ist.
Viertens, bei einer FED, die eine erfindungsgemäß hergestellte elektrostatische Linse verwendet, kann die Linse von der Gate-Elektrode weiter entfernt angeordnet werden als es bei Linsen des Standes der Technik praktisch ist. Diese erhöhte Flexibiltät vermindert das Problem eines Spannungsdurchbruchs zwischen der Gate-Elektrode und der elektrostatischen Linse.
Fig. 3B zeigt eine Computermodell-Darstellung eines verlängerten Elektronenweges, die Elektronenflugbahnen 35 der FED 30 über einer Durchgangsstrecke von 0.01 Meter zeigt, wdbei die Elektronenbahnen 35 an der Stelle ihren Ursprung haben, die als 1.0 (Ordinate) und -0.01 um (Abszisse) dargestellt ist. Mann kann beobachten, daß sich bei der FED 30, die die erfindungsgemäße elektrostatische Linse 37 verwendet, der Elektronenstrahl bei einer Durchgangsstrecke in der Größe von 1000 um vom Elektronenemitter 33 auf einen Gesamtquerschnitt von weniger als etwa 10 um und bei einer Durchgangsstrecke von 3000 um auf einen Gesamtquerschnitt von weniger als etwa 16 um verbreitert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine FED mit einer integral gebildeten elektrostatischen Linse als ein Mittel zur Minimierung des emittierten Elektronenstrahlquerschnitts zur Verfügung zu stellen. Eine so konstruierte FED kann in einer ersten von vielen möglichen Anwendungen als eine Elektronenquelle für eine Blldanzeigeeinrichtung verwendet werden, die eine sehr hohe Auflösung aufweist und einzelne Pixelquerschnitte in der Größe von etwa 2.0 bis 25.0 um besitzt. Im Fall der Anwendung in einem Bildanzeigegerät kann die Anode der FED eine im wesentlichen optisch transparente Schirmplatte mit einer Oberfläche besitzen, auf der wenigstens eine Schicht aus Kathodolumineszenzmaterial angebracht ist, und wenigstens eine Schicht aus im wesentlichen leitendem Material auf der Schicht aus Kathodolumineszenzmaterlal angebracht ist, so daß irgendwelche emittierten Elektronen die Schicht aus Kathodolumineszenzmaterial in einer Weise erregen werden, die eine Photonenemission hervorruft.
Fig. 4A bis 4F sind geschnittene Seitenansichten von Strukturen, die durch Ausführen verschiedener Schritte einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer FED mit einer integralen elektrostatischen Linse verwirklicht werden.
Die in Fig. 4A gezeigte Struktur umfaßt ein Trägersubstrat 101, eine erste Isolatorschicht 102, eine erste leitende/halbleitende Schicht 103, eine zweite Isolatorschicht 104, eine zweite leitende/halbleitende Schicht 105, eine dritte Isolatorschicht 106 sowie eine selektiv gemusterte Ätzmaskenschicht 107, die alle nahe beieinander in einer festen Beziehung angeordnet sind, um eine einzige Mehrschichtstruktur zu bilden, bei der jede Schicht in bezug auf jede vorangehende oder folgende Schicht flächenparallel angeordnet ist.
Fig. 4B ist eine Struktur, die wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 4A beschrieben gebildet ist und weitere Prozeßschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer FED erfahren hat, wobei ein erster gezielter Ätzschritt ausgeführt wird, um jeweils einen Teil der dritten Isolatorschicht 106, der zweiten leitenden/halbleitenden Schicht 105 und der zweiten Isolatorschicht 104 in einem Bereich 112 zu entfernen, der mit dem Muster übereinstimmt, das durch die vorangehend mit Verweis auf Fig. 4A beschriebene selektiv gemusterte Ätzmaskenschicht 107 definiert wird. Fig. 4B zeigt außerdem, daß die selektiv gemusterte Ätzmaske 107 anschließend entfernt worden ist.
Fig. 4C zeigt eine vierte Isolatorschicht 113, die konform auf der Struktur von Fig. 4B aufgetragen ist. In Fig. 4D wird ein zweiter gezielter Ätzschritt ausgeführt, um einen Teil des Materails der vierten Isolatorschicht 113 zu entfernen, so daß eine Seitenwand 114 gebildet wird. Eine dritte gezielte Ätzung wird so durchgeführt, daß ein Teil des Materials der ersten leitenden/halbleitenden Schicht 103 und der ersten Isolatorschicht 102 in einem Bereich 115 so weit entfernt wird, daß ein Teil der Oberfläche des Trägersubstrats 101 in dem Bereich 115 freigelegt wird. Fig. 4E zeigt einen Schritt, bei dem im wesentlichen die ganze Seitenwand 114 entfernt und ein Teil des ersten und zweiten Isolators 102, 104 selektiv entfernt wird. Fig. 4F zeigt einen Schritt, bei dem innerhalb des Bereiches 115 ein Elektronenemitter 116 mit Hilfe eines von zahlreichen allgemein bekannten Verfahren, z. B. normalen Inzidenz-Bedampfungsverfahren, aufgetragen wird.
Eine gemäß dem mit Verweis auf Fig. 4A - 4F gezeigten und beschriebenen Verfahren konstruierte FED wird mit einer elektrostatischen Linse, die die zweite leitende/halbleitende Schicht 105 umfaßt, gebildet, deren Innengröße größe als die des Gates ist, das die erste leitende/halbleitende Schicht 103 umfaßt. Die Innengröße des Gates und der elektrostatischen Linsen werden hierin im allgemeinen als ein Durchmesser bezeichnet, aber man sollte verstehen, daß unter besonderen Umständen andere als runde Öffnungen gebildet werden können, und es beabsichtigt ist, alle derartigen Ausführungen hierin einzuschließen. Der Unterschied des Innendurchmessers zwischen der elektrostatischen Linse und dem Gate wird durch die Dicke der konform aufgetragenen Isolatorschicht 113 bestimmt, aus der anschließend die Seitenwand 114 gebildet wird.
Fig. 5A bis 5F sind geschnittene Seitenansichten von Strukturen, die durch Ausführen verschiedener Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer anderen Ausführung einer FED mit einem integralen elektrostatischen Linsensystem verwirklicht werden.
Fig. 5A zeigt eine Struktur, die der zuvor mit Verweis auf Fig. 4A beschriebenen ähnlich ist, wobei ähnliche Teile mit ähnlichen Bezugszeichen mit einem Präfix "2" bezeichnet sind, um eine andere Ausführung anzudeuten. Die Struktur von Fig. 5A umfaßt gemäß einem anderen Verfahren zum Herstellen einer FED der Erfindung weiter eine dritte Isolatorschicht 208, die auf der leitenden/halbleitenden Schicht 205 auftragen ist, und eine dritte leitende/halbleitende Schicht 209, die zwischen den Schichten 205 und 206 auf der Isolatorschicht 208 aufgetragen ist.
Fig. 5B zeigt einen weiteren Prozeßschritt, wobei eine erste gezielte Ätzung wie zuvor mit Verweis auf Fig. 4B beschrieben durchgeführt wird und wobei die gezielte Ätzung des weiteren einen Teil des Materials der dritten leitenden/halbleitenden Schicht 209 und der dritten Isolatorschicht 208 in einem Bereich 212 entfernt, der im wesentlichen mit dem Muster übereinstimmt, das durch die selektiv gemusterte Ätzmaskenschicht 207 bestimmt wird. Fig. 5B zeigt außerdem, daß die selektiv gemusterte Ätzmaske anschließnd entfernt worden ist. Fig. 5C zeigt einen weiteren Prozeßschritt, bei dem eine fünfte Isolatorschicht 213 konform auf die Struktur aufgetragen worden ist. Fig. 5D zeigt einen weiteren Prozeßschritt, vorangehend mit Verweis auf Fig. 4D beschrieben, so daß eine Seitenwand 214 gebildet wird. Fig. 5E zeigt weitere Prozeßschritte, die denen mit Verweis auf Fig. 4E beschriebenen ähnlich sind und darin einen Bereich 215 gebildet haben und des weiteren einschließen, daß ein Teil des Materials der dritten Isolatorschicht 208 selektiv entfernt wird. Fig. 5F zeigt weitere Prozeßschritte wie zuvor mit Verweis auf Fig. 4F beschrieben, so daß in dem Bereich 215 ein Elektronenemitter 216 gebildet wird.
Die oben mit Verweis auf Fig. 5A - 5F beschriebene und gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte FED umfaßt zwei integral gebildete elektrostatische Linsenelektroden, von denen jede einen einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser der Gate-Elektrode der FED ist. Wie vorangehend beschrieben, ist der Durchmesserunterschied des elektrostatischen Linsensystems in bezug auf den Durchmesser der Gate-Elektrode eine Funktion der Dicke der vorangehend aufgetragenen Isolatorschicht.
Fig. 6A bis 6E sind geschnittene Seitenansichten von Strukturen, die durch Ausführen verschiedener Schritte eines anderen erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Ausführung einer FED mit einem integralen elektrostatischen Linsensystem verwirklicht werden.
Fig. 6A zeigt eine Struktur, die wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 5A beschrieben gebildet ist, wobei ähnliche Teile ähnliche Bezugszeichen und ein Präfix "3" besitzen, um eine andere Ausführung zu bezeichnen. In Fig. 6A wird ein erster Bereich 312 gebildet, indem ein Teil des Materials einer vierten Isolatorschicht 306, einer dritten leitenden/nichtleitenden Schicht 309 und einer dritten Isolatorschicht 308 durch einen Prozeßschritt selektiv entfernt wird, wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 5B beschrieben und gemäß einem anderen Verfahren zur Herstellung einer FED der vorliegenden Erfindung. Fig. 6B zeigt einen weiteren Prozeßschritt, bei dem eine vierte, im wesentlichen konforme Isolatorschicht 313 auf die Struktur aufgetragen wird. Fig. 6C zeigt einen weiteren Prozeßschritt wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 4D beschrieben, so daß eine Seitenwand 314 gebildet wird. Fig. 6D zeigt weitere Prozeßschritte wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 5B - 5D und 4D beschrieben, so daß eine zweite Seitenwand 317 und ein zweiter Bereich 318 darin gebildet werden. Fig. 6E zeigt weitere Prozeßschritte wie vorangehend mit Verweis auf Fig. 5E und 5F beschrieben, so daß ein Elektronenemitter 316 im wesentlichen innerhalb des Bereiches 318 angeordnet wird.
Die FED, die eine gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, wie oben mit Verweis auf Fig. 6A bis 6E beschrieben, gebildetes elektrostatisches Linsensystem verwendet, verwirklicht eine Mehrzahl von elektrostatischen Linsen jede mit verschiedenen Durchmessern in bezug auf jede andere elektrostatische Linse des Linsensystems und jede mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Gate-Elektrode der FED unähnlich ist. Eine Aufgabe zur Herstellung einer FED mit einem Linsensystem, das eine Mehrzahl elektrostatischer Linsen von verschiedenen Durchmessern verwendet, besteht darin, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Flugbahnen von emittierten Elektronen, die den Elektronenstrahl einer arbeitenden Vorrichtung bilden, mehrfach verändert.
Fig. 7 zeigt eine allgemein verwendete Struktur einer ersten Anode 400 für eine Bildanzeigeeinrichtung, wobei die Anode eine im wesentlichen optisch transparente Schirmplatte 410 mit einer Hauptoberfläche umfaßt, auf der eine Schicht aus Kathodolumineszenzmaterial 411 angeordnet ist, wobei eine im wesentlichen leitende Schicht 412 auf der Oberfläche des Materials 411 angeordnet ist. In FEDS, die normalerweise die Anzeigeanode 400 verwenden, durchlaufen wenigstens einige emittierte Elektronen zuerst die leitende Schicht 412 und verleihen dem Kathodolumineszenzmaterial 411 wenigstens einige Energie, um eine Photonenemission hervorzurufen, die von einem Beobachter betrachtet werden kann.
Fig. 8 zeigt eine alternative Ausführung einer zweiten Anode 500 für eine Blldanzeigeeinrichtung, die eine im wesentlichen optisch transparente Schirmplatte 510 mit einer Hauptoberfläche umfaßt, auf der eine Schicht aus im wesentlichen optisch transparentem leitenden Material 512 angeordnet ist, auf der eine Schicht aus Kathodolumineszenzmaterial 511 angeordnet ist. In FEDS, die normalerweise die Anzeigeanode 500 verwenden, verleihen wenigstens einige emittierte Elektronen dem Kathodolumineszenzmaterial 511 wenigstens einige Energie, wenn sie die Dicke der Schicht durchlaufen, um eine Photonenemission hervorzurufen, die von einem Beobachter betrachtet werden kann, wobei die Elektronen anschließend in der leitenden Schicht 512 aufgefangen werden.
Indem, wie oben beschrieben, eine Anzeigeanode eingeschlossen wird, stellen die genau steuerbaren FEDS eine sehr nützliche, kleine und steuerbare Anzeigeeinrichtung zur Verfügung.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung, die einen Elektronenemitter (116, 216) zum Emittieren von Elektronen, eine Gate-Elektrode (103,203) mit einer Öffnung mit einer ersten Größe, durch die emittierte Elektronen hindurchtreten, eine Anode, die so angeordnet ist, daß sie emittierte Elektronen, die durch die Gate-Öffnung hindurchtreten, einfängt, und wenigstens eine elektrostatische Linsenelektrode (105,205,209) umfaßt, die zwischen der Gate-Elektrode (103,203) und der Anode angeordnet ist und eine Öffnung für den Durchtritt emittierter Elektronen durch selbige aufweist, wobei die Größe der Öffnung der wenigstens einen elektrostatischen Linse größer ist als die erste Größe der Öffnung der Gate-Elektrode, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Schaffen einer Vielzahl von Materialschichten einschließlich eines Trägersubstrats (101,201) mit einer Oberfläche, einer Vielzahl isolierender Schichten (102,104,106,202, 204,206,208), einer Vielzahl leitender/halbleitender Schichten (103,105,203,205,209) sowie einer wahlweise strukturierten Ätzmaskenschicht (107), die sämtlich nahe beieinander in einer festen Beziehung angeordnet sind und eine einzelne mehrschichtige Struktur bilden;

Ausführen einer ersten gerichteten Ätzung, um selektiv Material von einigen (104,105,106,204,205,208,209,206) der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur in einem Bereich (112,212) zu entfernen, der im wesentlichen einer Struktur der selektiv strukturierten Ätzmaske entspricht, wobei der Schritt der ersten gerichteten Ätzung die Größe der Öffnung wenigstens einer elektrostatischen Linsenelektrode (105,205,209) bestimmt;

Auftragen einer im wesentlichen konformen Isolatorschicht (113,213) auf die geätzte Struktur;

Ausführen einer zweiten gerichteten Ätzung, um einen Teil der konformen Isolatorschicht zu entfernen, so daß eine Seitenwand (114,214) hergestellt wird;

Ausführen einer dritten gerichteten Ätzung, um einen Teil des Materials (115,215) einiger anderer der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur zu entfernen, so daß wenigstens ein Teil der Oberfläche des Trägersubstrats (101,201) freigelegt wird, wobei der Schritt der dritten gerichteten Ätzung in einem Bereich ausgeführt wird, der durch die Seitenwand begrenzt wird, so daß die Dicke der Seitenwand die erste Größe der Öffnung der Gate-Elektrode (103,203) bestimmt;

Entfernen im wesentlichen der gesamten verbleibenden, konform aufgetragenen Isolatorschicht, wobei diese Schicht die Seitenwand bildete (114,214); und

Herstellen des Elektronenemitters (116,216), der im wesentlichen auf dem freiliegenden Teil der Oberfläche des Trägersubstrats (101,201) angeordnet ist.

2. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Schaffens einer Vielzahl von Materialschichten die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines Trägersubstrats (101);

Herstellen einer ersten Isolatorschicht (102) auf dem Trägersubstrat (101);

Herstellen einer ersten leitenden/halbleitenden Schicht (103) auf der ersten Isolatorschicht (102);

Herstellen einer zweiten Isolatorschicht (104) auf der ersten leitenden/halbleitenden Schicht (103);

Herstellen einer zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (105) auf der zweiten Isolatorschicht (104);

Herstellen einer dritten Isolatorschicht (106) auf der zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (105); und

Herstellen einer selektiv strukturierten Ätzmaskenschicht (107) auf der dritten Isolatorschicht (106),

wobei die Gate-Elektrode aus der ersten leitenden/halbleitenden Schicht (103) hergestellt wird, und die elektrostatische Linsenelektrode aus der zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (105) hergestellt wird.

3. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Feldemissionsvorrichtung zwei elektrostatische Linsen (205) und (209) umfaßt, die zwischen der Gate-Elektrode (203) und der Anode angeordnet sind, wobei die erste elektrostatische Linsenelektrode (209) eine erste Öffnung für den Durchtritt emittierter Elektronen durch selbige aufweist, und die zweite elektrostatische Linsenelektrode (205) eine zweite Öffnung für den Durchtritt emittierter Elektronen durch selbige aufweist, wobei der Schritt der ersten gerichteten Ätzung die Größe der Öffnungen der ersten (209) und der zweiten (205) elektrostatischen Linsenelektrode bestimmt, so daß die Größe der ersten und der zweiten Öffnung größer ist als die erste Größe der Öffnung der Gate-Elektrode.

4. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Schaffens einer Vielzahl von Materialschichten die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines Trägersubstrats (201);

Herstellen einer ersten Isolatorschicht (202) auf dem Trägersubstrat (201);

Herstellen einer ersten leitenden/halbleitenden Schicht (203) auf der ersten Isolatorschicht (202);

Herstellen einer zweiten Isolatorschicht (204) auf der ersten leitenden/halbleitenden Schicht (203);

Herstellen einer zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (205) auf der zweiten Isolatorschicht (204);

Herstellen einer dritten Isolatorschicht (208) auf der zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (205);

Herstellen einer dritten leitenden/halbleitenden Schicht (209) auf der dritten Isolatorschicht (208);

Herstellen einer vierten Isolatorschicht (206) auf der dritten leitenden/halbleitenden Schicht (209); und

Herstellen einer selektiv strukturierten Ätzmaskenschicht (207) auf der vierten Isolatorschicht (206),

wobei die Gate-Elektrode aus der ersten leitenden/halbleitenden Schicht (203) hergestellt wird, und die erste elektrostatische Linsenelektrode aus der dritten leitenden/halbleitenden Schicht (209) hergestellt wird, und die zweite elektrostatische Linsenelektrode aus der zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (205) hergestellt wird.

5. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die konforme Isolatorschicht in einer Dicke in der Größenordnung von 1000 Å bis 5000 Å (1 Å = 10&supmin;¹&sup0; m) aufgetragen wird.

6. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anode durch die folgenden Schritte hergestellt wird:

Bereitstellen einer im wesentlichen optisch durchlässigen Schirmplatte (410);

Herstellen einer Schicht aus Kathodolumineszenzmaterial (411) auf einer Oberfläche der Schirmplatte (410); und

Herstellen einer Schicht von im wesentlichen leitendem Material (412) auf der Kathodolumineszenzschicht (411).

7. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung, die einen Elektronenemitter (316) zum Emittieren von Elektronen, eine Gate-Elektrode (303) mit einer Öffnung mit einer ersten Größe, durch die emittierte Elektronen hindurchtreten, eine Anode, die so angeordnet ist, daß sie emittierte Elektronen, die durch die Gate-Öffnung hindurchtreten, einfängt, sowie eine Vielzahl elektrostatischer Linsenelektroden (305,309) umfaßt, die zwischen der Gate-Elektrode (303) und der Anode angeordnet sind, wobei jede der elektrostatischen Linsenelektroden eine Öffnung für den Durchtritt emittierter Elektronen durch selbige aufweist, wobei sich die Größe jeder Öffnung von der Größe der anderen Öffnungen unterscheidet und größer ist als die erste Größe der Öffnung der Gate-Elektrode, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Schaffen einer Vielzahl von Materialschichten einschließlich eines Trägersubstrats (301) mit einer Oberfläche, einer Vielzahl von Isolierschichten (302,304,308,306), einer Vielzahl leitender/halbleitender Schichten (303,305,309), sowie einer selektiv strukturierten Ätzmaskenschicht, die sämtlich nahe beieinander in fester Beziehung angeordnet sind und eine einzelne mehrschichtige Struktur bilden;

Ausführen einer ersten gerichteten Ätzung, um selektiv Material von einigen (306,309,308) der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur in einem Bereich (312) zu entfernen, der im wesentlichen einer Struktur der selektiv strukturierten Ätzmaske entspricht, wobei der Schritt der ersten gerichteten Ätzung die Größe der Öffnung einer ersten elektrostatischen Linsenelektrode (309) bestimmt;

Auftragen einer ersten im wesentlichen konformen Isolatorschicht (313) auf die geätzte Struktur;

Ausführen einer zweiten gerichteten Ätzung, um einen Teil der konformen Isolatorschicht zu entfernen, so daß eine erste Seitenwand (314) hergestellt wird;

Ausführen einer dritten gerichteten Ätzung, um Material von einigen anderen der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur zu entfernen, wobei der Schritt der dritten gerichteten Ätzung in einem Bereich ausgeführt wird, der durch die erste Seitenwand (314) begrenzt wird, so daß die Dicke der ersten Seitenwand (314) die Größe der Öffnung einer zweiten elektrostatischen Linsenelektrode (305) bestimmt;

Auftragen einer zweiten im wesentlichen konformen Isolatorschicht (317) auf die dritte gerichtet geätzte Struktur;

Ausführen einer weiteren gerichteten Ätzung, um einen Teil der zweiten konformen Isolatorschicht zu entfernen, so daß eine zweite Seitenwand (317) hergestellt wird;

Ausführen einer gerichteten Ätzung, um Material von einigen anderen (303,302) der Materialschichten der mehrschichtigen Struktur zu entfernen, so daß wenigstens ein Teil der Oberfläche des Trägersubstrats (301) freigelegt wird, wobei der Schritt der gerichteten Ätzung in einem Bereich ausgeführt wird, der durch die zweite Seitenwand (317) begrenzt wird, so daß die Dicke der zweiten Seitenwand die erste Größe der Öffnung der Gate-Elektrode (303) bestimmt;

Entfernen im wesentlichen der gesamten verbleibenden ersten und zweiten konform aufgetragenen Isolatorschicht, wobei die Schichten die erste (314) und zweite (317) Seitenwand bildeten; und

Herstellen eines Elektronenemitters (316), der im wesentlichen auf dem freiliegenden Teil (318) der Oberfläche des Trägersubstrats (301) angeordnet ist.

8. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Schaffens einer Vielzahl von Materialschichten die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines Trägersubstrats (301);

Herstellen einer ersten Isolatorschicht (302) auf dem Trägersubstrat (301);

Herstellen einer ersten leitenden/halbleitenden Schicht (303) auf der ersten Isolatorschicht (302);

Herstellen einer zweiten Isolatorschicht (304) auf der ersten leitenden/halbleitenden Schicht (303);

Herstellen einer zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (305) auf der zweiten Isolatorschicht (304);

Herstellen einer dritten Isolatorschicht (308) auf der zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (305);

Herstellen einer dritten leitenden/halbleitenden Schicht (309) auf der dritten Isolatorschicht (308);

Herstellen einer vierten Isolatorschicht (306) auf der dritten leitenden/halbleitenden Schicht (309); und

Herstellen einer selektiv strukturierten Ätzmaskenschicht auf der vierten Isolatorschicht (306),

wobei die Gate-Elektrode aus der ersten leitenden/halbleitenden Schicht (306) hergestellt wird, und die erste elektrostatische Linsenelektrode aus der dritten leitenden/halbleitenden Schicht (309) hergestellt wird, und die zweite elektrostatische Linsenelektrode aus der zweiten leitenden/halbleitenden Schicht (305) hergestellt wird.

9. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die erste konforme Isolatorschicht (313) in einer Dicke in der Größenordnung von 1000 Å bis 5000 Å (1 Å = 10&supmin;¹&sup0; m) aufgetragen wird.

10. Verfahren zum Herstellen einer Feldemissionsvorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei die zweite konforme Isolatorschicht (317) in einer Dicke in der Größenordnung von 1000 Å bis 5000 Å (1 Å = 10&supmin;¹&sup0; m) aufgetragen wird.