Stromstabilisierte Mikro-Feldemissionsspitzen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Walter Hansch
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 16973839

Mikrostrukturierte Feldemissionsspitzen sind seit einigen Jahren Gegenstand der Forschung und Entwicklung zur Herstellung hochauflösender Flachbildschirme. In diesen Anwendungen wird der Emissionsstrom aus vielen Spitzen zu einem bilddarstellenden Pixel zusammengefasst. Bisher nicht behebbare Unregelmäßigkeiten der Spitzengeometrie in der Herstellung, sowie durch Veränderungen im Betrieb (Abbrand, Anlagerung von Kontaminationen) führen zu drastischen Veränderungen der Stromemission der einzelnen Spitzen, was jedoch in obiger Anwendung (Zusammenfassung vieler Spitzen zu einem Pixel) in gewissen Grenzen toleriert werden kann. Trotzdem wäre eine Stabilisierung des Emissionsstromes wünschenswert. Im vorliegenden Projektantrag sollen stromstabilisierte Emissionsspitzen entwickelt und untersucht werden. Hierzu sollen zwei Ansätze verfolgt werden: mit den gängigen Methoden der Halbleitertechnologie sollen zum einen die Emissionsspitzen durch geeignete Dotierungen in ihrer Emission selbstbegrenzt, zum anderen die Emissionsspitzen auf die Drain-Kontakte von MOSFETs gesetzt werden. Im ersteren Fall wäre der Emissionsgrad nur bei der Herstellung über das Dotierprofil einstellbar, im zweiten Fall könnte die Emission jedoch aktiv im Betrieb über den MOSFET eingestellt und nachgeregelt werden. Als Beispiel wäre hier die Anwendung in der Nanolithographie möglich: durch die Stromsteuerung wäre die Belichtungsdosis für unzählige Nanostrukturen gleichzeitig kontrollierbar. Die elegante Lösung über die MOSFET-Steuerung böte zudem auch eine attraktive Weiterentwicklung der Steuerung und Datenerfassung für die Belichtungsfelder an.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen