FR2722913A1 - Cathode a micropointes pour ecran plat - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une cathode à micropointes pour écran plat de visualisation, du type comportant des conducteurs de cathode (13), entre un substrat (10) et une grille (3), cette grille (3) étant pourvue de trous (4) à l'intérieur de mailles définies par les conducteurs de cathode (13). Une couche isolante (16), pourvue de puits (17) en regard des trous (4), est interposée entre les conducteurs de cathode (13) et la grille (3). Des micropointes (2) sont déposées dans les puits (17), sur une couche résistive (11). Les conducteurs de cathode (13) sont déposés au-dessus de la couche résistive (11) et sont revêtus d'une couche isolante auxiliaire (18).

Description

CATHODE A MICFPOiIiES POUR ÉCRAN PLAT La présente inv-entisn concerne la

réalisation d'une cathode à micropointes. Ele s'applique plus particulièrement à la réalisation d'une cathode à micropointes de bombardement

d'une anode d'un écran plat de,-visualisation.

La figure 1 représente la structure d'un écran plat à

miropointes du type auquel se rapporte l'invention.

Un tel écran à mincropcointes est essentiellement cons-

titué d'une cathode 1 à micr-ccintes 2 et d'une grille 3 pour-

vue de trous 4 correspondant aux emplacements des micropointes

2. La cathode 1 est placée en regard d'une anode cathodolumi-

nescente 5 dont un substrat de verre 6 constitue la surface d'écran. Le principe de fonctionnement et le détail de la constitution d'un tel écran à micropointes sont décrits dans le bre-,vet américain numéro 4 941 916 du Commissariat à l'Energie Atomique.

La cathode 1 est organ-see en colonnes et est consti-

tuée, sur un substrat de verre 10, de conducteurs de cathode organ.ses en mailles à partir d'une couche conductrice. Les

micropointes 2 sont réalisées sur une couche résistive 11 dépo-

sée sur les conducteurs de cathode et sont disposées à l'inté-

rieur des mailles définies par Les conducteurs de cathode. La figure 1 représentant partiellement l'intérieur d'une maille,

les conducteurs de cathode n'apparaissent pas sur cette figure.

La cathode 1 est associée à la grille 3 qui est elle organisée en lignes. L'intersection, d'une ligne de la grille 3 et d'une colonne de la cathode 1, définit un pixel. Ce dispositif utilise le champ électrique créé entre la cathode 1 et la grille 3 pour que des électrons soient extraits des micropointes 2 vers des éléments luminophores 7 de l'anode 5. Dans le cas d'un écran couleur, tel que représenté à

la figure 1, l'anode 5 est pourvue de bandes alternées d'élé-

ments luminophores 7, correspondant chacune à une couleur (Bleu, Rouge, Vert). Les bandes sont séparées les unes des

autres par un isolant 8. Les éléments luminophores 7 sont dépo-

sés sur des électrodes 9, constituées de bandes correspondantes d'une couche conductrice transparente telle que de l'oxyde

d'indium et d'étain (ITO). Les ensembles de bandes bleues, rou-

ges, vertes sont alternativement polarisés par rapport à la cathode 1, pour que les électrons extraits des micropointes 2 d'un pixel de la cathode/grille soient alternativement dirigés vers les éléments luminophores 7 en vis à vis de chacune des couleurs.

Les figures 2A à 2D illustrent un exemple d'une cons-

titution de ce type, les figures 2B et 2D étant respectivement des agrandissements de parties des figures 2A et 2C. Plusieurs micropointes 2, par exemple seize, sont disposées dans chaque maille 12 définie par les conducteurs de cathode 13 (figure 2B). L'intersection, d'une ligne 14 de la grille 3 et d'une colonne 15 de la cathode 1, correspond ici, par exemple, à

soixante-quatre mailles 12 d'un pixel de cathode (figure 2A).

La cathode 1 est généralement constituée de couches

déposées successivement sur le substrat de verre 10. Les figu-

res 2C et 2D représentent partiellement, une vue en coupe selon la ligne A-A' de la figure 2B. Une couche conductrice 13, par

exemple constituée de niobium, est déposée sur le substrat 10.

Cette couche 13 est gravée selon un motif de colonnes 15, cha-

que colonne comportant des mailles 12 entourées de conducteurs de cathode 13. Une couche résistive 11 est ensuite déposée sur

ces conducteurs de cathode 13. Cette couche résistive 11, cons-

tituée par exemple de silicium amorphe dopé au phosphore, a pour objet de protéger chaque micropointe 2 contre un excès de courant à l'amorçage d'une micropointe 2. L'apposition d'une

telle couche résistive 11 vise à homogénéiser l'émission élec-

tronique des micropointes 2 d'un pixel de la cathode 1 et à accroître ainsi sa durée de vie. Une couche isolante 16, par exemple d'oxyde de silicium (SiO2), est déposée sur la couche résistive 11 pour isoler les conducteurs de cathode 13 de la

grille 3 (figure 2D). La grille 3 est formée d'une couche con-

ductrice, par exemple de niobium. Des trous 4 et des puits 17 sont respectivement pratiqués dans les couches 3 et 16 pour

recevoir les micropointes 2 qui sont par exemple en molybdène.

Un problème que l'on rencontre dans les cathodes à

micropointes de ce type provient de défauts de la couche iso-

lante 16. Ces défauts, notamment dans des couches de dioxyde de silicium obtenues par un dépôt chimique en phase vapeur (CVD) à

pression ordinaire, se matérialisent par des "trous d'ai-

guilles" dans la couche 16. La présence de "trous d'aiguilles" dans la couche isolante 16 est susceptible de provoquer des courts-circuits entre la grille 3 et les conducteurs de cathode 13. La présente invention vise à pallier cet inconvénient

en proposant une nouvelle constitution de cathode à micropoin-

tes, qui permette de limiter les risques d'apparition de courts-circuits liés aux défauts de la couche isolante entre la

grille et les conducteurs de cathode d'un écran plat de visua-

lisation.

Pour atteindre cet objet, la présente invention pré-

voit une cathode à micropointes pour écran plat de visualisa-

tion, du type comportant des conducteurs de cathode, entre un substrat et une grille, ladite grille étant pourvue de trous à l'intérieur de mailles définies par lesdits conducteurs de cathode; une couche isolante, pourvue de puits en regard desdits trous, étant interposée entre lesdits conducteurs de cathode et la grille; et des micropointes étant déposées dans lesdits puits, sur une couche résistive; lesdits conducteurs de cathode étant déposés au-dessus de ladite couche résistive

et étant revêtus d'une couche isolante auxiliaire.

Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite couche isolante auxiliaire est obtenue par oxydation desdits

conducteurs de cathode.

L'invention concerne également un procédé de réalisa-

tion d'une cathode à micropointes qui consiste à déposer une couche conductrice destinée à former des conducteurs de cathode sur un empilement constitué au moins d'un substrat et d'une couche résistive, et à revêtir cette couche de conducteurs de

cathode d'une couche isolante auxiliaire.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le pro-

cédé consiste à effectuer les phases suivantes: - réalisation de conducteurs de cathode organisés en

colonnes maillées sur une couche résistive déposée sur un subs-

trat;

- réalisation d'une grille pourvue de trous à l'in-

térieur des mailles définies par les conducteurs de cathode

avec interposition d'une couche isolante, et dépôt de micro-

pointes sur la couche résistive, dans des puits formés dans la

couche isolante en regard des trous de la grille.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la pre-

mière phase de réalisation de conducteurs de cathode comprend les étapes suivantes: - dépôt pleine plaque d'une couche résistive sur le substrat; dépôt pleine plaque d'une fine couche conductrice d'arrêt de gravure; dépôt pleine plaque d'une couche conductrice de conducteurs de cathode; oxydation électrolytique de la couche conductrice de conducteurs de cathode; - gravure simultanée, de la couche de conducteurs de cathode et de la couche isolante auxiliaire obtenue par ladite oxydation, selon un motif de colonnes maillées; et - élimination de la couche d'arrêt de gravure à l'intérieur des mailles définies par les conducteurs de cathode.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'oxyda-

tion électrolytique de la couche de conducteurs de cathode est

réalisée au moyen d'une solution à base de pentaborate d'ammo-

nium et d'éthylène glycol, l'épaisseur d'oxydation étant essen-

tiellement fixée par le potentiel appliqué lors de l'électro-

lyse.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la cou-

che résistive est obtenue par pulvérisation de silicium amorphe dopé au phosphore, la couche d'arrêt de gravure étant obtenue par évaporation de chrome, la couche de conducteurs de cathode étant obtenue par évaporation de niobium, et la couche isolante

auxiliaire étant constituée de pentoxyde de niobium.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la gra-

vure de la couche de conducteurs de cathode et de la couche isolante auxiliaire est une gravure par plasma d'hexafluorure de souffre; et la gravure de la couche d'arrêt de gravure est une gravure chimique à base de permanganate de potassium et

d'hydroxyde de potassium.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la seconde phase de réalisation d'une grille et de micropointes comprend les étapes suivantes: - dépôt pleine plaque d'une couche isolante sur la structure issue de la première phase; - dépôt pleine plaque d'une couche conductrice de grille; - gravure de la couche conductrice de grille, selon un motif de lignes comportant chacune des trous dans les mailles définies par les conducteurs de cathode; - gravure de la couche isolante aux emplacements des trous de la grille, de façon à obtenir des puits de réception des micropointes dans cette couche isolante; - dépôt électrolytique d'une couche d'élimination par soulèvement; - évaporation d'un matériau conducteur pour que des micropointes se déposent, sur la couche résistive, dans les puits formés dans la couche isolante; et - élimination des résidus du matériau conducteur à

l'aide de la couche d'élimination par soulèvement.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la cou-

che isolante est obtenue par dépôt chimique en phase vapeur à pression ordinaire d'oxyde de silicium, la couche de grille

étant obtenue par évaporation de niobium, la gravure de la cou-

che de grille étant une gravure par plasma d'hexafluorure de soufre, la gravure de la couche isolante étant une gravure par plasma de trifluorométhane, et les micropointes étant obtenues

par évaporation de molybdène.

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans

la description suivante de modes de réalisation particuliers

faite à titre non limitatif en relation avec les figures join-

tes parmi lesquelles:

les figures 1 et 2A à 2D, qui ont été décrites précé-

demment, sont destinées à exposer l'état de la technique et le problème posé; la figure 3 représente, partiellement et en coupe, une cathode à micropointes selon l'invention; les figures 4A à 4F représentent, schématiquement et en coupe, différentes étapes d'un mode de mise en oeuvre d'une

première phase du procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon l'invention; et les figures 5A à 5F représentent, schématiquement et en coupe, différentes étapes d'un mode de mise en oeuvre d'une

seconde phase du procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon l'invention.

Les représentations des figures ne sont pas à

l'échelle pour des raisons de clarté.

La figure 3 représente la structure d'une cathode 1

selon l'invention. Celle-ci se distingue des cathodes à micro-

pointes de l'art antérieur, essentiellement par le fait que les conducteurs de cathode 13 sont disposés au-dessus d'une couche résistive 11 et qu'ils sont revêtus d'une couche supérieure

isolante supplémentaire 18.

Ainsi la cathode 1, selon l'invention, telle que représentée à la figure 3, comporte à partir d'un substrat 10,

une couche résistive 11 recevant des micropointes 2. Les con-

ducteurs de cathode 13 sont déposés sur la couche résistive 11

avec interposition éventuelle d'une fine couche conductrice 19.

Ces conducteurs de cathode 13 sont organisés en colonnes maillées comme dans la représentation des figures 2A et 2B. Les conducteurs de cathode 13 sont recouverts d'une couche isolante

auxiliaire 18 préalablement au dépôt d'une couche 16 d'isola-

tion des conducteurs de cathode 13 d'une grille 3. Des trous 4 et puits 17 sont comme précédemment pratiqués dans les couches

de grille 3 et d'isolement 16 pour recevoir les micropointes 2.

L'apposition de la couche isolante auxiliaire 18 per-

met de supprimer les effets des "trous d'aiguilles" que peut

présenter la couche isolante 16 perpendiculairement à la sur-

face des conducteurs de cathode 13.

La cathode ainsi obtenue selon l'invention permet toujours de limiter le courant dans les micropointes émettrices 2, par l'intermédiaire de la couche résistive 11. Mais elle accroît encore la durée de vie de l'écran en évitant les courts-circuits entre la grille 3 et les conducteurs de cathode 13.

Selon un exemple particulier de réalisation, les con-

ducteurs de cathode 13 présente une largeur d'environ 2 pm, le pas entre les conducteurs de cathode 13 étant de l'ordre de 25 pm. Un pixel d'écran, défini par l'intersection d'une ligne 14 de la grille 3 et d'une colonne 15 de la cathode 1, comprend soixante-quatre mailles 12 de conducteurs de cathode 13. Chaque maille 12 comprend seize micropointes 2 disposées au centre de

la maille 12 avec un pas de l'ordre de 3 gm entre chaque micro-

pointe 2. Le diamètre des puits 17 est de 1,3 gm, et le diamè-

tre de chaque micropointe 2 est à la base de 1,1 nm.

On décrira ci-après un exemple de mode de mise en oeuvre du procédé de réalisation d'une telle cathode selon l'invention. Ce procédé peut être mis en oeuvre en deux phases correspondant respectivement, à la réalisation de conducteurs

de cathode 13, et à la réalisation d'une grille 3 et de micro-

pointes 2. La seconde phase correspond à la phase classiquement

mise en oeuvre pour la réalisation de la grille 3 et des micro-

pointes 2.

Les figures 4A à 4F illustrent la mise en oeuvre de

la première phase qui correspond à la réalisation des conduc-

teurs de cathode 13.

Au cours d'une première étape (figure 4A), on dépose

sur le substrat 10, une couche résistive 11.

Une deuxième étape (figure 4B) consiste à déposer une fine couche conductrice 19, dite d'arrêt de gravure. Le rôle de

cette couche 19 est double. D'une part, elle constitue une sur-

face d'accrochage de la couche suivante (figure 4C). D'autre part, elle assure un arrêt de la gravure qui sera opérée sur

les couches supérieures pour éviter d'attaquer la couche résis-

tive 11. Ce second rôle sera mieux compris par la suite lors de

la description des figures 4E et 4F.

Une troisième étape (figure 4C) consiste à déposer une couche conductrice 13 qui constituera les conducteurs de

cathode. La caractéristique de cette couche 13 est d'être oxy-

dable en surface. L'accrochage de cette couche 13 est favorisé

par la couche 19.

Au cours d'une quatrième étape (figure 4D), on réa-

lise une oxydation de la couche conductrice 13, pour obtenir une couche isolante auxiliaire 18. On veillera à ce que l'épaisseur de la couche 13, déposée lors de la troisième étape, soit suffisante pour permettre l'obtention d'une couche

isolante auxiliaire 18 tout en conservant une épaisseur suffi-

sante pour les conducteurs de cathode 13.

Les quatre étapes décrites ci-dessus sont réalisées

sur toute une surface du substrat 10. Comme on peut le consta-

ter, l'invention se distingue ici des techniques antérieures, notamment par le fait que la couche résistive 11 est apposée

avant la couche conductrice 13, et qu'une couche isolante auxi-

liaire 18 est obtenue par oxydation de cette couche conductrice 13. A partir de l'empilement ainsi réalisé, on grave au cours d'une cinquième étape (figure 4E) les conducteurs de cathode 13. Cette étape consiste à graver simultanément les couches 13 et 18, de façon à définir des colonnes maillées de

conducteurs de cathode 13 revêtus d'une couche isolante auxi-

liaire 18. La couche 19 assure, durant cette étape, un arrêt de

la gravure qui évite d'attaquer la couche résistive 11.

Puis, dans une sixième étape (figure 4F), on élimine

la couche 19 aux endroits o les couches 13 et 18 ont été gra-

vées, c'est-à-dire dans les mailles 12 délimitées par les con-

ducteurs de cathode 13.

Les conducteurs de cathode 13 sont désormais formés.

Ils présentent par exemple une largeur de l'ordre de 2 pnm. Pour terminer la cathode 1, il reste à réaliser la grille 3 et les micropointes 2 d'émission électronique. La réalisation de la grille 3 et des micropointes 2 reprend les étapes de procédés classiques. Les figures 5A à 5F illustrent une seconde phase du

procédé de réalisation d'une cathode à micropointes selon l'in-

vention, correspondant à une phase de réalisation d'une grille

3 et de micropointes 2.

Lors d'une première étape (figure 5A) de cette deuxième phase, on dépose sur la structure issue de la première phase, un isolant 16. Au cours d'une deuxième étape (figure 5B), on prépare la couche de grille 3 par un dépôt d'une couche conductrice. Ce dépôt est par exemple obtenu de la même manière que le dépôt de

la couche des conducteurs de cathode 13.

On grave ensuite (figure 5C), dans la couche de grille 3, des lignes 14 de grille ainsi que des trous 4 aux

emplacements futurs des micropointes 2, c'est-à-dire à l'inté-

rieur des mailles 12 définies par les conducteurs de cathode 13. La gravure de cette troisième étape est effectuée de manière telle qu'elle attaque le matériau de la grille 3 sans attaquer le matériau de la couche isolante 16. Comme cela a déjà été expliqué plus haut, l'intersection d'une ligne 14 de la grille 3 avec une colonne 15 de la cathode 1 représente la

surface d'un pixel de l'écran (figure 2A). Dans un exemple par-

ticulier, seize trous 4 sont formés dans chacune des mailles 12 définies par les conducteurs de cathode 13. Le diamètre des trous 4 est par exemple de 1,2 pm et leur pas est d'environ 3 pm. L'espace entre un conducteur de cathode 13 et les trous 4

les plus proches est, par exemple, d'environ 5,5 nm.

La grille 3 étant formée, il reste pour terminer la

cathode 1, à réaliser les micropointes 2.

Au cours d'une quatrième étape (figure 5D), on grave des puits 17 dans la couche isolante 16 en regard des trous 4 de la grille 3. Cette gravure est réalisée de façon à attaquer le couche isolante 16 aux endroits des trous 4 sans attaquer la couche résistive 11. Les puits 17 présentent, par exemple, un

diamètre de 1,3 pm.

On dépose ensuite (figure 5E) une couche d'élimina-

tion par soulèvement 20 (communément appelée "de lift-off") sur

la grille 3. Cette couche 20 a pour rôle de permettre l'enlève-

ment de la couche qui sera déposée ensuite.

Au cours d'une sixième étape (figure 5F), on réalise les micropointes 2, par exemple par évaporation d'un matériau conducteur. Cette évaporation conduit d'une part à la formation

d'une couche résiduelle 21 sur la couche d'élimination par sou-

lèvement 20 et d'autre part à la formation des micropointes 2 dans les puits 17. La forme des micropointes 2 est obtenue par

la réduction du diamètre des puits 17 lors de l'étape précé-

dente. Ces micropointes 2 présentent, par exemple, un diamètre

à la base de 1,1 pm et une hauteur de l'ordre de 1,2 pn.

Une septième et derniére étape consiste à éliminer la couche résiduelle 21, à l'aide de la couche d'élimination par

soulèvement 20. On obtient alors une cathode 1 telle que repré-

sentée à la figure 3.

On indiquera ci-dessous un exemple particulier de réalisation d'une cathode à micropointes en spécifiant les

matériaux et les types de gravure utilisés.

Phase 1:

Etape 1: dépôt pleine plaque d'une couche résis-

tive 11, par pulvérisation de silicium amorphe dopé au phos-

phore sur le substrat de verre 10. Cette couche résistive 11

présente, par exemple, une épaisseur de 1,6 pm.

Etape 2: dépôt pleine plaque, par évaporation de chrome, d'une fine couche conductrice 19. L'épaisseur de cette

couche 19 est par exemple de 0,025 mn.

Etape 3: dépôt pleine plaque, par évaporation de

niobium, d'une couche de conducteurs de cathode 13. L'accro-

chage de cette couche 13 est favorisé par la couche 19, le nio-

bium s'accrochant difficilement sur le silicium amorphe. La couche conductrice 13 présente, par exemple, une épaisseur de

0,2 à 0,4 pm.

Etape 4: oxydation pleine plaque de la couche 13.

Cette oxydation est par exemple obtenue en soumettant la couche de niobium 13 à une oxydation anodique dans une solution à base :t de pentaborate d'ammonium (NH4B508.4H20) et d'éthylène glycol (HOCH2CH2OH). Pour ce faire, l'empilement est placé en anode dans un bain électrolytique à base de pentaborate d'ammonium et d'éthylène glycol. Cet électrolyte est par exemple constitué dans les proportions suivantes, 156 g de pentaborate d'ammonium pour 1120 ml d'éthylène glycol et 760 ml d'eau, et présente un pH de 5 à 6. Une contre-électrode de platine, de même surface que la couche de niobium 13, est placée en regard de la surface de cette couche 13. L'épaisseur d'oxydation dépend pratiquement uniquement du potentiel auquel est réalisée l'électrolyse. Pour un potentiel de 40 V, par exemple, on obtient une épaisseur de pentoxyde de niobium (Nb2Os5) de 0,12 pm, constituant une couche

isolante auxiliaire 18.

Etape 5: gravure au plasma d'hexafluorure de sou-

fre (SF6) des couches isolante 18 et conductrice 13, selon un motif de colonnes 15 maillées 12. On préfère réaliser cette gravure par plasma dans la mesure o une gravure chimique

(humide) du pentoxyde de niobium (Nb2Os5) qui constitue la cou-

che 18 est délicate à contrôler. Par contre, cet oxyde se grave avec le même plasma de gravure que celui utilisé classiquement pour graver du niobium. Le plasma employé grave également le silicium amorphe, c'est pourquoi la couche 19 est dite d'arrêt

de gravure et est dans un matériau choisi pour être difficile-

ment attaquable par le plasma d'hexafluorure de soufre.

Etape 6: élimination de la couche 19, à l'inté-

rieur des mailles 12, par masquage et gravure chimique à base

de permanganate de potassium (KMnO4) et d'hydroxyde de potas-

sium (KOH) qui attaque le chrome évaporé sans endommager les

autres couches environnantes.

Phase 2:

Etape 1: dépôt pleine plaque d'une couche iso-

lante 16, par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) à pression

ordinaire d'oxyde de silicium (SiO2). L'épaisseur de cette cou-

che isolante 16 est par exemple de 1,3 pm.

Etape 2: dépôt pleine plaque d'une couche conduc-

trice de grille 3, par évaporation de niobium. L'épaisseur de cette couche de grille qui correspond à l'épaisseur de la

grille 3 est par exemple de 0,2 à 0,4 îm.

Etape 3: gravure par plasma d'hexafluorure de soufre (SF6) de la couche 3, selon un motif de lignes 14 de grille 3 et de trous 4 définissant des emplacements futurs pour

des micropointes 2. Ce plasma est choisi pour attaquer le nio-

bium de la couche 3 sans attaquer le dioxyde de silicium (SiO2)

constituant la couche isolante 16.

Etape 4: gravure par plasma de trifluorométhane (CHF3) de puits 17 dans la couche isolante 16, en regard des

trous 4 de la grille 3. Ce plasma est choisi pour avoir la pro-

priété d'attaquer le dioxyde de silicium (SiO2) qui constitue

la couche 16, sans attaquer le silicium amorphe dopé au phos-

phore qui constitue la couche résistive 11.

Etape 5: dépôt d'une couche d'élimination par

soulèvement 20, par dépôt électrolytique de nickel sur les sur-

faces restantes de la couche de grille 3.

Etape 6: réalisation de micropointes 2, par éva-

poration de molybdène.

Etape 7: élimination par soulèvement des résidus

21 de molybdène.

Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, chacun des constituants

décrits pour les couches pourra être remplacé par un ou plu-

sieurs constituants présentant les mêmes caractéristiques et/ou remplissant la même fonction. De plus, les moyens de gravure décrits à titre d'exemple pourront être remplacés par d'autres moyens de gravure, sèche ou humide, permettant d'atteindre le

même résultat.

De même, la succession des étapes donnée à titre d'exemple peut être modifiée selon les matériaux et moyens de gravure utilisés. Par exemple, l'étape d'obtention de la couche

* isolante auxiliaire 18 (phase 1, étape 4) pourrait être repor-

tée après la gravure des conducteurs de cathode 13, les conduc-

teurs de cathode 13 se trouvant alors également oxydés sur

leurs bords.

En outre, les indications dimensionnelles données à

titre d'exemple peuvent être modifiées en fonction des caracté-

ristiques recherchées pour l'écran, des matériaux utilisés, ou autres. En particulier, la présente invention s'applique quel

que soit le nombre de micropointes 2 par maille 12 de conduc-

teurs de cathode 13 et quel que soit le nombre de mailles 12 par pixel de l'écran. On pourra par exemple réaliser une

cathode 1 comportant une micropointe 2 par maille 12.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Cathode (1) à micropointes pour écran plat de visualisation, du type comportant des conducteurs de cathode (13), entre un substrat (10) et une grille (3), ladite grille (3) étant pourvue de trous (4) à l'intérieur de mailles (12) définies par lesdits conducteurs de cathode (13); une couche isolante (16), pourvue de puits (17) en regard desdits trous (4), étant interposée entre lesdits conducteurs de cathode (13) et la grille (3); et des micropointes (2) étant déposées dans

lesdits puits (17), sur une couche résistive (11); caractéri-

sée en ce que lesdits conducteurs de cathode (13) sont déposés au-dessus de ladite couche résistive (11) et sont revêtus d'une

couche isolante auxiliaire (18).

2. Cathode à micropointes selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche isolante auxiliaire (18)

est obtenue par oxydation desdits conducteurs de cathode (13).

3. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer une couche conductrice destinée à former des conducteurs de cathode (13) sur un empilement constitué au moins d'un substrat (10) et

d'une couche résistive (11), et à revêtir cette couche de con-

ducteurs de cathode (13) d'une couche isolante auxiliaire (18).

4. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il con-

siste à effectuer les phases suivantes:

- réalisation de conducteurs de cathode (13) orga-

nisés en colonnes maillées sur une couche résistive (11) dépo-

sée sur un substrat (10); - réalisation d'une grille (3) pourvue de trous (4) à l'intérieur des mailles (12) définies par les conducteurs de cathode (13) avec interposition d'une couche isolante (16), et dépôt de micropointes (2) sur la couche résistive (11), dans des puits (17) formés dans la couche isolante (16) en regard

des trous (4) de la grille (3).

5. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pre-

mière phase de réalisation de conducteurs de cathode (13) com-

prend les étapes suivantes: - dépôt pleine plaque d'une couche résistive (11) sur le substrat (10);

- dépôt pleine plaque d'une fine couche conduc-

trice d'arrêt de gravure (19); - dépôt pleine plaque d'une couche conductrice de conducteurs de cathode (13);

- oxydation électrolytique de la couche conduc-

trice de conducteurs de cathode (13); - gravure simultanée, de la couche de conducteurs

de cathode (13) et de la couche isolante auxiliaire (18) obte-

nue par ladite oxydation, selon un motif de colonnes (15) maillées (12); et - élimination de la couche d'arrêt de gravure (19) à l'intérieur des mailles (12) définies par les conducteurs de

cathode (13).

6. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'oxy-

dation électrolytique de la couche de conducteurs de cathode (13) est réalisée au moyen d'une solution à base de pentaborate d'ammonium (NH4B508.4H20) et d'éthylène glycol (HOCH2CH2OH), l'épaisseur d'oxydation étant essentiellement fixée par le

potentiel appliqué lors de l'électrolyse.

7. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la couche résistive (11) est obtenue par pulvérisation de silicium amorphe dopé au phosphore, la couche d'arrêt de gravure (19)

étant obtenue par évaporation de chrome, la couche de conduc-

teurs de cathode (13) étant obtenue par évaporation de niobium,

et la couche isolante auxiliaire (18) étant constituée de pen-

toxyde de niobium (Nb2O5).

8. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon la revendication 7, caractérisé en ce que la gra-

vure de la couche de conducteurs de cathode (13) et de la cou-

che isolante auxiliaire (18) est une gravure par plasma d'hexa-

fluorure de soufre (SF6); et en ce que la gravure de la cou- che d'arrêt de gravure (19) est une gravure chimique à base de permanganate de potassium (KMnO4) et d'hydroxyde de potassium

(KOH).

9. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, carac-

térisé en ce que la seconde phase de réalisation d'une grille (3) et de micropointes (2) comprend les étapes suivantes: - dépôt pleine plaque d'une couche isolante (16) sur la structure issue de la première phase; dépôt pleine plaque d'une couche conductrice de grille (3); - gravure de la couche conductrice de grille (3), selon un motif de lignes (14) comportant chacune des trous (4) dans les mailles (12) définies par les conducteurs de cathode

(13);

- gravure de la couche isolante (16) aux emplace-

ments des trous (4) de la grille (3), de façon à obtenir des puits (17) de réception des micropointes (2) dans cette couche isolante (16); - dépôt électrolytique d'une couche d'élimination par soulèvement (20); évaporation d'un matériau conducteur (21) pour que des micropointes (2) se déposent, sur la couche résistive (11), dans les puits (17) formes dans la couche isolante (16); et - élimination des résidus du matériau conducteur

(21) à l'aide de la couche d'élimination par soulèvement (20).

10. Procédé de réalisation d'une cathode à micro-

pointes selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cou-

che isolante;16! est obtenue par dépôt chimique en phase

vapeur à pression ordinaire d'oxyde de silicium (SiO2), la cou-

che de grille (3) étant obtenue par évaporation de niobium, la gravure de la couche de grille (3) étant une gravure par plasma d'hexafluorure de soufre (SF6), la gravure de la couche iso-5 lante (16) étant une gravure par plasma de trifluorométhane (CHF3), et les micropointes (2) étant obtenues par évaporation

de molybdène.