FR2731108A1 - Dispositif sous vide etanche a l'air, ayant une structure d'electrode nbn incorporee - Google Patents
Dispositif sous vide etanche a l'air, ayant une structure d'electrode nbn incorporee Download PDFInfo
- Publication number
- FR2731108A1 FR2731108A1 FR9601592A FR9601592A FR2731108A1 FR 2731108 A1 FR2731108 A1 FR 2731108A1 FR 9601592 A FR9601592 A FR 9601592A FR 9601592 A FR9601592 A FR 9601592A FR 2731108 A1 FR2731108 A1 FR 2731108A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- nbn
- line electrodes
- film
- thin film
- field emission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
- H01J1/3042—Field-emissive cathodes microengineered, e.g. Spindt-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/319—Circuit elements associated with the emitters by direct integration
Abstract
Il est décrit un élément à émission de champ comprenant une structure d'électrode constituée d'un film mince (2), présentant une plus grande résistance adhésive. Un film mince (2), de nitrure de niobium (NbN) est formé sur un substrat en verre (1), par pulvérisation cathodique ou analogue. Le film NbN présente une plus grande résistance adhésive à un degré suffisant pour empêcher qu'une éventuelle gravure chimique, destinée à la formation du film dans des électrodes, provoque un pelage du film.
Description
DISPOSITIF SOUS VIDE ETANCHE A L'AIR, AYANT UNE
STRUCTURE D'ELECTRODE NbN INCORPOREE
La présente invention concerne un élément sous vide étanche à l'air, ayant une structure d'électrode en film métallique, disposée dans une enveloppe sous vide, telle qu'une cathode à émission de champ utilisée comme source d'électrons pour un dispositif d'affichage ou analogue et, plus particulierement, un él & ent sous vide étanche à l'air dans lequel au moins une partie d'une structure d'électrode est constituée de nitrure de niobium (NbN).
STRUCTURE D'ELECTRODE NbN INCORPOREE
La présente invention concerne un élément sous vide étanche à l'air, ayant une structure d'électrode en film métallique, disposée dans une enveloppe sous vide, telle qu'une cathode à émission de champ utilisée comme source d'électrons pour un dispositif d'affichage ou analogue et, plus particulierement, un él & ent sous vide étanche à l'air dans lequel au moins une partie d'une structure d'électrode est constituée de nitrure de niobium (NbN).
Un élément à émission de champ ayant une cathode à émission de champ incorporée est classiquement connu dans l'art à titre d'exemple d'un élément hermétique sous vide. Un élément classique sous vide étanche à l'air est décrit ci-après en se référant, à titre d'exemple, à un élément à émission de champ.
Lorsqu'un champ électrique réglé à une valeur d'à peu près 109 (V/m) est appliqué sur un surtace d'un materiau métallique ou celle d'un matériau semi-conducteur, un effet tunnel permet à des électrons de traverser une barrière, faisant que les électrons sont évacués vers un vide, même à une température normale. Un tel phénomène est dénommé "emission de champ", comme classiquement connu dans l'art et une cathode conçue pour émettre des électrons d'après ce principe est denommée "cathode à émission de champ".
Le développement récent de techniques de traitement précises pour un semi-conducteur permet de former une cathode à émission de champ selon des dimensions aussi faibles que de I'ordre des microns. Le développement permet de former un certain nombre de ces cathodes à émission de champ sur un substrat, permettant d'obtenir un élément à émission de champ du type à émission en surface. Il est propose que l'élément à emission de champ ainsi fourni soit utilisé comme source d'électrons pour un dispositif d'affichage, un tube à rayon cathodique (CRT) , un microscope electronique, un dispositif à faisceau d'électrons.
Un tel élément classique à émission de champ est decrit ci-après plus en détail en se référant aux figures 7 et 8. L'élément à émission de champ comprend une cathode à emission de champ torée sur un substrat en verre 101. L'application de l'élément à émission de champ sur un dispositif d'affichage est effectuée par la disposition du substrat en verre 101 d'une manière opposée à un substrat anodique à dépôt de luminophore, d'un materiau en verre transparent et espacé de ce dernier d'un intervalle prédéterminé, pour former de ce fait une enveloppe étanche à l'airs qui est ensuite évacuée pour obtenir un vide élevé.
La cathode à émission de champ formée sur le substrat en verre 101 est constituée d'électrodes de lignes cathodiques en forme de bandes, formées par pulvérisation cathodique ou analogue, d'une couche résistive 103 formée sur les electrodes de lignes cathodiques 102, d'une pluralité de cônes émetteurs 106 formés sur la couche resistive 103, et d'électrodes de lignes de grille 105 torées à proximité des canes émetteurs 106, de maniere à entourer une extrémité de pointe de chacun des cônes émetteurs 106, donnant lieu à une matrice à émission de champ de type Spindt.
La couche résistive 103 decrite ci-dessus est pourvue, par laminage, d'une couche isolante 104, sur laquelle sont ensuite formées les électrodes de lignes de grille 105.
Les cônes émetteurs 106 peuvent être formés tout en maintenant un pas entre c h a q u e couple adjacent de cônes émetteurs 106, à un niveau aussi faible que 100 microns ou moins, de sorte que des dizaines de milliers jusqu3 des centaines de milliers de ces cônes émetteurs ainsi formés sont disposés sur une plaque en verre 101. Dans l'element à émission de champ ainsi construit, la distance entre une grille et une cathode est maintenue à un niveau aussi faible qu'une fraction de micron, de sorte que l'application d'une tension VbE aussi faible que des dizaines de volts entre la cathode, permet l'émission d'électrons par les cônes émetteurs 106.
L'application de l'élément à émission de champ sur un dispositif d'affichage est eftectuee de manière que le substrat anodique, disposé à l'opposée du substrat en verre 101, soit pourvu d'une électrode d'anode, sur aquel le un luminophore est depose par laminage selon un motif en torme de points.
Ainsi, l'application d'une tension positive sur l'électrode anodique provoque la capture des électrons émis par les cônes émetteurs 106, par l'électrode anodique, de sorte que les électrons heurtent le luminophore à motif en forme de points, laminé sur l'électrode anodique, entraXnant l'excitation de luminophore et donnant lieu à la luminescence du luminophore. La luminescence peut être observée à travers le substrat anodique transparent.
Les cônes émetteurs 106 sont disposes sur les différentes electrodes de ligne cathodique 102 décrites ci-dessus, agencees en forme de bande sur le substrat en verre 101 et les différentes électrodes de ligne de grille 105 sont agencées en forme de bande et s'étendent ainsi dans une direction perpendiculaire aux electrodes de ligne cathodique 102.
Ainsi, les électrodes de ligne cathodique 102 en forme de bande et les électrodes de ligne de grille 105 en forme de bande coopèrent entre elles pour definir une matrice, qui est balayee par une section de balayage de cathode (non représentée) et une section de balayage de grille (non représentee).
Ceci provoque une émission sélective d'electrons par les cônes émetteurs 106, d'après un signal d'image, faisant qu'une partie correspondante du luminophore à motif en forme de points émet de la lumiere, si bien qu'une image peut être affichée sur le substrat anodique.
Dans ce cas, par exemple, un signal d'image est applique sur la section de balayage de grille, si bien qu'une image pour une feuille est affichée sur le substrat anodique, lorsque le balayage d'une zone se termine.
Dans l'élément classique a émission de champ, les electrodes de ligne cathodique 102 et les électrodes de ligne de grille 105 sont formées sur le substrat en verre lui et la couche isolante 106, respectivement par pulvérisation cathodique ou analogue. De façon globale, les électrodes de ligne cathodique 102 et les électrodes de ligne de grille 105 sont chacune constituees d'un matériau à point de fusion élevé, tel que le niobium (Nb), le molybdène (Mo), le tantale (Ta), le tungstene lW) ou analogue.
Ainsi, l'élément à emission de champ classique présente des inconvénients.
Par exemple, dans l'élément classique à émission de champ, un film mince 111 en niobium à pureté élevée est formé sur le substrat en verre 110, par pulvérisation cathodique comme représente sur la figure 9. Ensuite, le film 111 est exposé à une attaque à sec, telle qu'une attaque chimique (RIE) ou analogue, pour présenter de ce fait une configuration en forme de bande, donnant lieu à la formation des électrodes de ligne cathodique 102. Cependant, ceci provoque des marques d'attaque sur le substrat en verre 110, si bien qu' il est nécessaire d'éliminer les marques en dissolvant quelque peu la surface de substrat qui est en verre 110, sur une profondeur 6 représentée sur la figure lu, au moyen d'un acide fluorhydrique.
Malheureusement, ceci force l'acide fluorhydrique à entrer dans une interface entre le substrat en verre 110 et le film mince 111 de niobium à pureté élevée, car le film mince 111 de Nb ne parvient pas à présenter une liaison ou résistance adhésive satisfaisante par rapport au substrat en verre 110, donnant lieu au pelage du film mince 111 de Nb depuis le substrat en verre 110, ainsi qu a une zone de pelage de film comme représenté sur la figure 10.
Cette zone de pelage de film altère fortement la performance ou les caractéristiques de l'élément à émission de champ, donnant lieu à une diminution des rendements de l'élément.
De même, le film mince de niobium à pureté élevée est facilement exposé à une oxydation, pour former de ce fait de l'oxyde de niobium (NbO > ). L'oxyde de niobium présente une moindre vitesse d'attaque par rapport au niobium. Malheureusement, ceci entraîne un inconvenient important de l'élément à émission de champ.
Plus particulièrement, en supposant qu'un film cathodique 121 mince prévu pour les électrodes de ligne cathodique est formé sur un substrat en verre 120 et, ensuite, qu'une couche isolante 122 de SiO2 et qu'un film mince 123 de Nb sont formés dans cet ordre sur le film cathodique 121, la surface du film de Nb 123 est oxydée par 1 'oxygène contenu dans l'atmosphère ambiante et la surface de liaison du film de Nb 123, délimitant la couche isolante 122, est oxydée par l'oxygène contenu dans le Spi02.
Ensuite, lorsqu'une attaque a lieu sur le film de Nb 123 pour munir le film de Nb 123 d'ouvertures, afin de former de ce fait le film de Nb 123 dans les électrodes de ligne de grille, le film de Nb 123, comme représenté sur la figure 2, est gravé chimiquement de manière que des trous soient perces dans une zone centrale du film 123, donnant lieu à la formation des ouvertures chacune sous une forme d'une section en fût, car le niobium présente une plus grande vitesse d'attaque par rapport à l'oxyde de niobium.
La formation de cette ouverture en forme de fût rend difficile la formation de motif précis, si bien que l'on peut pas obtenir une augmentation du degré d'integration.
De façon globale, un film mince de Nb est facilement exposé à une oxydation, pour provoquer de ce fait une augmentation du chargement en surface. Ainsi, dans l'élément classique à émission de champ, lorsque les électrodes de ligne de grille sont oxydées, le champ électrique forme entre les électrodes en forme de grille et les cônes émetteurs est réduit, si bien que les cônes émetteurs ne peuvent pas émettre de façon satisfaisante des électrons.
La présente invention a été realisée au vu de l'inconvénient précite de l'art antérieur.
En conséquence, un but de la présente invention est de proposer un élément à émission de champ qui présente des électrodes constituées d'un film en métal a point de fusion élevé, présentant une plus grande résistance adhésive.
Un autre but de la présente invention est de proposer un element à emission de champ pourvu d'électrodes capables de permettre une formation de motif fin et de reduire le chargement en surface, permettant d'obtenir une performance ou des caractéristiques satisfaisantes.
Selon la présente invention, un élément sous vide étanche à 1' air ayant une structure d' e)ectrode
NbN incorporée est proposé. L'élément sous vide étanche à l'air comprend une enveloppe sous vide etanche à l'air et un moyen formant électrode monocouche et un moyen formant electrode multicouche, disposés dans 1' enveloppe sous vide étanche à I a i r. A u m o i n s l'un parmi le moyen tormant électrode monocouche et le moyen formant électrode multicouche présente une surface en
NbN.
NbN incorporée est proposé. L'élément sous vide étanche à l'air comprend une enveloppe sous vide etanche à l'air et un moyen formant électrode monocouche et un moyen formant electrode multicouche, disposés dans 1' enveloppe sous vide étanche à I a i r. A u m o i n s l'un parmi le moyen tormant électrode monocouche et le moyen formant électrode multicouche présente une surface en
NbN.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, au moins l'un des moyens formant électrode est constitué d'un film mince de NbN.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, au moins l'un des moyens formant électrode comprend un film mince de Nb et un film mince de NbN disposé au-dessous du film de Nb.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, au moins l'un des moyens formant électrode comprend un film mince de Nb et des films minces de NbN, disposés de maniere à interposer entre eux le film de Nb.
De même, selon la présente invention, un élément sous vide etanche à l'air ayant une structure d'électrode NbN incorporée est proposée. L'élément sous vide étanche à l'air comprend des électrodes de ligne cathodique formées sur un substrat de cathode, une couche isolante formée sur les électrodes de ligne cathodique et des électrodes de ligne de grille formées sur la couche isolante. La couche isolante et les électrodes de ligne de grille sont pourvues d'ouvertures communes. L'élément sous vide étanche à l'air comprend également des cônes émetteurs formés sur les électrodes de ligne cathodique, tout en étant disposés dans les ouvertures. Les électrodes de ligne de grille sont constituées d'un film mince de Nb et exposées à un traitement de nitruration, après la formation des ouvertures et avant la formation des cônes émetteurs.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, une couche résistive est formée sur les électrodes de ligne cathodique.
Ces buts, ainsi que d'autres, et un grand nombre des avantages offerts par la présente invention vont être mieux compris à ia lecture de la description détaillée qui suit de cette dernière en liaison avec les dessins annexes, dans lesquels .
la figure 1 est une vue schématique représentant la formation d'un film mince de nitrure de niobium (NbN) sur un substrat en verre, dans un élément à émission de champ qui est un premier mode de réalisation d'un élément sous vide étanche à l'air ayant renfermant une structure d'électrode NbN, selon la présente invention;
la figure 2(a) est une vue schématique représentant un état cristallin d'un film mince de nitrure de niobium (NbN), formé sur un substrat en verre;
la figure 2(b) est une vue schématique représentant un etat cristallin d'un film mince de niobium (Nb) formé sur un substrat en verre;
la figure 3 est une representation graphique, indiquant les résultat d'un test d'éraflure exécuté pour la mesure de la résistance adhésive de chacun parmi un film mince de nitrure de niobium (NbN) et un film mince de niobium (Nb); ;
la figure 4 est une vue schématique représentant les résultats d'un traitement de gravure chimique exécutée sur un film mince de nitrure de niobium (NbN), forme sur un substrat en verre;
la figure 5 est une vue schématique représentant un élément à émission de champ qui est un deuxième mode de réalisation d'un élément sous vide étanche à l'air, renfermant une structure d'électrode
NbN selon la présente invention;
la figure 6 est une vue schématique représentant un élément à émission de champ qui est un troisième mode de ral isation d'un élément sous vide étanche à l'air, renfermant une structure d'électrode
NbN selon la présente invention;
la figure / est une vue schématique en perspective, représentant un élément classique à émission de champ;;
la figure 8 est une vue en coupe schématique de l'élément classique à émission de champ représenté sur la figure 7;
la figure 9 est une vue schématique représentant une structure d'électrode d'un élément classique à émission de champ;
la figure 10 est une vue schématique représentant les résultats d'une gravure chimique d'un film mince de niobium (Nb), forme sur un substrat en verre, dans un élément classique à émission de champ;
la figure 11 est une vue schématique représentant des électrodes de ligne de grille dans un élément classique à émission de champ; et
la figure 12 est une vue schématique representant les résultats d'une gravure chimique effectuee sur des électrodes de ligne de grille, dans un élément à émission de champ classique, pour munir les électrodes de ligne de grille d'ouvertures.
la figure 2(a) est une vue schématique représentant un état cristallin d'un film mince de nitrure de niobium (NbN), formé sur un substrat en verre;
la figure 2(b) est une vue schématique représentant un etat cristallin d'un film mince de niobium (Nb) formé sur un substrat en verre;
la figure 3 est une representation graphique, indiquant les résultat d'un test d'éraflure exécuté pour la mesure de la résistance adhésive de chacun parmi un film mince de nitrure de niobium (NbN) et un film mince de niobium (Nb); ;
la figure 4 est une vue schématique représentant les résultats d'un traitement de gravure chimique exécutée sur un film mince de nitrure de niobium (NbN), forme sur un substrat en verre;
la figure 5 est une vue schématique représentant un élément à émission de champ qui est un deuxième mode de réalisation d'un élément sous vide étanche à l'air, renfermant une structure d'électrode
NbN selon la présente invention;
la figure 6 est une vue schématique représentant un élément à émission de champ qui est un troisième mode de ral isation d'un élément sous vide étanche à l'air, renfermant une structure d'électrode
NbN selon la présente invention;
la figure / est une vue schématique en perspective, représentant un élément classique à émission de champ;;
la figure 8 est une vue en coupe schématique de l'élément classique à émission de champ représenté sur la figure 7;
la figure 9 est une vue schématique représentant une structure d'électrode d'un élément classique à émission de champ;
la figure 10 est une vue schématique représentant les résultats d'une gravure chimique d'un film mince de niobium (Nb), forme sur un substrat en verre, dans un élément classique à émission de champ;
la figure 11 est une vue schématique représentant des électrodes de ligne de grille dans un élément classique à émission de champ; et
la figure 12 est une vue schématique representant les résultats d'une gravure chimique effectuee sur des électrodes de ligne de grille, dans un élément à émission de champ classique, pour munir les électrodes de ligne de grille d'ouvertures.
A present, un element sous vide etanche à l'air selon la presente invention est décrit ci-après en se référant aux figures 1 à 6.
En se référant d'abord à la figure 1, une partie essentiel le d'un élément à émission de champ, qui est un mode de réalisation d'un élément sous vide étanche à 1' air renfermant une structure d' electrode
NbN selon la présente invention, est illustrée. Dans un élément sous vide étanche à l'air du mode de réalisation illustré, se présentant sous la forme d'un élement à émission de champ, comme représenté sur la figure 1, un substrat en verre 1 est pourvu d'un film mince 2 de nitrure de niobium (NbN), par pulverisation cathodique ou analogue, suivie d'une formation de motif par photolithographie, donnant lieu à la formation d'électrodes de ligne cathodique.De même, les électrodes de ligne cathodique sont pourvues d'une couche résistive se présentant sous la forme d'un film, sur lequel est ensuite forme un film mince de nitrure de niobium (NbN), pour une couche isolante et des électrodes de ligne de grille. ensuite, les électrodes de ligne de grille et la couche isolante sont pourvues d'ouvertures communes, comme dans I'art anterieur décrit ci-dessus en se référant à la figure 8, suivi d'une formation de cônes émetteurs dans les ouvertures.
NbN selon la présente invention, est illustrée. Dans un élément sous vide étanche à l'air du mode de réalisation illustré, se présentant sous la forme d'un élement à émission de champ, comme représenté sur la figure 1, un substrat en verre 1 est pourvu d'un film mince 2 de nitrure de niobium (NbN), par pulverisation cathodique ou analogue, suivie d'une formation de motif par photolithographie, donnant lieu à la formation d'électrodes de ligne cathodique.De même, les électrodes de ligne cathodique sont pourvues d'une couche résistive se présentant sous la forme d'un film, sur lequel est ensuite forme un film mince de nitrure de niobium (NbN), pour une couche isolante et des électrodes de ligne de grille. ensuite, les électrodes de ligne de grille et la couche isolante sont pourvues d'ouvertures communes, comme dans I'art anterieur décrit ci-dessus en se référant à la figure 8, suivi d'une formation de cônes émetteurs dans les ouvertures.
La fabrication des électrodes de ligne de grille est décrite ci-apres plus en détails.
D'abord, le substrat en verre 1 est rincé et placé ensuite dans un agencement de pulvérisation cathodique.
Ensuite, une chambre de l'agencement de pulvérisation cathodique est évacuée pour obtenir une pression aussi faible qu'a peu pres 3 x 10-4 Pa, suivie djune pulvérisation cathodique préalable à l'aide d'argon (Ar).
Puis, un mélange, obtenu par l'addition d'azote (Nz) servant de gaz reactif à 1 'Ar, servant de gaz de pulvérisation cathodique, selon un rapport de 1/5 à 1/100, sur la base de l'Ar, est amené à la chambre, pour effectuer de ce fait la formation d'un film mince de NbN à une puissance d'à peu près 1,0 kW. La pression de gaz de formation de film est contrôlée de façon souhaitable de manière que la contrainte d'un film de nitrure ou d'un film NbN soit réduite à un niveau à peu pres égal à zéro.
Ensuite, le film de NbN ainsi forme est exposé à une formation des motifs par photolithographie, donnant lieu à une configuration convenant à la formation d'électrodes de lignes cathodiques. La formation des motifs est exécutée par un procédé comprenant une étape d'application d'agent photorésistant, et une étape d'exposition et une étape de développement exécutée dans cet ordre.
Ensuite, le film de NbN est exposé à une attaque à sec telle qu'une RIE ou analogue et, ensuite, les marques d'attaque laissées sur le substrat en verre 1 sont eliminées par de l'acide fluorhydrique.
Enfin, l'agent photoresistant est pelé, suivi d'un rinçage, donnant lieu à la formation des électrodes de lignes cathodiques.
La fabrication des électrodes de lignes cathodiques est décrite ci-après plus en détail. Dans la fabrication, des étapes allant jusqu'à la formation d'un film mince de NbN sont exécutées sensiblement de la même manière, par conséquent, la description qui suit est celle d'étapes ultérieures à la formation du film mince de NbN.
D'abord, le film de NbN formé est expose à une formation de motif par photolithographie, donnant lieu à une configuration convenant pour la formation d'électrodes de lignes cathodiques. La formation de motifs est exécutée par un procédé comprenant une retape d'application d'agent photoresistant, une étape d'exposition et une étape de développement, exécutées dans cet ordre. Ceci permet de munir d'ouvertures le film de NbN.
Ensuite, le film de NbN est exposé à une attaque à sec, telle dans qu'une RIE ou analogue et, ensuite, les marques d'attaque laissées sont éliminées par de l'acide fluorhydrique.
Ensuite, l'agent photorésistant est pelé, ce qui est suivi d'un rinçage, donnant lieu à la formation des électrodes de lignes de grille.
Ainsi, un élément à emission de champ agence sensiblement de la même manière que celle decrite ci-dessus en se référant aux figures 7 et 8 peut être fabriqué, à l'exception du fait que les électrodes de lignes cathodiques et les électrodes de lignes de grille sont chacune constituees d'un film mince de NbN.
La figure 2(a) est une photographie obtenue par un microscope electronique, représentant un film mince de nitrure de niobium (NbN) forme sur un substrat en verre par pulvérisation cathodique et la figure 2(b) est celle représentant un film mince formé sur un substrat en verre par pulvérisation cathodique.
Comme on le voit à partir des figures 2(a) et 2(b), le film de NbN présente une structure cristalline dans laquelle de fins cristaux en forme de colonnes sont denses, tandis que le film de Nb est constitué de grands et d'epais cristaux en forme de colonne. Une telle augmentation de la force adhésive du film NbN par rapport au film de Nb est imputable à la densité des cristaux dans le film de NbN.
La figure 3 représente le résultat d'un test d'eraflure exécuté pour mesurer la résistance de liaison ou adhésive des films minces. Plus particulièrement, 'la résistance adhésive du film Nb sur le substrat en verre et celle du film NbN sur ce dernier, tout en les comparant entre eux. Sur la figure 3, les lettres a et b indiquent les résultats d'un test d'eraflure exécuté sur deux specimen pourvus chacun du film de NbN. Dans chacun des deux spécimen, le film de
NbN présente un point de pelage supérieur à 90 (gf). De même, sur la figure 3, les lettres c et d indiquent les résultats d'un test d'éraflure exécute sur deux spécimen pourvus chacun du film de Nb. Dans l'un des spécimen, le film de Nb presente un point de Nb présente un point de pelage aussi faible qu'à peu près 10 (go) ; tandis que l'autre specimen le force à présenter un point de pelage aussi faible qu'a peu près 20 (gf). Par consëquent, il est à noter que le film de
NbN presente une résistance adhésive 5 fois supérieure, ou plus, à celle du film Nb. Ainsi, le traitement avec l'acide fluorhydrique pour eliminer les marques d'attaque, comme representé sur la figure 4, ne provoque pas le pelage de film de NbN depuis le substrat en verre 1, bien qu' il provoque quelque peu une gravure chlmique du substrat en verre 1.Ainsi, le film de NbN permet à l'élément à émission de champ de présenter une meilleure performance.
NbN présente un point de pelage supérieur à 90 (gf). De même, sur la figure 3, les lettres c et d indiquent les résultats d'un test d'éraflure exécute sur deux spécimen pourvus chacun du film de Nb. Dans l'un des spécimen, le film de Nb presente un point de Nb présente un point de pelage aussi faible qu'à peu près 10 (go) ; tandis que l'autre specimen le force à présenter un point de pelage aussi faible qu'a peu près 20 (gf). Par consëquent, il est à noter que le film de
NbN presente une résistance adhésive 5 fois supérieure, ou plus, à celle du film Nb. Ainsi, le traitement avec l'acide fluorhydrique pour eliminer les marques d'attaque, comme representé sur la figure 4, ne provoque pas le pelage de film de NbN depuis le substrat en verre 1, bien qu' il provoque quelque peu une gravure chlmique du substrat en verre 1.Ainsi, le film de NbN permet à l'élément à émission de champ de présenter une meilleure performance.
Le NbN présente une résistance électrique d'à peu 500 (a-cm), qui est significativement élevée par rapport à une valeur d'à peu près 10 (Q-cm), qui est la résistance électrique du Nb. Cependant, ceci ne nuit pas à la performance du NbN, car le "microohm" est une unité très petite.
De même, le film de NbN est difficile à oxyder, assurant de ce fait un contrôle satisfaisant de la gravure chimique. En outre, il presente une structure cristalline dense, donnant lleu à une formation de motifs fins sur le film. Ainsi, le film de NbN assure que sa partie de bord présente une meilleure attitude au formage et capacité de reproduction, pouvant également être appliquee de manière appropriée sur un élément à emission de champ de type plat.
Lorsque l'élément à émission de champ ayant les électrodes de lignes de grille constituées du film NbN est active pour provoquer L'impact des électrons émis par les cônes émetteurs sur les électrodes de lignes de grille, le gaz d'azote (N) peut être produit par les électrodes de lignes de grille. L'azote nuit au fonctionnement de l'élément à émission de champ. Ainsi, il est nécessaire d'empêcher cette production d'azote.
A cette fin, il est souhaitable de chauffer le film NbN à une temperature d'à peu pres 600"C, pour l'exposer à un recuit après ou durant la formation du film, donnant lieu à l'élimination du gaz N2.
En variante, ceci peut être effectué de la manière représentée sur la figure 5, qui représente un deuxième mode de réalisation d'un élément sous vide étanche à l'air selon la présente invention, se présentant sous la forme d'un élément à émission de champ. Plus particu'lierement, dans un élément à émission de champ du mode de réalisation illustré, les électrodes de lignes de grille sont tormées par interposition verticale d'un film mince de Nb entre des films minces de NbN.La formation des films minces faite de cette manière est obtenue par l'amenée d'un gaz d'azote réactif durant la pulverisation cathodique, pour former le film NbN inférieur, interruption de 1' amenee de 1' azote pour former le film de N b et, ensuite, l'amenée du gaz pour former le film de Nb supérieur.
Comme on le conçoit, le film de NbN est formé seulement au-dessous du film de Nb. Cependant, cette structure peut provoquer l'oxydation de la surface du film de Nb. Ainsi, dans ce cas, l'application de la structure sur une électrode dont la surface supérieure est recouverte par une couche résistive, une couche isolante ou analogue, comme dans les électrodes de lignes cathodiques, empêche erficacement cette oxydation. De même, ceci offre aux électrodes de lignes cathodiques une plus grande resistance adhesive.
En se référant à présent å la figure 6, un élément à émission de champ, qui est un troisième mode de réalisation d'un élément sous vide étanche à l'air selon la présente invention, est illustré. Dans un élément à emission de champ du mode de réalisation illustre, une couche isolante 23 et des électrodes de lignes de grille 24 sont pourvues d'ouvertures communes 26. Ensuite, une des électrodes de lignes de grille constituées d'un film mince de Nb est exposée à une nitruration, en la chauttant dans une atmosphère d'azote ou en amenant de 1 'azote à une atmosphère de plasma, dans laquelle elle est placée, pour empocher de ce fait toute décharge d'azote par les électrodes de lignes de grille, en raison de l'impact des électrons sur ces dernieres.
Dans les modes de réalisation décrit ci-dessus, le rapport entre le gaz réactif ou l'azote et l'argon (Ar) est réglé de façon à être compris entre 1/5 et 1/100. Cependant, il est simplement nécessaire de regler le rapport d'azote à une valeur suffisante pour permettre au film mince de NbN d'être formé de manière satisfaisante. De façon globale, le rapport est varie d'après la pression, la puissance de l'agencement de pulvérisation cathodique ou analogue.
De même, un seul parmi le groupe d'électrodes de lignes cathodiques et le groupe d'électrodes de lignes de grille peut être constitue du film mince de
NbN.
NbN.
En outre, les modes de réalisation de la présente invention ont éte décrits en liaison avec l'élément à émission de champ. Cependant, la présente invention peut être appliquée à un élément sous vide étanche à l'air de différents types, autres que l'élément à émission de champ dans lequel les électrodes sont disposés dans une enveloppe sous vide étanche à l'air.
Comme on peut le voir à partir de ce qui précède, l'élément sous vide étanche à l'air de la présente invention est agencé de maniere qu'au moins un groupe d'électrodes et, de manière souhaitable, à la fois le groupe d'électrodes de lignes cathodiques et le groupe d'électrodes de lignes de grille, soient de NbN, selon une configuration analogue à u n film mince. Cette construction permet d'augmenter la résistance adhésive des électrodes sur le substrat à un degré suffisant pour empêcher toute élimination des marques de gravure chimique de provoquer un pelage des films, donnant lieu à une augmentation significative des rendements de l'élément.
De même, la présente invention permet aux électrodes de présenter une résistance à l'oxydation satisfaisante et une structure cristalline dense, donnant lieu à une formation de motifs fins. En outre, la présente invention permet de réduire le chargement en surface et empêche toute diminution du champ électrique entre les cônes émetteurs et les électrodes de lignes de grille, si bien que l'élément sous vide étanche à I'air de la pressente invention peut présenter de meilleures caractéristiques et performance.
Bien que des modes de réalisation préférés de l'invention aient été décrits avec un certain degre de particularité en se référant aux dessins, différentes modifications et variantes peuvent être apportées à la lumiere des enseignements précités.
Claims (6)
1. Elément sous vide ayant une structure d'électrode NbN incorporée en son sein, caractérisé en ce qu'il comprend
une enveloppe sous vide étanche à l'air;
un moyen formant electrode monocouche et un moyen formant électrode multicouche, disposés dans ladite enveloppe sous vide etanche à l'air;
au moins l'un parmi ledit moyen formant électrode monocouche et ledit moyen formant électrode multicouche ayant une surface en NbN.
2. Elément sous vide étanche à l'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un desdits moyens formant electrode est constitué d'un film mince (2) de NbN.
3. Elément sous vide étanche à l'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un desdits moyens formant électrode comprend un film mince (2) de Nb et un film mince (2) de NbN, disposé au-dessous dudit film de Nb.
4. Element sous vide étanche à l'air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un desdits moyens formant électrode comprend un film mince (2) de Nb et des films minces de NbN, disposés de manière à interposer entre eux ledit fi I m de Nb.
5. Element sous vide étanche à l'air ayant une structure d'électrode NbN incorporée, caractérisé en ce qu'il comprend
des électrodes de lignes cathodiques formées sur un substrat de cathode;
une couche isolante formée sur lesdites électrodes de lignes cathodiques;
des électrodes de lignes de grille (24) formées sur ladite couche isolante: :
ladite couche isolante et les electrodes de lignes de grille (24) étant pourvues d'ouvertures communes (26);
des cônes emetteurs formes sur lesdites électrodes de lignes cathodiques, tout en entant disposés dans lesdites ouvertures;
lesdites électrodes de lignes de gril le (24) étant constituées d'un ti lm mince (2) de Nb et exposées à un traitement de nitruration, apres la formation desdites ouvertures et avant la formation desdits cônes émetteurs.
6. Elément sous vide étanche à l'air selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche résistive formée sur lesdites électrodes de lignes cathodiques.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4511595A JP3079352B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | ＮｂＮ電極を用いた真空気密素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2731108A1 true FR2731108A1 (fr) | 1996-08-30 |
| FR2731108B1 FR2731108B1 (fr) | 1997-07-25 |
Family
ID=12710274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9601592A Expired - Fee Related FR2731108B1 (fr) | 1995-02-10 | 1996-02-09 | Dispositif sous vide etanche a l'air, ayant une structure d'electrode nbn incorporee |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5650689A (fr) |
| JP (1) | JP3079352B2 (fr) |
| KR (1) | KR960032571A (fr) |
| FR (1) | FR2731108B1 (fr) |
| TW (1) | TW347544B (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2756416A1 (fr) * | 1996-11-22 | 1998-05-29 | Futaba Denshi Kogyo Kk | Enveloppe sous vide ayant une source d'electrons integree, et son procede de fabrication |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5584739A (en) * | 1993-02-10 | 1996-12-17 | Futaba Denshi Kogyo K.K | Field emission element and process for manufacturing same |
| US6144546A (en) * | 1996-12-26 | 2000-11-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Capacitor having electrodes with two-dimensional conductivity |
| JPH10308162A (ja) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Futaba Corp | 電界放出素子 |
| US6465941B1 (en) * | 1998-12-07 | 2002-10-15 | Sony Corporation | Cold cathode field emission device and display |
| JP4693980B2 (ja) * | 2000-12-13 | 2011-06-01 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 電界電子放出素子の製造方法 |
| US20230134994A1 (en) * | 2021-11-02 | 2023-05-04 | Raytheon Company | Systems and methods for nitridization of niobium traces |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0461990A1 (fr) * | 1990-06-13 | 1991-12-18 | Commissariat A L'energie Atomique | Source d'électrons à cathodes émissives à micropointes |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2634295B2 (ja) * | 1990-05-17 | 1997-07-23 | 双葉電子工業株式会社 | 電子放出素子 |
| JP2656851B2 (ja) * | 1990-09-27 | 1997-09-24 | 工業技術院長 | 画像表示装置 |
| JP2613669B2 (ja) * | 1990-09-27 | 1997-05-28 | 工業技術院長 | 電界放出素子及びその製造方法 |
| JP2719239B2 (ja) * | 1991-02-08 | 1998-02-25 | 工業技術院長 | 電界放出素子 |
| EP0503638B1 (fr) * | 1991-03-13 | 1996-06-19 | Sony Corporation | Réseau de cathodes à émission de champ |
| JPH05182609A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Sharp Corp | 画像表示装置 |
| JP2661457B2 (ja) * | 1992-03-31 | 1997-10-08 | 双葉電子工業株式会社 | 電界放出形カソード |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP4511595A patent/JP3079352B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-08 US US08/598,420 patent/US5650689A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-08 TW TW085101595A patent/TW347544B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-02-09 FR FR9601592A patent/FR2731108B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-10 KR KR1019960003253A patent/KR960032571A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0461990A1 (fr) * | 1990-06-13 | 1991-12-18 | Commissariat A L'energie Atomique | Source d'électrons à cathodes émissives à micropointes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2756416A1 (fr) * | 1996-11-22 | 1998-05-29 | Futaba Denshi Kogyo Kk | Enveloppe sous vide ayant une source d'electrons integree, et son procede de fabrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5650689A (en) | 1997-07-22 |
| JPH08222124A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3079352B2 (ja) | 2000-08-21 |
| TW347544B (en) | 1998-12-11 |
| KR960032571A (ko) | 1996-09-17 |
| FR2731108B1 (fr) | 1997-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2744564A1 (fr) | Corps de cathode, canon a electrons, et tube a rayons cathodiques, utilisant un emetteur ferroelectrique | |
| EP0696045B1 (fr) | Cathode d'écran plat de visualisation à résistance d'accès constante | |
| FR2634059A1 (fr) | Microcomposant electronique autoscelle sous vide, notamment diode, ou triode, et procede de fabrication correspondant | |
| EP1885649A2 (fr) | Procede de fabrication d'une cathode emissive | |
| FR2713394A1 (fr) | Source d'électron de type à émission de champ. | |
| FR2710781A1 (fr) | Dispositif formant cathode d'émission de champ. | |
| FR2731108A1 (fr) | Dispositif sous vide etanche a l'air, ayant une structure d'electrode nbn incorporee | |
| FR2744834A1 (fr) | Cathode a emission de champ et son procede de fabrication | |
| FR2763173A1 (fr) | Element a emission de champ | |
| FR2764435A1 (fr) | Element a emission de champ | |
| FR2758905A1 (fr) | Recipient hermetique et organe support pour celui-ci | |
| FR2742578A1 (fr) | Cathode a emission de champ et son procede de fabrication | |
| EP1000433B1 (fr) | Procede de fabrication d'une source d'electrons a micropointes, a grille de focalisation auto-alignee | |
| FR2747504A1 (fr) | Dispositif a emission de champ et son procede de fabrication | |
| FR2735281A1 (fr) | Element lumineux excite par des electrons | |
| EP0689222B1 (fr) | Procédé de réalisation de sources d'électrons à micropointes | |
| FR2756969A1 (fr) | Ecran d'affichage comprenant une source d'electrons a micropointes, observable a travers le support des micropointes, et procede de fabrication de cette source | |
| FR2742579A1 (fr) | Appareil d'affichage a emission de champ | |
| FR2797520A1 (fr) | Cellule lumineuse et procede d'emission de lumiere | |
| JP3526462B2 (ja) | 電界放出型陰極装置 | |
| EP0697710A1 (fr) | Procédé de fabrication d'une source d'électrons à micropointes | |
| EP0851451B1 (fr) | Procédé d'auto-alignement utilisable en micro-électronique et application à la réalisation d'une grille de focalisation pour écran plat à micropointes | |
| FR2756416A1 (fr) | Enveloppe sous vide ayant une source d'electrons integree, et son procede de fabrication | |
| FR2749105A1 (fr) | Fixation d'alignement de support pour affichage lumineux | |
| FR2765391A1 (fr) | Dispositif d'affichage a cathodes a emission de champ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20111102 |