JP2000268711A - Manufacture of field emission cathode and field emission cathode - Google Patents
Manufacture of field emission cathode and field emission cathodeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出陰極及び
その製造方法に関する。The present invention relates to a field emission cathode and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、電界放出陰極から電子を放出させ
アノード電極に塗布した蛍光体に衝突させて発光させる
電界放出型表示装置（ＦＥＤ：Field Emission Displa
y）の開発が進められてる。ＦＥＤは液晶パネルを用い
た表示装置と異なり、自発光型で発光効率が高い為消費
電力が小さい、視野角が広い、応答速度が速い、動作温
度範囲が広い等の特徴を有する。2. Description of the Related Art At present, a field emission display (FED) emits electrons from a field emission cathode and collides with a phosphor applied to an anode electrode to emit light.
y) is under development. Unlike a display device using a liquid crystal panel, the FED has features such as low power consumption, wide viewing angle, fast response speed, and wide operating temperature range because it is a self-luminous type and has high luminous efficiency.
【０００３】このＦＥＤにあっては、電界放出陰極から
効率よく電子を放出させることが重要で、そのために強
電界をかけることにより陰極物質から電子を引き出させ
る方法が取られている。例えば、スピントらは回転蒸着
法によりＭｏの円錐形状を作り、その先端の強電界によ
って電子放出をさせている。しかし、電界強度は先端形
状に依存する為、その陰極形状のバラツキは電子放出特
性を左右する。In this FED, it is important to efficiently emit electrons from a field emission cathode. For this purpose, a method is employed in which electrons are extracted from a cathode material by applying a strong electric field. For example, Spindt et al. Form a Mo conical shape by a rotary evaporation method, and emit electrons by a strong electric field at the tip. However, since the electric field intensity depends on the shape of the tip, the variation in the shape of the cathode affects the electron emission characteristics.
【０００４】スピントらは電界放出陰極材料としてＭｏ
を選択しているが、ＮＥＡ（Negative electron affini
ty）物質を用いて電子の電界放出を容易にする工夫も取
られている。ＮＥＡ物質はその仕事関数が低く、その超
微粒子は電子放出に適している。ＮＥＡ物質としては、
カーボンや窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）が知られている。[0004] Spindt et al. Used Mo as a field emission cathode material.
Is selected, but NEA (Negative electron affini
ty) A device has been devised to facilitate electron field emission using a substance. NEA materials have a low work function, and their ultrafine particles are suitable for electron emission. As NEA substances,
Carbon, boron nitride (BN), aluminum nitride (A
1N) are known.
【０００５】この内、ＡｌＮは空気中の水分と反応しや
すく、特に超微粒子粉末は空気中の水と容易に反応して
アンモニアを発生させる。このため、ＡｌＮ超微粒子を
利用するには表面を疎水性するようにコーティングする
必要があるが、超微粒子の表面を均一にコートすること
は困難であった。[0005] Of these, AlN easily reacts with moisture in the air, and particularly, ultrafine powder easily reacts with water in the air to generate ammonia. For this reason, in order to utilize AlN ultrafine particles, it is necessary to coat the surface so that the surface is hydrophobic, but it has been difficult to uniformly coat the surface of the ultrafine particles.
【０００６】一方、微細突起の形成については、例えば
Ｓｉ単結晶に対して微細突起をＰＥＰ法で作製する方法
（グレイ法）で電界放出陰極を形成する例がある。他の
金属への微細突起の例ではＡｌの陽極酸化法によりアル
ミニウム表面に数十ｎｍの微細構造を形成する方法も知
られている。しかしこれらはいずれも金属表面への加工
処理である。On the other hand, regarding the formation of fine projections, there is an example in which a field emission cathode is formed by a method of forming fine projections on a Si single crystal by a PEP method (gray method). As an example of fine protrusions on other metals, a method of forming a fine structure of several tens nm on the aluminum surface by anodizing Al is also known. However, all of these are processing processes on a metal surface.
【０００７】ＡｌＮのエッチングに関しては、酸、アル
カリ溶液中での特性が調べられており、幾つかの液中で
ＡｌＮが溶解し、重量減少することは知られている。特
にアルカリ溶液には比較的容易に溶解することが知られ
ている。そこで、アルカリエッチング液でＡｌＮ溶解や
ＡｌＮ膜除去が行われている。しかし、表面形状を意図
的に加工する技術は確立されていない。[0007] With respect to the etching of AlN, characteristics in an acid or alkali solution have been investigated, and it is known that AlN dissolves and loses weight in some solutions. In particular, it is known that it is relatively easily dissolved in an alkaline solution. Therefore, AlN dissolution and AlN film removal are performed with an alkali etching solution. However, a technique for intentionally processing the surface shape has not been established.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、Ａｌ
Ｎ超微粒子は空気中の水分と反応しやすく、それを防ぐ
コーティングは困難であり、ＡｌＮ超微粒子を扱うこと
が困難であった。また、ＡｌＮの微細加工技術はなく、
ＡｌＮによる微細突起の製造はできなかった。As described above, as described above, Al
The ultrafine N particles tend to react with the moisture in the air, making it difficult to coat to prevent it, and it was difficult to handle the ultrafine AlN particles. In addition, there is no AlN microfabrication technology,
The production of fine projections by AlN was not possible.
【０００９】そこで、本発明はＡｌＮ超微粒子を用いず
に、ＡｌＮを材料としながら超微粒子を利用したのと同
等の先端先鋭度を得て、容易に電子放出させる電界放出
陰極を提供する。Accordingly, the present invention provides a field emission cathode which does not use ultrafine AlN particles, obtains a sharpness equivalent to that obtained by using ultrafine particles while using AlN as a material, and easily emits electrons.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、窒化
アルミニウム粒子をエミッタ電極表面に分散させる工程
と、前記窒化アルミニウム粒子の露出部をアルカリエッ
チングする工程とを有することを特徴とする電界放出陰
極の製造方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a field emission method comprising the steps of dispersing aluminum nitride particles on the surface of an emitter electrode and performing alkali etching of the exposed portions of the aluminum nitride particles. Provided is a method for manufacturing a cathode.
【００１１】また、非晶質材または多結晶質材から成る
エミッタを形成する工程と、前記エミッタ上に窒化アル
ミニウム薄膜を形成する工程と、前記窒化アルミニウム
薄膜表面をアルカリエッチングする工程とを有すること
を特徴とする電界放出陰極の製造方法を提供する。In addition, the method includes a step of forming an emitter made of an amorphous material or a polycrystalline material, a step of forming an aluminum nitride thin film on the emitter, and a step of alkali etching the surface of the aluminum nitride thin film. And a method for producing a field emission cathode.
【００１２】更に、高次面方位を有する窒化アルミニウ
ム薄膜を形成する工程と、前記窒化アルミニウム薄膜を
アルカリエッチングする工程とを有することを特徴とす
る電界放出陰極の製造方法を提供する。Further, the present invention provides a method for manufacturing a field emission cathode, comprising a step of forming an aluminum nitride thin film having a higher-order plane orientation and a step of alkali-etching the aluminum nitride thin film.
【００１３】ここに、アルカリエッチング溶液として
は、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｋ2Ｏ・ｎ（Ｂ2Ｏ3）、等を用
いることができる。Ｋ2Ｏ・ｎ（Ｂ2Ｏ3）の約２０％溶
液を用いた場合、基板を約５分間浸漬すれば良い。浸漬
時間は約３分以上約１０分以下が望ましい。Here, as the alkaline etching solution, NaOH, KOH, K 2 On · (B 2 O 3 ), or the like can be used. When an about 20% solution of K 2 On · (B 2 O 3 ) is used, the substrate may be immersed for about 5 minutes. The immersion time is desirably from about 3 minutes to about 10 minutes.
【００１４】窒化アルミニウム粒子は約１μｍ以上のも
のも使用することができ、１００ｎｍ程度の微粒子を用
いる必要はない。この他、本発明は、基板と、前記基板
上に設けられ、開口を有する絶縁層と、前記絶縁層上で
前記開口周縁部に設けられたゲート電極と、前記開口内
に設けられ、窒化アルミニウム粒子を含むエミッタ電極
とを具備し、前記窒化アルミニウム粒子の露出部に微細
突起を有することを特徴とする電界放出陰極を提供す
る。Aluminum nitride particles having a size of about 1 μm or more can be used, and it is not necessary to use fine particles of about 100 nm. In addition, the present invention provides a substrate, an insulating layer provided on the substrate and having an opening, a gate electrode provided on the insulating layer at a periphery of the opening, and an aluminum nitride provided in the opening. A field emission cathode comprising: an emitter electrode containing particles; and fine projections on exposed portions of the aluminum nitride particles.
【００１５】また、基板と、前記基板上に設けられ、開
口を有する絶縁層と、前記絶縁層上に前記開口周縁部に
設けられたゲート電極と、前記開口内に設けられ、非晶
質材または多結晶質材から成るエミッタ電極と、前記エ
ミッタ電極上に形成された窒化アルミニウム膜を具備
し、前記窒化アルミニウム膜表面に微細突起を有するこ
とを特徴とする電界放出陰極を提供する。A substrate, an insulating layer provided on the substrate and having an opening, a gate electrode provided on the insulating layer at a periphery of the opening, and an amorphous material provided in the opening. Alternatively, there is provided a field emission cathode comprising: an emitter electrode made of a polycrystalline material; and an aluminum nitride film formed on the emitter electrode, and having fine projections on the surface of the aluminum nitride film.
【００１６】ここで、微細突起は、窒化アルミニウム表
面にピッチが数百ｎｍ程度、突起の高さは数十ｎｍ程度
である。その先端先鋭度は百ｎｍ程度である。 （作用）基板上に行方向及び列方向に２次元配置された
複数個の冷陰極を具備する電界放出型において、冷陰極
にアルカリエッチング処理をした窒化アルミニウムを使
用する。Here, the fine projections have a pitch of about several hundred nm on the aluminum nitride surface, and the height of the projections is about several tens nm. The tip sharpness is about 100 nm. (Operation) In a field emission type having a plurality of cold cathodes two-dimensionally arranged in a row direction and a column direction on a substrate, aluminum nitride subjected to alkali etching is used for the cold cathodes.
【００１７】ＡｌＮ結晶をアルカリエッチングすると、
低次の方位面は比較的均一に溶解するが、高次の方位面
においては極めて特異的な溶解が進むことを見出した。
ＡｌＮを薄膜法で形成する場合、下地により配向するこ
とは知られていることだが、下地を非晶質或いは格子面
の指数の絶対値の合計が３以上であるようにすると、そ
の上に形成したＡｌＮ膜表面に微細突起を形成すること
が出来る。一方、ＡｌＮが（１００）、（１１０）配向
しているものは微細突起が形成し難い。即ち、ＡｌＮを
アルカリ浸漬すれば全てのＡｌＮ粒子に微細突起が形成
できる訳ではなく、微細突起を形成し易いものとそれ以
外とに分類されるのである。そこで、本願明細書におい
ては、この微細突起を形成しがたいＡｌＮの面方位を低
次面方位、形成しやすいものを高次面方位と称する。When AlN crystal is alkali-etched,
It has been found that the low-order azimuth plane dissolves relatively uniformly, but the high-order azimuth plane dissolves very specifically.
It is known that when AlN is formed by a thin film method, it is known that the orientation is caused by an underlayer. Fine projections can be formed on the surface of the formed AlN film. On the other hand, when AlN is (100) or (110) oriented, it is difficult to form fine projections. That is, if AlN is immersed in an alkali, fine projections cannot be formed on all AlN particles, but are classified into those in which fine projections are easily formed and those other than those. Therefore, in the present specification, the plane orientation of AlN in which the fine projections are difficult to form is referred to as a low-order plane orientation, and those that are easy to form are referred to as high-order plane orientations.
【００１８】従って、アルカリエッチングを実施するこ
とで、一般の原料粉末である約１μｍ以上のＡｌＮ粉末
表面にもナノメートルオーダーの微細突起を形成するこ
とが出来る。この方法により、超微粒子粉末を使用した
のと同等、またはそれ以上の先端先鋭度をＡｌＮ表面に
形成することが出来る。Therefore, by performing the alkali etching, fine projections on the order of nanometers can be formed on the surface of AlN powder of about 1 μm or more, which is a general raw material powder. According to this method, it is possible to form a sharpness on the AlN surface equal to or higher than that obtained by using the ultrafine powder.
【００１９】原料粉末を利用する場合は、粉末に配向性
が無い為、粒子表面のいずれかの部分に微細突起を形成
することが出来る。そこで、本発明ではエッチング時間
及び結晶面を検討し、ナノメートルオーダーの微細突起
が形成する。When the raw material powder is used, fine projections can be formed on any part of the particle surface because the powder has no orientation. Therefore, in the present invention, the etching time and the crystal plane are examined, and fine projections on the order of nanometers are formed.
【００２０】本発明の電界放出陰極はＡｌＮを用いる
が、その超微粒子を用いて電子放出させるのではなく、
一般原料粉末程度の大きさの粒子を用いることを可能に
する。ＡｌＮ原料粉末表面をアルカリエッチングするこ
とによって、その表面にナノメートルオーダの微細突起
を形成することで、超微粒子利用と同等またはそれ以上
の先端先鋭度を得る。従って、アンモニアガス発生など
の危険な反応を避け、また、困難なコーティング作業を
用いることなく超微粒子と等価またはそれ以上の先鋭度
を得られる。Although the field emission cathode of the present invention uses AlN, instead of using ultrafine particles to emit electrons,
It is possible to use particles as large as general raw material powder. By subjecting the surface of the AlN raw material powder to alkaline etching to form fine protrusions on the order of nanometers, a sharpness equivalent to or higher than that of using ultrafine particles can be obtained. Therefore, a dangerous reaction such as ammonia gas generation can be avoided, and a sharpness equivalent to or higher than that of ultrafine particles can be obtained without using a difficult coating operation.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に説明す
る。 （第1 実施形態）図1 は本発明の第1 実施形態に係わる
電界放出陰極の構成を示す断面図である。Embodiments of the present invention will be described below. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a field emission cathode according to a first embodiment of the present invention.
【００２２】基板１０上の絶縁膜３に開口が設けられて
おり、この開口底部にエミッタ電極１が形成される。こ
の絶縁膜３上の開口部周縁部にはゲート電極４が配置さ
れている。An opening is provided in the insulating film 3 on the substrate 10, and the emitter electrode 1 is formed at the bottom of the opening. A gate electrode 4 is arranged on the periphery of the opening on the insulating film 3.
【００２３】エミッタ電極１の構成金属としては銀、白
金、金、銅、ニッケル、モリブデンなどの金属が使用可
能で、ＡｌＮ粒子２はエミッタ電極１内に分散されてお
り、エミッタ電極１表面にＡｌＮ粒子の一部が露出す
る。Metals such as silver, platinum, gold, copper, nickel, and molybdenum can be used as constituent metals of the emitter electrode 1. AlN particles 2 are dispersed in the emitter electrode 1, and AlN particles 2 Some of the particles are exposed.
【００２４】分散方法としては、例えば、上記金属粒子
に分散させ、インク又はペースト状にした後、印刷・焼
成によって形成することが可能である。ＡｌＮは高温空
気中で酸化するので、窒素中など不活性ガス中処理が望
ましい。As a dispersion method, for example, it can be formed by dispersing in the above-described metal particles to form an ink or a paste, followed by printing and baking. Since AlN is oxidized in high-temperature air, treatment in an inert gas such as in nitrogen is desirable.
【００２５】開口底部にＡｌＮを含む金属部を形成した
後、基板１０をアルカリ溶液に浸漬する。アルカリ溶液
として、Ｋ2Ｏ・ｎ（Ｂ2Ｏ3）の約２０％溶液を用い、
基板１０を約５分間浸漬する。この他、アルカリ溶液と
してはＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｋ2Ｏ・ｎ（Ｂ2Ｏ3）等でも
良い。これにより、ＡｌＮ粒子２表面にはナノメータレ
ベルの微細突起を形成する。After forming a metal portion containing AlN at the bottom of the opening, the substrate 10 is immersed in an alkaline solution. About 20% solution of K 2 On · (B 2 O 3 ) was used as the alkaline solution,
The substrate 10 is immersed for about 5 minutes. In addition, NaOH as the alkali solution, KOH, K 2 O · n (B 2 O 3) or the like. Thereby, nanometer-level fine projections are formed on the surface of the AlN particles 2.
【００２６】ただし、浸漬時間を６０分等過度に長くす
ると微細突起部も消失し、先端先鋭度５００ｎｍ程度を
得ることは困難である。また、超音波洗浄機の使用も微
細突起の形成には望ましくない。Ｋ2Ｏ・ｎ（Ｂ2Ｏ3）
の２０％溶液の場合、３分間以上１０分間浸漬までが適
正な微細突起の形成範囲である。However, if the immersion time is excessively long, such as 60 minutes, the fine projections also disappear, and it is difficult to obtain a tip sharpness of about 500 nm. Also, the use of an ultrasonic cleaner is not desirable for forming fine projections. K 2 On・ n (B 2 O 3 )
In the case of a 20% solution of the above, an appropriate range of forming fine projections is from 3 minutes to 10 minutes immersion.
【００２７】エミッタ電極１内に分散されたＡｌＮ粒子
２が単結晶構造であれば、その粒子の固着された向きに
より微細突起が形成されるものと形成されないものとが
生じるが、粒子が十分多数分散されるので、エミッタ電
極１としては問題ない。また、ＡｌＮ粒子２が多結晶構
造であれば、粒子の一部からは微細突起が形成されるこ
とになり、微細突起の形成割合が向上する。If the AlN particles 2 dispersed in the emitter electrode 1 have a single-crystal structure, some of the particles may or may not form fine projections depending on the direction in which the particles are fixed. Since it is dispersed, there is no problem as the emitter electrode 1. If the AlN particles 2 have a polycrystalline structure, fine projections will be formed from a part of the particles, and the formation ratio of the fine projections will be improved.
【００２８】上述のようにして得られたＡｌＮ粒子の表
面の例として図２の外観図を示す。ＡｌＮ表面にピッチ
約３２０ｎｍ、深さ約３０−８０ｎｍ、先端先鋭度（先
端の曲率半径）約１００ｎｍの微細突起を形成すること
が出来た。FIG. 2 is an external view of an example of the surface of the AlN particles obtained as described above. Fine projections having a pitch of about 320 nm, a depth of about 30 to 80 nm, and a sharpness of the tip (radius of curvature of the tip) of about 100 nm could be formed on the AlN surface.
【００２９】以上の説明では、開口を設けてからエミッ
タ電極１を形成する方法を説明したが、基板１０上に、
まずエミッタ電極１をパターニングしてから絶縁層を設
けるなど、エミッタ電極形成方法以外については、従来
の方法を適宜用いることが可能である。In the above description, the method of forming the emitter electrode 1 after providing the opening has been described.
Other than the method of forming the emitter electrode, a conventional method can be used as appropriate, such as first patterning the emitter electrode 1 and then providing an insulating layer.
【００３０】（第２実施形態）図３は本発明の第２実施
形態に係わる電界放出陰極の構成を示す断面図である。(Second Embodiment) FIG. 3 is a sectional view showing a structure of a field emission cathode according to a second embodiment of the present invention.
【００３１】基板１０上の絶縁膜３に開口が設けられて
おり、この開口底部のカソード配線５上に円錐状エミッ
タ電極３１が形成される。エミッタ電極３１は例えば、
Ｎｉにより形成することができる。この他、エミッタ電
極３１の材料として、金、銀、モリブデンなどの金属を
用いても良い。An opening is provided in the insulating film 3 on the substrate 10, and a conical emitter electrode 31 is formed on the cathode wiring 5 at the bottom of the opening. The emitter electrode 31 is, for example,
It can be formed of Ni. In addition, as the material of the emitter electrode 31, a metal such as gold, silver, or molybdenum may be used.
【００３２】この絶縁膜３上の開口部周縁部にはゲート
電極４が配置されている。エミッタ電極３１上にＡｌＮ
薄膜３２が形成されている。非晶質のエミッタ電極３１
上に薄膜法でＡｌＮ薄膜３２を形成するが、ゲート４上
のＡｌＮ薄膜はＰＥＰ技術で取り除くことが可能であ
る。また、エミッタ電極３１表面がＡｌＮ薄膜３２の下
地として機能するので、多結晶構造のものを使用する
と、ＡｌＮ薄膜３２の面方位がランダムに分布するよう
にできる。A gate electrode 4 is arranged on the periphery of the opening on the insulating film 3. AlN on the emitter electrode 31
A thin film 32 is formed. Amorphous emitter electrode 31
An AlN thin film 32 is formed thereon by a thin film method, but the AlN thin film on the gate 4 can be removed by PEP technology. In addition, since the surface of the emitter electrode 31 functions as a base for the AlN thin film 32, the use of a polycrystalline structure allows the plane orientation of the AlN thin film 32 to be randomly distributed.
【００３３】ＡｌＮ薄膜３２を有する基板１０をアルカ
リ溶液に浸漬し、表面を微細加工する。第１実施形態同
様、アルカリ溶液として、Ｋ2Ｏ・ｎ（Ｂ2Ｏ3）の約２
０％溶液を用い、基板１０を約５分間浸漬する。The substrate 10 having the AlN thin film 32 is immersed in an alkaline solution to finely process the surface. As in the first embodiment, about 2 K 2 On · (B 2 O 3 )
Using a 0% solution, the substrate 10 is immersed for about 5 minutes.
【００３４】非晶質の下地上にＡｌＮ薄膜３２を形成し
ているので、ＡｌＮ薄膜３２表面に微細突起を形成する
ことができる。また、下地が多結晶構造であれば、Ａｌ
Ｎ薄膜３２表面の内、高次の面方位を有するものの表面
に微細突起を形成できる。この場合でも、ＡｌＮ薄膜３
２の面方位は細かくランダムに分布しているので、エミ
ッタ電極３１表面全体で見れば全体に微細突起が形成さ
れているものと同視できる。Since the AlN thin film 32 is formed on the amorphous underlayer, fine projections can be formed on the surface of the AlN thin film 32. If the underlayer has a polycrystalline structure, Al
Among the surfaces of the N thin film 32, fine projections can be formed on the surface having a higher-order plane orientation. Even in this case, the AlN thin film 3
Since the plane orientations of No. 2 are finely and randomly distributed, the entire surface of the emitter electrode 31 can be regarded as having fine projections formed entirely.
【００３５】上述のように形成したＡｌＮ薄膜３２表面
のうち、（１１１）以上の面で微細突起を形成すること
ができた。なお、（１００）配向した膜は、エッチング
によっても微細突起が形成されず、３０分間浸漬により
六角板状にエッチングされた。また、（１１０）配向膜
も同様であった。Of the AlN thin film 32 formed as described above, fine projections could be formed on (111) or more surfaces. The (100) -oriented film did not have fine projections formed by etching, and was etched into a hexagonal plate by immersion for 30 minutes. The same was true for the (110) orientation film.
【００３６】ＡｌＮ薄膜３２の配向面は下地の面の状態
に依存しており、非晶質材料下地や、ＡｌＮ（１１１）
以上の高次の指数面との面間隔差が１０％以内の下地上
のＡｌＮ薄膜では微細突起を形成することができる。The orientation surface of the AlN thin film 32 depends on the state of the surface of the underlayer.
Fine protrusions can be formed in the AlN thin film on the underlayer in which the difference in plane distance from the higher-order index plane is within 10%.
【００３７】上述の例では、エミッタ電極が円錐形状を
なしたものを説明したが、エミッタ電極は第1 実施形態
同様、平坦なものも可能で、ＡｌＮ薄膜表面に微細突起
が形成されることによって、電子の放出が起こる。以上
のようにしてエミッタ電極を形成し、表示装置の他の構
成については従来の方法を用いて形成することができ
る。In the above example, the emitter electrode has a conical shape. However, as in the first embodiment, the emitter electrode may be flat, and fine projections may be formed on the surface of the AlN thin film. Then, emission of electrons occurs. The emitter electrode is formed as described above, and other structures of the display device can be formed by using a conventional method.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電界放出
陰極は、ＡｌＮ表面にアルカリエッチング処理を行い、
微細突起を形成することができる。したがって、ＡｌＮ
の超微粒子を用いることなく、先端先鋭度が約５００ｎ
ｍ以下の窒化アルミニウムを形成することができる。As described above, in the field emission cathode of the present invention, the AlN surface is subjected to an alkali etching treatment,
Fine projections can be formed. Therefore, AlN
The tip sharpness is about 500n without using ultra fine particles of
m or less of aluminum nitride can be formed.
【図１】 第１実施形態に係わる電界放出陰極の構成を
示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a field emission cathode according to a first embodiment.
【図２】 微細突起の形状を示すＡｌＮ粒子の断面の一
部を示す図FIG. 2 is a diagram showing a part of a cross section of an AlN particle showing a shape of a fine projection.
【図３】 第２実施形態に係わる電界放出陰極の構成を
示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a field emission cathode according to a second embodiment.
【図４】 微細突起を形成した薄膜層の断面の一部を示
す図FIG. 4 is a diagram showing a part of a cross section of a thin film layer on which fine protrusions are formed.
【図５】 ＡｌＮ（１００）面をエッチングしたときの
表面の断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of the surface when the AlN (100) surface is etched.
１，３１…エミッタ ２…ＡｌＮ粒子 ３２…ＡｌＮ薄膜層 ３…絶縁層 ４…ゲート ５…カソード配線 １０…基板 Reference Signs List 1, 31 Emitter 2 AlN particles 32 AlN thin film layer 3 Insulating layer 4 Gate 5 Cathode wiring 10 Substrate
Claims (5)
に分散させる工程と、前記窒化アルミニウム粒子の露出
部をアルカリエッチングする工程とを有することを特徴
とする電界放出陰極の製造方法。1. A method for manufacturing a field emission cathode, comprising: dispersing aluminum nitride particles on the surface of an emitter electrode; and alkali-exposing exposed portions of the aluminum nitride particles.
タを形成する工程と、前記エミッタ上に窒化アルミニウ
ム薄膜を形成する工程と、前記窒化アルミニウム薄膜表
面をアルカリエッチングする工程とを有することを特徴
とする電界放出陰極の製造方法。2. A method comprising: forming an emitter made of an amorphous material or a polycrystalline material; forming an aluminum nitride thin film on the emitter; and alkali-etching the surface of the aluminum nitride thin film. A method for producing a field emission cathode, comprising:
を形成する工程と、前記窒化アルミニウム薄膜をアルカ
リエッチングする工程とを有することを特徴とする電界
放出陰極の製造方法。3. A method for manufacturing a field emission cathode, comprising: a step of forming an aluminum nitride thin film having a higher-order plane orientation; and a step of alkali-etching the aluminum nitride thin film.
する絶縁層と、前記絶縁層上で前記開口周縁部に設けら
れたゲート電極と、前記開口内に設けられ、窒化アルミ
ニウム粒子を含むエミッタ電極とを具備し、前記窒化ア
ルミニウム粒子の露出部に微細突起を有することを特徴
とする電界放出陰極。4. A substrate, an insulating layer provided on the substrate and having an opening, a gate electrode provided on a peripheral portion of the opening on the insulating layer, and an aluminum nitride particle provided in the opening. A field emission cathode, comprising: an emitter electrode including fine projections on exposed portions of the aluminum nitride particles.
する絶縁層と、前記絶縁層上に前記開口周縁部に設けら
れたゲート電極と、前記開口内に設けられ、非晶質材ま
たは多結晶質材から成るエミッタ電極と、前記エミッタ
電極上に形成された窒化アルミニウム膜を具備し、前記
窒化アルミニウム膜表面に微細突起を有することを特徴
とする電界放出陰極。5. A substrate, an insulating layer provided on the substrate and having an opening, a gate electrode provided on the insulating layer at a periphery of the opening, and an amorphous material provided in the opening. A field emission cathode comprising: an emitter electrode made of a polycrystalline material; and an aluminum nitride film formed on the emitter electrode, wherein the aluminum nitride film has fine projections on its surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7116799A JP2000268711A (en) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Manufacture of field emission cathode and field emission cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7116799A JP2000268711A (en) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Manufacture of field emission cathode and field emission cathode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000268711A true JP2000268711A (en) | 2000-09-29 |
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ID=13452836
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7116799A Pending JP2000268711A (en) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Manufacture of field emission cathode and field emission cathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000268711A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002037518A1 (en) * | 2000-11-06 | 2002-05-10 | Fujitsu Limited | Field-emission cathode and method for manufacturing the same |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP7116799A patent/JP2000268711A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002037518A1 (en) * | 2000-11-06 | 2002-05-10 | Fujitsu Limited | Field-emission cathode and method for manufacturing the same |
| US7030545B2 (en) | 2000-11-06 | 2006-04-18 | Fujitsu Limited | Field emission cathode with emitters formed of acicular protrusions with secondary emitting protrusions formed thereon |
| KR100701476B1 (en) * | 2000-11-06 | 2007-03-29 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Field-emission cathode and method for manufacturing the same |
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