JP2001518563A - 電解槽内で自発の電気化学的侵蝕作用を用いて材料を選択的に除去するための方法 - Google Patents

電解槽内で自発の電気化学的侵蝕作用を用いて材料を選択的に除去するための方法

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Abstract

(57)【要約】 所与の化学物質からなる材料が、電解槽（６２）に構造体の一部を浸漬することにより構造体から選択的に電気化学的に除去される。構造体の一定部分の特性は、構造体の任意の部分に外部電位をかけることなく、不要な材料の除去を電解槽内で行うことができるような電気化学的還元半電池電位を有するように選択される。電解槽（６２）は、選択的に除去される化学物質からなる材料に対して固有の侵蝕性を有するか、或いは固有の非侵蝕性を有する液体を用いて実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連特許出願の相互参照 本発明は１９９８年６月２９日出願のKnall等による国際特許出願ＰＣＴ／Ｕ Ｓ９８／１２８０１に関連し、その内容は参照して本明細書の一部としており、
ここでは更に繰り返さない。
【０００２】 発明の分野 本発明は、特にその構造体が、一般にフラットパネルタイプの陰極線管（「Ｃ
ＲＴ」）ディスプレイのような製品に適したカソードと呼ばれる電子放出デバイ
スである場合に、同じ種類の材料からなる所望の部分を除去することなく、部分
的に完成した構造体から材料の不要な部分を除去することに関する。
【０００３】 背景技術 電界放出カソード（或いはフィールドエミッタ）は、十分な強度の電界をかけ
られると電子を放出する一群の電子放出素子を含む。電子放出素子は典型的には
エミッタ電極のパターン形成層の上側に配置される。ゲート制御フィールドエミ
ッタでは、パターン形成ゲート層が典型的には電子放出素子の位置においてパタ
ーン形成エミッタ層の上層をなしている。各電子放出素子は、ゲート層の開口部
を介して露出する。ゲート層の選択した部分とエミッタ層の選択した部分との間
に適当な電圧がかかる際に、２つの選択した部分の交差部でゲート層が電子放出
素子から電子を抽出する。
【０００４】 電子放出素子は多くの場合円錐形である。図面を参照すると、図１ａ−図１ｄ
は、例えばSpindt等による米国特許第５，５５９，３８９号に開示されるフラッ
トパネルＣＲＴ用のゲート制御フィールドエミッタにおいて円錐形の電子放出素
子を形成するための従来の技術を示す。図１ａに示される段階では、部分的に完
成したフィールドエミッタが基板２０と、エミッタ電極層２２と、誘電体層２４
と、ゲート層２６とを備えている。ゲート開口部２８がゲート層２６を通って延
在する。対応する誘電体開口部３０が誘電体層２４を通って延在する。
【０００５】 グレージング角による堆積手順を用いて、リフトオフ層３２が図１ｂに示され
るようにゲート層２６の上側に形成される。エミッタ材料がその構造体の上側及
び誘電体開口部３０の内部に堆積されるが、それはエミッタ材料がアパーチャを
通り開口部３０に入り、アパーチャが徐々に閉じるように行われる。その結果概
ね円錐形の電子放出素子３４Ａが複合開口部２８／３０内に形成される。図１ｃ
を参照されたい。余剰エミッタ材料からなる層３４Ｂは同時にゲート層２６の上
側に形成される。その後リフトオフ層３２が除去され、余剰エミッタ材料層３４
Ｂが隔離される。図１ｄはその結果得られた構造体を示す。
【０００６】 余剰エミッタ材料層３４Ｂを除去するためにリフトオフ層３２を用いる方法は
、種々の理由のため不都合がある。リフトオフ材料の一部が、ゲート層２６の側
面縁部に沿って一定量蓄積する。これはエミッタ材料が最初に堆積するために通
る開口部の大きさを小さくし、電子放出素子３４Ａを小さくするのを難しくする
。フィールドエミッタの横方向面積が拡大するとリフトオフ層３２のグレージン
グ角による堆積は徐々に難しくなり、その結果フィールドエミッタ面積を拡大す
る場合の障害となる。
【０００７】 リフトオフ材料の堆積は、リフトオフ材料がエミッタ層２２上に蓄積して、コ
ーン３４Ａが余剰層３４Ｂの剥離中に同時に剥離されることのないように慎重に
行われなければならない。層３４Ｂはリフトオフ層３２を除去する結果として除
去されるため、除去されたエミッタ材料の分子がフィールドエミッタを汚染する
ようになる。さらにリフトオフ材料の堆積は製造時間がかかりそれゆえ製造コス
トも上昇する。
【０００８】 WilshawによるＰＣＴ特許出願ＷＯ９６／０６４４３は、各電子放出素子が柱 体上に配置されたモリブデン製コーンからなるゲート制御フィールドエミッタを
製造するためのプロセスを開示する。電子放出素子は下側金属層上に形成される
。Wilshawの特許出願では、ゲート層の開口部を通してモリブデンを堆積中にゲ ート層上に蓄積される余剰モリブデンからなる層を電気化学的に除去し、電子放
出素子の円錐形部分を形成するために、水性電解液を用いて、ニオブ製ゲート層
に２−４Ｖの外部電位をかける。
【０００９】 Wilshawによる特許出願では、余剰モリブデンを電気化学的に除去する直前に 、下側金属層を除去する。その結果Wilshawによる電子放出素子は、余剰エミッ タ材料の除去中に互いから電気的に絶縁される。ある電子放出素子の一部は除去
過程中に余剰モリブデンに短絡されるため、Wilshawによる特許出願は短絡して いない電子放出素子を保護するために絶縁する必要がある。絶縁しない場合には
、電子放出素子が背面金属層及び短絡した素子を通して余剰モリブデンに短絡さ
れ、その結果余剰モリブデンを除去する際に電気化学的に侵蝕されてしまう。最
終的に、Wilshawの特許出願は電子放出素子の底面上に抵抗層を、また抵抗層上 にエミッタ電極の層を形成する。
【００１０】 Wilshawの電気化学的除去技術は、余剰エミッタ材料からなる層を除去する間 にリフトオフ層を用いる必要がない。しかしながら余剰モリブデンを除去する前
に背面金属層を除去し、その後電気化学的除去を終了した後にエミッタ電極を形
成するために、時間がかかり、いくつかの複雑なプロセスを必要とする。ゲート
層に外部電位を加える過程はゲート層への電気的な接続を行う過程を含み、それ
によりさらに製造時間及び複雑さが増すことになる。少なくとも部分的に円錐形
をなす電子放出素子を有するゲート制御フィールドエミッタを製造する際に、Wi
lshawの特許出願における製造時の効率低下を招くことなく、或いはリフトオフ 層を含むことにより製造を複雑にすることなく余剰エミッタ材料を含む層を除去
することが望まれる。
【００１１】 発明の概要 本発明は、所与の化学物質からなる材料をある構造体から選択的に除去するた
めに時間効率のよい電気化学的手順を提供する。除去作業は電解槽において行わ
れる。その構造体のある一定部分の特性は、その構造体の任意の部分に外部電位
を加えることなく主要な材料の除去を電解槽内で行えるようにする電気化学的還
元半電池電位を有するように選択される。このようにして除去作業は電気化学的
侵蝕作用により自発的に行われる。外部電位をかける必要がないため、外部電位
をかけるための電気的接続を形成する必要がない。従って除去作業は短時間で行
うことができる。
【００１２】 外部電位をかけずにすむことにより、電気化学的除去作業中に外部電位を受け
取ることができるようにその構造体を設計する必要もない。それゆえ設計上の制
約が排除される。また電解槽を与える装置は、その構造体に外部電位をかけるこ
とができるように構成する必要はない。本発明では実質的に簡略化することがで
きる。
【００１３】 本発明の選択的除去作業はリフトオフ層を用いることなく実行される。余剰エ
ミッタ材料が電子放出デバイスの電子放出素子形成中に構造体上に蓄積する場合
に、本発明の手順は余剰エミッタ材料を除去するために用いることができる。そ
の結果実際に、本発明は余剰エミッタ材料を除去するための従来のリフトオフ及
び電気化学的除去技術の欠点を解決する。
【００１４】 電解槽は２つの基本的な方法において実現することができる。第１に、電解槽
は選択的に除去される種類の材料に固有の侵蝕性がある（すなわち固有に著しく
侵蝕する）液体で形成することができる。第２に、電解槽は選択的に除去される
種類の材料に対して固有に侵蝕性のない（すなわち固有に著しくは侵蝕しない）
液体で形成することができる。電解槽の両方の実施形態を満足するように所定の
基準に従って還元半電池電位が選択される。侵蝕性の電解槽の実施形態に対する
基準は、非侵蝕性の電解槽に対する実施形態の基準とは適当に異なる。
【００１５】 選択的に除去されるタイプの材料に対して、電解槽が固有の侵蝕性を有する場
合、本発明の原理を用いて、残す必要がある部分を除去するのを防ぎ、残りの部
分を電解槽に溶解して除去する。詳細には、主材料を含む電気的に非絶縁性の主
構成要素が、１つ以上の電気的に非絶縁性の付加的な構成要素に電気的に結合さ
れる初期構造体が設けられる。各付加構成要素は、主材料とは異なる付加材料を
含む。さらに初期構造体は同様に主材料を含む電気的に非絶縁性の主領域を含む
。主領域は主構成要素及び付加構成要素とは電気的に結合していない。
【００１６】 主領域の主材料は、主構成要素の主材料部分を著しく除去することなく構造体
から少なくとも部分的に除去されることになる。本発明に従ってこれを実現する
ために、主材料及び付加材料は、主領域の主材料の少なくとも一部を除去するた
めに、主材料に固有の侵蝕性を有する電解槽に浸漬される。主材料及び付加材料
を適切に選択することにより、各付加構成要素の付加材料が主構成要素の主材料
より電解槽内で十分に低い還元半電池電位になり、主構成要素の主材料が電解槽
において著しく侵蝕されるのを防ぐ。従って主構成要素の主材料は、主領域の主
材料が少なくとも部分的に除去されても適所に残される。
【００１７】 選択的に除去されるタイプの材料に対して、電解槽が固有の非侵蝕性を有する
場合には概ね逆の状況が生じる。この場合には、本発明の原理を用いて、除去さ
れるべき部分が電解槽に溶解して除去されることができ、一方残りの部分は影響
を受けずそのまま残される。詳細には、主材料を含む電気的に非絶縁性の主領域
が１つ以上のさらに別の領域に電気的に結合されている初期構造体が設けられる
。そのさらに別の領域は主材料とは異なるさらに別の材料を含む。さらに初期構
造体は主材料を含む電気的に非絶縁性の主構成要素を含む。主構成要素は主領域
及びそのさらに別の領域と実質的に電気的に結合されていない。
【００１８】 再び主領域の主材料が、主構成要素の主材料部分を著しく除去することなく少
なくとも部分的に除去されることになる。しかしながらこの場合は上記の場合と
は異なり、ここでさらに別の各領域は、上記の場合のように各付加構成要素が残
される材料に電気的に結合されるのではなく、除去されるはずの材料に電気的に
結合される。本発明のこの実施形態に従って、主領域の主材料を少なくとも部分
的に除去するために、主材料及びさらに別の材料は、主材料に対して固有の侵蝕
性を持たない電解槽に浸漬され、その結果主構成要素の主材料は電解槽によりほ
とんど影響を受けない。主材料及びさらに別の材料を適切に選択することにより
、主領域の主材料は、さらに別の領域のさらに別の材料より十分に大きな還元半
電池電位になり、主領域の主材料の少なくとも一部が除去される。
【００１９】 電解槽の両実施形態では、主材料は典型的には金属である。同様に各付加材料
或いはさらに別の材料も典型的には金属である。
【００２０】 本発明の電気化学的除去技術は、材料が選択的に除去される構造体の任意の部
分に外部電位をかけることなく実行することができるため、本発明により、（ａ
）構造体の設計が実質的に簡単になり、（ｂ）同様に電解槽を与える装置も簡単
になり、さらに（ｃ）除去作業が短時間で実行可能である。従って本発明は従来
技術より非常に優れた進歩性を提供する。
【００２１】 好適な実施例の説明 図面及び好適な実施例の説明において、同様の参照符号が、同一或いは非常に
類似の構成要素を表すために用いられる。
【００２２】 本発明は、ゲート制御フィールドエミッタカソード用の電子放出素子を作製す
る際に、余剰エミッタ材料を除去するために自発の電気化学的侵蝕作用を利用す
る。そのような各フィールドエミッタは平画面テレビ或いはパーソナルコンピュ
ータ、ラップトップコンピュータ又はワークステーション用のフラットパネルビ
デオモニタのようなフラットパネルディスプレイの陰極線管においてフェースプ
レート上の燐光体領域を励起するのに適している。
【００２３】 以下の説明では、用語「電気的に絶縁性」或いは「誘電性」は、１０10Ω・ｃ
ｍより大きな抵抗率を有する材料に概ね当てはまる。従って用語「電気的に非絶
縁性」は、１０10Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有する材料のことである。電気的に非
絶縁性の材料は、（ａ）抵抗率が１Ω・ｃｍ未満の導電性材料と、（ｂ）抵抗率
が１Ω・ｃｍから１０10Ω・ｃｍの範囲にある電気的抵抗性材料とに分けられる
。これらの分類は１Ｖ／μｍ以下の電界強度において判定される。
【００２４】 導電性材料（或いは電気導体）の例としては、金属、金属合金、金属半導体化
合物（例えば金属シリサイド）及び金属半導体共晶体がある。また導電性材料は
、中レベル或いは高レベルにドープされた（ｎ型或いはｐ型）半導体を含む。電
気的に抵抗性の材料は、真性半導体及び低レベルにドープされた（ｎ型或いはｐ
型）半導体を含む。さらに電気的に抵抗性の材料の例としては、サーメット（金
属粒子を埋め込んだセラミック）のような金属絶縁体複合物、（ｂ）グラファイ
ト、アモルファスカーボン及び改質された（例えばドーピング或いはレーザ改質
された）ダイヤモンドのような炭素の形態、（ｃ）シリコン−炭素−窒素のよう
なシリコン−炭素化合物がある。
【００２５】 図２ａ−図２ｃ（集合的に「図２」）は、フィールドエミッタカソードのよう
なデバイスの製造中に選択的に材料を除去するために本発明の教示を用いるプロ
セスの流れを示す。図２に示される構造体の形状は、本プロセスの流れの主な特
徴を示すために模式的に示されている。本発明に従ってフィールドエミッタが製
造される際に生じるより現実的な構造体の図は、図５ａ及び図５ｂに関連して以
降に示される。また本発明の教示を適用する際に生じる種々の組み合わせ及び変
更を例示するために、図２に示される構造体は、フィールドエミッタの製造する
際に実際には利用されない場合もある構成要素並びにまた領域を含む。
【００２６】 図２ａを参照すると、本発明に従って選択的に材料を除去するための最初の段
階は、多数の類似の形状、類似の大きさを有する主電気的非絶縁性構成要素Ｃ１
、付加的な電気的非絶縁性構成要素Ｃ２、主電気的非絶縁性領域Ｒ１及びさらに
別の電気的非絶縁性領域Ｒ２を含む構造体を形成することである。最初に図２ａ
の下側付近では、付加的な構成要素Ｃ２は通常フィールドエミッタの複数のエミ
ッタ電極の１つである。構成要素Ｃ２は電気的に絶縁性の基板４０の上側に配置
される。フィールドエミッタでは、基板４０は典型的にはガラス或いはセラミッ
クスからなる。中間誘電体層４２は、フィールドエミッタにおいては通常酸化シ
リコン或いは窒化シリコンからなり、構成要素Ｃ２の上側に配置される。
【００２７】 主構成要素Ｃ１は通常フィールドエミッタの電子放出素子を構成する。電子放
出素子は典型的には、図２ａの構成要素Ｃ１の円錐形状により示されるように円
錐形であるが、他の形状を取ることも可能である。構成要素Ｃ１は、誘電体層４
２を通って延在する各開口部４４に配置され、構成要素Ｃ２に電気的に結合され
る。この電気的結合は、電気的非絶縁性の結合構成要素ＣＣ１を介して行われる
。フィールドエミッタでは、結合構成要素ＣＣ１は通常高抵抗率を有する抵抗性
層である。別法では、構成要素Ｃ１は構成要素Ｃ２と直結することができる。こ
の場合には結合構成要素ＣＣ１は通常存在しない。
【００２８】 さらに別の領域Ｒ２は誘電体層４２の上側に配置される。構成要素Ｃ１の上側
は、それぞれ領域Ｒ２を通って延在する開口部４６内に延在する。各開口部４６
及び下側をなす開口部４４の１つはともに構成要素Ｃ１の１つを横方向に包囲す
る複合開口部４４／４６を形成する。フィールドエミッタでは、領域Ｒ２は、構
成要素Ｃ１で実現される電子放出素子からの電子の抽出を制御するパターン形成
ゲート層の一部である。主領域Ｒ１は、開口部４６及び構成要素Ｃ１の上側にあ
る領域Ｒ２の上側に配置される。フィールドエミッタでは領域Ｒ１は、電子放出
素子として構成要素Ｃ１を作製中に、領域Ｒ２上に蓄積する余剰エミッタ材料か
らなる層である。領域Ｒ１及びＲ２はそれぞれ構成要素Ｃ１、Ｃ２及びＣＣ１か
ら離隔し、電気的に結合されていないことが重要である。
【００２９】 上記構成要素及び領域に加えて、初期構造体は、構成要素Ｃ２に電気的に結合
される付加的な電気的非絶縁性構成要素Ｃ３も含む。フィールドエミッタ内に付
加構成要素Ｃ３が存在する場合には、構成要素Ｃ３は通常、構成要素Ｃ２で実現
されるエミッタ電極に対するエミッタコンタクトパッドとして機能する。図２ａ
は、電気的非絶縁性構成要素ＣＣ２を介して構成要素Ｃ２に電気的に結合される
構成要素Ｃ３を示す。この場合には、電気的絶縁性材料からなる層４８は通常、
結合構成要素ＣＣ２の構成要素Ｃ２或いはＣ３と接触していない部分を包囲する
。結合構成要素ＣＣ２は存在しない場合もある。その場合には構成要素Ｃ３は構
成要素Ｃ２と直結する。構成要素Ｃ３及びＣＣ２は領域Ｒ１及びＲ２とは電気的
に結合されていない。
【００３０】 初期構造体は、領域Ｒ２に電気的に結合されるさらに別の電気的非絶縁性領域
Ｒ３を有することができる。さらに別の領域Ｒ３がフィールドエミッタ内に存在
する場合には、領域Ｒ３は通常、構成要素Ｃ２で実現されるフィールドエミッタ
に概ね垂直に延在する複合制御電極Ｒ２／Ｒ３を形成するために領域Ｒ２の１つ
以上の部分と結合する主制御電極である。図２は、電気的非絶縁性結合領域ＣＲ
１を介して領域Ｒ２に電気的に接続される領域Ｒ３を示す。電気的に非絶縁性の
材料からなる層５０は、結合領域ＣＲ２の領域Ｒ２或いはＲ３と接触していない
部分を包囲する。結合領域ＣＲ３は領域Ｒ３が領域Ｒ２と直結する場合には不要
である。
【００３１】 また初期構造体は領域Ｒ３に電気的に接続されるさらに別の電気的非絶縁性領
域Ｒ４を有する場合がある。さらに別の領域Ｒ４がフィールドエミッタ内に存在
する場合には、領域Ｒ４は通常、複合制御電極として実現される領域Ｒ２及びＲ
３に対する制御コンタクトパッドとして機能する。図２ａは、電気的非絶縁性結
合領域ＣＲ２を介して領域Ｒ３に電気的に結合される領域Ｒ４を示す。電気的に
非絶縁性の材料からなる層５２は通常、結合領域ＣＲ２の領域Ｒ３或いはＲ４と
接触していない部分を包囲する。結合領域ＣＲ２は存在しない場合もある。その
場合領域Ｒ４は領域Ｒ３と直結する。領域Ｒ３、Ｒ４、ＣＲ１及びＣＲ２は構成
要素Ｃ１、Ｃ２、ＣＣ１及びＣＣ２とは電気的に結合していない。
【００３２】 主領域Ｒ１と、主要構成要素Ｃ１の全部分は、電気的に非絶縁性の主材料Ｍ１
を含む。主材料Ｍ１は通常領域Ｒ１の主成分であり、典型的には領域Ｒ１の概ね
全てを形成する。同じことが構成要素Ｃ１にも当てはまる。しかしながら領域Ｒ
１は材料Ｍ１と異なる１つ以上の材料を含む場合もある。その場合には、材料Ｍ
１は領域Ｒ１の外側表面の一部分に沿って存在する。再び同じことが構成要素Ｃ
１にも当てはまる。以下に説明するように、本発明の電気化学的な教示を利用し
て、その構成要素が領域Ｒ１及びＲ２から電気的に絶縁されているという条件で
、構成要素Ｃ１の著しい多くの部分を除去することなく、領域Ｒ１の材料Ｍ１（
従って領域Ｒ１の全て或いは概ね全ての部分）を除去する。
【００３３】 さらに別の領域Ｒ２は主材料Ｍ１と異なるさらに別の電気的非絶縁性材料ＭＲ
２で概ね形成される。詳細には領域Ｒ２は通常材料Ｍ１を含まない。
【００３４】 付加的な構成要素Ｃ２は概ね電気的非絶縁性の付加的な材料ＭＣ２からなる。
材料ＭＣ２は材料Ｍ１及びＭＲ２とは通常異なる。それにも係わらず、構成要素
Ｃ３の成分及び領域Ｒ１の材料Ｍ１を除去するために用いられる特定の電気化学
的手順を含む種々の要因により、材料ＭＣ２は材料Ｍ１と同じ、或いは概ね同じ
であることもできる。
【００３５】 付加的な構成要素Ｃ３は概ね付加的な電気的非絶縁性材料ＭＣ３で形成される
。特に材料ＭＣ２が主材料Ｍ１と同じか、或いは概ね同じである場合には、付加
的な材料ＭＣ３は通常付加的な材料ＭＣ２とは異なる。何れの場合においても、
材料ＭＣ３は材料Ｍ１とは異なる。
【００３６】 さらに別の領域Ｒ３及びＲ４はそれぞれ概ね、さらに別の電気的非絶縁性材料
ＭＲ３及びＭＲ４からなる。さらに別の材料ＭＲ３及びＭＲ４はそれぞれ主材料
Ｍ１と異なる。また特に材料ＭＲ３が材料ＭＲ２と同じか、或いは概ね同じであ
る場合には、材料ＭＲ４は材料ＭＲ３とは異なる。さらに材料ＭＲ３及びＭＲ４
はそれぞれ材料ＭＣ２及びＭＣ３とは異なる。詳細には、材料ＭＲ４及びＭＣ３
は通常互いに異なる材料である。
【００３７】 材料Ｍ１、ＭＣ２、ＭＣ３及びＭＲ２−ＭＲ４はそれぞれ通常金属、金属合金
或いは金属の組み合わせである。ある場合には材料Ｍ１、ＭＣ１、ＭＣ２及びＭ
Ｒ２−ＭＲ４のあるものは更に、或いは別に、金属半導体化合物、金属半導体共
晶体及び高レベルにドープした半導体のような他の導電性材料で形成することが
できる。
【００３８】 主領域Ｒ１は通常、適切な電解槽にその構造体を浸漬することにより図２ａの
構造体から除去されるため、結合材料ＣＣ１を形成する抵抗材料は概ね電気化学
的に不活性であり、電解槽において可溶性の化学種を生成することはない。詳細
には、電解槽内の結合材料ＣＣ１の材料の電気化学的な交換電流密度は、電解槽
内の主領域Ｒ１の材料Ｍ１の電気化学的交換電流密度及び電解槽内の主構成要素
Ｃ１の材料Ｍ１の電気化学的交換電流密度に比べて不十分である（すなわち無視
できる）。結果として、結合構成要素ＣＣ１の電気化学的交換電流は小さいので
、領域Ｒ１を除去するのにかかる時間中に実質的に構成要素ＣＣ１は電解槽内に
溶解することはないか、或いはそうでない場合には領域Ｒ１の除去に影響を与え
ることはない。構成要素ＣＣ１は概ね完全に分極可能な材料からなる。フィール
ドエミッタでは、構成要素ＣＣ１の抵抗材料は典型的にはサーメット或いはシリ
コン−炭素−窒素化合物からなる。
【００３９】 結合構成要素ＣＣ２、ＣＲ１及びＣＲ２はそれぞれ典型的には金属或いは金属
の組み合わせからなる。絶縁層４６、４８及び５０は、それぞれ構成要素ＣＣ２
、ＣＲ１及びＣＲ２を電解槽から完全に分離するために電気的に絶縁性の材料か
らなる。このために、酸化物が所望の絶縁を与らるなら、絶縁層４６は典型的に
は構成要素ＣＣ２を構成する金属の酸化物で形成することができる。別法では、
絶縁層４６は個別の電気的に絶縁性の膜である。同じことが、構成要素ＣＲ１及
びＣＲ２に対するそれぞれ絶縁性層４８及び５０にも当てはまる。
【００４０】 図２ａの初期構造体は種々の方法で形成することができる。構成要素Ｃ１が概
ね円錐形をなす典型的なフィールドエミッタの例は、構成要素Ｃ１を形成するた
めに材料Ｍ１を蒸着中に余剰エミッタ材料の層として領域Ｒ１が蓄積する場合で
ある図５ａ及び図５ｂとともに後に示される。その際構成要素Ｃ１の円錐形に対
応する円錐形の窪み（図２ａには示されない）が領域Ｒ１の下側表面に沿って存
在する。何れの場合でも、そのプロセスの次のステップは、領域Ｒ１及びＲ２か
ら電気的に絶縁された任意の主構成要素Ｃ１に著しい損傷を与えることなく主領
域Ｒ１を除去することである。
【００４１】 主領域Ｒ１は、簡単にするためにここで「侵蝕性電解槽」及び「非侵蝕性電解
槽」技術と呼ばれる２つの基本的な技術のいすれかに従って電気化学的に除去す
ることができる。図３ａ−図３ｅに関連して侵蝕性電解槽技術が記載される。非
侵蝕性電解槽技術は図４ａ−図４ｅに関連して記載される。いずれの技術におい
ても、領域Ｒ１は通常図２ａの構造体の任意の部分に任意の制御電位を加えるこ
となく、及び加える必要なく自発の電気化学的侵蝕作用において除去される。特
定の材料、通常金属が材料Ｍ１、ＭＣ１、ＭＣ２及びＭＲ２−ＭＲ４を実現して
おり、その材料は侵蝕性電解槽或いは非侵蝕性電解槽技術のいずれを用いるかに
よる。
【００４２】 領域Ｒ１の電気化学的除去は、図２ｂに模式的に示されるタイプの電気化学セ
ル６０からなる電気化学的除去システムを用いて実行される。電気化学セル６０
は電解槽６２及びセル壁６０からなる。電解槽６２は通常溶液であるが、電解槽
６２に溶解されない成分を有することもできる。構成要素Ｃ１は図２ｂでは上向
きに示される。しかしながら構成要素Ｃ１は他の方向、例えば垂直方向に対して
横向きにすることもできる。
【００４３】 主領域Ｒ１は、構成要素／領域Ｃ２、Ｃ３、Ｒ１−Ｒ４の概ね全ての外側表面
領域が電解槽６２と接触するように、十分に電解槽６２の中に構造体を浸漬する
ことにより図２ａの構造体から除去される。これは典型的には電解槽６２に構造
体を完全に浸漬する過程を含む。結合構成要素ＣＣ１は構成要素Ｃ２により覆わ
れない外側表面領域を有するので、この表面領域も通常電解槽６２に接触する。
【００４４】 電気化学的除去作業の最初の段階において、領域Ｒ１は通常、構成要素Ｃ１が
配置される開口部４４／４６を完全に覆っている。従って電解槽６２は通常、電
気化学的除去の開始時点では構成要素Ｃ１に接触していない。領域Ｒ１の材料Ｍ
１が除去されるに従って、電解槽６２は開口部４４／４６に入り、構成要素Ｃ１
及び結合構成要素ＣＣ１の表面領域の隣接部分に接触する場所が徐々に広がる。
また領域Ｒ１は多孔性であり、電解槽６２は領域Ｒ１を通り抜け、構成要素Ｃ１
に達する。構成要素ＣＣ１が存在しなかったなら、電解槽６２は、構成要素Ｃ２
の表面領域の隣接する部分と接触しているであろう。
【００４５】 主構成要素Ｃ１の少数は領域Ｒ１を電気化学的に除去する前に領域Ｒ１又はＲ
２に電気的に短絡されているか、或いは電気化学的除去作業中に領域Ｒ１又はＲ
２に電気的に短絡されるようになる。そのような電気的短絡は典型的には、構成
要素Ｃ１が領域Ｒ２と接触してしまう結果、或いは１つ以上の電気的非絶縁性の
粒子が構成要素Ｃ１と領域Ｒ１或いはＲ２との間に挟まる結果として生じる。領
域Ｒ２が領域Ｒ１と接触するため、領域Ｒ２と接触した構成要素Ｃ１は、Ｒ１に
短絡される。
【００４６】 領域Ｒ１に短絡された構成要素Ｃ１は通常、領域Ｒ１の電気化学的な除去中に
著しく侵蝕される。その侵蝕は通常、そのような各構成要素Ｃ１が領域Ｒ１と短
絡しない状態になるまで継続する。結合構成要素ＣＣ１が高抵抗率であるために
、構成要素Ｃ１の残りの部分、すなわち領域Ｒ１に電気的に短絡していない部分
は、結合構成要素ＣＣ１が存在する場合には領域Ｒ１が除去されても著しく電気
化学的に侵蝕されることはない。
【００４７】 材料Ｍ１の選択的な除去は、製造中に構造体内に電気化学的に発生する内部電
位を通してのみ行われる。これは材料Ｍ１、ＭＣ２及びＭＲ２を、また用いる場
合には材料ＭＣ３、ＭＲ３及びＭＲ４を適切に選択することにより行われる。上
記のように、所望のように材料Ｍ１の選択した部分を除去するために、構造体の
任意の部分に外部制御電位をかける必要はない。図２ｂはこの場合を示している
。そのように作業することにより、構造体のいかなる部分にも電気的な接続が形
成されることはなく、それにより電気化学的除去を行うのにかかる全時間が短縮
される。電解槽６２を含む電気化学セル６０の複雑さも緩和される。
【００４８】 多くの場合に、領域Ｒ１の材料Ｍ１の除去を早めるか、或いは短絡していない
構成要素Ｃ１の材料Ｍ１が著しく侵蝕されないことをさらに確実にすることが望
まれる。そのような場合には、選択的な除去を早めるために、或いは短絡してい
ない構成要素Ｃ１を保護するために領域Ｒ１或いはＣ１に外部電位をかけること
ができる。その場合でも、材料Ｍ１、ＭＣ２、ＭＣ３及びＭＲ２−ＭＲ４を形成
する材料がなおも、製造中に構造体のいかなる部分にも外部電位をかける必要な
く、材料Ｍ１が所望のように選択的に除去される性質を持つように選択される。
【００４９】 材料Ｍ１が領域Ｒ１の概ね全ての部分を形成する場合、通常、領域Ｒ１の材料
Ｍ１の全てが電解槽６２に溶解することができるだけの十分な時間に渡って電気
化学的除去が行われる。領域Ｒ１が材料Ｍ１以外の成分を含む場合には、その成
分は典型的には領域Ｒ１の材料Ｍ１と同時に除去される。例えば付加的な構成要
素が領域Ｒ１全体に分布する（その結果、材料Ｍ１は領域Ｒ１の外側表面の大部
分に沿って存在する）場合には、その付加的な構成要素は典型的には、領域Ｒ１
の材料Ｍ１が除去される際に電解槽６２において剥離され、かつ除去される。付
加的な構成要素の除去を促進するために、電解槽６２を攪拌するか、そうでなけ
れば揺動させることができる。別法ではその付加的な材料は単に電解槽６２に溶
解する。
【００５０】 領域Ｒ１の材料Ｍ１が完全に除去された後、製造中の構造体がセル６０から取
り出され、洗浄され、さらに乾燥される。図２ｃは、領域Ｒ１の概ね全てが電気
化学的に除去された典型的な場合に、この時点で製造中の構造体がいかなる外観
を有するかを示す。また図２ｃは、電気化学除去作業前に例示された構成要素Ｃ
１が領域Ｒ１に電気的に短絡していなかったか、或いは電気化学除去中に領域Ｒ
１に短絡しなかった場合も示す。ここで図２ｃの構造体は、以降の処理を行う準
備ができている。
【００５１】 材料Ｍ１の選択的な電気化学的除去に戻ると、電解槽６２の電気化学的還元半
電池電位（単に「還元電位とする」）Ｅ0は、材料Ｍ１、ＭＣ２、ＭＣ３及びＭ Ｒ２−ＭＲ４を選択する際に用いられる主なパラメータの１つである。図３ａ−
図３ｅ（集合的に「図３」）は、侵蝕性の電解槽における製造中の構造体の一定
の構成要素／領域に関する電解槽６２の還元電位Ｅ0間の関係を示す。図４ａ− 図４ｅ（集合的に「図４」）は、非侵蝕性の電解槽における構造体の一定の構成
要素／領域に関する還元電位Ｅ0間の関係を示す。
【００５２】 種々の構成要素／領域に関する還元Ｅ0は、各Ｅ0記号の後に続く挿入記号情報
により区別される。電解槽６２の構成要素Ｃ１及び領域Ｒ１の材料Ｍ１に関する
還元電位Ｅ0はそれぞれ挿入記号Ｍ１C1及びＭ１R1により識別される。挿入記号 ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＲ２、ＭＲ３及びＭＲ４はそれぞれ、電解槽６２における構
成要素／領域ＭＣ２、ＭＣ３及びＭＲ２−ＭＲ４に関する還元電位Ｅ0を示す。
【００５３】 ここでＭを可溶性のイオン性化学種Ｍn+からなる任意の材料を表すものとする
と、材料Ｍを含む以下の半電池反応は還元電位Ｅ0（Ｍ）を有する。
【数１】 ここでｅは電子を示し、ｎは材料Ｍのイオン形態の電子数を示し、ｓは固体を示
す。還元は反応１において左から右へ進む。また各電位Ｅ0（Ｍ）は、電解槽６ ２内に実際に存在する材料Ｍの圧力（逸散度）及び濃度（活性）での材料Ｍの還
元半電池電位である。１気圧及び１モル濃度での標準的な還元半電池電位Ｅ0（ Ｍ）は典型的には実際の還元電位Ｅ0（Ｍ）に近い。
【００５４】 還元電位Ｅ0（Ｍ）の値は、水素反応、すなわち
【数２】 の標準的な還元半電池電位Ｅ0（Ｈ）が０ボルトに設定されている水素標準に対 して予め決められている。ここでｇは気体を示す。電位Ｅ0（Ｍ）が正の値であ ることは、イオン形態から固体形態に変換することにより材料Ｍを還元するため
に、以下の反応が右に進むことを意味する。
【数３】 電位Ｅ0（Ｍ）が負の値であることは、反応３が材料Ｍを酸化するために左に進 み、それにより材料Ｍを固体からイオンに変換することを意味している。
【００５５】 本発明の侵蝕性電解槽及び非侵蝕性電解槽技術を実現する電位Ｅ0の関係を決 定する際に、電解槽６２において概ね電子を受け渡す能力を持たない材料は、Ｅ 0 の関係にほとんど影響を与えない。結合構成要素ＣＣ１は電解槽６２において 非常に小さな電気化学的交換電流能力しか持たず、そのため電解槽６２において
有効に電子受渡し能力を持たないため、構成要素ＣＣ１の存在はこのＥ0関係を 決定する際には無視される。結合構成要素ＣＣ２、ＣＲ１及びＣＲ２の電子受渡
し能力は、電解槽６２と接触したとすれば、十分に大きいはずである。しかしな
がら構成要素ＣＣ２、ＣＲ１及びＣＲ２はそれぞれ電解槽６２から完全に分離さ
れている。従って構成要素ＣＣ２、ＣＲ１及びＣＲ２の存在も、侵蝕性の電解槽
及び非侵蝕性の電解槽技術に関するＥ0関係を決定する際には無視される。
【００５６】 上記のように、電解槽６２は侵蝕性電解槽技術においては材料Ｍ１に固有の侵
蝕性を有しており（材料Ｍ１を侵蝕する）、そのＥ0関係が図３に定量的に示さ れる。すなわち材料Ｍ１からのみ構成される物質が電解槽６２に浸漬される場合
、その物質は酸化され、電解槽６２に溶解するＭ１イオンに変換される。侵蝕性
電解槽技術に不可欠なことは、主領域Ｒ１の材料Ｍ１は電解槽６２に溶解される
よになるが、短絡していない主構成要素Ｃ１の材料Ｍ１が電解槽６２に溶解され
るのを防ぐ内部電位を生成するように、材料Ｍ１、ＭＣ２及びＲＭ２、並びに存
在する場合には材料ＭＣ３、ＭＲ３及びＭＲ４を選択することである。
【００５７】 侵蝕性電解槽技術は、主構成要素Ｃ１の材料Ｍ１、付加的な構成要素Ｃ２の材
料ＭＣ２及び（存在する場合）付加的な構成要素Ｃ３の材料ＭＣ３を選択して、
構成要素Ｃ１の材料Ｍ１に、短絡していない構成要素Ｃ１の大部分の材料Ｍ１が
電解槽６２に溶解するのを防ぐような内部生成電気化学的電位がかかるような還
元電位Ｅ0を電解槽６２において有することにより実現される。詳細には、電解 槽６２が短絡していない構成要素Ｃ１の材料Ｍ１を著しく侵蝕することのないよ
うに、電解槽６２の構成要素Ｃ２及びＣ３の還元電位Ｅ0（ＭＣ２）及びＥ0（Ｍ
Ｃ３）は電解槽６２の構成要素Ｃ１の材料Ｍ１の還元電位Ｅ0（Ｍ１C1）より十 分に低い値である。これに関して、電解槽６２においてＥ0（Ｍ１C1）より高い 還元電位Ｅ0を有し、また電解槽６２の構成要素Ｃ１の材料Ｍ１の電気化学交換 電流に比べて、電解槽６２において著しく大きな電気化学還元交換電流を有する
電気的非絶縁性構成要素は、製造中の構造体が電解槽６２に浸漬される間、構成
要素Ｃ１に電気的に結合されることはない。
【００５８】 短絡していない構成要素Ｃ１の材料Ｍ１が電解槽６２に溶解するのを防ぐこと
と引換えに、材料ＭＣ２（構成要素Ｃ２）並びにまた材料ＭＣ３（構成要素Ｃ３
）の少なくとも一部が酸化され、電解槽６２に溶解される。材料ＭＣ２並びにま
た材料ＭＣ３により供給される電子は電気化学的交換電流を形成し、その電流が
、電解槽６２の構成要素Ｃ１の表面上で十分に大きな負の界面電位を保持するた
めの役割を果たす。領域Ｒ１の材料Ｍ１の全てが除去される前に、材料ＭＣ２及
びＭＣ３の全てが電解槽６２に溶解する場合には、電解槽６２は短絡していない
構成要素Ｃ１の材料Ｍ１を侵蝕し始める。このようなことが発生しないようにす
るために、電解槽６２における領域Ｒ１の材料Ｍ１の溶解の速度は、電解槽６２
における材料ＭＣ２及びＭＣ３の全溶解速度より大きくなるように規定される。
【００５９】 さらに多くの場合、構成要素Ｃ２は、製造される最終的な構造体における構成
要素である。典型的には材料ＭＣ２の大部分の除去は許容されない。実際に多く
の場合に、少量の除いて、材料ＭＣ２部分の除去は許容されない。従って電解槽
６２の領域Ｒ１の材料Ｍ１の溶解速度は通常、電解槽６２の材料ＭＣ２の溶解速
度より著しく大きくなければならず、溶解速度の差は、構成要素Ｃ２の大きさを
どこまで縮小できるかによる。
【００６０】 多くの場合に、構成要素Ｃ３も典型的には同様に製造される最終構造体の構成
要素であり、同じことが当てはまる。しかしながら以下に議論するように、より
大きな形状でも、構成要素Ｃ２と異なり構成要素Ｃ３では許容できる場合も多い
。
【００６１】 侵蝕性電解槽技術における還元電位Ｅ0（ＭＣC1）、Ｅ0（ＭＣ２）及びＥ0（ ＭＣ３）を選択するための基準をさらに理解するために、付加的な領域Ｒ３が存
在しない場合を考える。その際還元電位にＥ0（ＭＣ２）は、図３ａに示される ように、還元電位Ｅ0（Ｍ１C1）より小さい。構成要素Ｃ１の材料Ｍ１が電解槽 ６２に溶解されるのを防ぐために、電位Ｅ0（ＭＣ２）はＥ0（Ｍ１C1）よりわず
かではあるが小さくする必要がある。典型的にはＥ0（ＭＣ２）は、Ｅ0（Ｍ１C1 ）より０．２−０．３Ｖ以下の範囲内で低い値にする必要がある。しかしながら
Ｅ0（ＭＣ２）はＥ0（Ｍ１C1）より０．２−０．３Ｖ以上小さくすることができ
る。
【００６２】 次に、電解槽６２に浸漬される際に、構成要素Ｃ３が製造中の構造体内に存在
する場合を考える。電位にＥ0（ＭＣ２）及びＥ（ＭＣ３）はいずれも図３ｂに 示されるように電位Ｅ0（Ｍ１C1）より小さい。図３ａの上記例と同様に、電位 Ｅ0（ＭＣ２）及びＥ0（ＭＣ３）は、短絡していない構成要素Ｃ１の材料Ｍ１が
酸化されるのを防ぐために、Ｅ0（Ｍ１C1）よりわずかに、典型的には０．２− ０．３以下の範囲内で小さい値にする必要がある。
【００６３】 構成要素Ｃ２は典型的には、製造されるデバイス、例えばフィールドエミッタ
のコアに配置される大きさに関して重要な部品である。従って構成要素Ｃ２では
最小限度を超えてサイズが縮小されることは通常許容されない。一方構成要素Ｃ
３は製造中のデバイスの周辺に配置され、領域Ｒ１の除去中に実質的な量の溶解
が許容されるように最初に十分な厚さ与えることができる。詳細には、構成要素
Ｃ３は部分的に、構成要素Ｃ２を保護するための犠牲構成要素として作用するこ
とができる。
【００６４】 上記の状況は、電位Ｅ0（ＭＣ３）がＥ0（ＭＣ２）より小さくなるように規定
することにより達成される。この状況が図３ｂに示される。Ｅ0（ＭＣ３）をＥ0 （ＭＣ２）より小さくなるように選択するそれ以外の利点は、短絡していない構
成要素Ｃ１に与えられる溶解に対する保護の度合が、構成要素Ｃ３が不在である
か、或いは概ね材料ＭＣ２からなる場合に生じると考えられる度合よりも大きく
なる点である。
【００６５】 電解槽６２に材料ＭＣ２が溶解する速度が、Ｅ0（Ｍ１C1）−Ｅ0（ＭＣ２）の
差が大きくなるに従って非常に速くなる。同様に、材料ＭＣ３が電解槽６２に溶
解する速度は、差Ｅ0（Ｍ１C1）−Ｅ（ＭＣ３）が大きくなるに従って非常に速 くなる。材料ＭＣ２並びにまた材料ＭＣ３が著しく損失ことが許容できない場合
、電位Ｅ0（Ｍ１C1）がＥ0（ＭＣ２）並びにまたＥ0（ＭＣ３）より著しく大き くなるように規定することは一般には望ましくない。そのような場合には、差Ｅ 0 （Ｍ１C1）−Ｅ0（ＭＣ２）或いはＥ0（Ｍ１C1）−Ｅ0（ＭＣ３）の最大値は典
型的には１Ｖである。
【００６６】 製造中の構造体が、（ａ）構成要素Ｃ１に電気的に結合され、（ｂ）領域Ｒ１
とは電気的に結合せず、さらに（ｃ）電解槽６２に浸漬される任意のさらに別の
電気的非絶縁性構成要素を備える場合には、そのような各構成要素に関する還元
電位Ｅ0は上記方法に従って選択される。言い換えると、そのようなさらに別の 構成要素に関する電位Ｅ0はＥ0（Ｍ１C1）未満であるが、Ｅ0（Ｍ１C1）より約 １Ｖ以下の範囲内で小さい。そのようなさらに別の構成要素が構成要素Ｃ２及び
Ｃ３を介して構成要素Ｃ１に電気的に接続されるものと仮定すると、構成要素Ｃ
３がさらに別の構成要素に溶解に対する保護を与えることを望む場合には、その
さらに別の構成要素の電位Ｅ0は、電位Ｅ0（ＭＣ２）とＥ0（ＭＣ３）との間に あるように選択される。逆に、さらに別の構成要素が構成要素Ｃ３（従って構成
要素Ｃ２及びＣ１）に溶解に対する保護を与えることを望む場合には、さらに別
の構成要素の電位Ｅ0は最も低い還元電位である。
【００６７】 電解槽６２が材料Ｍ１に対して固有の侵蝕性を有する場合、電解槽６２は、電
解槽６２の領域Ｒ１の材料Ｍ１の還元電位Ｅ0（Ｍ１R1）より大きい還元電位Ｅ0 （Ｂ）を有する、還元作用を受ける構成要素Ｂを備える。図３ｃを参照されたい
。還元電位Ｅ0（Ｍ１R1）は典型的にはＥ0（Ｍ１C1）に近い。さらに構成要素Ｂ
に関連する還元の交換電流密度は、領域Ｒ１の露出した表面において相対的に高
くなる。還元される際に、構成要素Ｂは、以下の反応に従って領域Ｒ１の材料Ｍ
１を酸化するために領域Ｒ１の材料Ｍ１から電子を受諾する（すなわち受け取る
）。
【数４】
【００６８】 また反応４は短絡していない構成要素Ｃ１の材料Ｍ１の付近においても生じる
。侵蝕性の電解槽技術の場合に上記のように電位Ｅ0（Ｍ１C1）、Ｅ0（ＭＣ２）
及びＥ0（ＭＣ３）を選択することにより、材料ＭＣ２及びＭＣ３を溶解するこ とにより供与される電子は、材料が反応４により除去されるのより速い速度で短
絡していない構成要素Ｃ１の材料Ｍ１に達する。短絡していない構成要素Ｃ１は
負に帯電する。これにより電解槽６２が、短絡していない構成要素Ｃ１の原子を
正に帯電したＭ１イオンに変換するのを防ぐ。
【００６９】 侵蝕性電解槽技術の役割はさらに、領域Ｒ１が領域Ｒ２−Ｒ４に電気的に結合
されている場合であっても、電解槽６２において領域Ｒ１の材料Ｍ１が溶解し続
けるような性質を持つ還元電位Ｅ0を有するように、さらに別の領域Ｒ２の材料 ＭＲ２及び存在する場合には、さらに別の領域Ｒ３及びＲ４の材料ＭＲ３及びＭ
Ｒ４を選択することを含む。これは、領域Ｒ２の材料ＭＲ２の還元電位Ｅ0（Ｍ Ｒ２）を、存在するなら（すなわち領域Ｒ３及びＲ４が存在する場合には）電位
Ｅ0（ＭＣ２）より大きくなるはずの領域Ｒ３及びＲ４の材料ＭＲ３及びＭＲ４ の還元電位Ｅ0（ＭＲ３）及びＥ0（ＭＲ４）を、さらに存在する場合には（すな
わち構成要素Ｃ３が存在する場合には）電位Ｅ0（ＭＣ３）を規定することによ り達成される。還元電位Ｅ0（ＭＣ２）、Ｅ0（ＭＣ３）及びＥ0（ＭＣ４）は電 位Ｅ0（Ｍ１R1）より小さくすることも大きくすることもできる。上記Ｅ0の条件
が、構成要素／領域Ｃ３、Ｒ３及びＲ４が存在しない場合に関して図３ｄに示さ
れる。電位Ｅ0（ＭＲ２）は実質的にＥ0（ＭＣ２）より大きい範囲のいずれにあ
ることもできる。
【００７０】 図３ｅは、電解槽６２に浸漬される際に、製造中の構造体において構成要素／
領域Ｃ３、Ｒ３、及びＲ４が存在する場合の上記Ｅ0の条件を示す。電位Ｅ0（Ｍ
Ｃ３）はＥ0（ＭＣ２）より小さい。この場合には、電位Ｅ0（ＭＲ２）、Ｅ0（ ＭＲ３）及びＥ0（ＭＲ４）は、Ｅ0（ＭＣ２）より大きい範囲のいずれにあるこ
ともできる。
【００７１】 電位Ｅ0（ＭＲ２）及び存在するなら電位Ｅ0（ＭＲ３）及びＥ0（ＭＲ４）は 全てＥ0（Ｍ１R1）より大きいことが好ましい。このように電位Ｅ0（Ｍ１R1）及
びＥ0（ＭＲ２）〜ＥO（ＭＲ４）を与えることにより、領域Ｒ１の材料Ｍ１が酸
化され、製造中の構造体から除去される速度が速くなる。電位Ｅ0（ＭＲ２）〜 Ｅ0（ＭＲ４）の重み付けした平均値が電位Ｅ0（Ｍ１R1）に対して増加するに従
って、除去速度が速くなるが、その重み付けは、非侵蝕性の電解槽技術に関連し
て以下に議論されるような材料ＭＲ２〜ＭＲ４の交換電流密度に基づいている。
【００７２】 材料Ｍ１、ＭＣ２及びＭＲ２、並びに存在する場合には材料ＭＣ３、ＭＲ３及
びＭＲ４が、侵蝕性電解槽技術を実施するための上記基準に従って選択される。
結合構成要素ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＲ１及びＣＲ２の特性は、侵蝕性の電解槽技術
に対するＥ0の関係において全く影響を及ぼさない。その後少なくとも領域Ｒ１ の材料Ｍ１及び典型的には領域Ｒ１の全ての材料が、短絡していない構成要素を
著しく侵蝕することなく、また製造中の構造体に外部電位をかける必要もなく除
去される。
【００７３】 本発明の非侵蝕性の電解槽技術に戻ると、電解槽６２は、材料Ｍ１に対して固
有の非侵蝕性（すなわち実質的に非侵蝕性）を有しており、その有効なＥ0の関 係が図４に定性的に示されている。言い換えると、材料Ｍ１のみからなる物質が
電解槽６２と接触しても、その物質には実質的に何の変化も生じない。非侵蝕性
の電解槽技術に不可欠なことは、短絡していない構成要素Ｃ１の材料Ｍ１が概ね
影響を受けないままである間に、領域Ｒ１の材料Ｍ１が電気化学的に酸化され、
電解槽６２に溶解するような内部電気化学的電位を生成するように、材料Ｍ１、
ＭＣ２及びＭＲ２並びに存在するなら材料ＭＣ３、ＭＲ３及びＭＲ４を選択する
ことである。
【００７４】 非侵蝕性の電解槽技術は、電解槽６２において、領域Ｒ１の材料Ｍ１に領域Ｒ
１の材料Ｍ１が電解槽６２に溶解できるようにする内部生成電気化学的電位がか
かるような還元電位Ｅ0を有するように、領域Ｒ１の材料Ｍ１、領域Ｒ２の材料 ＭＲ２及び（存在するなら）領域Ｒ３及びＲ４の材料ＭＲ３及びＭＲ４を選択す
ることにより実現される。詳細には、電解槽６２の還元電位Ｅ0（ＭＲ２）、Ｅ0 （ＭＲ３）及びＥ0（ＭＲ４）は、電解槽６２が領域Ｒ１の材料Ｍ１を溶解する 還元電位Ｅ0（Ｍ１R1）より十分に高い。電位Ｅ0（ＭＲ２）、Ｅ0（ＭＲ３）及 びＥ0（ＭＲ４）がＥ0（Ｍ１R1）に対して増加するに従って、電解槽６２に領域
Ｒ１の材料Ｍ１が溶解する速度が速くなる。領域Ｒ１の材料Ｍ１が量産に耐えう
るような速度で除去されるようにするためには、電位Ｅ0（ＭＲ２）、Ｅ0（ＭＲ
３）及びＥ0（ＭＲ４）の少なくとも１つがＥ0（Ｍ１R1）より著しく大きくなる
必要がある。
【００７５】 図４ａは領域Ｒ３及びＲ４が存在しない場合を示す。その際電位Ｅ0（ＭＲ２ ）がＥ0（Ｍ１R1）より著しく高い。図４ｂは、領域Ｒ３が存在すれが、領域Ｒ ４が存在しない場合を示す。電位Ｅ0（ＭＲ２）及びＥ0（ＭＲ４）はいずれもＥ 0 （Ｍ１R1）より著しく高い。領域Ｒ２が領域Ｒ３より狭い範囲に存在する典型 的な場合、Ｅ0（ＭＲ３）は典型的にはＥ0（ＭＲ２）より小さい。最後に図４ｃ
は領域Ｒ３及びＲ４がいずれもが存在する場合を示す。電位Ｅ0（ＭＲ２）〜Ｅ0 （ＭＲ４）は全てＥ0（Ｍ１R1）より著しく高い。典型的にはＥ0（ＭＲ４）はＥ 0 （ＭＲ３）より小さく、またＥ0（ＭＲ３）はＥ0（ＭＲ２）より小さい。
【００７６】 製造中の構造体が、（ａ）領域Ｒ１に電気的に結合され、（ｂ）短絡した構成
要素Ｃ１とは電気的に結合されず、さらに（ｃ）電解槽６２に浸漬される任意の
付加的な電気的非絶縁性領域を含む場合には、そのような各付加的な領域に対す
る還元電位Ｅ0は、電位Ｅ0（ＭＲ２）〜Ｅ0（ＭＲ４）に当てはまる方法に従っ て選択される。また電解槽６２においてＥ0（Ｍ１R1）より低い還元電位Ｅ0を有
し、さらに領域Ｒ１の材料ＭＲ１より速い溶解速度を有する電気的非絶縁性領域
は、製造中の構造体が電解槽６２に浸漬される間に領域Ｒ１に電気的に結合され
ることはない。
【００７７】 製造中の構造体は領域Ｒ３並びにまた領域Ｒ４を含む場合、領域Ｒ３並びにま
た領域Ｒ４と領域Ｒ２との組み合わせは、その還元電位Ｅ0（Ｒ）が電位Ｅ0（Ｍ
Ｒ２）〜Ｅ0（ＭＲ４）の重み付けした平均値である電気的に非絶縁性の複合領 域のように動作する。重み付けは、概ね電解槽６２の材料ＭＲ２〜ＭＲ４の交換
電流により定義される。材料ＭＲ２〜ＭＲ４のうちの１つの交換電流が、材料Ｍ
Ｒ２〜ＭＲ４のうちの他の２つの交換電流より非常に大きい場合には、重み付け
平均還元電流Ｅ0（Ｒ）は、最も高い交換電流を有する領域の還元電位Ｅ0と概ね
等しくなる。非侵蝕性の電解槽技術の場合のＥ0判定基準は、重み付け平均電位 Ｅ0（Ｒ）がＥ0（Ｍ１R1）より著しく大きくなるという１つの判定基準にまとめ
ることができる。
【００７８】 材料ＭＲ２〜ＭＲ４の交換電流は、その交換電流密度及び電解槽６２に露出し
た表面積により確定される。一次近似では、交換電流は交換電流密度と露出した
表面積との積である。この近似を用いて、全交換電流を推定し、重み付け平均還
元電位Ｅ0（Ｒ）を調整することができる。特定の応用例に対する材料ＭＲ２〜 ＭＲ４の選択は種々の要因に依存する。多くの場合、材料ＭＲ２或いはＭＲ３と
して用いるのが望ましい材料は低い還元電位Ｅ0を有しており、その結果重み付 け平均電位Ｅ0（Ｒ）は望ましくないほど低くなる。そのような場合に、この問 題を解決するための１つの技術は、その材料が概ね交換電流を持たず、従って電
位Ｅ0（Ｒ）が降下しないように絶縁体でその材料を覆うことである。従ってこ こで領域Ｒ２或いはＲ３は、Ｅ0判定基準から外れるように結合領域ＣＲ１或い はＣＲ２に変換される。
【００７９】 ＥO判定基準を満たすのが、領域Ｒ１の材料Ｍ１が製造中の構造体から除去で きるようにするための非侵蝕性の電解槽技術における閾値要件である。さらにい
くつかの機構を用いて、量産時に許容可能な速さで材料Ｒ１は酸化するように、
十分に速い速度で領域Ｒ１から電子を除去しなければならない。これは典型的に
は、大きな電気化学的還元交換電流を有するように、材料ＭＲ２−ＭＲ４うちの
少なくとも１つを与えることにより実現される。その際領域Ｒ２〜Ｒ４の全電子
受諾能力は高く、領域Ｒ１の材料Ｍ１が短時間に除去されるようになる。
【００８０】 非侵蝕性の電解槽技術の場合、種々の要因により、材料ＭＲ２−ＭＲ４を選択
し、Ｅ0判定基準及び還元交換電流要件の両方を満たすことは難しい場合が多い 。Ｅ0判定基準を満足するが、材料ＭＲ２−ＭＲ４に対して選択された材料では 必要な還元交換電流が容易に達成できない場合に、必要される速い速度で領域Ｒ
１から電子を除去するための別の技術は、電解槽６２において高い電気化学的還
元交換電流で還元反応を受ける余分な構成要素Ｘを電解槽６２に設けることであ
る。この方法では、余分な構成要素Ｘの還元電位Ｅ0（Ｘ）は電位Ｅ0（Ｍ１R1）
より大きくなる。
【００８１】 構成要素Ｘの一例は酸素である。電解槽６２が酸素で飽和される場合、溶液の
ｐＨに依存する複合的な反応の流れにより酸素の還元が生じる。ある場合には、
酸素の還元は以下の反応により表すことができる。
【数５】 構成要素Ｘの別の例は＋３価のイオンである。＋３価の鉄の還元は、電解槽６２
において以下の反応に従って生じる。
【数６】 反応５及び６のいずれも多数の表面において高い電気化学的還元交換電流密度を
有する。
【００８２】 電子を除去するために電解槽６２に構成要素Ｘが導入される場合に、重み付け
平均電位Ｅ0（Ｒ）は変更され、構成要素Ｘの影響を受けるようになる。すなわ ち領域Ｒ１の材料Ｍ１が酸化されるようになる自発の電位は、電位Ｅ0（ＭＲ２ ）〜Ｅ0（ＭＲ４）の重み付け平均値と余分な構成要素の電位Ｅ0（Ｘ）との差で
ある。重み付けは電気化学的交換電流に基づくため、合成した重み付け平均電位
Ｅ0（Ｒ）はＥ0（Ｘ）と概ね等しくなる。言い換えると、構成要素Ｘは、Ｅ0及 び交換電流の両方の観点から見て、除去手順において支配的である。
【００８３】 余分な構成要素の電位Ｅ0（Ｘ）は、電位Ｅ0（ＭＲ２）〜Ｅ0（ＭＲ４）より 大きい場合も小さい場合もある。電位Ｅ0（Ｘ）がＥ0（ＭＲ２）より大きい場合
には、構成要素Ｘを含む還元により、材料ＭＲ２が一定条件下で侵蝕（酸化）さ
れるになる。Ｅ0（Ｘ）がＥ0（ＭＲ３）或いはＥ0（ＭＲ４）より大きい場合に は、同じことが材料ＭＲ３或いはＭＲ４にも当てはまる。そのような材料ＭＲ２
〜ＭＲ４の侵蝕は、電位Ｅ0（Ｘ）をＥ0（ＭＲ２）〜Ｅ0（ＭＲ４）のそれぞれ より小さくなるように選択することにより防ぐことができる。この状況が図４ｄ
に示される。
【００８４】 非侵蝕性の電解槽技術の役割はさらに、短絡していない構成要素Ｃ１が電解槽
６２に溶解しないような性質を持つ還元電位Ｅ0を有するように、付加的な構成 要素Ｃ２の材料ＭＣ２及び存在するなら付加的な構成要素Ｃ３の材料ＭＣ３を選
択することを含む。短絡した構成要素Ｃ１の保護は、電位Ｅ0（ＭＲ２）及び存 在するなら電位Ｅ0（ＭＣ３）が、Ｅ0（Ｍ１C1）より約０．３Ｖ以下の範囲内で
大きくなるように規定することにより行われる。図４ｅを参照されたい。再び電
位Ｅ0（Ｍ１C1）及びＥ0（Ｍ１R1）は一般に概ね等しい値からなる。
【００８５】 電位Ｅ0（ＭＣ２）及びＥ0（ＭＣ３）はそれぞれＥ0（Ｍ１C1）より小さい、 典型的にはＥ0（Ｍ１C1）より０．２〜０．３Ｖ小さいことが好ましい。電位Ｅ0 （ＭＣ２）がＥ0（Ｍ１C1）より著しく小さい場合には、材料ＭＣ２は著しく侵 蝕（酸化）されるようになる。同じことが材料ＭＣ３に関する電位Ｅ0（ＭＣ３ ）にも当てはまる。そのような侵蝕を許容できない状況では、電位Ｅ0（ＭＣ２ ）及びＥ0（ＭＣ３）は通常Ｅ0（Ｍ１C1）より１Ｖ以下の範囲内で小さくなる。
【００８６】 材料Ｍ１、ＭＲ２、ＭＣ２、及び存在するなら材料ＭＲ３、ＭＲ４及びＭＣ３
を実現する材料は、非侵蝕性の電解槽技術を実施するための上記Ｅ0及び交換電 流基準に従って選択される。侵蝕性電解槽技術の場合と同様に、結合構成要素Ｃ
Ｃ１、ＣＣ２、ＣＲ１及びＣＲ２の特性は、非侵蝕性電解槽技術の場合の基準に
おいて全く影響を与えない。再び領域Ｒ１の材料Ｍ１の少なくとも一部及び典型
的には領域Ｒ１の全てが、短絡していない構成要素Ｃ１を著しく侵蝕することな
く、また製造中の構造体に外部制御電位をかける必要もなく除去される。
【００８７】 製造中の構造体に抵抗性の結合構成要素ＣＣ１が存在し、高い抵抗率を有する
場合、通常、領域Ｒ１或いはＲ２に対する構成要素Ｃ１の小断片の短絡しても、
短絡していない構成要素Ｃ１の材料Ｍ１を著しく除去することなく領域Ｒ１の材
料Ｍ１を除去する能力は損なわれない。短絡した各構成要素Ｃ１は概ね領域Ｒ１
の電位にある。構成要素Ｃ１が領域Ｒ１に短絡されていない場合に、領域Ｒ１と
短絡した構成要素Ｃ１との間に通常存在する電位差は、構成要素ＣＣ１の抵抗性
材料間で大きく降下する。実際には構成要素ＣＣ１は、互いから構成要素Ｃ１を
電気的に絶縁する。従って短絡していない各構成要素Ｃ１は、短絡した各構成要
素Ｃ１から有効に絶縁される。
【００８８】 短絡した各構成要素Ｃ１が概ね領域Ｒ１の電位にあるため、短絡した各構成要
素Ｃ１は電気化学的除去作業の少なくとも最初の段階中に有効に領域Ｒ１の一部
となる。それゆえ短絡した各構成要素Ｃ１は、十分な量の材料Ｍ１が領域Ｒ１並
びにまたその構成要素Ｃ１から除去され、領域Ｒ１のその時点で存在する残りの
部分と構成要素Ｃ１の残りの部分との間に適当な大きさの間隙を生成するまで電
気的に侵蝕される。その間隙が、もともと短絡していた構成要素Ｃ１の電位が構
成要素Ｃ１の材料Ｍ１を酸化するのに必要な値未満まで降下するような幅に達す
る際に、その構成要素Ｃ１への侵蝕は終了する。
【００８９】 短絡した構成要素Ｃ１への電気化学的な侵蝕は、多くの場合、その構成要素Ｃ
１の比較的小部分のみが除去された時点で終了する。予め短絡した構成要素Ｃ１
のうちのどの程度が残るか、またその残りの部分が如何なる形状をなすかにより
、その構成要素Ｃ１の残りの部分が、所定の機能を十分に実行することができる
ようになる。あらゆる場合において、一方では構成要素Ｃ１間の電気的短絡が、
他方では領域Ｒ１とＲ２との間の電気的短絡が、本発明の侵蝕性電解槽或いは非
侵蝕性電解槽技術のいずれかを用いて排除（修復）される。
【００９０】 図５ａ及び図５ｂ（集合的に「図５」）は、図２のプロセスの流れが、主構成
要素Ｃ１が円錐形の電子放出素子であるフィールドエミッタを作製する際に如何
に用いられるかの一例を示す。図５ａは、一連の主領域Ｒ１をそれぞれ同時に除
去するために本発明の電気化学的除去手順を実行する直前の典型的な構造体の外
観を示す。１つの領域Ｒ１のみが図５ａに示される。領域Ｒ１は電子放出コーン
Ｃ１を形成する際に用いられる材料Ｍ１の余剰の材料からなる。
【００９１】 コーンＣ１及び余剰エミッタ材料領域Ｒ１の他に、図５ａの初期構造体は、一
群の付加的な構成要素Ｃ２と、対応する一群の付加的な構成要素Ｃ３と、結合構
成要素ＣＣ１と、一群のさらに別の領域Ｒ２と、絶縁性基板４０と、中間誘電帯
層４２とを備える。図５ａはそれぞれ１つの構成要素Ｃ２と１つの構成要素Ｃ３
と１つの領域Ｒ２とを示す。基板４０は典型的にはガラスのような透明な電気絶
縁体からなる。誘電体層４２は典型的には酸化シリコンである。
【００９２】 図５ａの構成要素Ｃ２はエミッタ電極であり、それぞれ図の平面に水平に延在
する。各構成要素Ｃ３は対応するエミッタ電極Ｃ２用のコンタクトパッドである
。エミッタコンタクトパッドＣ３の露出した全表面積は典型的には余剰エミッタ
材料領域Ｒ１の露出した全表面積の少なくとも１０倍である。領域Ｒ２はゲート
電極であり、それぞれ図５ａの平面に垂直に、すなわちエミッタ電極Ｃ２に垂直
に延在する。ゲート電極Ｒ２の露出した全表面積は典型的には余剰エミッタ材料
領域Ｒ１の露出した全表面積の少なくとも１０倍である。
【００９３】 侵蝕性電解槽技術の実施形態では、コーンＣ１の材料Ｍ１及び余剰領域Ｒ１は
典型的にはニッケルである。ゲート電極Ｒ２、エミッタ電極Ｃ２及びエミッタコ
ンタクトパッドＣ３はそれぞれプラチナ、クロム及びアルミニウムである。電解
槽６２は、侵蝕性電解槽の実施形態では溶存酸素を含む０．１モルのリン酸から
なる水溶液である。
【００９４】 非侵蝕性電解槽技術の実施形態では、コーンＣ１の材料Ｍ１及び余剰領域Ｒ１
は典型的にはモリブデンである。ゲート電極Ｒ２及びエミッタコンタクトパッド
Ｃ３は再びそれぞれプラチナ及びアルミニウムである。しかしながらエミッタ電
極Ｃ２は非侵蝕性電解槽の実施形態ではタンタルである。
【００９５】 非侵蝕性電解槽の実施形態における電解槽６２は有機溶剤、酸及び溶存酸素で
形成される電解液である。また電解槽６２は塩を含む場合がある。有機溶剤、酸
、及び塩は、上記のPorter等による特許出願第０８／８８４，７０１号に記載さ
れるように選択することができる。例えば、有機溶剤は、ジメチルスルフォキシ
ドである。酸は０．１−１．５、典型的には０．５のモル濃度（ｍｏｌ／ｌ）の
Ｐ−トルエンスルホン酸である。塩は０．０５−０．７５、典型的には、０．１
のモル濃度のテトラエチルアンモニウムＰ−トルエンスルホン酸塩である。溶存
酸素は構成要素Ｘを構成する。
【００９６】 図５ｂは、余剰エミッタ材料領域Ｒ１が完全に除去されるほど十分に長い時間
に渡って電解槽６２に浸漬された後の初期構造体が如何なる外観を有するかを示
す。ここで電子放出コーンＣ１はゲート電極Ｒ２の開口部４６を介して露出する
。侵蝕性電解槽技術の場合、エミッタコンタクトパッドＣ３は図５ｂに示される
ようにわずかに小さくなる。上記のように、コンタクトパッドＣ３の少量の減少
は、非侵蝕性電解槽技術においても生じるようになる。
【００９７】 図６は、本発明により製造される図５ｂと類似のエリアフィールドエミッタを
用いるフラットパネルＣＲＴディスプレイのコアアクティブ領域の典型的な例を
示す。基板４０はＣＲＴディスプレイのベースプレートを形成する。各エミッタ
電極構成要素Ｃ２は、ベースプレート４０の内側表面に沿って配置される。
【００９８】 図６の例では、フィールドエミッタはエミッタ電極Ｃ２に垂直に延在する一群
のさらに別の領域Ｒ３を備える。領域Ｒ３は、その１つが図６に示されており、
主制御電極を構成する。各主制御電極Ｒ３は１つ以上の主要制御アパーチャ７０
を含む。図６の領域Ｒ２は、図示されるように主制御アパーチャ７２にまで及ぶ
ゲート部分である。各主制御電極Ｒ３及び隣接するゲート部分Ｒ２は、複合制御
電極を形成する。図６の電子放出コーンは、横方向に離隔した電子放出コーンの
組に配列される。各コーンＣ１の組は、対応する主制御アパーチャ７０の１つに
より横方向に画定されるゲート開口部４６を介して露出される。
【００９９】 透明、典型的にはガラスのフェースプレート８０はベースプレート４０に対向
して配置される。発光燐光体領域８２は、その１つが図６に示されており、対応
する主制御アパーチャ７０に直に対向するフェースプレート８０の内側表面上に
配置される。薄い光反射層８２は、典型的にはアルミニウムからなり、フェース
プレート８０の内側表面に沿って燐光体領域８２の上層をなしている。電子放出
素子Ｃ１により放出された電子は光反射層８４を通過し、燐光体領域８２が発光
して、フェースプレート８０の外側表面上に視認可能な画像を形成できるように
する。
【０１００】 フラットパネルＣＲＴディスプレイのコアアクティブ領域は典型的には図６に
は示されない他の構成要素も含む。例えばフェースプレート８０の内側表面に沿
って配置される黒色マトリクスが典型的には各燐光体領域８２を包囲し、その燐
光体領域を他の燐光体領域から横方向に離隔する。電極間誘電体層４２上に設け
られた集光用の稜線部は、電子の経路制御を補助するためのものである。スペー
サ壁を用いて、バックプレート４０とフェースプレート８０との間の相対的な間
隔を一定に保持する。
【０１０１】 図６に示されるタイプのフラットパネルＣＲＴディスプレイに組み込まれる場
合、本発明より製造されるフィールドエミッタは以下のように動作する。光反射
層８４がフィールドエミッタカソードに対するアノードとして機能する。アノー
ドは、ゲート及びエミッタラインに対して高い正電位に保持される。
【０１０２】 （ａ）選択されたエミッタ電極Ｃ２の１つと（ｂ）選択された複合制御電極Ｒ
２／Ｒ３の１つとの間に適当な電位がかけられる際に、そのように選択された制
御電極Ｒ２／Ｒ３のゲート部分Ｒ２が２つの選択された電極の交差部において電
子放出素子から電子を抽出し、その結果生じる電子流の大きさを制御する。電子
放出の所望のレベルは典型的には、加えられたゲート−カソード平行板電界が、
燐光体領域８２が高電圧燐光体である場合に燐光体で覆われたフェースプレート
８０において測定して、０．１ｍｍＡ／ｃｍ2の電流密度で２０Ｖ／ｍｍ以下に に達する際に生じる。抽出された電子が衝当する際に燐光体領域８２が発光する
。
【０１０３】 「下側」及び「上側」のような方向に関する用語が本発明を記載する際に用い
られているが、その用語は本発明の種々の部品が如何に係合しているかを読者が
より理解しやすいようにする座標を確立するためのものである。実際には、電子
放出素子の構成要素はここで用いられる方向に関する用語が示すものとは異なる
位置関係で配置される場合もある。同じことが、本発明において製造ステップが
実行される場合にも当てはまる。便宜上方向に関する用語を用いて、その記載内
容を容易にしているので、本発明は、ここで用いられる方向に関する用語により
厳密に取り扱われるのとは異なる位置関係の実施形態をも含む。
【０１０４】 本発明は特定の実施例を参照して記載されて来たが、その記載は例示に過ぎず
、以下に請求される本発明の範囲を制限することを意図するものではない。例え
ば、上記の材料と異なる金属を、図５ｂ及び図６のフィールドエミッタの構成要
素Ｃ１−Ｃ３、領域Ｒ２及び（存在する場合には）領域Ｒ３及びＲ４に対して選
択することもできる。電子放出素子Ｃ１は円錐形以外の形状にすることもできる
。その一例は台座上にある円錐体（cone on pedestals）である。
【０１０５】 エミッタ電極構成要素Ｃ２及び抵抗性構成要素ＣＣ１がその構造体を支持する
だけの十分な全厚からなる場合には、基板４０をなくすことができる。絶縁性基
板４０は、薄い絶縁層が、構造支持体を形成する比較的厚い非絶縁層の上層をな
す複合基板と置き換えることができる。
【０１０６】 本発明の電気化学的除去技術は、ゲートを持たない電子エミッタを製造する際
にも用いることができる。本発明により製造される電子エミッタを用いてフラッ
トパネルＣＲＴディスプレイ以外のフラットパネル装置を製造することができる
。その例は、電子分光学上で利用される製品、Ｘ線或いは電子ビームからマイク
ロ波を生成する際に利用される製品及び電子ビーム加熱により材料を蒸着する際
に利用される製品を含む。従って請求の範囲において画定される本発明の厳密な
範囲及び精神から逸脱することなく、種々の変更例及び応用例が当業者により実
行されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 電子エミッタの電子放出素子を作製するための従来のプロセスにおけるステッ
プを表す断面構造図である。
【図１ｂ】 電子エミッタの電子放出素子を作製するための従来のプロセスにおけるステッ
プを表す断面構造図である。
【図１ｃ】 電子エミッタの電子放出素子を作製するための従来のプロセスにおけるステッ
プを表す断面構造図である。
【図１ｄ】 電子エミッタの電子放出素子を作製するための従来のプロセスにおけるステッ
プを表す断面構造図である。
【図２ａ】 円錐形の電子放出素子のような構成要素を作製中に、ゲート制御フィールドエ
ミッタのような構造体から材料を選択的に除去するための本発明の電気化学的な
教示に従うプロセスの流れにおけるステップを表す模式的な断面図である。
【図２ｂ】 円錐形の電子放出素子のような構成要素を作製中に、ゲート制御フィールドエ
ミッタのような構造体から材料を選択的に除去するための本発明の電気化学的な
教示に従うプロセスの流れにおけるステップを表す模式的な断面図である。
【図２ｃ】 円錐形の電子放出素子のような構成要素を作製中に、ゲート制御フィールドエ
ミッタのような構造体から材料を選択的に除去するための本発明の電気化学的な
教示に従うプロセスの流れにおけるステップを表す模式的な断面図である。
【図３ａ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を有する電解槽を備える図２ａ−図２ｃ
のプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図３ｂ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を有する電解槽を備える図２ａ−図２ｃ
のプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図３ｃ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を有する電解槽を備える図２ａ−図２ｃ
のプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図３ｄ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を有する電解槽を備える図２ａ−図２ｃ
のプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図３ｅ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を有する電解槽を備える図２ａ−図２ｃ
のプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図４ａ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を持たない電解槽を備える図２ａ−図
２ｃのプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図４ｂ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を持たない電解槽を備える図２ａ−図
２ｃのプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図４ｃ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を持たない電解槽を備える図２ａ−図
２ｃのプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図４ｄ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を持たない電解槽を備える図２ａ−図
２ｃのプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図４ｅ】 選択的に除去される材料に固有の侵蝕性を持たない電解槽を備える図２ａ−図
２ｃのプロセスを実施するのに適した還元半電池電位間の関係を示す図である。
【図５ａ】 ゲート制御フィールドエミッタにおいて円錐形の電子放出素子を作製するため
に図２ａ−図２ｃのプロセスの流れを実施する場合のステップを表す断面図であ
る。
【図５ｂ】 ゲート制御フィールドエミッタにおいて円錐形の電子放出素子を作製するため
に図２ａ−図２ｃのプロセスの流れを実施する場合のステップを表す断面図であ
る。
【図６】 本発明に従って製造される電子放出素子を有するゲート制御フィールドエミッ
タを備えるフラットパネルＣＲＴディスプレイの断面構造図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月２９日（２０００．３．２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 選択的に除去されるタイプの材料に対して、電解槽が固有の侵蝕性を有する場
合、本発明の原理を用いて、残す必要がある材料を除去するのを防ぎ、除去され
るべき材料を電解槽に溶解して除去する。詳細には、主材料を含む電気的に非絶
縁性の主構成要素が、１つ以上の電気的に非絶縁性の付加的な構成要素に電気的
に結合される初期構造体が設けられる。各付加構成要素は、主材料とは異なる付
加材料を含む。さらに初期構造体は同様に主材料を含む電気的に非絶縁性の主領
域を含む。主領域は主構成要素及び付加構成要素とは電気的に結合していない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 選択的に除去されるタイプの材料に対して、電解槽が固有の非侵蝕性を有する
場合には概ね逆の状況が生じる。この場合には、本発明の原理を用いて、除去さ
れるべき材料が電解槽に溶解して除去されることができ、一方残すべき材料は影
響を受けずそのまま残される。詳細には、主材料を含む電気的に非絶縁性の主領
域が１つ以上のさらに別の領域に電気的に結合されている初期構造体が設けられ
る。そのさらに別の領域は主材料とは異なるさらに別の材料を含む。さらに初期
構造体は主材料を含む電気的に非絶縁性の主構成要素を含む。主構成要素は主領
域及びそのさらに別の領域と実質的に電気的に結合されていない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】 初期構造体は、領域Ｒ２に電気的に結合されるさらに別の電気的非絶縁性領域
Ｒ３を有することができる。さらに別の領域Ｒ３がフィールドエミッタ内に存在
する場合には、領域Ｒ３は通常、構成要素Ｃ２で実現されるフィールドエミッタ
に概ね垂直に延在する複合制御電極Ｒ２／Ｒ３を形成するために領域Ｒ２の１つ
以上の部分と結合する主制御電極である。図２は、電気的非絶縁性結合領域ＣＲ
１を介して領域Ｒ２に電気的に接続される領域Ｒ３を示す。電気的に非絶縁性の
材料からなる層５０は、結合領域ＣＲ２の誘電体層４２或いは領域Ｒ２又はＲ３
と接触していない部分を完全に覆う。結合領域ＣＲ３は領域Ｒ３が領域Ｒ２と直
結する場合には不要である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】 主領域Ｒ１と、主要構成要素Ｃ１の全部分は、電気的に非絶縁性の主材料Ｍ１
を含む。主材料Ｍ１は通常領域Ｒ１の主成分であり、典型的には領域Ｒ１の概ね
全てを形成する。同じことが構成要素Ｃ１にも当てはまる。しかしながら領域Ｒ
１は材料Ｍ１と異なる１つ以上の材料を含む場合もある。その場合には、材料Ｍ
１は領域Ｒ１の外側表面の一部分に沿って存在する。再び同じことが構成要素Ｃ
１にも当てはまる。以下に説明するように、本発明の電気化学的な教示を利用し
て、その構成要素が領域Ｒ１及びＲ２から電気的に絶縁されているという条件で
、構成要素Ｃ１の著しい多くの部分を除去することなく、領域Ｒ１の材料Ｍ１（
従って領域Ｒ１の全て或いは概ね全ての部分）を除去する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】 結合構成要素ＣＣ２、ＣＲ１及びＣＲ２はそれぞれ典型的には金属或いは金属
の組み合わせからなる。絶縁層４８、５０及び５２は、それぞれ構成要素ＣＣ２
、ＣＲ１及びＣＲ２を電解槽から完全に分離するために電気的に絶縁性の材料か
らなる。このために、酸化物が所望の絶縁を与らるなら、絶縁層４８は典型的に
は構成要素ＣＣ２を構成する金属の酸化物で形成することができる。別法では、
絶縁層４８は個別の電気的に絶縁性の膜である。同じことが、構成要素ＣＲ１及
びＣＲ２に対するそれぞれ絶縁性層５０及び５２にも当てはまる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８４】 非侵蝕性の電解槽技術の役割はさらに、短絡していない構成要素Ｃ１が電解槽
６２に溶解しないような性質を持つ還元電位Ｅ0を有するように、付加的な構成 要素Ｃ２の材料ＭＣ２及び存在するなら付加的な構成要素Ｃ３の材料ＭＣ３を選
択することを含む。短絡した構成要素Ｃ１の保護は、電位Ｅ0（ＭＣ２）及び存 在するなら電位Ｅ0（ＭＣ３）が、Ｅ0（Ｍ１C1）より約０．３Ｖ以下の範囲内で
大きくなるように規定することにより行われる。図４ｅを参照されたい。再び電
位Ｅ0（Ｍ１C1）及びＥ0（Ｍ１R1）は一般に概ね等しい値からなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９９】 透明、典型的にはガラスのフェースプレート８０はベースプレート４０に対向
して配置される。発光燐光体領域８２は、その１つが図６に示されており、対応
する主制御アパーチャ７０に直に対向するフェースプレート８０の内側表面上に
配置される。薄い光反射層８４は、典型的にはアルミニウムからなり、フェース
プレート８０の内側表面に沿って燐光体領域８２の上層をなしている。電子放出
素子Ｃ１により放出された電子は光反射層８４を通過し、燐光体領域８２が発光
して、フェースプレート８０の外側表面上に視認可能な画像を形成できるように
する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０２】 （ａ）選択されたエミッタ電極Ｃ２の１つと（ｂ）選択された複合制御電極Ｒ
２／Ｒ３の１つとの間に適当な電位がかけられる際に、そのように選択された制
御電極Ｒ２／Ｒ３のゲート部分Ｒ２が２つの選択された電極の交差部において電
子放出素子Ｃ１から電子を抽出し、その結果生じる電子流の大きさを制御する。
電子放出の所望のレベルは典型的には、加えられたゲート−カソード平行板電界
が、燐光体領域８２が高電圧燐光体である場合に燐光体で覆われたフェースプレ
ート８０において測定して、０．１ｍｍＡ／ｃｍ2の電流密度で２０Ｖ／ｍｍ以 下にに達する際に生じる。抽出された電子が衝当する際に燐光体領域８２が発光
する。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月１３日（２０００．４．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポーター、ジョン・ディー アメリカ合衆国カリフォルニア州94709・ バークレイ・＃23・スプルースストリート 1742 (72)発明者 スピント、クリストファー・ジェイ アメリカ合衆国カリフォルニア州94025・ メンロパーク・ヒルサイドアベニュー 115

Claims (53)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 材料を選択的に除去するための方法であって、 （ａ）主材料を含む電気的非絶縁性の主構成要素が少なくとも１つの電気的非
    絶縁性の付加的構成要素に電気的に結合され、（ｂ）各付加的構成要素が前記主
    材料とは異なる付加的材料を含み、（ｃ）また前記主材料を含む電気的非絶縁性
    の主領域が前記主構成要素及び前記付加的構成要素と実質的に電気的に結合され
    ていないような初期構造体を設ける過程と、 前記主領域の前記主材料の少なくとも一部を除去するために前記主材料及び前
    記付加的材料を電解槽に浸漬する過程とを有し、各付加的構成要素の前記付加的
    材料が前記電解槽において、前記主構成要素の前記主材料より十分に低い還元半
    分子電池電位からなり、前記電解槽が前記主構成要素の前記主材料を著しく侵蝕
    するのを防ぐことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記浸漬する過程が、前記主材料と前記付加的材料とを前
    記電解槽に接触させる過程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記主領域の前記主材料の少なくとも一部が、前記主領域
    或いは前記構成要素の任意の構成要素に外部電位を加える必要もなく、前記浸漬
    する過程中に除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記主領域の前記主材料の少なくとも一部が、前記主領域
    或いは前記構成要素の任意の構成要素に外部制御電位を加えることなく、前記浸
    漬する過程中に除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記主材料及び前記付加的材料がそれぞれ金属を含むこと
    を特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記主領域の前記主材料が、前記電解槽において全ての付
    加的構成要素より速い溶解速度を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れ
    か一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記電解槽において前記主構成要素の前記主材料より大き
    な還元半電池電位を有し、また前記電解槽において前記主構成要素の前記主材料
    に比べて著しく大きな電気化学的還元交換電流能力を有する電気的に非絶縁性の
    構成要素が前記主構成要素に電気的に結合されることがなく、また前記浸漬する
    過程中に前記電解槽に浸漬されないことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一
    項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記主構成要素の前記主材料が、前記電解槽において前記
    主構成要素の前記主材料に比べてわずかな交換電流能力しか持たない少なくとも
    電気的に抵抗性の結合構成要素を介して、１つのそのような付加的構成要素の前
    記付加的材料に電気的に結合されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一
    項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記主構成要素の前記主材料が、１つのそのような付加的
    構成要素の前記付加的材料と概ね接触することを特徴とする請求項１乃至４の何
    れか一項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 各付加的構成要素の前記付加的材料が、電解槽において
    前記主構成要素の前記主材料より、還元半電池電位に関して約１Ｖ以下の範囲内
    で低いことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記電解槽が、前記電解槽において前記主領域の前記材
    料より高い還元半電池電位を有する電解成分を含むことを特徴とする請求項１乃
    至４の何れか一項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 １つのそのような付加的構成要素が別のそのような付加
    的構成要素を介して前記主構成要素に電気的に結合され、前記電解槽が前記主構
    成要素の前記主材料を著しく侵蝕するのをさらに防ぐように、前記電解槽におい
    て他の構成要素より低い還元半電池電位を有することを特徴とする請求項１乃至
    ４の何れか一項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 １つのそのような付加的構成要素の前記付加的材料が別
    のそのような付加的構成要素の付加的材料と概ね接触ことを特徴とする請求項１
    乃至４の何れか一項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 １つのそのような付加的構成要素の前記付加的材料が、
    前記浸漬する過程中に前記電解槽から概ね電気的に絶縁される少なくとも１つの
    電気的非絶縁性の結合構成要素を介して、別のそのような付加的構成要素の前記
    付加的材料に電気的に結合されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項
    に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記初期構造体を設ける過程が、前記初期構造体に、前
    記主領域に電気的に結合され、前記主材料とは異なるさらに別の材料を含む少な
    くとも１つのさらに別の電気的非絶縁性領域を設ける過程を含み、 前記浸漬する過程が、前記電解槽にさらに別の各材料を浸漬する過程を含み、
    さらに別の領域の前記さらに別の材料が、各付加的構成要素の前記付加的材料よ
    り電解槽においてより高い還元半電池電位有することを特徴とする請求項１乃至
    ４の何れか一項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 さらに別の領域の前記さらに別の材料が、前記主領域の
    前記主材料より電解槽においてより高い還元半電池電位を有することを特徴とす
    る請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記主材料、前記付加的材料及び前記さらに別の材料が
    それぞれ金属を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記主領域の前記主材料が１つのそのようなさらに別の
    領域の前記さらに別の材料と概ね接触することを特徴とする請求項１５に記載の
    方法。
  19. 【請求項１９】 前記主領域の前記主材料が、前記浸漬する過程中に前記
    電解槽から概ね電気的に絶縁される少なくとも１つの電気的非絶縁性結合領域を
    介して、１つのそのようなさらに別の領域の前記さらに別の材料に電気的に結合
    されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 １つのそのようなさらに別の領域の前記さらに別の材料
    が、他のさらに別の領域の前記さらに別の材料に概ね接触することを特徴とする
    請求項１５に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 １つのそのようなさらに別の領域の前記さらに別の材料
    が、前記浸漬する過程中に前記電解槽から概ね電気的に絶縁される少なくとも１
    つの電気的非絶縁性結合領域を介して、他のそのようなさらに別の領域の前記さ
    らに別の材料に電気的に結合されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記初期構造体を設ける過程が、前記初期構造体に１つ
    の所定のそのような付加的材料の上側をなす誘電体層を設ける過程を含み、前記
    誘電体層が、前記主領域が配置される誘電体開口部を有し、前記主構成要素が、
    前記主領域から離隔した前記誘電体開口部内に概ね配置されることを特徴とする
    請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記初期構造体を設ける過程がさらに、前記初期構造体
    に前記誘電体層と前記主領域との間に電気的非絶縁性のさらに別の領域を設ける
    過程を含み、前記さらに別の領域が前記誘電体開口部と連続するさらに別の開口
    部を有することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記所定の付加的構成要素がエミッタ電極の少なくとも
    一部を形成し、 前記主構成要素が電子放出素子であり、 前記さらに別の領域が前記電子放出素子用の制御電極の少なくとも一部を形成
    することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記主構成要素及び前記主領域の前記主材料がニッケル
    を含み、 前記所定の付加的構成要素の前記付加的材料がクロムを含むことを特徴とする
    請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記さらに別の領域がプラチナを含むことを特徴とする
    請求項２５に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 材料を選択的に除去するための方法であって、 （ａ）主材料を含む電気的非絶縁性の主領域が少なくとも１つの電気的非絶縁
    性のさらに別の領域に電気的に結合され、（ｂ）さらに別の各領域が前記主材料
    とは異なるさらに別の材料を含み、（ｃ）また前記主材料を含む電気的に非絶縁
    性の主構成要素が前記主領域と前記さらに別の領域とに概ね電気的に結合される
    ことのない初期構造体を設ける過程と、 前記主構成要素の前記主材料に概ね非侵蝕性を有する前記電解槽に前記主材料
    と前記さらに別の材料とを浸漬する過程とを有し、前記さらに別の領域の前記さ
    らに別の材料が、前記電解槽において前記主領域の前記主材料より十分に大きな
    還元半電池電位を有し、前記主領域の前記主材料の少なくとも一部が前記初期構
    造体から電気化学的に除去されるようにすることを特徴とする方法。
  28. 【請求項２８】 前記浸漬する過程が前記主材料と前記さらに別の材料と
    を前記電解槽に接触する過程を含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記主領域の前記主材料の少なくとも一部が、前記主構
    成要素或いは前記領域の任意の領域に外部電位をかける必要もなく前記浸漬する
    過程中に除去されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記主領域の前記主構成要素の少なくとも一部が、前記
    主構成要素或いは前記領域の任意の領域に外部制御電位をかけることなく前記浸
    漬する過程中に除去されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記主材料及び前記さらに別の材料がそれぞれ金属を含
    むことを特徴とする請求項２７乃至３０の何れか一項に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 １つのそのようなさらに別の領域が、前記電解槽におい
    て前記主領域の前記主材料が電気化学的に如何に速く除去されるかを制御するた
    めに、前記電解槽において高い電気化学的還元交換電流能力を有することを特徴
    とする請求項２７乃至３０の何れか一項に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記電解槽において前記主領域の前記材料より低い還元
    半電池電位を有し、前記電解槽において前記主領域の前記主材料より速い溶解速
    度を有する電気的非絶縁性の領域が、前記主領域に電気的に結合されず、また前
    記浸漬する過程中に前記電解槽に浸漬されないことを特徴とする請求項２７乃至
    ３０の何れか一項に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記主領域の前記主材料が１つのそのようなさらに別の
    領域の前記さらに別の材料に概ね接触することを特徴とする請求項２７乃至３０
    の何れか一項に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記主領域の前記主材料が、前記浸漬する過程中に前記
    電解槽から概ね電気的に絶縁される少なくとも１つの電気的に非絶縁性の結合領
    域を介して１つのそのようなさらに別の領域の前記さらに別の材料に電気的に結
    合されることを特徴とする請求項２７乃至３０の何れか一項に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 １つのそのようなさらに別の領域の前記さらに別の材料
    が、他のそのような領域の前記さらに別の材料に概ね接触することを特徴とする
    請求項２７乃至３０の何れか一項に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 １つのそのようなさらに別の領域の前記さらに別の材料
    が、前記浸漬する過程中に前記電解槽から概ね電気的に絶縁される少なくとも１
    つの電気的非絶縁性結合領域を介して他のそのようなさらに別の領域の前記さら
    に別の材料に電気的に結合されることを特徴とする請求項２７乃至３０の何れか
    一項に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記電解槽が、前記主領域の前記主材料より前記電解槽
    において高い還元半電池電位を有する特有の電解成分を含むことを特徴とする請
    求項２７乃至３０の何れか一項に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記特有の成分が、さらに別の各領域の前記さらに別の
    材料より前記電解槽において低い還元半電池電位を有することを特徴とする請求
    項３８に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記特有の成分が、前記主領域の前記主材料が電気化学
    的に如何に速く除去されるかを制御するために、前記電解槽において十分に高い
    電気化学的還元交換電流能力を有することを特徴とする請求項３８に記載の方法
    。
  41. 【請求項４１】 前記初期構造体を設ける過程が、前記初期構造体に、前
    記主構成要素に電気的に結合される少なくとも１つの電気的非絶縁性の付加的な
    構成要素を設ける過程を含み、前記付加的な構成要素が前記主材料とは異なる付
    加的材料を含み、 また前記浸漬する過程が前記電解槽に各付加的材料を浸漬する過程を含み、各
    付加的構成要素の前記付加的材料が、電解槽において前記主構成要素の前記主材
    料より、還元半電池電位に関して約０．３Ｖ以下の範囲内で高いことを特徴とす
    る請求項２７乃至３０の何れか一項に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記主材料、前記付加的材料及び前記さらに別の材料が
    それぞれ金属を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 各付加的構成要素の前記付加的材料が前記電解槽におい
    て前記主構成要素の前記主材料より低い還元半電池電位を有することを特徴とす
    る請求項４１に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 各付加的構成要素の前記付加的材料が、前記電解槽にお
    いて前記主構成要素の前記主材料より還元半電池電位に関して約１Ｖ以下の範囲
    内で低いことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記主構成要素の前記主材料が、前記電解槽において前
    記主構成要素の前記主材料に比べてわずかな交換電流能力しか持たない少なくと
    も１つの電気的抵抗性の結合構成要素を介して１つのそのような付加的構成要素
    の前記付加的材料に電気的に結合されることを特徴とする請求項４１に記載の方
    法。
  46. 【請求項４６】 前記主構成要素の前記主材料が１つのそのような付加的
    構成要素の前記付加的材料と概ね接触することを特徴とする請求項４１に記載の
    方法。
  47. 【請求項４７】 １つのそのような付加的構成要素の前記付加的材料が別
    のそのような付加的構成要素の前記付加的材料に概ね接触することを特徴とする
    請求項４１に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 １つのそのような付加的構成要素の前記付加的材料が、
    前記浸漬する過程中に前記電解槽から概ね電気的に絶縁されている少なくとも１
    つの結合構成要素を介して別のそのような付加的構成要素の前記付加的材料に電
    気的に結合されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記初期構造体を設ける過程が前記初期構造体において
    前記誘電体層の上側に１つの所定のそのようなさらに別の領域を設ける過程を含
    み、前記所定のさらに別の領域及び前記誘電体層が複合開口部を有し、前記主領
    域が前記開口部上の前記さらに別の領域上に配置され、前記主構成要素が前記主
    領域及び前記所定のさらに別の領域から離隔した開口部内に配置されることを特
    徴とする請求項２７乃至３０の何れか一項に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記初期構造体を設ける過程がさらに、前記初期構造体
    において電気的非絶縁性の付加的構成要素の上側に前記誘電体層を設ける過程を
    含み、前記付加的構成要素が前記主構成要素に電気的に結合されることを特徴と
    する請求項４９に記載の方法。
  51. 【請求項５１】 前記付加的構成要素がエミッタ電極の少なくとも一部を
    形成し、 前記主構成要素が電子放出素子であり、 前記所定のさらに別の領域が前記電子放出素子用の制御電極の少なくとも一部
    を形成することを特徴とする請求項５０に記載の方法。
  52. 【請求項５２】 前記主領域及び前記主構成要素の前記主材料がモリブデ
    ンを含み、 前記所定のさらに別の領域の前記さらに別の材料がプラチナを含むことを特徴
    とする請求項５１に記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記付加的構成要素がタンタルを含むことを特徴とする
    請求項５２に記載の方法。
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