JP2008016440A - 炭素ナノチューブ構造体の形成方法及びそれを利用した電界放出素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低温で高品位のＣＮＴを合成することができる炭素ナノチューブ構造体の形成方法及びそれを利用した電界放出素子の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１１０上に電極１１２を形成する工程と、電極１１２上にバッファ層１２５を形成する工程と、バッファ層１２５上に粒状の触媒層１３０を形成する工程と、触媒層を通じて露出されたバッファ層１２５をエッチングする工程と、エッチングされたバッファ層１２５上に設けられた触媒層１３０から炭素ナノチューブ１５０を成長させる工程と、を含む炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、炭素ナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅｓ：ＣＮＴ）構造体の形成方法及びそれを利用した電界放出素子の製造方法に係り、さらに詳細には、低温で高品位のＣＮＴを合成できるＣＮＴ構造体の形成方法及びそれを利用した電界放出素子の製造方法に関する。

電界放出素子は、カソード電極上に形成されたエミッタから電子を放出させ、この電子が、アノード電極上に形成された蛍光体層に衝突することによって可視光を発生させる装置である。このような電界放出素子は、電界放出を利用して画像を形成する電界放出表示素子や液晶表示装置の電界放出型バックライトユニットなどに適用されうる。

このような電界放出素子において、電子を放出させるエミッタとして、従来にはモリブデン（Ｍｏ）のような金属からなるマイクロチップが多く使用されたが、最近には、ＣＮＴが使用されている。ＣＮＴをエミッタとして使用する電界放出素子は、広い視野角、高い解像度、低電力及び温度安定性などにおいて長所を有するので、自動車航法装置、電子的映像装置のビューファインダーなどの多様な分野に利用可能である。特に、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、医療機器、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）などのディスプレイ装置として利用可能である。

このようなＣＮＴを利用した電界放出素子の製作において解決すべき課題としては、寿命延長、大面積化及び低コスト化、そして動作電圧の低減などがある。まず、寿命延長の方案としては、ＣＮＴを化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）を利用して合成する方法がある。このような方法は、有機物バインダなどを使用せずに、基板に直接ＣＮＴを成長させることによってＣＮＴの劣化を防止でき、これにより、電界放出素子の寿命を延長させうる。しかし、このような方法は、有機物バインダを使用しないため、ＣＮＴと基板との接着力が劣化し、ＣＮＴの成長用触媒層が基板と反応することによって活性が低下するという問題点がある。

次いで、大面積化及び低コスト化は、基板としてガラス基板、特に、安価なソーダライムガラス基板を使用することによって実現されうる。しかし、このようなソーダライムガラス基板は、変形温度が約４８０℃と比較的低い。したがって、ソーダライムガラス基板上にＣＶＤによってＣＮＴを合成するためには、４８０℃より低い温度で合成が行われねばならないが、これは、技術的に非常に難しい。すなわち、ＣＮＴを低い温度で合成するためには、反応ガスが４８０℃より低い温度で分解されねばならず、このように分解されたガスが、触媒層を通じて拡散析出される複雑な反応条件を満たさねばならないという問題点がある。

そして、動作電圧を下げるためには、合成されたＣＮＴの密度調節が必須である。電界放出素子のエミッタとしてＣＮＴを使用する理由の一つは、ＣＮＴのそれぞれが非常に大きい縦横比を有するため、電界強化効果が大きいということである。しかし、ＣＮＴの密度が高すぎれば、ＣＮＴ束の縦横比は、ＣＮＴのそれぞれの縦横比よりはるかに小さくなるので、電子を放出させるためには、高い動作電圧が要求されるという問題点がある。したがって、これを解決するためには、ＣＮＴの密度調節が重要となる。一方、ＣＮＴの合成過程で触媒層内へ広がった炭素原子がチューブ状として析出されるためには、触媒層が点在していなければならないが、ＣＮＴの合成温度では触媒層が凝集しようとする傾向があり、これを防止する必要がある。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、低温で高品位のＣＮＴを合成することができ、これによって、寿命延長、大面積化及び低コスト化、動作電圧の低減化などを具現できるＣＮＴ構造体の形成方法及びそれを利用した電界放出素子の製造方法を提供するところにその目的がある。

前記目的を解決するために、本発明の具現例に係るＣＮＴ構造体の形成方法は、基板上に電極を形成する工程と、前記電極上にバッファ層を形成する工程と、前記バッファ層上に粒状の触媒層を形成する工程と、前記触媒層から露出している前記バッファ層をエッチングする工程と、前記エッチングされたバッファ層上に設けられた前記触媒層から炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする。

本発明において、前記バッファ層は、前記触媒層とエッチング選択性のある物質からなることが望ましい。このような前記バッファ層としては、例えばＡｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｔｉ、Ｍｏ及びＣｒからなる群から選択された少なくとも一つからなりうる。そして、前記バッファ層は、１０Åないし３０００Åの厚さに形成されうる。

前記触媒層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択された少なくとも一つからなりうる。そして、前記触媒層は、２Åないし１００Åの厚さに形成されうる。

前記バッファ層のエッチングは、前記電極が露出されるまで行われうる。前記電極は、Ｍｏ及びＣｒのうち少なくとも一つからなりうる。前記ＣＮＴは、ＣＶＤによって成長できる。

また、前記電極の上面または下面に抵抗層を形成する工程がさらに含まれてもよい。前記抵抗層は、非晶質シリコンからなりうる。

本発明の他の具現例に係る電界放出素子の製造方法は、基板上にカソード電極、絶縁層及び、ゲート電極となる層を順次に形成する工程と、前記ゲート電極となる層をパターニングして、ゲート電極を形成し、当該ゲート電極をマスクとして露出している前記絶縁層をエッチングして、前記カソード電極を露出させるエミッタホールを形成する工程と、前記エミッタホールの内部の前記カソード電極上にバッファ層を形成し、前記バッファ層上に粒状の触媒層を形成する工程と、前記触媒層から露出している前記バッファ層をエッチングする工程と、前記エッチングされたバッファ層上に設けられた前記触媒層から炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、粒状の触媒層下部に前記触媒層とエッチング選択性を有する物質からなるバッファ層を形成し、前記触媒層から露出しているバッファ層を選択的にエッチングすることによって、従来の高温熱処理を通じてのみ可能であった触媒層の微細粒子化及び触媒層の凝集防止を低温でも実現することが可能となる。そして、この触媒層から炭素ナノチューブを成長させることで、低温でも高品位の炭素ナノチューブを合成することができる。

以下、添付された図面を参照して、本発明に係る望ましい実施形態を詳細に説明する。図面で同じ参照符号は同じ構成要素を示し、各構成要素のサイズは、説明の明瞭性のために誇張されて示されている。

図１ないし図４は、本発明の実施形態に係る炭素ナノチューブ（以下ＣＮＴ）構造体の形成方法を説明するための図面である。

図１に示すように、基板１１０上に電極１１２を形成する。ここで、前記基板１１０としては、ガラス基板またはシリコンウェーハが使用されうる。前記電極１１２は、所定の金属、例えば、Ｍｏ及びＣｒのうち少なくとも一つの金属を真空蒸着またはスパッタリングによって形成されうる。

一方、図示されてはいないが、前記電極１１２の上面または下面に抵抗層を形成する工程がさらに含まれうる。前記抵抗層は、後述するＣＮＴ１５０（図４）からさらに均一な電子放出を誘導するためのものであって、例えば、非晶質シリコンからなりうる。

次いで、前記電極１１２上にバッファ層１２０を所定の厚さに形成する。ここで、前記バッファ層１２０は、その上部に形成される触媒層１３０（図２）との接着力を増大させると同時に、その下部に形成される基板１１０や電極１１２との反応性を低下させる役割を行う。このようなバッファ層１２０は、基板１１０または電極１１２との接着力に優れており、後述する触媒層１３０（図２）に対してエッチング選択性のある物質からなることが望ましい。このようなバッファ層１２０としては、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌのような両性金属が好ましく、また、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒのような金属も触媒層１３０とエッチング選択性があれば使用されうる。これらの金属は、一つの純粋金属または二つ以上の合金として使用されうる。このようなバッファ層１２０は、約１０Åないし３０００Åの厚さに形成されうる。

次に、図２に示すように、前記バッファ層１２０の上面に粒状の触媒層１３０を点在させるように形成する。前記触媒層１３０は、バッファ層１２０の上面に薄膜状に、例えば約２Åないし１００Åの厚さになるように蒸着またはスパッタリングにより形成することで、不連続的な粒状に点在化させて形成されうる。このような触媒層１３０は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのような遷移金属からなり、このような金属は、一つの純粋金属または二つ以上の合金として使用されうる。

次に、図３に示すように、前記粒状の触媒層１３０から露出しているバッファ層１２０をエッチングする。具体的には、図２に示す構造物を、触媒層１３０はエッチングせずにバッファ層１２０のみを選択的にエッチングさせうるエッチング液に浸漬させれば、バッファ層１２０のうち、粒状の触媒層１３０の下部に位置するバッファ層１２５はそのまま残り、触媒層１３０から露出しているバッファ層１２０のみが所定深さにエッチングされる。前記バッファ層１２０のエッチングは、基板１１０上の電極１１２が露出されるまで行われうる。このように、常温で粒状の触媒層１３０を通じてバッファ層１２０を選択的にエッチングすれば、後述するＣＮＴ１５０（図４）の成長過程で粒状の触媒層１３０が凝集されることを防止できる。

ここで、バッファ層１２０と触媒層１３とのエッチング選択性について説明する。上記例示したバッファ層１２０金属のうち両性金属は一般に酸にもアルカリにも溶解しうる金属である一方、触媒層１３として例示したＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏのような遷移金属は、アルカリには容易に溶解せず、また、Ｆｅ、Ｎｉは濃硫酸、濃硝酸にも容易には溶解しない金属である。したがって、このような各金属の性質を利用して、バッファ層１２０の金属のみを選択的にエッチングするエッチング液を適宜選択すれば、バッファ層１２０のみを選択的にエッチングすることができる。また、エッチング液の温度、浸漬時間などを調整することでバッファ層１２０のエッチング量の調節も可能である。なお両性金属以外の金属や、強引などを用いた場合であっても、同様に触媒層として用いた金属との溶解性の差によってバッファ層のみを選択的にエッチングすることが可能である。

このように、バッファ層１２０のみをエッチングすることで、その上に粒状に点在させた触媒層１３０を確実に分離して、触媒層１３０の凝集を防止することができる。

最後に、図４に示すように、選択的にエッチングされたバッファ層１２５上に設けられた触媒層１３０からＣＮＴ１５０を成長させる。前記ＣＮＴ１５０は、ＣＶＤによって成長されうる。

炭素ナノチューブは、触媒層１３０として点在させた触媒層の一つの粒子または複数個の粒子の上から成長する。炭素ナノチューブの直径は一つの触媒粒子から一つの炭素ナノチューブが成長されるため、成長される炭素ナノチューブの直径は、ほぼ一つの触媒粒子の粒径と同等の直径となり、約数ｎｍから数十ｎｍほどになり得る。

前記ＣＮＴ１５０は、低温、例えば、４８０℃より低い温度で成長されうる。図５は、前記のような方法によって成長されたＣＮＴを撮ったＳＥＭ写真である。

本発明では、常温で粒状の触媒層１３０を通じて露出されたバッファ層１２０のみを選択的にエッチングすることによって、前記触媒層１３０からＣＮＴ１５０を低温で成長させる場合にも、粒状の触媒層１３０が凝集されることを防止できる。これにより、図５に示したように、低温でも一つひとつのＣＮＴが多数分離した高品位のＣＮＴが得られる。また、成長されるＣＮＴ１５０の密度は、バッファ層１２０の厚さ、バッファ層１２０のエッチング時間などを調節することによって制御されうる。例えば、バッファ層２２０を比較的厚くしてエッチング時間を短くすれば、バッファ層２２０上に点在させた触媒層１２５は、粒径が小さなものでもそのまま残るため、そこから成長させたＣＮＴ１５０の密度は高くなる。一方、バッファ層２２０を比較的薄くしてエッチング時間を長くすれば、バッファ層２２０上にある触媒層１２５の粒径が小さければバッファ層２２０はエッチングされてしまうので、その部分の触媒層もなくなり、結果的に形成されるＣＮＴ１５０の密度は低くなる。なお、バッファ層２２０の厚みを変えることなく、エッチング時間を調整するだけでも、同様にＣＮＴ１５０の密度を調整可能である。ただしエッチング時間は、上述したとおり、少なくとも電極１１２が露出される程度の時間は、必要である。

以下では、前記のようなＣＮＴ構造体の形成方法を利用して電界放出素子を製造する方法について説明する。以下の方法によって製造された電界放出素子は、電界放出を利用して画像を形成する電界放出表示素子だけでなく、液晶表示装置の電界放出型バックライトユニットなどに適用されうる。

図６ないし図１１は、本発明の他の実施形態に係る電界放出素子の製造方法を説明するための図面である。

図６に示すように、基板２１０上にカソード電極２１２、抵抗層２１４、絶縁層２１７及びゲート電極２１９を順次に積層する。前記基板２１０としては、ガラス基板またはシリコンウェーハが使用されうる。前記カソード電極２１２は、前記基板２１０の上面にＭｏ及びＣｒのうち少なくとも一つの金属を蒸着またはスパッタリングした後、これを所定形状、例えば、ストライプ状にパターニングすることによって形成されうる。

そして、前記カソード電極２１２の上面には、抵抗層２１４をさらに形成する。前記抵抗層２１４は、後述するエミッタ３００（図１１）のＣＮＴ２５０に印加される電流を均一にするためのもので、これによって、前記エミッタ３００から均一な電子放出を誘導するためのものである。このような抵抗層２１４は、例えば、非晶質シリコンからなりうる。

なお、図面には、前記抵抗層２１４がカソード電極２１２の上面に形成された場合が示されているが、それ以外にも、前記抵抗層２１４は、カソード電極２１２の下面に形成されるようにしてもよい。また、前記抵抗層２１４は形成されなくてもよい。以下では、カソード電極２１２の上面に抵抗層２１４が形成された場合を例として挙げて説明する。

次いで、前記カソード電極２１２及び抵抗層２１４を覆うように絶縁層２１７を形成した後、前記絶縁層２１７の上面にゲート電極を形成するための層２１８を形成する。ここで、前記ゲート電極を形成するための層２１８は、Ｃｒのような導電性金属を前記絶縁層２１７の上面に蒸着またはスパッタリングすることによって形成されうる。

図７に示すように、前記ゲート電極を形成するための層２１８（図６参照）を、フォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングしてゲート電極２１９を形成する。

その後、このパターニングされたゲート電極２１９の上面に再びフォトレジスト２４０を形成する。このフォトレジスト２４０は、例えばパターニングされたゲート電極２１９の上面にフォトレジスト膜形成後、ゲート電極パターン用のフォトマスクを用いて露光現像することによりパターニングされたゲート電極２１９の上面にのみ形成しうる。

次いで、前記フォトレジスト２４０及びゲート電極２１９から露出している絶縁層２１７をエッチングすることによって、前記絶縁層２１７にエミッタホール２１５を形成する。前記絶縁層２１７のエッチングは、抵抗層２１４が露出されるまで行われる。これにより、前記エミッタホール２１５を通じて抵抗層２１４の上面が露出される。一方、前記抵抗層２１４が形成されていないか、または前記抵抗層２１４がカソード電極２１２の下面に形成される場合には、前記エミッタホール２１５を通じてカソード電極２１２の上面が露出される。

図８に示すように、前記エミッタホール２１５から露出された抵抗層２１４の上面及び前記フォトレジスト２４０の上面にバッファ層２２０を所定厚さに形成する。

前記バッファ層２２０は、その上部に形成される粒状の触媒層２３０との接着力を向上させると同時に、その下部に形成されるカソード電極２１２や抵抗層２１４との反応性を低下させる役割を行う。このようなバッファ層２２０は、カソード電極２１２や抵抗層２１４との接着力に優れており、その上部に形成される触媒層２３０とエッチング選択性のある物質からなることが望ましい。前記バッファ層２２０は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌのような両性金属になり、また、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒのような金属も触媒層２３０とエッチング選択性があれば使用されうる。前記金属は、一つの純粋金属または二つ以上の合金として使用されうる。このようなバッファ層２２０は、約１０Åないし３０００Åの厚さに形成されうる。

次いで、前記バッファ層２２０の上面に粒状の触媒層２３０を形成する。前記触媒層２３０は、バッファ層２２０の上面に触媒金属を薄膜状に蒸着することによって形成されうる。ここで、前記触媒層２３０を約２Åないし１００Åの厚さに形成すれば、前記触媒層２３０は、不連続的な粒状に形成されうる。このような触媒層２３０は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのような遷移金属からなり、このような金属は、一つの純粋金属または二つ以上の合金として使用されうる。

図９に示すように、前記粒状の触媒層２３０を通じて露出されたバッファ層２２０を所定深さにエッチングする。具体的に、図８に示す構造物を、触媒層２３０はエッチングせず、バッファ層２２０のみを選択的にエッチングさせうるエッチング液に所定時間浸漬させれば、バッファ層２２０のうち、粒状の触媒層２３０下部に位置するバッファ層２２５はそのまま残り、触媒層２３０を通じて露出されるバッファ層２２０のみが所定深さにエッチングされる。ここで、前記バッファ層２２０のエッチングは、抵抗層２１４が露出されるまで行われうる。一方、前記抵抗層２１４が形成されていないか、または前記抵抗層２１４がカソード電極２１２の下面に形成される場合には、前記バッファ層２２０のエッチングは、カソード電極２１２が露出されるまで行われうる。

このように、常温で粒状の触媒層２３０をマスクとしてバッファ層２２０を選択的にエッチングさせれば、後述するＣＮＴ（図１１の２５０）の成長過程で粒状の触媒層２３０が凝集されることを防止できる。

次いで、図１０に示すように、フォトレジスト及び前記フォトレジスト上に積層されたバッファ層及び触媒層を、例えば、リフトオフ方法などによって除去する。これによりゲート電極２１９上のバッファ層及び触媒層も除去される。

最後に、図１１に示すように、抵抗層２１４上に残っているバッファ層２２５上に設けられた触媒層２３０からＣＮＴ２５０を成長させれば、前記エミッタホール２１５の内部に電子放出のためのエミッタ３００が形成される。前記ＣＮＴ２５０は、ＣＶＤによって成長されうる。ここで、前記ＣＮＴ２５０は、低温、例えば、４８０℃より低い温度で成長されうる。一方、この過程で成長されるＣＮＴ２５０の密度は、バッファ層２２０の厚さ、バッファ層２２０のエッチング時間などを調節することによって制御されうる。これはＣＮＴ構造体の形成方法として既に説明したとおりである。

以上、本発明に係る望ましい実施形態が説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決まらねばならない。

本発明は、ＣＮＴ構造体及びそれを利用した電界放出素子に関連した技術分野に好適に適用されうる。

本発明の実施形態に係るＣＮＴ構造体の製造方法を説明するための図面である。 本発明の実施形態に係るＣＮＴ構造体の製造方法を説明するための図面である。 本発明の実施形態に係るＣＮＴ構造体の製造方法を説明するための図面である。 本発明の実施形態に係るＣＮＴ構造体の製造方法を説明するための図面である。 本発明の実施形態によって成長したＣＮＴを撮ったＳＥＭ写真である。 本発明の他の実施形態に係る電界放出素子の製造方法を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係る電界放出素子の製造方法を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係る電界放出素子の製造方法を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係る電界放出素子の製造方法を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係る電界放出素子の製造方法を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係る電界放出素子の製造方法を説明するための図面である。

符号の説明

１１０…基板、
１１２…電極、
１２０、１２５…バッファ層、
１３０…触媒層、
１５０…ＣＮＴ（炭素ナノチューブ）。

Claims (21)

1. 基板上に電極を形成する工程と、
   前記電極上にバッファ層を形成する工程と、
   前記バッファ層上に点在させた触媒層を形成する工程と、
   前記触媒層から露出している前記バッファ層をエッチングする工程と、
   前記エッチングされたバッファ層上に設けられた前記触媒層から炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
2. 前記バッファ層は、前記触媒層とエッチング選択性のある物質からなることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
3. 前記バッファ層は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、及びＣｒからなる群から選択された少なくとも一つからなることを特徴とする請求項２に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
4. 前記バッファ層は、１０Åないし３０００Åの厚さに形成されることを特徴とする請求項２に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
5. 前記触媒層は、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群から選択された少なくとも一つからなることを特徴とする請求項２に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
6. 前記触媒層は、２Åないし１００Åの厚さに形成されることを特徴とする請求項２に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
7. 前記バッファ層のエッチングは、前記電極が露出されるまで行われることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
8. 前記電極は、Ｍｏ及びＣｒのうち少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
9. 前記炭素ナノチューブは、化学気相蒸着法によって成長されることを特徴とする請求項１に記載の炭素ナノチューブ構造体の形成方法。
10. 基板上にカソード電極、絶縁層及び、ゲート電極となる層を順次に形成する工程と、
    前記ゲート電極となる層をパターニングして、ゲート電極を形成し、当該ゲート電極をマスクとして露出している前記絶縁層をエッチングして、前記カソード電極を露出させるエミッタホールを形成する工程と、
    前記エミッタホールの内部の前記カソード電極上にバッファ層を形成し、前記バッファ層上に点在させた触媒層を形成する工程と、
    前記触媒層から露出している前記バッファ層をエッチングする工程と、
    前記エッチングされたバッファ層上に設けられた前記触媒層から炭素ナノチューブを成長させる工程と、を含むことを特徴とする電界放出素子の製造方法。
11. 前記バッファ層は、前記触媒層とエッチング選択性のある物質からなることを特徴とする請求項１０に記載の電界放出素子の製造方法。
12. 前記バッファ層は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、及びＣｒからなる群から選択された少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１１に記載の電界放出素子の製造方法。
13. 前記バッファ層は、１０Åないし３０００Åの厚さに形成されることを特徴とする請求項１１に記載の電界放出素子の製造方法。
14. 前記触媒層は、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群から選択された少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１１に記載の電界放出素子の製造方法。
15. 前記触媒層は、２Åないし１００Åの厚さに形成されることを特徴とする請求項１１に記載の電界放出素子の製造方法。
16. 前記カソード電極は、Ｍｏ及びＣｒのうち少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１０に記載の電界放出素子の製造方法。
17. 前記エミッタホールを形成する工程は、
    前記パターニングされた前記ゲート電極上にフォトレジストを形成する工程と、
    前記フォトレジスト及び前記ゲート電極をマスクとして露出している前記絶縁層を、前記カソード電極が露出されるまでエッチングする工程と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電界放出素子の製造方法。
18. 前記バッファ層及び触媒層を形成する工程は、
    前記フォトレジスト及び前記エミッタホールの内部のカソード電極上にバッファ層を形成する工程と、
    前記バッファ層上に点在させた前記触媒層を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電界放出素子の製造方法。
19. 前記触媒層から露出している前記バッファ層をエッチングした後、前記フォトレジスト及び前記フォトレジスト上に形成された前記バッファ層及び触媒層を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の電界放出素子の製造方法。
20. 前記バッファ層のエッチングは、前記カソード電極が露出されるまで行われることを特徴とする請求項１０に記載の電界放出素子の製造方法。
21. 前記炭素ナノチューブは、化学気相蒸着法によって成長されることを特徴とする請求項１０に記載の電界放出素子の製造方法。