JP2969081B2 - 水平電界効果を有する電子放出素子及びその製造方法 - Google Patents
水平電界効果を有する電子放出素子及びその製造方法Info
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Description
子に係り、特に陰極及び陽極の配置構造を水平にする水
平電界効果を有する電子放出素子及びその製造方法に関
する。
画像表示素子として平面型の画像表示素子の開発が活発
に行われつつある。このような平面型の画像表示素子に
は液晶表示素子、プラズマ表示素子及び電界放出表示素
子などがある。このうち、明るい画面と省電力の側面か
ら電界放出素子が大いに注目されている。
放出素子の抜粋断面図である。ここで、その構造を説明
すると次の通りである。
素子は、ガラス基板11と、該ガラス基板の上にストラ
イプ状に形成された陰極12と、該陰極12の上にアレ
イ構造で多数形成された電子放出用のマイクロチップ1
4と、該マイクロチップ14を取り囲むように前記陰極
12の形成された基板11の上に形成された絶縁層13
と、マイクロチップ14の上部に電界放出が可能なアパ
ーチャ16を有するように絶縁層13の上に前記陰極1
2と交叉する方向にストライプ状に形成されたゲート1
5とを備えている。
子放出素子の製造方法における数十nmのマイクロチッ
プアレイの形成工程には、特にチップのサイズ(半
径)、ゲートアパーチャのサイズに応じるエッチング工
程にはサブミクロン単位の高精度の微細工程が必要とさ
れる。
れなければ、均一な画像表示に問題が生ずる。よって、
マイクロチップの鋭さを均一に保つための製造工程上の
均一性の維持が求められる。
は先ずマイクロチップに形成された電界効果による放出
電子が蛍光体を打って発光するため、蛍光体の塗布工程
上、赤・緑・青色の配列が困難である。さらに、発生光
が透過する方法を採用するので、蛍光体がきわめて薄く
なければ鮮明な像が見られなく、蛍光体の塗布工程をさ
らに困難にする。
水平電界効果を有する電子放出素子を示した。図示した
ように、従来の水平電界効果の電子放出素子は、基板2
1の上にくさび形の尖っているチップ23aを有する陰
極23、ストライプ状のゲート24及びストライプ状の
陽極25がそれぞれ絶縁層22a,22b,22cの上
に積層されて水平方向に一定の間隔を隔てて並列に配列
された構造よりなる。水平電界効果を有する電子放出素
子のチップは、図12Aに示したように、三角形の構造
を有する。
素子の製造方法は次の通りである。
た後、陰極、ゲート及び陽極用の金属をそれぞれ蒸着し
てリアクチブイオンエッチング法でエッチングすること
により、図11に示したようなくさび形のマイクロチッ
プ23aを備える陰極23を形成する。次に、ゲート2
4及び陽極25も同様な方法でそれぞれ形成し、これを
マスクとして前記成長された絶縁物質をパタニングする
方法で製造する。
蒸着してからリアクチブイオンエッチング法だけで金属
マイクロチップ23aを尖らせるには限界がある。即
ち、図12Bに示したように、いくらくさび形を尖らせ
ても、その尖端部は“点”でなく、“線”26となる。
従って、このくさび形のマイクロチップ23aとゲート
24との間にバイアス電圧が印加されたとき、電界効果
を大いに向上させることはできないので、電子放出量は
少ない。かつ、くさび形のマイクロチップ23aに対し
て陽極25が同一な平面上にあるので、迷子電子27に
よる漏れ電流量は増える。このような理由により、ゲー
トに印加されるバイアス電圧は相対的に大きくなるべき
であり、小さいバイアス電圧で電子の放出を円滑にする
ためには電子の流れを集束させうる構造を必要とする。
な従来の問題点を改善しようとしてなされたものであ
り、均一に電子を放出することができ、画像表示用の蛍
光膜の形成が容易で、かつ小さいバイアス電圧でも電子
の放出を円滑にしうるマイクロチップを備えた水平電界
効果を有する電子放出素子及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
めに本発明に係る水平電界効果を有する電子放出素子の
製造方法は、半導体基板の上に第1マスクを形成する工
程と、前記第1マスクを用いてリアクチブイオンビーム
食刻法で所定角度の傾斜の異方性食刻を行ってマイクロ
チップ部を形成する工程と、前記第1マスクを食刻し前
記マイクロチップ部の形成された半導体基板の表面に酸
化膜を形成する工程と、前記マイクロチップと所定の間
隔で離隔された前記酸化膜の上に所定の金属を蒸着・パ
タニングして陽極を形成する工程と、前記陽極を第2マ
スクとして用いて前記陽極の下に形成された酸化膜を絶
縁層として残し、マイクロチップ部上の酸化膜を取り除
く工程と、前記陽極の上に蛍光体を塗布する工程と、前
記陰極及び陽極の形成された半導体層をガラス基板の上
に実装する工程と、を有することを特徴とする。
電子放出素子の製造方法は、基板の上にシリコン層を形
成する工程と、前記シリコン層の上に金属を蒸着・パタ
ニングして尖端部を有する五角形のマスクを形成する工
程と、前記シリコン層に前記マスクを用いる異方性食刻
を行って槍状の尖端部を有するマイクロチップを形成す
る工程と、前記マスクを取り除く工程と、前記マイクロ
チップの形成された前記基板の全面にかけて絶縁層を形
成する工程と、前記マイクロチップから所定距離有して
前記絶縁層の上にゲート及び陽極をストライプ状にそれ
ぞれ形成する工程と、前記ゲート及び陽極をマスクとし
て前記絶縁層を選択的に食刻する工程と、を有すること
を特徴とする。
電子放出素子は、基板と、前記基板の上に水平方向に尖
って形成されて電子が一点から放出されるように尖端部
が槍状に形成されたマイクロチップを有する陰極と、前
記陰極の上に第1絶縁層を介して形成された第1ゲート
と、前記マイクロチップから所定の間隔を有して前記基
板の上に第2絶縁層を介して形成された第2ゲートと、
前記マイクロチップに対向して前記第2ゲートから所定
の間隔を有して前記基板の上に第3絶縁層を介して形成
された陽極と、を有することを特徴とする。
電子放出素子の製造方法は、基板の上にシリコン層を形
成する工程と、前記シリコン層の上に金属を蒸着・パタ
ニングして尖端部を有する五角形のマスクを形成する工
程と、前記シリコン層に前記マスクを用いる異方性食刻
を行って槍状の尖端部を有するマイクロチップを形成す
る工程と、前記マスクを取り除く工程と、前記シリコン
マイクロチップの形成された前記基板の全面にかけて下
部絶縁層を形成する工程と、前記下部絶縁層の上に上部
絶縁層を形成する工程と、前記マイクロチップから水平
方向に所定距離離隔して前記上部絶縁層の上に陽極をス
トライプ状に形成する工程と、前記陽極をマスクとして
前記上部絶縁層を選択的に食刻する工程と、前記マイク
ロチップの上部及び前記マイクロチップと前記陽極との
間に形成された前記下部絶縁層の上部にそれぞれ第1ゲ
ート及び第2ゲートを形成する工程と、前記第1ゲー
ト、第2ゲート及び陽極をマスクとして前記下部絶縁層
を選択的に食刻する工程と、を有することを特徴とす
る。
明の実施の形態を詳細に説明する。
断面図である。この図面を参照すると、第1実施形態の
水平電界効果を有する電子放出素子は、背面ガラス基板
101と、該背面ガラス基板101の上に形成されたシ
リコン基板を食刻してその上部が水平方向に尖っている
マイクロチップ102aを有する陰極102と、該陰極
102の底面上にマイクロチップ102aと一定の間隔
を隔てて形成された絶縁層103と、該絶縁層103の
上にマイクロチップ102aと一定の間隔を隔てて形成
された陽極109と、陽極109の上に塗布された蛍光
体108と、前面ガラス基板111と、該前面ガラス基
板111を背面ガラス基板101と一定の間隔を隔てて
対向するように保つスペーサ110とを備える。ここ
で、マイクロチップ102aはシリコン陰極102と約
60°〜75°程度の傾斜面を有する点にその特徴があ
る。
放出素子の製造方法を、図2乃至図4の製造工程別の垂
直断面図を参照して説明する。
102′の上にクロムを電子ビーム蒸着法、あるいはス
パッタリング法で蒸着してから湿式エッチング法やプラ
ズマエッチング法で食刻してマイクロチップを形成する
ための第1金属マスク112を形成する。このようにシ
リコン基板102′で陰極(マイクロチップ)を形成す
ると、高温でも素子が均一に電子を放出し得る。
を用いて水平面から約60°〜75°角度の方向性プラ
ズマを用いるリアクチブイオンビームエッチング(RI
BE)法でシリコン基板102′を約60°〜75°程
度の角度で食刻して、マイクロチップ部102a′を形
成する。
り鋭利なマイクロチップを形成するために、マイクロチ
ップ部102a′の形成されたシリコン基板102″の
表面を酸化して、図2Cに示したように酸化層103′
を形成する。こうすると、原子レベルの鋭利なマイクロ
チップ102aが形成される。
上にCrあるいはMoを蒸着・パタニングして第2金属
マスク109を形成する。
09を用いてマイクロチップ102aの周辺の酸化層1
03′のみを食刻して取り除くことにより絶縁層103
を形成する。この酸化層103′の食刻時、BOE(bu
ffered oxide etching) 溶液のHF:NH4 Fの比が
7:1〜10:1である溶液にシリコン基板102を沈
漬すると、鋭利なマイクロチップ102aが露出され
る。
るための酸化尖鋭化工程、即ちマイクロチップ部102
a′の形成されたシリコン基板102″の表面を酸化し
て酸化層103′を形成してから食刻する工程が完了さ
れる。そして、絶縁層103の形成のために酸化層10
3′の食刻に用いられた第2金属マスク109は取り除
かず、そのまま陽極として用いる。このように酸化尖鋭
化工程と第2金属マスクの形成工程時にそれぞれ形成さ
れる酸化膜103′及び第2金属マスク109をそのま
ま絶縁層103及び陽極109として用いることによ
り、製造工程をはるかに簡単に行うことができる。
(第2金属マスク)の上に蛍光体108を塗布する。こ
の際、蛍光体108は第2金属マスク109を電極とし
て電気移動法で粘着することにより、第2金属マスク1
09の上だけに選択的に粘着される。塗布する蛍光体1
08の厚さは垂直電界効果の電子放出素子のようにきわ
めて薄くする必要はない。というのは、水平構造では垂
直構造のように蛍光体から発生された光が蛍光体を透過
するのでなく、反射して前面ガラス基板に放出されるか
らである。
布が完了されたシリコン陰極102を背面ガラス基板1
01の上に実装する。
の実装された背面ガラス基板101に対向するように前
面ガラス基板111を配置してスペーサ110にて封止
し、その内部を真空にして素子を完成する。
する電子放出素子の陰極102を接地し、陽極109
(第2金属マスク)に適正電圧を印加すると、強電界に
よりマイクロチップ102から電子が放出されて蛍光体
108を打つ。すると、蛍光体108は衝突する電子の
エネルギーに対応する光を放出する。この光が蛍光体を
透過するのでなく、反射して前面ガラス基板111を通
して視聴者の目に入射することにより、平面発光素子あ
るいは平面素子の機能を発揮する。
電子放出素子の第2実施形態の概略斜視図である。図示
したように、第2実施形態は基板211と、該基板21
1の上に水平方向に尖っているマイクロチップ213a
の形成された陰極213と、マイクロチップ213aに
対向して水平方向にそれぞれ一定の間隔を有して設けら
れたゲート214及び陽極215と、該ゲート214及
び陽極215を基板211とそれぞれ電気的に隔離する
ための絶縁層212a,212bとを備える。特に、マ
イクロチップ213aは、放出される電子が一点から放
出されるように、陽極215と対応する尖端部が図6A
に示すように槍状に形成される点にその特徴がある。ま
た、マイクロチップ213aは槍状の尖端部と多角柱状
の接続部よりなり、尖端部を立体的に尖らせるために尖
端部の傾斜面230は基板面から60°〜75°程度の
角度をなすように形成される。
第2実施形態の製造方法は次の通りである。
せて陰極及びマイクロチップ形成用のシリコン層を形成
した後、該シリコン層の上にマスク形成用の金属を蒸着
・パタニングして、図6Bに示したように尖端部を有す
る五角形のマスク214を形成する。マスク形成用の材
料としてはAlを用いる。そして、該マスク214を用
いてシリコン層にCF4 /O2 プラズマを用いたリアク
チブイオンエッチング法で垂直下方への異方性食刻を行
ってマイクロチップ構造体213bを形成する。次に、
マイクロチップ構造体213bにCF4 /O2 プラズマ
を用いたリアクチブイオンビームエッチング法で60°
〜75°の傾斜で異方性食刻を行って、マイクロチップ
構造体の尖端部を図6Cに示すように槍状213aで食
刻する。
を取り除いて完全なマイクロチップ213aを備えた陰
極213を形成する。
チップ213の形成された基板の全面にかけて高温工程
でSiO2 酸化膜を蒸着して絶縁層212aを形成す
る。この際、SiO2 酸化膜形成のための高温工程はマ
イクロチップ213に応力を発生させた後に酸化膜を取
り除くとき、チップの尖端部を若干上昇させるのに寄与
する。マイクロチップ213aと水平方向に一定の間隔
に隔たる位置の絶縁層上にゲート214及び陽極215
をストライプ状にそれぞれ形成する。この際、ゲート2
14及び陽極215はリフトオフ法で形成する。
クとして絶縁層212aの不要な部分を湿式化学エッチ
ング法で食刻して、図6Fに示したようにゲート214
及び陽極215の下部だけに絶縁層212を残して素子
を完成する。この際、マイクロチップ213aは前記高
温の酸化膜形成による応力によりその尖端部が上方に若
干上昇する。
果を有する電子放出素子のマイクロチップを接地し、ゲ
ートに50〜80Vの電圧を印加するとともに、陽極に
150〜200Vの電圧を印加すると、陽極に電子が流
れる。このように電子が集束される陽極に蛍光体を塗布
すると、電子の衝突エネルギーにより蛍光体が励起され
て光を発するようになる。特に、陽極に対向するマイク
ロチップの槍状の尖端部は鋭いため、電子の集積が円滑
で、低電圧でも駆動が可能である。
電子放出素子の第3実施形態の概略斜視図、図8Aは第
3実施形態のマイクロチップ部の平面図、図8B乃至D
は第3実施形態のマイクロチップ部の製造工程別の概略
斜視図、図9は第3実施形態のゲート及び陽極の製造工
程別の垂直断面図である。
1と、該基板311の上に水平方向に尖っている尖端部
を有する五角形のマスク316を形成する。マスク形成
用の材料としてはAlを用いる。そして、図8Bに示す
ごとく、該マスク316を用いてシリコン層にCF4 /
O2 プラズマを用いたリアクチブイオンエッチング法で
垂直下方への異方性食刻を用いてマイクロチップ構造体
313bを形成する。次に、マイクロチップ構造体31
3bにCF4 /O2 プラズマを用いたリアクチブイオン
ビームエッチング法で60°〜75°の傾斜で異方性食
刻を行ってマイクロチップ構造体313bの尖端部を図
8Cに示したように槍状313aのように食刻する。
クを取り除いて完全なマイクロチップ313aを備えた
陰極313を形成する。
ップ313aの形成された基板の全面にかけて高温工程
でSiO2 酸化膜を蒸着して下部絶縁層312aを形成
する。このように高温工程で下部絶縁層312aを形成
するのは、マイクロチップ313aに応力を発生させる
ためである。この応力は後にマイクロチップ313aが
露出される場合、その尖端部を上方に若干上昇させる力
として作用する。
強化化学気相蒸着法(PECVD)で窒化物を蒸着して
上部絶縁層312bを形成した後、マイクロチップ31
3aに水平方向に所定の間隔を有する位置の上部絶縁層
312bの上に陽極315をストライプ状に形成する。
この際、陽極315はリフトオフ法で形成する。
層312bの不要な部分を湿式化学エッチング法で食刻
して図9Fに示したように陽極315の下部だけに窒化
物の上部絶縁層312bを残す。
及びマイクロチップ313aと陽極315との間の下部
絶縁層312aの上部にリフトオフ法でそれぞれ第1ゲ
ート314a及び第2ゲート314bを形成する。
14b及び陽極315をマスクとして下部絶縁層312
aを選択的に食刻して、図9Hに示したように素子を完
成する。この際、マイクロチップ313aは露出されな
がら前記高温の酸化膜工程(下部絶縁層の形成工程)時
に生じた応力により尖端部が若干上方に上昇する。
果を有する電子放出素子のマイクロチップを接地し、第
1ゲート314a及び第2ゲート314bに50〜10
0Vの+バイアス電圧を印加すると電子が放出される。
この際、陽極315に150〜200Vの電圧を印加す
ると、陽極315に電子が集束される。このように電子
の集束される陽極315の上に蛍光体を塗布すると、電
子の衝突エネルギーにより蛍光体が励起されて光を発す
る。特に、陽極に対向する槍状のマイクロチップの尖端
部が鋭いため、電子の集束が円滑で低電圧でも駆動が可
能である。
電界効果を有する電子放出素子は陰極及び陽極を水平に
形成して電界効果を水平に起こすことにより電子を放出
するよう構成したので、以下の効果を奏する。
時のプラズマイオンの衝突方向を適切に調節することに
より、マイクロチップの角度を均一に制御することがで
きて低コスト化を図れる。
形成工程の際、それぞれ形成される酸化膜及び第2金属
マスクをそのまま絶縁層及び陽極として用いることによ
り製造工程を簡略化できる。
に粘着させることにより綺麗な蛍光体が得られる。
極を製作してガラス基板に実装することにより、製造工
程上の効率を高め、放出電流の強度を制御することがで
きる。
ビームエッチング法で立体的に鋭利に尖らせるので、従
来のくさび形のチップより電子放出の効率は良好であ
り、放出された電子ビームのフォーカシングが精巧に制
御されるので、相対的に低電圧の駆動ができる。
をもう一つ備え、陽極を第2ゲートより高く形成するこ
とにより、マイクロチップから放出される電子ビームの
軌跡の制御が容易であり、放出電子ビームの陽極への集
束効率も良好になる。
電界効果を有する電子放出素子の垂直断面図。
子の製造工程別の垂直断面図で、(A)乃至(C)の工
程を含む垂直断面図。
子の製造工程別の垂直断面図で、(D)乃至(F)の工
程を含む垂直断面図。
子の製造工程別の垂直断面図で、(G)及び(H)の工
程を含む垂直断面図。
電界効果を有する電子放出素子の概略斜視図。
子のマイクロチップ部の平面図と製造工程別の概略斜視
図およびゲート及び陽極の製造工程別の垂直断面図で、
(A)はマイクロチップ部の平面図、(B)乃至(D)
はマイクロチップ部の製造工程別の概略斜視図、(E)
及び(F)はゲート及び陽極の製造工程別の垂直断面
図。
電界効果を有する電子放出素子の概略斜視図。
子のマイクロチップ部の平面図及び製造工程別の概略斜
視図で、(A)はマイクロチップ部の平面図、(B)乃
至(D)はマイクロチップ部の製造工程別の概略斜視
図。
子のゲート及び陽極の製造工程別の垂直断面図。
垂直断面図。
概略斜視図。
電子放出素子のマイクロチップ部の平面図及び該マイク
ロチップ部の尖端部から放出される電子の飛散角度を示
す説明図。
Claims (27)
- 【請求項1】 半導体基板の上に第1マスクを形成する
工程と、 前記第1マスクを用いてリアクチブイオンビーム食刻法
で所定角度の傾斜の異方性食刻を行ってマイクロチップ
部を形成する工程と、 前記第1マスクを食刻し前記マイクロチップ部の形成さ
れた半導体基板の表面に酸化膜を形成する工程と、 前記マイクロチップと所定の間隔で離隔された前記酸化
膜の上に所定の金属を蒸着・パタニングして陽極を形成
する工程と、 前記陽極を第2マスクとして用いて前記陽極の下に形成
された酸化膜を絶縁層として残し、マイクロチップ部上
の酸化膜を取り除く工程と、 前記陽極の上に蛍光体を塗布する工程と、 前記陰極及び陽極の形成された半導体層をガラス基板の
上に実装する工程と、を有することを特徴とする水平電
界効果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記第1マスクの形成工程で、前記第1
マスクはCrで形成されることを特徴とする請求項1に
記載の水平電界効果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項3】 前記マイクロチップ部の形成工程で、前
記異方性食刻は前記基板の水平面から60°〜75°の
角度で行われることを特徴とする請求項1に記載の水平
電界効果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項4】 前記第2マスクとなる陽極の形成工程
で、前記陽極はCrまたはMoよりなることを特徴とす
る請求項1に記載の水平電界効果を有する電子放出素子
の製造方法。 - 【請求項5】 前記蛍光体の塗布工程で、前記蛍光体は
電気移動法により粘着されることを特徴とする請求項1
に記載の水平電界効果を有する電子放出素子の製造方
法。 - 【請求項6】 基板の上にシリコン層を形成する工程
と、 前記シリコン層の上に金属を蒸着・パタニングして尖端
部を有する五角形のマスクを形成する工程と、 前記シリコン層に前記マスクを用いる異方性食刻を行っ
て槍状の尖端部を有するマイクロチップを形成する工程
と、 前記マスクを取り除く工程と、 前記マイクロチップの形成された前記基板の全面にかけ
て絶縁層を形成する工程と、 前記マイクロチップから所定距離有して前記絶縁層の上
にゲート及び陽極をストライプ状にそれぞれ形成する工
程と、 前記ゲート及び陽極をマスクとして前記絶縁層を選択的
に食刻する工程と、 を有することを特徴とする水平電界効果を有する電子放
出素子の製造方法。 - 【請求項7】 前記マスクはAlで形成することを特徴
とする請求項6に記載の水平電界効果を有する電子放出
素子の製造方法。 - 【請求項8】 前記槍状の尖端部を有するマイクロチッ
プを形成する工程は、 前記シリコン層にCF4 /O2 プラズマを用いるリアク
チブイオンエッチング法で垂直下方への異方性食刻を行
ってマイクロチップ構造体を形成する工程と、前記マイ
クロチップ構造体にCF4 /O2 プラズマを用いるリア
クチブイオンビームエッチング法により所定角度の傾斜
で異方性食刻を行って前記マイクロチップ構造体の尖端
部を槍状に形成する工程と、 を有することを特徴とする請求項6に記載の水平電界効
果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項9】 前記尖端部の食刻工程で、前記異方性食
刻の角度は60°〜75°であることを特徴とする請求
項8に記載の水平電界効果を有する電子放出素子の製造
方法。 - 【請求項10】 前記絶縁層はSiO2 酸化膜を蒸着し
て形成することを特徴とする請求項6に記載の水平電界
効果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項11】 前記ゲート及び陽極はリフトオフ法で
形成することを特徴とする請求項6に記載の水平電界効
果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項12】 前記絶縁層を選択的に食刻する工程で
は湿式化学エッチング法を用いることを特徴とする請求
項6に記載の水平電界効果を有する電子放出素子の製造
方法。 - 【請求項13】 前記Alマスクは湿式エッチング法で
取り除くことを特徴とする請求項7に記載の水平電界効
果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項14】 基板と、 前記基板の上に水平方向に尖って形成されて電子が一点
から放出されるように尖端部が槍状に形成されたマイク
ロチップを有する陰極と、 前記陰極の上に第1絶縁層を介して形成された第1ゲー
トと、 前記マイクロチップから所定の間隔を有して前記基板の
上に第2絶縁層を介して形成された第2ゲートと、 前記マイクロチップに対向して前記第2ゲートから所定
の間隔を有して前記基板の上に第3絶縁層を介して形成
された陽極と、 を有することを特徴とする水平電界効果を有する電子放
出素子。 - 【請求項15】 前記マイクロチップは前記槍状の尖端
部と多角柱状の接続部よりなることを特徴とする請求項
14に記載の水平電界効果を有する電子放出素子。 - 【請求項16】 前記マイクロチップの尖端部の傾斜面
は基板面から所定角度をなすように形成されることを特
徴とする請求項15に記載の水平電界効果を有する電子
放出素子。 - 【請求項17】 前記陽極が前記第2ゲートより高くな
るように形成されることを特徴とする請求項14に記載
の水平電界効果を有する電子放出素子。 - 【請求項18】 基板の上にシリコン層を形成する工程
と、 前記シリコン層の上に金属を蒸着・パタニングして尖端
部を有する五角形のマスクを形成する工程と、 前記シリコン層に前記マスクを用いる異方性食刻を行っ
て槍状の尖端部を有するマイクロチップを形成する工程
と、 前記マスクを取り除く工程と、 前記シリコンマイクロチップの形成された前記基板の全
面にかけて下部絶縁層を形成する工程と、 前記下部絶縁層の上に上部絶縁層を形成する工程と、 前記マイクロチップから水平方向に所定距離離隔して前
記上部絶縁層の上に陽極をストライプ状に形成する工程
と、 前記陽極をマスクとして前記上部絶縁層を選択的に食刻
する工程と、 前記マイクロチップの上部及び前記マイクロチップと前
記陽極との間に形成された前記下部絶縁層の上部にそれ
ぞれ第1ゲート及び第2ゲートを形成する工程と、 前記第1ゲート、第2ゲート及び陽極をマスクとして前
記下部絶縁層を選択的に食刻する工程と、 を有することを特徴とする水平電界効果を有する電子放
出素子の製造方法。 - 【請求項19】 前記マスクはAlで形成することを特
徴とする請求項18に記載の水平電界効果を有する電子
放出素子の製造方法。 - 【請求項20】 前記槍状の尖端部を有するマイクロチ
ップを形成する工程は、 前記シリコン層にCF4 /O2 プラズマを用いるリアク
チブイオンエッチング方法で垂直下方への異方性食刻を
行ってマイクロチップ構造体を形成する工程と、 前記マイクロチップ構造体にCF4 /O2 プラズマを用
いるリアクチブイオンビームエッチング法により所定角
度の傾斜で異方性食刻を行って前記マイクロチップ構造
体の尖端部を槍状で食刻する工程と、 を有することを特徴とする請求項18に記載の水平電界
効果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項21】 前記尖端部を槍状で食刻する工程で、
前記異方性食刻の角度は60°〜75°であることを特
徴とする請求項20に記載の水平電界効果を有する電子
放出素子の製造方法。 - 【請求項22】 前記下部絶縁層は高温工程でSiO2
酸化膜を蒸着して形成することを特徴とする請求項18
に記載の水平電界効果を有する電子放出素子の製造方
法。 - 【請求項23】 前記上部絶縁層はプラズマ強化化学気
相蒸着法で窒化物を蒸着して形成されることを特徴とす
る請求項18に記載の水平電界効果を有する電子放出素
子の製造方法。 - 【請求項24】 前記陽極はリフトオフ法で形成するこ
とを特徴とする請求項18に記載の水平電界効果を有す
る電子放出素子の製造方法。 - 【請求項25】 前記第1ゲート及び第2ゲートはリフ
トオフ法で形成することを特徴とする請求項18に記載
の水平電界効果を有する電子放出素子の製造方法。 - 【請求項26】 前記上部絶縁層及び下部絶縁層を選択
的に食刻する工程では湿式化学エッチング法を用いるこ
とを特徴とする請求項18に記載の水平電界効果を有す
る電子放出素子の製造方法。 - 【請求項27】 前記Alマスクは湿式エッチング法で
取り除くことを特徴とする請求項19に記載の水平電界
効果を有する電子放出素子の製造方法。
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