JP3304925B2 - MIM type cold cathode device and method of manufacturing the same - Google Patents

MIM type cold cathode device and method of manufacturing the same

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  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子に関
し、より詳細には、平面状の電子放出面を有する冷陰極
素子であって、その表面からの電子放出性を向上させ
る、電子放出面を有する金属/絶縁体/金属型(又はM
IM型)の平面型の冷陰極素子及びその製造方法に関す
るものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electron-emitting device, and more particularly, to a cold-cathode device having a flat electron-emitting surface, the electron-emitting surface having an improved electron-emitting property from the surface. Metal / insulator / metal mold (or M
(IM type) cold cathode device and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ディスプレイ(画像表示装置)の
画像表示面の大型化、高精細化、高精彩化、広視野角
化、高画質化等の要望が一段と高まり、しかも、これら
を実現させる可能性の高い、従来のCRTディスプレイ
に代替するフラットパネルディスプレイ(平面画像)化
の方向が進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for a larger image display surface of a display (image display device), higher definition, higher definition, a wider viewing angle, higher image quality, and the like have been further increased, and these are realized. There is a high possibility that a flat panel display (flat image) replacing a conventional CRT display will be used.

【0003】このようなフラットパネルディスプレイと
して、近年、プラズマディスプレイや、液晶パネルディ
スプレイや、正面伝導型電子放出素子ディスプレイ(S
CE型ディスプレイ)等が挙げられる。
In recent years, as such flat panel displays, plasma displays, liquid crystal panel displays, and front-conduction type electron-emitting device displays (S
CE-type display).

【0004】そこで、従来から、このようなディスプレ
イに用いられる電子放出素子としては、熱陰極素子と冷
陰極素子等が知られている。このうち冷陰極素子として
は、例えば、表面伝導型放出素子、電界放出型素子(F
E型)、金属/絶縁体/金属型放出素子(MIM型)等
を挙げることができる。
In view of the above, hot cathode devices, cold cathode devices, and the like are conventionally known as electron-emitting devices used in such displays. Among them, examples of the cold cathode device include a surface conduction type emission device and a field emission type device (F
E type), metal / insulator / metal type emission element (MIM type), and the like.

【0005】また、これらの冷陰極素子は、熱陰極素子
と比較して低温で電子放出して、そのための加熱ヒータ
ーを要せず、構造が単純で、微細な素子の形成を可能に
するものである。また、基板上に高密度化させられる。
また、熱陰極素子がヒーターの加熱により動作するた
め、応答速度が遅いのとは異なり、この冷陰極素子は、
応答速度が速い利点も有している。
Further, these cold cathode devices emit electrons at a lower temperature than the hot cathode device, do not require a heater for that purpose, have a simple structure, and enable formation of fine devices. It is. Further, the density can be increased on the substrate.
Also, since the hot cathode element operates by heating the heater, unlike the response speed is slow, this cold cathode element is
It also has the advantage of fast response speed.

【0006】そこで、このようなMIM型の冷陰極素子
として、従来から知られているものとしては、例えば、
図1に示す如く、基板1上の金属又は半導体層2上に絶
縁体層3を設け、更にその上に表面金属層4を形成され
ているのが、一般的なMIM型の冷陰極素子である。こ
こで、金属又は半導体層2と上部の金属層4との間に電
圧Eを印加することで電子を放出する。
Accordingly, as such a conventional MIM type cold cathode device, for example, the following are known.
As shown in FIG. 1, an insulator layer 3 is provided on a metal or semiconductor layer 2 on a substrate 1, and a surface metal layer 4 is further formed thereon. This is a general MIM type cold cathode device. is there. Here, electrons are emitted by applying a voltage E between the metal or semiconductor layer 2 and the upper metal layer 4.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述す
る如くの、従来の平面電子放出源であるMIM型の冷陰
極素子では、散乱を小さくするために、その放出面の表
面層の厚さを薄くするとシート抵抗が増大し、電圧を効
果的に、均一に印加させることが困難になる傾向にあっ
た。
However, in the MIM type cold cathode device which is a conventional planar electron emission source as described above, the thickness of the surface layer on the emission surface is reduced in order to reduce scattering. Then, the sheet resistance increases, and it tends to be difficult to apply a voltage effectively and uniformly.

【0008】その結果、従来の平面電子放出源では、近
年の画像表示面の一層の大型化、高精細化、高精彩化、
広視野角化、高画質化、平面化等に十分に対処できるも
のではなく、未だ満足されるディスプレイ用の電子放出
素子が得られていないのが実状である。
As a result, in the conventional planar electron emission source, in recent years, the image display surface has been increased in size, definition, and definition.
It is not possible to sufficiently cope with a wide viewing angle, a high image quality, a flat surface, and the like, and in reality, a satisfactory electron-emitting device for a display has not yet been obtained.

【0009】従って、本発明の目的は、電子放出面を有
するMIM型の冷陰極素子であり、その素子の低抵抗化
を図り、電子の放出効率やその面からの放出の均斉度を
向上させるMIM型の冷陰極素子を提供することであ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a MIM-type cold cathode device having an electron emission surface, to reduce the resistance of the device, and to improve the electron emission efficiency and the uniformity of emission from the surface. An MIM type cold cathode device is provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述する課題に鑑みて、鋭意検討した結果、基板上に順
次に第1電極層、絶縁層及び第2電極層を多層成膜され
てなるMIM型の電子放出面を有する冷陰極素子におい
て、前記絶縁層上に設ける前記第2電極層の電気特性に
着目することにより、電子放出表面から効率よく電子を
放出できる方法を見出して、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
In view of the above-mentioned problems, as a result of intensive studies, a cold cathode device having an MIM-type electron emission surface in which a first electrode layer, an insulating layer, and a second electrode layer are sequentially formed on a substrate in a multilayered manner, By focusing on the electrical characteristics of the second electrode layer provided on the insulating layer, the inventors have found a method capable of efficiently emitting electrons from the electron emission surface, and have completed the present invention.

【0011】そこで、本発明は、基板上に順に第1電極
層、絶縁層及び第2電極層を多層成膜されてなるMIM
型で、平面型で、放出効率が高く、面放出が均斉である
電子放出面を有する冷陰極素子を提供する。
Accordingly, the present invention provides an MIM in which a first electrode layer, an insulating layer, and a second electrode layer are sequentially formed on a substrate in multiple layers.
Provided is a cold-cathode device having an electron emission surface which is of a type, a plane type, has a high emission efficiency and a uniform surface emission.

【0012】すなわち、本発明は、第1電極層が、金属
又は半導体層からなり、且つ第1電極層上の絶縁層上部
に設ける第2電極に着目して、この第2電極の電気特性
を容易にコントロールできる構造体にするために、絶縁
層上に設ける電子放出面であるシート状の金属面上に、
所定の間隔で、この電子放出面とは電気特性を異にする
金属をパターン電極として設けていることを特徴とする
MIM型の冷陰極素子である。
That is, the present invention focuses on the second electrode provided on the insulating layer on the first electrode layer, wherein the first electrode layer is made of a metal or a semiconductor layer, and the electric characteristics of the second electrode are changed. In order to make the structure easily controllable, on a sheet-like metal surface that is an electron emission surface provided on the insulating layer,
A MIM-type cold cathode device characterized in that a metal having an electrical characteristic different from that of the electron emission surface is provided as a pattern electrode at predetermined intervals.

【0013】また、本発明は、上述する冷陰極素子とは
別の態様であり、すなわち、上述する如くのMIM型の
冷陰極素子であって、その電子放出面の平坦化を、より
容易に、より高めることができる構造体であって、基板
上に順に第1電極層、絶縁層、上述する同様のパターン
電極である第2電極層を多層成膜し、平坦化処理後に、
更に電子放出面となるシート状の金属層を設けているこ
とを特徴とするMIM型の冷陰極素子である。
Further, the present invention is another embodiment different from the above-described cold cathode device, that is, the MIM type cold cathode device as described above, wherein the flattening of the electron emission surface can be more easily performed. A first electrode layer, an insulating layer, and a second electrode layer, which is a similar pattern electrode as described above, are sequentially formed on the substrate in multiple layers, and after a planarization process,
The MIM type cold cathode device further includes a sheet-shaped metal layer serving as an electron emission surface.

【0014】これにより、電子放出面上に第2電極層と
して、例えば、この電子放出面の金属より低抵抗のパタ
ーン電極を設けることで、構造的に、電子放出面が平坦
化され易く、しかも、電子放出金属を薄くしても素子の
シート抵抗は上がらず、電子の放出効率、電子放出の面
均斉度を向上させることができる。
By providing a pattern electrode having a lower resistance than the metal of the electron emission surface, for example, as the second electrode layer on the electron emission surface, the electron emission surface is easily flattened structurally, and Even if the electron-emitting metal is thinned, the sheet resistance of the device does not increase, and the electron emission efficiency and the surface uniformity of electron emission can be improved.

【0015】また、本発明は、基板上に順次に第1電極
層、絶縁層及び第2電極層を多層成膜させてなる、上述
する如くの、優れた電子放出性表面を有するMIM型冷
陰極素子の製造方法を提供する。
The present invention also provides a MIM type cold electrode having an excellent electron-emitting surface as described above, in which a first electrode layer, an insulating layer and a second electrode layer are sequentially formed on a substrate in multiple layers. Provided is a method for manufacturing a cathode device.

【0016】すなわち、その第1の製造方法は、基板上
に順次に第1電極層、絶縁層及び電子放出面となるシー
ト状に積層形成された平坦な金属層上に、更に、犠牲層
を形成させた後、フォトレジストを所定のパターンで形
成させて、このフォトレジストのパターンマスクを介し
て、犠牲層を選択的に除去した後に、第2電極層を形成
させる低電気抵抗材を選択的に堆積させる。
That is, in the first manufacturing method, a sacrificial layer is further formed on a flat metal layer which is sequentially laminated on a substrate in the form of a first electrode layer, an insulating layer and an electron emission surface. After the formation, a photoresist is formed in a predetermined pattern. After the sacrificial layer is selectively removed through a pattern mask of the photoresist, a low electric resistance material for forming the second electrode layer is selectively formed. To be deposited.

【0017】次いで、このフォトレジストをパターンマ
スクに用いて、残留しているレジストをエッチングで除
去し、更に表出する犠牲層を異方性エッチングで除去す
ることを特徴とするものである。
Next, using the photoresist as a pattern mask, the remaining resist is removed by etching, and the exposed sacrificial layer is removed by anisotropic etching.

【0018】また、その電子放出面の平坦化をより高め
て、放出効率及びその面放出の均斉度を向上させる本発
明による第2の製造方法としては、上述する第1の製造
方法に比べて大きく異なる点は、先に絶縁層上にパター
ン電極として第2電極を設け、平坦化処理後のその面
に、電子放出面となるシート状の金属層を設けることを
特徴とするものである。
Further, the second manufacturing method according to the present invention for further improving the flattening of the electron emission surface and improving the emission efficiency and the uniformity of the surface emission thereof is different from the first manufacturing method described above. A major difference is that a second electrode is first provided as a pattern electrode on an insulating layer, and a sheet-shaped metal layer serving as an electron emission surface is provided on the surface after the planarization process.

【0019】すなわち、基板上に第1電極層を積層成膜
させた後、この第1電極層上に所定のパターンマスクを
介して、第1溝パターンを形成する。
That is, after forming a first electrode layer on the substrate by lamination, a first groove pattern is formed on the first electrode layer via a predetermined pattern mask.

【0020】次いで、第1電極層上に絶縁層を積層成膜
させた後、第1溝パターンと相似するパターンマスクを
介して、絶縁層上に第2溝パターンを形成する。
Next, an insulating layer is laminated and formed on the first electrode layer.
After that, a second groove pattern is formed on the insulating layer via a pattern mask similar to the first groove pattern .

【0021】次いで、この第2溝パターンに第2電極層
を形成させる低電気抵抗材を選択的に堆積させる。
Next, a low electric resistance material for forming a second electrode layer is selectively deposited on the second groove pattern.

【0022】次いで、この第2電極層を絶縁層の面に合
わせて平坦化させた後、全面にシート状の金属層を形成
させる。次いで、必要に応じて、従来から公知の方法
で、この金属層を容易に、より平坦化される電子放出面
にすることができる。
Next, after flattening the second electrode layer to the surface of the insulating layer, a sheet-like metal layer is formed on the entire surface. Then, if necessary, the metal layer can be easily made a flattened electron emission surface by a conventionally known method.

【0023】以上により、製造過程で電子放出面を汚染
させることを著しく低減することができ、また、電子放
出面を、より効果的に、より容易に平坦にすることを可
能にするMIM型の冷陰極素子の製造方法を提供するこ
とができる。
As described above, the contamination of the electron emission surface during the manufacturing process can be significantly reduced, and the MIM type electron emission surface can be more effectively and easily flattened. A method for manufacturing a cold cathode device can be provided.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下に、図1〜図3を参照して、
本発明による基板上に、順次に第1電極層、絶縁層及び
第2電極層を多層成膜されてなるMIM型で、電子放出
表面を有する冷陰極素子及びその製造方法について、そ
の実施の形態を更に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
An embodiment of a MIM-type cold cathode device having an electron emission surface and a method of manufacturing the same in which a first electrode layer, an insulating layer, and a second electrode layer are sequentially formed on a substrate according to the present invention in multiple layers is described. Will be further described.

【0025】そこで、本発明において、第2電極層は、
既に上述する如く、図1に示すように電子放出面4上に
接続させる第2電極層が、フェースアップ型で形成され
てもよく、また、既に上述する如く、図2に示すように
電子放出面4上に、フェースダウン型で形成されてもよ
い。
Therefore, in the present invention, the second electrode layer comprises:
As already described above, the second electrode layer connected to the electron emission surface 4 as shown in FIG. 1 may be formed in a face-up type, and as already described above, the electron emission layer may be formed as shown in FIG. A face-down type may be formed on the surface 4.

【0026】このように形成される第2電極層は、本発
明において、好ましくは、この電子放出面4の電気抵抗
よりは、低い電気抵抗を有することが好適である。
In the present invention, the second electrode layer thus formed preferably has an electric resistance lower than the electric resistance of the electron emission surface 4.

【0027】また、これらの何れの場合においても、所
定のパターンで容易に形成することが可能であり、しか
も、そのパターン電極の幅、その膜厚を所望厚に適宜形
成することができるものである。
In any of these cases, it can be easily formed in a predetermined pattern, and the width of the pattern electrode and the film thickness can be appropriately formed to a desired thickness. is there.

【0028】従って、この第2電極層の電気特性、特
に、本発明において、その電気抵抗を、材料的にも、体
積的にも、面積的にも容易にコントロールさせて、形成
できる構造体である。
Therefore, the electric characteristics of the second electrode layer, in particular, in the present invention, the electric resistance of the second electrode layer can be easily controlled in terms of material, volume and area to form a structure which can be formed. is there.

【0029】また、この第2電極層材として、好ましく
は、良電導体である金属材からなる電極であることが好
適である。
The second electrode layer material is preferably an electrode made of a metal material which is a good conductor.

【0030】また、この電子放出面は、好ましくは、電
子放出の面特性を高めるためから、より平坦であること
が好適である。そのために、本発明おいては、その金属
材及びその形成方法及びその膜厚にもよるが、必要に応
じて、従来から公知である平坦化処理を適宜に用いるこ
とができる。
The electron emission surface is preferably flatter in order to improve the surface characteristics of electron emission. Therefore, in the present invention, a conventionally known flattening treatment can be appropriately used as needed, depending on the metal material, its forming method and its film thickness.

【0031】そこで、図1に示す実施の形態は、本発明
による、既に上述する、いわゆるフェースアップ型のも
のである。図1において、この電子放出面である金属層
4は、電子の放出効率を向上させるため、その膜厚は、
通常、10nm程度にするのが好ましい。また、均一な
成膜が可能であれば、好ましくは、10nmより薄膜で
あることが、より好適である。
The embodiment shown in FIG. 1 is a so-called face-up type according to the present invention, which has already been described above. In FIG. 1, the metal layer 4 which is the electron emission surface has a thickness of:
Usually, it is preferably about 10 nm. In addition, if a uniform film can be formed, it is more preferable that the thickness be smaller than 10 nm.

【0032】また、既に上述する如く、この電子放出面
上に、フェースアップ型又はフェースダウン型で形成す
る第2電極層5は、本発明おいて、バイアス電圧を印加
する際のシート抵抗を低減するために設けているもので
ある。従って、この両者の何れのタイプ(型)において
も、第2電極層は、電気的に密着接続(導通)されてい
ることが重要である。
As described above, the face-up or face-down type second electrode layer 5 formed on the electron emission surface reduces the sheet resistance when a bias voltage is applied in the present invention. It is provided for the purpose. Therefore, it is important that the second electrode layer is electrically connected (conductive) in both types (types).

【0033】このような抵抗低減化の目的で設ける第2
電極層5の厚さは、均一性を確保するためから、好まし
くは、10nmより厚くすることが好適である。
The second provided for the purpose of reducing the resistance as described above
The thickness of the electrode layer 5 is preferably more than 10 nm in order to ensure uniformity.

【0034】ここで、バイアス電圧は、基板1上の金属
又は半導体からなる第1電極層2と上述するこの第2電
極層5との間にバイアス電圧を印加することにより、こ
の電子放出面4から、電子を真空中へ放出することがで
きる。また、この電子は、被電極層5の電子放出面4の
表面部位から放出される。
Here, the bias voltage is applied to the electron emission surface 4 by applying a bias voltage between the first electrode layer 2 made of metal or semiconductor on the substrate 1 and the second electrode layer 5 described above. Can release electrons into the vacuum. The electrons are emitted from the surface of the electron emission surface 4 of the electrode-receiving layer 5.

【0035】以上から、この第1電極層5は、そのシー
ト抵抗が十分小さくするために、好ましくは、その断面
積を大きくすることが好適であり、本発明においては、
既に上述する理由により、このような抵抗の調整を、こ
の電極層5を形成する際に、構造的に適宜容易に形成す
ることができるものである。
As described above, in order to sufficiently reduce the sheet resistance of the first electrode layer 5, it is preferable to increase the cross-sectional area thereof.
For the reason described above, such adjustment of the resistance can be easily and appropriately formed structurally when the electrode layer 5 is formed.

【0036】またシート抵抗低減用の金属層は、特に金
属である必要はなく、例えばドーピングしたポリシリコ
ンなどの導電性の半導体膜でもよい。
The metal layer for reducing the sheet resistance does not need to be a metal, but may be a conductive semiconductor film such as doped polysilicon.

【0037】また、図2(a)に示す実施の形態は、本
発明による、既に上述する、いわゆるフェースダウン型
のものである。
The embodiment shown in FIG. 2A is a so-called face-down type according to the present invention, which has already been described above.

【0038】このようなフェースダウン型にするため
に、図2(b)に示す如く、基板1上に積層成膜する第
1電極層2に、予め、第2電極層5をパターン形成する
ための第1溝パターンの8a、8b、8cを形成し、第
2の電極層用のための溝を形成しておくことが、既に上
述するフェースアップ型(図1参照)と相違する特徴で
ある。
In order to form such a face-down type, as shown in FIG. 2 (b), a second electrode layer 5 is previously formed in a pattern on a first electrode layer 2 which is laminated and formed on a substrate 1. The formation of the first groove pattern 8a, 8b, 8c and the formation of a groove for the second electrode layer is a feature different from the face-up type (see FIG. 1) already described above. .

【0039】次いで、この溝パターンに相似形である絶
縁層3を形成する。即ち、この絶縁層に、第2電極層5
のパターンに相当する第2溝パターンの9a、9b、9
cを、雄雌の関係になるように形成しておくことが特徴
である。
Next, an insulating layer 3 having a shape similar to the groove pattern is formed. That is, the second electrode layer 5
9a, 9b, 9 of the second groove pattern corresponding to the pattern
The feature is that c is formed so as to have a male-female relationship.

【0040】そこで、このような下地構造体上に、図2
(a)に示す如く、フェースダウン型に第2電極層5と
電子放出面4を形成するものである。
Therefore, on such a base structure, FIG.
As shown in FIG. 3A, the second electrode layer 5 and the electron emission surface 4 are formed face-down.

【0041】以上から、このようにフェースダウン型に
することにより、図2(a)から明らかなように、全く
障害物のない平面状であることから、必要に応じて、従
来から公知である平坦化法で、最終的に得られる冷陰極
素子が有する電子放出面4を平坦にすることが容易であ
ることがよく判る。
As described above, by adopting the face-down type as described above, as is apparent from FIG. 2A, a flat shape without any obstruction is obtained. It can be clearly seen that the flattening method makes it easy to flatten the electron emission surface 4 of the finally obtained cold cathode device.

【0042】そこで、図3を参照して、以下に、上述す
るフェースアップ型の本発明によるMIM型の電子放出
表面を有する冷陰極素子を一例として、その製造方法の
実施形態を更に説明する。
With reference to FIG. 3, an embodiment of the manufacturing method of the above-described face-up type cold cathode device having the MIM type electron emission surface according to the present invention will be further described below as an example.

【0043】図3(a)に示す如く、基板1上に、通常
の方法で、順次に第1電極層2、絶縁層3及び金属であ
って、電子放出面となる金属層4を多層に積層成膜す
る。
As shown in FIG. 3A, a first electrode layer 2, an insulating layer 3, and a metal layer 4 which is a metal and is an electron emission surface are sequentially formed on the substrate 1 in a multilayer manner. A multilayer film is formed.

【0044】次いで、犠牲層7を形成した後、その上に
フォトレジストを所定のパターンで形成させて、このフ
ォトレジストのパターンマスク6を介して、図3(b)
に示す如く、犠牲層7を異方性エッチングで選択的に除
去する。
Next, after the sacrificial layer 7 is formed, a photoresist is formed thereon in a predetermined pattern, and the photoresist is formed through the photoresist pattern mask 6 in FIG.
As shown in FIG. 7, the sacrificial layer 7 is selectively removed by anisotropic etching.

【0045】ここで、この犠牲層7に用いる材質は、金
属層4をエッチングに対する耐性又は選択性を有する、
例えば、酸化アルミニウム、SiO2 等の金属酸化物が
好適である。ここで、酸化アルミニウムの場合には、例
えば金属層4がアルミニウムを用いている場合に、例え
ば、陽極酸化法で容易に形成させることができる。
Here, the material used for the sacrificial layer 7 is such that the metal layer 4 has resistance or selectivity to etching.
For example, metal oxides such as aluminum oxide and SiO 2 are preferable. Here, in the case of aluminum oxide, for example, when the metal layer 4 uses aluminum, it can be easily formed by, for example, an anodic oxidation method.

【0046】次いで、図3(c)に示す如く、例えば、
スパッタリング等で第2電極層5を形成させる低電気抵
抗材を選択的に堆積させる。この際には、好ましくは、
この堆積厚さの目安として、パターン溝内に堆積する膜
厚が、図3(c)から明らかなように、犠牲層7よりは
多少高くなるようにするのが好適である。
Next, as shown in FIG.
A low electric resistance material for forming the second electrode layer 5 is selectively deposited by sputtering or the like. In this case, preferably,
As a measure of the deposition thickness, it is preferable that the film thickness deposited in the pattern groove is slightly higher than the sacrificial layer 7, as is apparent from FIG.

【0047】その理由として、図3(d)に示す如く、
前工程で残留するフォトレジスト6及びその層上の第2
電極層材を含めて、リフトオフで剥離除去後の、形成さ
れる第2電極層5面の洗浄を容易にするからである。
The reason is as shown in FIG.
The photoresist 6 remaining in the previous step and the second on the layer
This is because the surface of the second electrode layer 5 to be formed can be easily cleaned after removal and removal by lift-off, including the electrode layer material.

【0048】次いで、このエッチングで除去後、表出す
る前記犠牲層7[図3(d)参照]を異方性エッチング
で除去することにより、図3(e)に示す如く、電子放
出金属層4に第2電極層5を密着接続する方法が、いわ
ゆるフェースアップ型であるMIM型の冷陰極素子が得
られる。
Next, after being removed by this etching, the exposed sacrificial layer 7 (see FIG. 3D) is removed by anisotropic etching to obtain an electron-emitting metal layer as shown in FIG. As a method of closely connecting the second electrode layer 5 to the fourth electrode 4, a so-called face-up type MIM type cold cathode device can be obtained.

【0049】このように犠牲層7を中間工程として用い
ることにより、電子放出面4が、製造の最終工程迄、完
全にカバーされて、汚染されることを完全に防止できる
ことがこの製造方法の特徴である。
As described above, by using the sacrificial layer 7 as an intermediate step, the electron emission surface 4 can be completely covered and completely prevented from being contaminated until the final step of the production. It is.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上から、本発明によれば、電子放出面
を有するMIM型の冷陰極素子において、この電子放出
面の金属面上に、いわゆる、フェースアップ型又はフェ
ースダウン型で、この電子放出金属面より低電気抵抗の
パターン電極層(第2電極層)を接続形成することによ
り、構造的に、電子放出面が平坦化され易く、しかも、
表面層を薄くしても冷陰極素子のシート抵抗の影響を低
減でき、電子放出に際しての印加電圧の制御性が向上さ
れ、しかも、放出効率、電子放出の面均斉度を向上させ
ることができる。
As described above, according to the present invention, in a MIM type cold cathode device having an electron emitting surface, a so-called face-up type or face-down type By connecting and forming a pattern electrode layer (second electrode layer) having a lower electric resistance than the emission metal surface, the electron emission surface is easily flattened structurally, and
Even if the surface layer is thinned, the influence of the sheet resistance of the cold cathode device can be reduced, the controllability of the applied voltage at the time of electron emission is improved, and the emission efficiency and the surface uniformity of electron emission can be improved.

【0051】また、本発明によれば、電子放出面を汚染
させることを著しく低減させることができ、また、電子
放出面を一層、平坦にすることを可能にするMIM型の
冷陰極素子の製造方法を提供できる。
Further, according to the present invention, it is possible to remarkably reduce the contamination of the electron emission surface, and to manufacture a MIM type cold cathode device capable of further flattening the electron emission surface. We can provide a method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるMIM型冷陰極素子の実施例の概
念断面斜視図である。
FIG. 1 is a schematic sectional perspective view of an embodiment of a MIM type cold cathode device according to the present invention.

【図2】本発明によるMIM型冷陰極素子の他の実施例
の概念断面斜視図である。
FIG. 2 is a conceptual sectional perspective view of another embodiment of the MIM type cold cathode device according to the present invention.

【図3】本発明によるMIM型の冷陰極素子の製造方法
を説明する工程図である。
FIG. 3 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a MIM-type cold cathode device according to the present invention.

【図4】従来法によるMIM型の冷陰極素子の概略断面
図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional MIM type cold cathode device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 第1電極層(金属層又は半導体層) 3 絶縁層 4 電子放出面(又は電子放出金属層) 5 第2電極層 6 フォトレジスト 7 犠牲層 8a,8b,8c 第1溝パターン 9a,9b,9c 第2溝パターン Reference Signs List 1 substrate 2 first electrode layer (metal layer or semiconductor layer) 3 insulating layer 4 electron emission surface (or electron emission metal layer) 5 second electrode layer 6 photoresist 7 sacrificial layer 8a, 8b, 8c first groove pattern 9a, 9b, 9c Second groove pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 1/312 H01J 9/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 1/312 H01J 9/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に順次に第1電極層、絶縁層及び第
2電極層を多層成膜させてなる電子放出面を有するMI
M型の冷陰極素子において、前記第1電極層が、金属又
は半導体層からなり、前記絶縁層上の全面に、シート状
の金属層を設け、前記シート状の金属層上に、所定の間
隔でパターン形成されてなる前記第2電極層を有し、且
つ前記第2電極層の間の被電極金属層を、前記電子放出
面とすることを特徴とするMIM型の冷陰極素子。
An MI having an electron emission surface formed by sequentially forming a multilayer of a first electrode layer, an insulating layer and a second electrode layer on a substrate.
In the M-type cold cathode device, the first electrode layer is made of a metal or a semiconductor layer, a sheet-shaped metal layer is provided on the entire surface of the insulating layer, and a predetermined interval is provided on the sheet-shaped metal layer. An MIM-type cold cathode device, comprising: the second electrode layer patterned by the method described above; and using a metal layer to be electroded between the second electrode layers as the electron emission surface.
【請求項2】前記第2電極層が、前記電子放出面の金属
層の電気抵抗より、低い電気抵抗を有することを特徴と
する請求項1に記載のMIM型の冷陰極素子。
2. The MIM type cold cathode device according to claim 1, wherein the second electrode layer has a lower electric resistance than an electric resistance of the metal layer on the electron emission surface.
【請求項3】前記電子放出面の金属層が、平坦化されて
いることを特徴とする請求項1又は2記載のMIM型の
冷陰極素子。
3. The MIM type cold cathode device according to claim 1, wherein the metal layer on the electron emission surface is flattened.
【請求項4】基板上に順次に第1電極層、絶縁層及び第
2電極層を多層成膜させてなる電子放出面を有するMI
M型の冷陰極素子において、前記第1電極層が、金属又
は半導体層からなり、且つ前記第1電極層が所定の第1
溝パターンを有し、前記絶縁層が前記第1溝パターンに
相似形である第2溝パターンを有し、前記第2電極層
が、前記第2溝パターンを埋めるようにして設けられ、
且つ前記絶縁層面に合わせて平坦化されてなる平坦面に
形成する金属層を、前記電子放出面とすることを特徴と
するMIM型の冷陰極素子。
4. An MI having an electron emission surface formed by sequentially forming a multilayer of a first electrode layer, an insulating layer and a second electrode layer on a substrate.
In the M-type cold cathode device, the first electrode layer is made of a metal or a semiconductor layer, and the first electrode layer is a predetermined first electrode layer.
A groove pattern, wherein the insulating layer has a second groove pattern similar to the first groove pattern, and the second electrode layer is provided so as to fill the second groove pattern;
In addition, a metal layer formed on a flat surface which is flattened in accordance with the insulating layer surface is used as the electron emission surface.
【請求項5】前記第2電極層が、前記電子放出面の金属
層の電気抵抗より、低い電気抵抗を有することを特徴と
する請求項4に記載のMIM型の冷陰極素子。
5. The MIM-type cold cathode device according to claim 4, wherein the second electrode layer has an electric resistance lower than an electric resistance of the metal layer on the electron emission surface.
【請求項6】前記第2電極層が、金属電極であることを
特徴とする請求項4又は5に記載のMIM型の冷陰極素
子。
6. The MIM type cold cathode device according to claim 4, wherein said second electrode layer is a metal electrode.
【請求項7】前記電子放出面の金属層が、平坦化されて
いることを特徴とする請求項4〜6の何れかに記載のM
IM型の冷陰極素子。
7. The M according to claim 4, wherein the metal layer on the electron emission surface is flattened.
IM type cold cathode device.
【請求項8】基板上に順次に第1電極層、絶縁層及び第
2電極層を多層成膜させてなる電子放出面を有するMI
M型冷陰極素子の製造方法において、 前記基板上に順次に前記第1電極層、前記絶縁層及びシ
ート状の金属層を積層成膜させる工程と、 更に、犠牲層を形成させた後、フォトレジストを所定の
パターンで形成させて、前記フォトレジストのパターン
マスクを介して、前記犠牲層を選択的に除去する工程
と、 次いで、前記第2電極層を形成させる低電気抵抗材を選
択的に堆積させる工程と、 次いで、前記フォトレジストのパターンマスクに用いて
残留しているフォトレジストをエッチングで除去し、且
つ表出する前記犠牲層を異方性エッチングで除去する工
程と、を有することを特徴とするMIM型冷陰極素子の
製造方法。
8. An MI having an electron emission surface in which a first electrode layer, an insulating layer, and a second electrode layer are sequentially formed on a substrate in multiple layers.
In the method for manufacturing an M-type cold cathode device, a step of sequentially laminating and forming the first electrode layer, the insulating layer, and a sheet-like metal layer on the substrate; and further, after forming a sacrificial layer, Forming a resist in a predetermined pattern, and selectively removing the sacrificial layer via the pattern mask of the photoresist; and then selectively removing a low electrical resistance material for forming the second electrode layer. Depositing, and then removing the remaining photoresist by etching using the photoresist pattern mask, and removing the exposed sacrificial layer by anisotropic etching. A method for manufacturing a MIM type cold cathode device, which is characterized by the following.
【請求項9】基板上に順次に第1電極層、絶縁層及び第
2電極層を多層成膜させてなる電子放出面を有するMI
M型冷陰極素子の製造方法において、 前記基板上に前記第1電極層を積層成膜させた後、前記
第1電極層上に所定のパターンマスクを介して、第1溝
パターンを形成する工程と、 次いで、前記第1電極層上に前記絶縁層を積層成膜させ
た後、前記第1溝パターンと相似するパターンマスクを
介して、前記絶縁層上に第2溝パターンを形成する工程
と、 次いで、前記第2溝パターンに前記第2電極層を形成さ
せる低電気抵抗材を選択的に堆積させる工程と、 次いで、前記絶縁層の面に合わせて平坦化させた後、全
面にシート状の金属層を形成させた後、少なくとも平坦
化処理を施して、前記電子放出面を形成する工程と、 を有することを特徴とするMIM型冷陰極素子の製造方
法。
9. An MI having an electron emission surface in which a first electrode layer, an insulating layer, and a second electrode layer are sequentially formed on a substrate in multiple layers.
In the method for manufacturing an M-type cold cathode device, a step of forming a first groove pattern on the first electrode layer via a predetermined pattern mask after forming the first electrode layer on the substrate by lamination. Next, the insulating layer is laminated and formed on the first electrode layer.
And then, through a pattern mask similar to the first groove pattern, and forming a second groove pattern on the insulating layer, then, low electricity to form the second electrode layer on said second groove pattern A step of selectively depositing a resistive material, and then, after flattening according to the surface of the insulating layer, forming a sheet-shaped metal layer on the entire surface, performing at least a flattening process, Forming an emission surface; and a method for manufacturing a MIM-type cold cathode device.
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