JP3405584B2 - 微小多極真空管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電界放出型の微小多極
真空管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体スイッチング素子の動作速度は、
固体中におけるキャリアの移動度によって決まるため、
真空中において電子を移動させる３極真空管のそれより
大幅に遅い。現在、半導体スイッチング素子の動作速度
を向上させるべく種々の研究がなされているが、すでに
限界に近付いている。

【０００３】このような事情から、最近では半導体加工
技術を利用して形成された電界放出型の冷陰極（エミッ
タ）を用いる微小多極真空管の研究が活発に行なわれて
いる。その代表的な例としては、スピント（C.A.Spind
t）らが、Journal of AppliedPhysics, Vol.47,5248(19
76) に記載したものが知られている。

【０００４】上記文献に記載されているものは、Ｓｉ単
結晶基板上にＳｉＯ₂ 絶縁層とゲート電極層とを形成し
た後、両層に直径約1.5 μｍ程度の穴をあけ、この穴の
中に電界放出を行なう円錐状のエミッタを蒸着法によっ
て形成している。具体的には、Ｓｉ単結晶基板上にＳｉ
Ｏ₂ 絶縁層をＣＶＤ法等の堆積法で形成し、その上にＭ
ｏ層あるいはＡｌ層からなるゲート電極層をスパッタリ
ング法で形成する。そして、両層にエッチングによって
ピンホールをあけた後、基板を回転させながらエミッタ
となる金属、たとえばＭｏを垂直方向から真空蒸着し、
ゲート電極上にＭｏが堆積されるにしたがってピンホー
ルの開口端の直径が徐々に小さくなる現象を利用して、
ピンホール内の基板上に円錐型のエミッタを堆積形成す
る。そして、これらエミッタに対向させてアノード電極
を配置して微小多極真空管を完成させるようにしてい
る。

【０００５】しかし、この方法では、回転蒸着法を利用
して、ピンホール内に円錐状のエミッタを形成している
ため、多数のエミッタを同一基板上に同時に形成したと
き、各エミッタの高さや先端部の形状にばらつきが生じ
易いばかりか、電界放出効率の向上に不可欠なエミッタ
先端部の尖鋭度を上げることが困難であった。また、こ
の方法では、原理的にゲートをエミッタに十分近付ける
ことができず、しかも上記のようにエミッタの高さや先
端部の形状にばらつきが生じるので、やはり電界放出効
率に大きく影響を与えるエミッタ・ゲート間の距離を正
確に設定することができないという問題があった。ま
た、この方法で製作されたものでは、格別に真空容器を
用意し、この真空容器内に動作素子を収容しなければな
らず、特にアレイ化した場合において、全体を小型化す
ることが困難であった。

【０００６】一方、他の代表的な例としては、応用物
理、Vol.59,p146(1990) に記載されているように、Ｓｉ
単結晶基板に対する異方性エッチングを用いて円錐状の
電界放出型エミッタを作製したものも知られている。

【０００７】図７にその作製プロセスおよび構造を示
す。まず、同図(a) に示すように、Ｓｉ単結晶基板１の
上面にＳｉＮ膜２を約 4μｍの厚さにスパッタリングで
堆積し、このＳｉＮ膜２上に、同図(b) に示すように、
フォトレジスト３を円形に設ける。次に、ＳＦ₆ を用い
た反応性イオンエッチング法によって異方性エッチング
用のマスク４を作製する。次に、同図(c) に示すよう
に、異方性エッチング液を使ってマスク４の下部をアン
ダーエッチングして、マスク４が付いたままの円錐形状
のエミッタ５を作製する。

【０００８】次に、同図(d) に示すように、ＳｉＯ₂ か
らなる絶縁層６，７とＴａ等からなる電極層８，９を交
互に２回ずつ蒸着する。電極層８はゲート電極用であ
り、電極層９はアノード電極用である。

【０００９】最後に、同図(e) に示すように、絶縁層
６，７および電極層８，９におけるマスク４の上方に位
置している部分、マスク４、絶縁層６におけるマスク４
の下方に位置している部分をそれぞれ除去し、続いて異
方性エッチング液および弗酸によってエミッタ５の先端
の最終加工と絶縁層の軽いエッチングを行い、微小多極
真空管を完成させるようにしている。

【００１０】この方法では、Ｓｉ単結晶に対する異方性
エッチング法を用いているので、前述した回転蒸着法に
比較して、エミッタの先端部尖鋭化、形状の均一化をあ
る程度向上させることができる。しかし、アンダーエッ
チング時間の制御が難しいばかりか、マスク４の剥離に
ばらつきが生じ易く、エミッタ先端部の尖鋭度、形状の
均一性、再現性ともに充分なものではなかった。また、
この方法においても、マスク４の存在が障害となり、ゲ
ートをエミッタに十分近付けることができず、しかも電
界放出効率に大きな影響を与えるエミッタ・ゲート間の
距離を正確に設定できない問題があった。また、エミッ
タ材料には、仕事関数の値が小さく、物理的・化学的に
安定なことが要求されるが、この方法では２つの性質が
ともに不満足なＳｉしかエミッタ材料として用いること
ができない問題があった。また、この方法で製作された
ものにあっても、格別な真空容器を用意しなければなら
ず、アレイ化した場合において小型化することが困難で
あった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の電
界放出型の微小多極真空管にあっては、エミッタの先端
部尖鋭度を増すことが困難で、電界放出効率を向上させ
ることが困難であったり、エミッタの形状を均一にする
ことが困難であったり、ゲート・エミッタ間の距離を高
精度に設定することが困難であったり、アレイ化したと
きの小型化が困難であったり、エミッタ材料が特定化さ
れたりするなどの問題があった。そこで本発明は、上述
した不具合を解消できる電界放出型の微小多極真空管の
製造方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る微小多極真空管の製造方法では、基板
の周縁部を除く領域に低部を尖らせた凹部を複数設ける
工程と、前記各凹部の内面を含む前記基板の表面に絶縁
層を設ける工程と、前記絶縁層の前記基板に接している
一方の面で前記周縁部を除く部分を露出させるべく上記
基板を枠状に加工するとともに前記絶縁層の他方の面上
にエミッタ部材層を形成する工程と、前記絶縁層の前記
一方の面で露出している部分およびこれに繋がる前記基
板の表面上にゲート電極層を形成する工程と、前記各凹
部に起因して前記エミッタ部材層に形成された凸部をエ
ミッタ部とし、これらエミッタ部の先端部を露出させる
べく前記ゲート電極層の一部および前記絶縁層の一部を
除去する工程と、枠状に残っている前記基板の開口部を
真空中においてアノード電極を兼ねた封止部材で気密に
封止する工程とを備えている。

【００１７】また、本発明に係る微小多極真空管の製造
方法では、基板の周縁部を除く領域に低部を尖らせた凹
部を複数設ける工程と、前記各凹部の内面を含む前記基
板の表面に第１の絶縁層を設ける工程と、前記第１の絶
縁層の前記基板に接している一方の面で前記周縁部を除
く部分を露出させるべく上記基板を枠状に加工するとと
もに前記第１の絶縁層の他方の面上にエミッタ部材層を
形成する工程と、前記第１の絶縁層の前記一方の面で露
出している部分およびこれに繋がる前記基板の表面上に
ゲート電極層を形成する工程と、前記ゲート電極層の露
出している面上に第２の絶縁層を形成する工程と、前記
第２の絶縁層の露出している面上にアノード電極層を形
成する工程と、前記各凹部に起因して前記エミッタ部材
層に形成された凸部をエミッタ部とし、これらエミッタ
部の先端部を露出させるべく前記アノード電極層、前記
第２の絶縁層、前記ゲート電極層および前記第１の絶縁
層の一部をそれぞれ除去する工程と、枠状に残っている
前記基板の開口部を真空中において封止部材で気密に封
止する工程とを備えている。

【００１８】なお、本発明に係る製造方法において、前
記エミッタ部材層を形成する工程は、前記第１の絶縁層
の前記他方の面上に仕事関数が小さく、かつ物理的・化
学的に安定な材料からなる表材層を形成する工程と、前
記表材層の露出している面上に上記表材層を構成してい
る材料より固有抵抗の大きい材料からなる芯材層を形成
する工程とを含んでいてもよい。

【００１９】

【作用】本発明に係る微小多極真空管では、エミッタ部
材の上で各エミッタ部の先端部を除く部分に絶縁層を設
け、この絶縁層の上にエミッタ部の先端部周面を囲むよ
うにゲート電極層を設けているので、絶縁層の厚み制御
によって、ゲート電極層をエミッタ部の先端部に十分接
近させることができ、かつゲート電極層とエミッタ部と
の間の距離を高精度に設定することができる。なお、絶
縁層としては、緻密で膜厚制御の容易なＳｉＯ₂ 熱酸化
膜が好ましい。

【００２０】また、絶縁層の上に各エミッタ部の形成さ
れている領域を囲むように枠状基板を設け、この枠状基
板の開口部を封止部材で気密に封止するようにしている
ので、エミッタ部材そのものを真空容器の一部に兼用さ
せることができ、真空雰囲気に保つための格別な容器を
必要としない。したがって、全体の小型化を図ることが
できる。

【００２１】また、エミッタ部材を、仕事関数が小さ
く、かつ物理的・化学的に安定な材料で形成された表材
層と上記表材層の構成材料より固有抵抗の大きい材料で
形成された芯材層との複合構成に形成すると、動作の信
頼性および耐久性の向上を図ることができる。すなわ
ち、各エミッタ部の先端部へと流れる電流は、芯材層お
よび表材層を経由して流れる。芯材層は表材層より固有
抵抗の大きい材料で構成されているので、特定のエミッ
タ部に電流が集中して流れようとすると、芯材層におけ
る上記特定のエミッタ部に対応する部分での電圧降下が
自動的に大きくなり、この結果として特定のエミッタ部
への電流集中が緩和される。したがって、各微小多極真
空管を安定に動作させることができるとともに電流集中
によって起こる熱破壊の発生を防止できる。なお、この
場合、エミッタ毎または複数のエミッタ毎に分離して芯
材層を設けると、電流集中緩和効果をさらに向上させる
ことができる。また、表材層として、エミッタに要求さ
れる特性、つまり仕事関数が小さく、かつ物理的・化学
的に安定な材料の使用が可能となる。

【００２２】本発明に係る微小多極真空管の製造方法で
は、最初に基板に設ける凹部を高精度に設けておきさえ
すれば、エミッタ部を高精度に、かつ尖鋭度よく、しか
も均一に作製することができる。

【００２３】たとえば、基板として、Ｓｉ単結晶基板を
用い、この基板の結晶方位を利用して異方性エッチング
を行えば、精度の高い、たとえば逆ピラミッド状の凹部
を形成することができる。そして、上記基板の凹部の内
面を含む表面にＳｉＯ₂ 熱酸化膜を形成し、これを絶縁
層（第１の絶縁層）とする。ＳｉＯ₂ 熱酸化膜は、緻密
で膜厚の制御が容易であり、しかも凹部先端部における
内側への成長作用により、ＳｉＯ₂ 熱酸化膜で囲まれた
逆ピラミッド状空間の先端部をより尖鋭化させる。

【００２４】本発明に係る製造方法にしたがうと、最終
的に、エミッタ部は、先端部が尖鋭化された上述の逆ピ
ラミッド状空間を埋めるように設けられたエミッタ部材
層で形成されることになる。したがって、高精度で、か
つ尖鋭度が高く、形状の均一なエミッタ部を作製するこ
とが可能となる。しかも、仕事関数の値が小さく、物理
的・化学的に安定な材料でエミッタ部を作製することが
できるので、効率および耐久性を向上させることができ
る。

【００２５】なお、仕事関数の値が小さく、物理的・化
学的に安定な材料としては、Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ等を挙げる
ことができる。これらの材料を使って、たとえばスパッ
タリング法でエミッタ部材層を形成した場合、成膜内の
応力が大きいので、厚膜にすることが困難である。しか
し、エミッタ部材層を表材層と芯材層との複合構成にす
ると、Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ等を表材層として使用することが
可能となる。この場合、表材層の構成材より固有抵抗の
大きい材料で芯材層を形成すると、この芯材層によって
各エミッタ部へ流れる電流をバランスさせることができ
る。なお、芯材層の構成材としては、ルテニウム、カー
ボン、シリコンなどを用いることができる。

【００２６】また、本発明に係る製造方法にしたがう
と、エミッタ部の上に設けられた絶縁層（第１の絶縁
層）の上にゲート電極層を設け、このゲート電極層およ
び絶縁層の一部を除去してエミッタ部の先端部を露出さ
せ、これによってエミッタ部の先端部周面に対してゲー
ト電極層を対向させるようにしているので、膜厚制御の
容易な前述のＳｉＯ₂ 熱酸化膜で絶縁層を形成すること
により、ゲート電極層とエミッタ部との間の距離を正確
に設定することが可能となる。

【００２７】さらに、本発明に係る製造方法にしたがう
と、最終的に基板の周縁部を枠状に残し、この枠状の基
板を封止部材の支持材として用いているので、基板およ
びエミッタ部材そのものを真空容器の一部に兼用させる
ことができ、真空雰囲気に保つための格別な容器を必要
としない。したがって、全体の小型化を図ることができ
る。

【００２８】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１(a) 〜(e) および図２(a) 〜(d) には本発明に
係る微小多極真空管の製造プロセスが示されている。同
図に基づいて、この実施例に係る微小多極真空管の製造
方法および構造を説明する。

【００２９】まず、図１(a) に示すように、基板として
のＳｉ単結晶基板３１を用意し、このＳｉ単結晶基板３
１の片側表面で周縁部を除いた領域に、図１(c) に示す
ように、底部を尖らせた逆ピラミッド状の凹部３２を複
数等間隔に形成する。

【００３０】このような凹部３２を形成する方法として
は、Ｓｉ単結晶基板への異方性エッチングを利用する。
すなわち、まず、ｐ型で(100) 結晶面方位のＳｉ単結晶
基板３１の一表面に、図１(a) に示すように、厚さ0.1
μｍのＳｉＯ₂ 熱酸化膜３３をドライ酸化法により形成
し、この熱酸化膜３３の上にフォトレジスト３４をスピ
ンコート法で塗布する。

【００３１】次に、図１(b) に示すように、光ステッパ
を用いて、フォトレジスト３４にたとえば1 μｍ角の正
方形開口部３５が得られるように露光、現像等のパター
ニングを行った後、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合溶液により、露
出しているＳｉＯ₂ 熱酸化膜３３のエッチングを行な
う。フォトレジスト３４を除去した後、30ｗｔ％ＫＯＨ
水溶液を用いて異方性エッチングを行い、図１(c) に示
すように、Ｓｉ単結晶基板３１に深さがたとえば0.71μ
ｍの逆ピラミッド状の凹部３２を形成する。

【００３２】次に、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合溶液を用いて、
熱酸化膜３３を除去した後、図１(d) に示すように、Ｓ
ｉ単結晶基板３１の凹部３２が形成されている一方の表
面に凹部３２の内面を含めてＳｉＯ₂ 熱酸化膜（以後、
絶縁層と略称する。）３６を形成する。この実施例で
は、ウエット酸化法により、厚さ0.3 μｍの絶縁層３６
を形成した。

【００３３】次に、図１(e) に示すように、Ｓｉ単結晶
基板３１の他方の表面にフォトレジストを塗布し、この
フォトレジストの凹部形成領域に対向する部分、つまり
Ｓｉ単結晶基板３１の周縁部を除く部分に開口部が形成
されるようにパターニングする。次に、上記開口部を使
って反応性イオンエッチングによってＳｉ単結晶基板３
１をエッチングし、絶縁層３６のピラミッド状に尖った
部分の外面を露出させるための穴３７を形成する。この
工程によって、Ｓｉ単結晶基板３１は周縁部３８だけを
残した枠状基板３９に加工されたことになる。

【００３４】次に、フォトレジストを除去した後、図２
(a) に示すように、枠状基板３９の内周面上および端面
上に絶縁層４０を形成する。本実施例では、絶縁層４０
としてのＳｉＯ₂ 熱酸化膜を厚さ0.2 μｍとなるように
形成した。

【００３５】次に、絶縁層３６の表面で凹部の形成され
ている側の表面にエミッタ部材層４１の表層をなす表材
層４２としてのたとえばＷやＭｏなどの層を形成する。
本実施例では、スパッタリング法によりＷ層を厚さ0.3
μｍとなるように形成した。

【００３６】次に、表材層４２の上に、表材層４２の構
成材より固有抵抗の大きいＬｕ，Ｃ，Ｓｉ等からなる芯
材層４３を表面が平坦となる程度の厚さにスパッタリン
グ法で形成し、この芯材層４３の上にＩＴＯ等の導電層
４４をスパッタリング法により、たとえば厚さ1 μｍと
なるように形成する。なお、この導電層４４は芯材層４
３の材質によっては省くことができ、その場合には芯材
層４３がカソード電極層を兼ねることになる。これらの
工程によって、絶縁層３６で覆われたピラミッド状の突
部、つまりエミッタ部４５が形成される。次に、導電層
４４の表面に構造基板となるパイレックスガラス４６を
静電接着等で接着する。なお、図２(a)の工程を図１(e)
で示した工程の前に行ってもよい。

【００３７】次に、図２(b) に示すように、絶縁層３６
の露出している表面上および絶縁層４０の表面上にゲー
ト電極層４７としてのたとえばＷ層を形成する。本実施
例では厚さ0.9 μｍとなるようにスパッタリング法によ
りＷ層を形成した。

【００３８】次に、図２(c) に示すように、ゲート電極
層４７の上にＳｉＯ₂ からなる絶縁層４８を形成し、そ
の上にフォトレジスト層４９を堆積させる。続いて、酸
素プラズマによるドライエッチングを施し、ゲート電極
層４７におけるエミッタ部４５の先端部を覆っている部
分が0.7 μｍ程現れるように、フォトレジスト層４９お
よび絶縁層４８を除去する。その後に、反応性イオンエ
ッチングで、ゲート電極層４７におけるエミッタ部４５
の先端部を覆っている部分を除去する。

【００３９】次に、フォトレジスト層４９とＮＨ₄ Ｆ・
ＨＦ混合溶液を用いて、図２(d) に示すように、絶縁層
３６におけるエミッタ部４５の先端部を覆っている部分
を除去し、続いてフォトレジスト層４９を除去する。

【００４０】これらの一連の工程によって、先端部が尖
鋭な凸状のエミッタ部４５を複数有するエミッタ部材層
４１と、このエミッタ部材層４１の各エミッタ部４５が
突出している側の表面上で各エミッタ部４５の先端部を
除く部分に設けられた絶縁層３６と、この絶縁層３６の
上に設けられ、絶縁層３６を介して各エミッタ部４５を
囲む部分がエミッタ部４６の周面部に沿った先細りの筒
状に形成されてなるゲート電極層４７と、このゲート電
極層４７の上に設けられた絶縁層４８とを備えた要素が
形成されたことになる。

【００４１】次に、図２(d) に示すように、真空雰囲気
中において、枠状基板３９の開口部側をアノード電極を
兼ねた導電性の封止板５０で気密に封止する。本実施例
ではＩＴＯ付きのガラス板を封止板とし、これをガラス
フリットで枠状基板３９の端面（正確には上記端面を覆
っている絶縁層４８に）に接着して封止した。勿論、静
電接着も採用できる。また、封止材５０をして、Ａｌ板
や導電性Ｓｉ板を使用できる。このようにして、微小多
極真空管アレイを製造した。

【００４２】図３には上記工程を経て製作された微小多
極真空管アレイのエミッタ部近傍を一部切欠して示す斜
視図が示されており、図４には封止材５０で封止する前
の時点における微小多極真空管アレイの斜視図が示され
ている。

【００４３】このように、上記実施例に係る微小多極真
空管アレイでは、Ｓｉ単結晶基板３１への異方性エッチ
ングによって基板３１の周縁部を除く領域に低部を尖ら
せた凹部３２を複数設けた後に、各凹部３２の内面を含
む基板３１の表面に絶縁層３６を設け、この絶縁層３６
の基板３１に接している一方の面で周縁部を除く部分を
露出させるために基板３１を枠状に加工して枠状基板３
９とし、続いて絶縁層３６の他方の面上にエミッタ部材
層４１を形成し、さらに絶縁層３６の前記一方の面で露
出している部分およびこれに繋がる枠状基板３９の表面
上にゲート電極層４７を設け、この上に絶縁層４８を設
けている。そして、各凹部３２に起因してエミッタ部材
層４１に形成された凸部をエミッタ部４５とし、これら
エミッタ部４５の先端部を露出させるべく絶縁層４８、
ゲート電極層４７および絶縁層３６の一部をそれぞれ除
去し、最後に枠状基板３９の開口部を真空中においてア
ノード電極を兼ねた封止材５０で気密に封止するように
している。

【００４４】したがって、凹部１２の形状に応じたエミ
ッタ部４５を再現性良く形成することができる。さら
に、上述した異方性エッチングによる形状再現性は勿論
のこと、ＳｉＯ₂ 熱酸化膜からなる絶縁層３６による凹
部３２の内側空間への成長作用により、先端部が鋭く尖
り、かつ高さの均一性に優れたピラミッド状のエミッタ
部４５を安定して形成することができる。したがって、
電界放射効率の向上および各エミッタ部４５の電界放射
効率の均一性を向上させることができる。

【００４５】また、エミッタ部４５に表面上にＳｉＯ₂
熱酸化膜からなる絶縁層３６を挟んゲート電極層４７を
形成しているので、絶縁層３６の厚み制御によって、ゲ
ート電極をエミッタ部４５に十分に近付けることがで
き、しかもゲート・エミッタ間距離を高精度に設定で
き、電界放射効率を一層向上させることができる。

【００４６】また、エミッタ部材層４１を表材層４２と
芯材層４３との複合構成としているので、エミッタに要
求される特性を満たす材料の使用が可能となり、実施例
のように、表材層４２として仕事関数が小さく、物理的
・化学的に安定な材料の使用が可能となる。また、実施
例のように、表材層４２の構成材より固有抵抗の大きい
材料で芯材層４３を形成すると、この芯材層４３によっ
て各エミッタ部４５へ流れる電流をバランスさせること
ができる。すなわち、特定のエミッタ部４５に電流が集
中して流れようとすると、芯材層４３における上記特定
のエミッタ部に対応する部分での電圧降下が自動的に大
きくなり、この結果として特定のエミッタ部への電流集
中が緩和される。なお、各エミッタ毎または複数のエミ
ッタをまとめたセグメント毎に抵抗を形成することによ
って、この効果をさらに増大させることができる。した
がって、各微小多極真空管を安定に動作させることがで
きるとともに電流集中によって起こる熱破壊の発生を防
止できる。

【００４７】また、尖鋭なエミッタ部４５の形成に用い
た基板３１を最終的に枠状に加工して枠状基板３９と
し、この枠状基板３９の開口部をアノード電極を兼ねた
封止材５０で気密に封止するようにしているので、基板
３１とエミッタ部材層４１とを真空容器の一部に兼用さ
せることができ、真空雰囲気に保つための格別な容器を
必要としないので、全体の小型化を図ることができる。

【００４８】なお、上述した実施例においては、エミッ
タ部４５をピラミッド形に形成しているが、電流容量を
持たせようとするときには、図５に示すように、エミッ
タ部４５ａを屋根形に形成するとよい。このような形状
は、Ｓｉ単結晶基板に異方性エチング処理を施すとき
に、マスクの開口部形状を長方形に設定することによっ
て実現できる。

【００４９】また、上述した実施例では、封止材５０に
アノード電極を兼用させているが、この封止材に蛍光物
質等を付加することによって、さらに表示材としての機
能を発揮させるようにしてもよい。また、図６に示すよ
うに、絶縁層４８を第２の絶縁層とし、この上にアノー
ド電極層５１を設け、このアノード電極層５１の上にさ
らに絶縁層５２を設けることによって、封止材には封止
機能だけを発揮させるようにしてもよい。ここで、アノ
ード電極層５１はエミッタ電極４１の先端部上で開口さ
れているが、この開口がなく、閉じた形状のものでもよ
い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電界放出効率が高く、アレイ化したときの均一性を満た
すことができ、動作の信頼性および耐久性を向上させる
ことができ、しかも小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る微小多極真空管アレイ
の製造プロセスの前半分を説明するための図

【図２】同製造プロセスの後半分を説明するための図

【図３】同製造プロセスを経て製造された微小多極真空
管アレイを一部切欠して示す斜視図

【図４】同製造プロセスを経て製造された微小多極真空
管アレイの分解斜視図

【図５】エミッタ部の別の形状を示す斜視図

【図６】微小多極真空管の別の構造例を説明するため一
部切欠斜視図

【図７】従来の微小多極真空管の製造プロセスの一例を
説明するための図

【符号の説明】

３１…基板 ３２…凹部 ３６…絶縁層 ３９…枠状基板 ４０…絶縁層 ４１…エミッタ部
材層 ４２…表材層 ４３…芯材層 ４５，４５ａ…エミッタ部 ４６…構造基板 ４７…ゲート電極層 ４８…絶縁層 ５０…封止材 ５１…アノード電
極層 ５２…絶縁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 1/304 H01J 9/02 H01J 19/24 H01J 21/10 H01J 31/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の周縁部を除く領域に低部を尖らせた
   凹部を複数設ける工程と、前記各凹部の内面を含む前記
   基板の表面に絶縁層を設ける工程と、前記絶縁層の前記
   基板に接している一方の面で前記周縁部を除く部分を露
   出させるべく上記基板を枠状に加工するとともに前記絶
   縁層の他方の面上にエミッタ部材層を形成する工程と、
   前記絶縁層の前記一方の面で露出している部分およびこ
   れに繋がる前記基板の表面上にゲート電極層を形成する
   工程と、前記各凹部に起因して前記エミッタ部材層に形
   成された凸部をエミッタ部とし、これらエミッタ部の先
   端部を露出させるべく前記ゲート電極層の一部および前
   記絶縁層の一部を除去する工程と、枠状に残っている前
   記基板の開口部を真空中においてアノード電極を兼ねた
   封止部材で気密に封止する工程とを具備してなることを
   特徴とする微小多極真空管の製造方法。
2. 【請求項２】基板の周縁部を除く領域に低部を尖らせた
   凹部を複数設ける工程と、前記各凹部の内面を含む前記
   基板の表面に第１の絶縁層を設ける工程と、前記第１の
   絶縁層の前記基板に接している一方の面で前記周縁部を
   除く部分を露出させるべく上記基板を枠状に加工すると
   ともに前記第１の絶縁層の他方の面上にエミッタ部材層
   を形成する工程と、前記第１の絶縁層の前記一方の面で
   露出している部分およびこれに繋がる前記基板の表面上
   にゲート電極層を形成する工程と、前記ゲート電極層の
   露出している面上に第２の絶縁層を形成する工程と、前
   記第２の絶縁層の露出している面上にアノード電極層を
   形成する工程と、前記各凹部に起因して前記エミッタ部
   材層に形成された凸部をエミッタ部とし、これらエミッ
   タ部の先端部を露出させるべく前記アノード電極層、前
   記第２の絶縁層、前記ゲート電極層および前記第１の絶
   縁層の一部をそれぞれ除去する工程と、枠状に残ってい
   る前記基板の開口部を真空中において封止部材で気密に
   封止する工程とを具備してなることを特徴とする微小多
   極真空管の製造方法。
3. 【請求項３】前記エミッタ部材層を形成する工程は、前
   記第１の絶縁層の前記他方の面上に仕事関数が小さく、
   かつ物理的・化学的に安定な材料からなる表材層を形成
   する工程と、前記表材層の露出している面上に上記表材
   層を構成している材料より固有抵抗の大きい材料からな
   る芯材層を形成する工程とを含んでいることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の微小多極真空管の製造方
   法。