JP3436288B2 - 電極構造の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願の発明は、カソード電極とゲ
ート電極とを有する電極構造の形成方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】平面パネル表示装置の一つである電界放
射表示装置や冷陰極型の走査型電子顕微鏡等では、カソ
ード電極とゲート電極とを有する電極構造が電子線源に
なっている。図４は、この様な電極構造の形成方法の一
従来例を示している。

【０００３】この一従来例の電極構造を形成するために
は、図４（ａ）に示す様に、Ｎ型のＳｉ基板１１に所定
のパターン（図示せず）の導電領域を形成した後、この
Ｓｉ基板１１の表面を酸化して膜厚が１．０μｍ程度の
ＳｉＯ₂膜１２を形成する。そして、膜厚が０．４μｍ
程度のＮｂ層１３をＳｉＯ₂膜１２上に蒸着させた後、
図４（ｂ）に示す様に、Ｎｂ層１３上でフォトレジスト
１４をゲート電極のパターンに加工する。

【０００４】次に、図４（ｃ）に示す様に、フォトレジ
スト１４をマスクにしてＮｂ層１３をエッチングしてゲ
ート電極を形成し、更にＳｉＯ₂膜１２を等方性エッチ
ングして、Ｎｂ層１３及びＳｉＯ₂膜１２に貫通孔１５
を形成する。そして、図４（ｄ）に示す様に、斜め回転
蒸着で膜厚が０．２μｍ程度のＡｌ層１６をＮｂ層１３
上に堆積させる。

【０００５】次に、図４（ｅ）に示す様に、垂直方向か
らの蒸着で、膜厚が１．８μｍ程度のＭｏ層１７をＡｌ
層１６上に堆積させると共に円錐状のＭｏ層１７を貫通
孔１５内に形成する。そして、図４（ｆ）に示す様に、
Ａｌ層１６をエッチングすることによってこのＡｌ層１
６上のＭｏ層１７をリフトオフして、貫通孔１５内にの
みに残したＭｏ層１７とＳｉ基板１１とでカソード電極
を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の一従
来例では、図４（ｃ）の工程で、Ｎｂ層１３から成るゲ
ート電極を形成し、図４（ｆ）の工程で、Ｍｏ層１７か
ら成るカソード電極を形成し、これらのカソード電極と
ゲート電極とを別個の工程で形成しているので、別個の
電極構造間においてカソード電極とゲート電極との相対
的な高さ関係を等しくすることが困難である。

【０００７】このため、別個の電極構造間において、カ
ソード電極とゲート電極との間に印加する電圧が等しく
ても、これらの間に生じる電界は必ずしも等しくなく、
電流値の等しい電子流をカソード電極から放射すること
が困難であった。従って、例えば、上述の一従来例を電
界放射表示装置の電子線源に適用しても、輝度の等しい
電界放射表示装置を得ることが困難であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の電極構造の形
成方法は、表面が平坦であり、この表面よりも深い位置
に埋め込まれて選択的に広がっている絶縁膜を含む導電
層を形成する工程と、カソード電極及びゲート電極の一
方に対応し且つ前記絶縁膜上の領域に広がる第１のマス
ク部と、前記カソード電極及び前記ゲート電極の他方に
対応し且つ前記絶縁膜上以外の領域に広がる第２のマス
ク部とを有するマスク層を前記導電層上に形成する工程
と、前記マスク層をマスクにして前記絶縁膜が露出する
まで前記導電層をエッチングして前記カソード電極及び
前記ゲート電極を形成する工程とを具備することを特徴
としている。

【０００９】請求項２の電極構造の形成方法は、前記電
極構造を電界放射表示装置の電子線源にすることを特徴
としている。

【００１０】

【作用】請求項１、２の電極構造の形成方法では、導電
層の表面が平坦であり且つ単一のマスク層で導電層をエ
ッチングしてカソード電極及びゲート電極を同時に形成
しているので、別個の電極構造間においても、カソード
電極とゲート電極との相対的な高さ関係及びカソード電
極の先端とゲート電極との平面的な距離を等しくするこ
とができる。

【００１１】しかも、カソード電極及びゲート電極の一
方を絶縁膜上に形成しているので、カソード電極とゲー
ト電極とを同時に形成しても、互いに絶縁されているカ
ソード電極及びゲート電極を形成することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本願の発明の第１及び第２実施例を、
図１〜３を参照しながら説明する。図１、２が、第１実
施例を示している。この第１実施例では、図１（ａ）に
示す様に、絶縁体から成る基板２１上に膜厚が０．５μ
ｍ程度のＭｏ層２２を蒸着させる。

【００１３】次に、図１（ｂ）に示す様に、ＳｉＯ₂膜
２３等の絶縁膜をＭｏ層２２上に堆積させ、このＳｉＯ
₂膜２３を選択的にエッチングして、直径が０．５μｍ
程度でカソード電極のパターンの貫通孔２３ａをＳｉＯ
₂膜２３に形成する。そして、図１（ｃ）に示す様に、
膜厚が０．２５μｍ程度以上のＭｏ層２４を全面に蒸着
させて貫通孔２３ａを埋め、Ｍｏ層２４を研磨してその
表面を平坦化する。

【００１４】次に、カソード電極及びゲート電極のパタ
ーンにＭｏ層２４上でフォトレジスト（図示せず）を加
工し、このフォトレジストをマスクにして、ＳｉＯ₂膜
２３が露出するまで、Ｍｏ層２４を等方性エッチングす
る。この結果、図１（ｄ）に示す様に、Ｍｏ層２２と貫
通孔２３ａ内のＭｏ層２４ａとでカソード電極が形成さ
れ、ＳｉＯ₂膜２３上のＭｏ層２４ｂでゲート電極が形
成される。

【００１５】以上の様にして形成された電極構造では、
ゲート電極の表面が広がる平面内にカソード電極の先端
が位置している。また、上述の様に、同一のフォトレジ
ストをマスクにしてＭｏ層２４をエッチングして、カソ
ード電極及びゲート電極を同時に形成しているので、Ｓ
ｉＯ₂膜２３に対する合わせずれがフォトレジストに生
じても、図２に示す様に、カソード電極の先端とゲート
電極との平面的な距離は変動しない。

【００１６】図３が、第２実施例を示している。この第
２実施例も、図１、２に示した第１実施例とは逆に、Ｓ
ｉＯ₂膜２３上のＭｏ層２４ａでカソード電極が形成さ
れており、Ｍｏ層２２と貫通孔２３ａ内のＭｏ層２４ｂ
とでゲート電極が形成されていることを除いて、第１実
施例と実質的に同様の構成を有している。

【００１７】なお、以上の第１及び第２実施例では、絶
縁体から成る基板を基板２１として用いたが、所定のパ
ターンの導電領域が形成されたＳｉ基板等を用いてもよ
い。また、以上の第１及び第２実施例では、カソード電
極及びゲート電極を形成するためにＭｏ層２２、２４を
用いたが、Ｍｏ層以外の金属層を用いてもよい。

【００１８】

【発明の効果】請求項１、２の電極構造の形成方法で
は、別個の電極構造間においても、カソード電極とゲー
ト電極との相対的な高さ関係及びカソード電極の先端と
ゲート電極との平面的な距離を等しくすることができ
る。このため、カソード電極とゲート電極との間に印加
する電圧が等しければ、これらの間に生じる電界も等し
くて、電流値の等しい電子流をカソード電極から放射す
ることができる電極構造を形成することができる。ま
た、この電極構造を電界放射表示装置の電子線源に適用
すれば、輝度の等しい電界放射表示装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の発明の第１実施例を工程順に示す電極構
造の側断面図である。

【図２】第１実施例で合わせずれが生じた場合を示す電
極構造の側断面図である。

【図３】本願の発明の第２実施例で形成した電極構造の
側断面図である。

【図４】本願の発明の一従来例を工程順に示す電極構造
の側断面図である。

【符号の説明】

２２ Ｍｏ層 ２３ ＳｉＯ₂膜 ２４ａ Ｍｏ層 ２４ｂ Ｍｏ層

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が平坦であり、この表面よりも深い
   位置に埋め込まれて選択的に広がっている絶縁膜を含む
   導電層を形成する工程と、 カソード電極及びゲート電極の一方に対応し且つ前記絶
   縁膜上の領域に広がる第１のマスク部と、前記カソード
   電極及び前記ゲート電極の他方に対応し且つ前記絶縁膜
   上以外の領域に広がる第２のマスク部とを有するマスク
   層を前記導電層上に形成する工程と、 前記マスク層をマスクにして前記絶縁膜が露出するまで
   前記導電層をエッチングして前記カソード電極及び前記
   ゲート電極を形成する工程とを具備することを特徴とす
   る電極構造の形成方法。
2. 【請求項２】 前記電極構造を電界放射表示装置の電子
   線源にすることを特徴とする請求項１記載の電極構造の
   形成方法。