JP3450425B2 - Electron source, method of manufacturing the same, and image forming apparatus - Google Patents

Electron source, method of manufacturing the same, and image forming apparatus

Info

Publication number
JP3450425B2
JP3450425B2 JP11078994A JP11078994A JP3450425B2 JP 3450425 B2 JP3450425 B2 JP 3450425B2 JP 11078994 A JP11078994 A JP 11078994A JP 11078994 A JP11078994 A JP 11078994A JP 3450425 B2 JP3450425 B2 JP 3450425B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
forming
contact hole
insulating layer
wiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11078994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07320630A (en
Inventor
好真 岡村
正人 新部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP11078994A priority Critical patent/JP3450425B2/en
Publication of JPH07320630A publication Critical patent/JPH07320630A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3450425B2 publication Critical patent/JP3450425B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子源およびそれを利
用した表示装置等の画像形成装置に関し、特に、微粒子
を電子放出部に用いた表面伝導型電子放出素子を多数個
具備した電子源およびそれを利用した表示装置等の画像
形成装置ならびにそれらの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron source and an image forming apparatus such as a display device using the same, and more particularly to an electron source provided with a large number of surface conduction electron-emitting devices using fine particles as electron-emitting portions. The present invention also relates to an image forming apparatus such as a display device using the same and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型(以下、FE型と称する)、金属/絶縁層/
金属型(以下、MIM型と称する)や、表面伝導型電子
放出素子(以下、SCEと称する)等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron source is a field emission type (hereinafter referred to as FE type), metal / insulating layer /
There are a metal type (hereinafter referred to as MIM type), a surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as SCE), and the like.

【0003】FE型の例としては、Dykeらの報告(W.
P. Dyke and W. W. Dolan, "Field emission", Advance
in Electron Physics, 8, 89(1956))に記載のもの、S
pindtの報告(C. A. Spindt, "PHYSICAL Properties of
thin-film field emission cathodes with molybdeniu
m cones", J. Appl. Phys., 47, 5248(1976))に記載の
もの等が知られている。
An example of the FE type is reported by Dyke et al. (W.
P. Dyke and WW Dolan, "Field emission", Advance
in Electron Physics, 8, 89 (1956)), S
Report of pindt (CA Spindt, "PHYSICAL Properties of
thin-film field emission cathodes with molybdeniu
m cones ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976)) and the like are known.

【0004】MIM型の例としては、Meadの報告(C.
A. Mead, "The tunnel-emission amplifier", J. Appl.
Phys., 32, 646(1961))に記載のもの等が知られてい
る。
As an example of the MIM type, a report by Mead (C.
A. Mead, "The tunnel-emission amplifier", J. Appl.
Phys., 32, 646 (1961)) and the like are known.

【0005】SCE型の例としては、エリンソンの報告
(M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10(196
5))に記載のもの等がある。
As an example of the SCE type, a report by Elinson (MI Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10 (196
5)), etc.

【0006】SCE型は、基板上に形成された小面積の
薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出
が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型電
子放出素子としては、前記のエリンソンの報告に記載の
SnO2薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの(G. Di
ttmer, Thin Solid Films, 9, 317(1972))、In23
/SnO2薄膜によるもの(M. Hartwell and C. G. Fon
stad, IEEE Trans. ED Conf., 519(1975))、カーボン
薄膜によるもの(荒木ら,真空,第26巻,第1号,2
2頁(1983))などが報告されている。
The SCE type utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is passed through a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, one using the SnO 2 thin film described in the above-mentioned Erinson report, one using an Au thin film (G. Di
ttmer, Thin Solid Films, 9, 317 (1972)), In 2 O 3
/ SnO 2 thin film (M. Hartwell and CG Fon
stad, IEEE Trans. ED Conf., 519 (1975)), by carbon thin film (Araki et al., Vacuum, Vol. 26, No. 1, 2)
2 (1983)) and the like are reported.

【0007】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のハートウェル(Hartwell)の素
子の構成を図12に示す。同図において、1は絶縁性基
板である。2は電子放出部形成用薄膜で、H型形状のパ
ターンに、スパッタで形成された金属酸化薄膜等からな
り、後述のフォーミングと呼ばれる通電処理により電子
放出部3が形成される。なお、図中のL1は0.5〜1
mm、Wは0.1mmで設定されている。
FIG. 12 shows the structure of the Hartwell device described above as a typical device structure of these surface conduction electron-emitting devices. In the figure, 1 is an insulating substrate. Reference numeral 2 is a thin film for forming an electron emitting portion, which is composed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern, and the electron emitting portion 3 is formed by an energization process called forming described later. In addition, L1 in the figure is 0.5 to 1
mm and W are set to 0.1 mm.

【0008】従来、本出願人による典型的な表面伝導型
電子放出素子においては、電子放出を行なう前に電子放
出部形成用薄膜2を予めフォーミングと呼ばれる通電処
理によって電子放出部を形成するのが一般的であった。
すなわち、フォーミングとは前記の電子放出部形成用薄
膜2の両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜
を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高
抵抗な状態にした電子放出部3を形成することである。
なお、電子放出部3は電子放出部形成用薄膜2の一部に
亀裂が発生し、その亀裂付近から電子放出が行なわれ
る。このように、フォーミングにより形成した電子放出
部を含む電子放出部形成用薄膜2が、前記の電子放出部
を含む薄膜である。前記フォーミング処理を行なった表
面伝導型電子放出素子は、上述の電子放出部を含む薄膜
4に電圧を印加し、素子に電流を流すことによって、上
述の電子放出部3より電子を放出せしめるものである。
Conventionally, in a typical surface conduction electron-emitting device by the present applicant, the electron-emitting portion is formed in advance by subjecting the thin film 2 for forming the electron-emitting portion to an energization process called forming before the electron emission. It was common.
That is, the forming means that a voltage is applied to both ends of the electron emitting portion forming thin film 2 to locally destroy, deform or alter the electron emitting portion forming thin film, and an electron having a high electrical resistance is formed. That is, the emission part 3 is formed.
In the electron emitting portion 3, a crack is generated in a part of the electron emitting portion forming thin film 2, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. Thus, the electron-emitting-portion-forming thin film 2 including the electron-emitting portions formed by forming is the thin film including the electron-emitting portions. The surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the forming treatment is one in which electrons are emitted from the electron-emitting device 3 described above by applying a voltage to the thin film 4 including the electron-emitting device and applying a current to the device. is there.

【0009】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純で製造も容易であることから、大面積で多数の素子
を配列形成できる利点がある。そこで、その特徴を利用
した各種の応用について研究が行なわれており、例とし
ては、荷電ビーム源、表示装置等が挙げられる。多数の
表面伝導型放出素子を配列形成した例としては、並列に
表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を
配線にてそれぞれ結線した行を多数行配列した電子源が
挙げられる(例えば特開平1−031332号公報に記
載のもの)。また、特に表示装置等の画像形成装置にお
いては、近年、液晶を用いた平板型表示装置が、CRT
に代わって普及してきたが、自発発光型ではないため、
バックライト等を持たせなければならない等の問題点が
あり、自発発光型の表示装置の開発が望まれてきた。表
面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源と電子源よ
り放出された電子によって、可視光を発光せしめる蛍光
体とを組み合せた表示装置である画像形成装置は、大画
面の装置でも比較的容易に製造でき、かつ表示品位の優
れた自発発光型表示装置である(例えば、米国特許50
66883号に記載のもの)。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be arrayed and formed in a large area because of its simple structure and easy manufacture. Therefore, various applications utilizing the characteristics are being researched, and examples thereof include a charged beam source and a display device. An example of arranging a large number of surface conduction electron-emitting devices is an electron source in which surface conduction electron-emitting devices are arranged in parallel and a plurality of rows in which both ends of each element are connected by wiring are arranged. (For example, those described in JP-A No. 1-031332). Further, in particular, in image forming apparatuses such as display devices, in recent years, flat panel display devices using liquid crystal have been used as CRTs.
However, since it is not a spontaneous emission type,
There are problems such as having to have a backlight and the like, and development of a spontaneous emission type display device has been desired. An image forming apparatus, which is a display apparatus in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged and a phosphor that emits visible light by the electrons emitted from the electron sources, is relatively easy to use in an image forming apparatus. Is a self-luminous display device that can be manufactured in a simple manner and has excellent display quality (for example, US Pat.
No. 66883).

【0010】表面伝導型電子放出素子の構成および製法
の特徴として、次のようなものが挙げられる。
The features of the structure and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device are as follows.

【0011】1)フォーミングと呼ばれる通電処理前の
電子放出部形成用薄膜2は、微粒子分散体を分散して形
成された微粒子から成る薄膜、あるいは有機金属等を加
熱焼成して形成された微粒子からなる薄膜等、基本的に
は微粒子によって構成される。
1) The thin film 2 for forming an electron emission portion before energization treatment called forming is made of a thin film of fine particles formed by dispersing a fine particle dispersion, or fine particles formed by heating and baking an organic metal or the like. Basically, it is composed of fine particles such as a thin film.

【0012】2)フォーミングと呼ばれる通電処理後、
電子放出部3、電子放出部を含む薄膜4とも、基本的に
は微粒子より構成される。
2) After energizing treatment called forming,
Both the electron emitting portion 3 and the thin film 4 including the electron emitting portion are basically composed of fine particles.

【0013】図10(a)および(b)は、基本的な平
面型表面伝導型電子放出素子の構成を示す平面図および
断面図である。図10を用いて、その素子の基本的な構
成を説明する。
10 (a) and 10 (b) are a plan view and a sectional view showing the structure of a basic planar surface conduction electron-emitting device. The basic configuration of the element will be described with reference to FIG.

【0014】図10において、1は絶縁性基板、5およ
び6は素子電極、4は電子放出部を含む薄膜、3は電子
放出部である。
In FIG. 10, 1 is an insulating substrate, 5 and 6 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 3 is an electron emitting portion.

【0015】電子放出部3を有する電子放出素子の製造
手順の1例を図11を参照しながら以下に示す。図11
において、2は電子放出部形成用薄膜で例えば微粒子膜
などである。 1)絶縁性基板1を十分に洗浄した後、素子電極材料を
堆積し、フォトリソグラフィー技術により素子電極材料
層をリフトオフし、その絶縁性基板1の面上に素子電極
5および6を形成する (図11(a))。 2)絶縁性基板1上に設けられた素子電極5と素子電極
6の間にPd等の金属を主要元素とする薄膜を形成し、
パターニングして、電子放出部形成用薄膜2を形成する
(図11(b))。 3)続いて、フォーミングと呼ばれる通電処理を素子電
極5・6間に行なうと、電子放出部形成用薄膜2の部位
に構造の変化した電子放出部3が形成される(図11
(c))。
An example of the manufacturing procedure of the electron-emitting device having the electron-emitting portion 3 will be described below with reference to FIG. Figure 11
In the above, 2 is a thin film for forming an electron emitting portion, which is a fine particle film or the like. 1) After sufficiently cleaning the insulating substrate 1, a device electrode material is deposited and the device electrode material layer is lifted off by a photolithography technique to form device electrodes 5 and 6 on the surface of the insulating substrate 1. FIG. 11A). 2) A thin film containing a metal such as Pd as a main element is formed between the device electrodes 5 and 6 provided on the insulating substrate 1,
Patterning is performed to form the electron emission portion forming thin film 2 (FIG. 11B). 3) Subsequently, when an energization process called forming is performed between the device electrodes 5 and 6, the electron emitting portion 3 having a changed structure is formed at the site of the electron emitting portion forming thin film 2 (FIG. 11).
(C)).

【0016】に、このような素子を用いた電子源の1
例の断面図を図13に示す。図中、1、4、5および6
については図10と同様であり、72は下配線、73は
上配線、111は層間絶縁層、112は素子電極5と下
配線72との電気的接続のためのコンタクトホールであ
る。
[0016] Next, 1 of the electron source using such an element
A cross-sectional view of an example is shown in FIG. 1, 4, 5 and 6 in the figure
10 is the same as in FIG. 10, reference numeral 72 is a lower wiring, 73 is an upper wiring, 111 is an interlayer insulating layer, and 112 is a contact hole for electrical connection between the element electrode 5 and the lower wiring 72.

【0017】次に、このような電子源の製造方法例を図
14を用いて説明する。
Next, an example of a method of manufacturing such an electron source will be described with reference to FIG.

【0018】基板1上に所定のパターンの下配線72を
形成し、層間絶縁層111を堆積後、下配線72上の所
定の部分にコンタクトホール112を設ける(図14
(a))。次に、素子電極5、6と素子電極間ギャップ
Gとなるべきパターンをホトレジストで形成してから電
極材料を積層し、ホトレジストパターンを有機溶剤で溶
解して堆積膜をリフトオフして、ギャップGを挟んで対
向する素子電極5および6を形成する(図14
(b))。その後、上配線および電子放出部の形成を行
ない、最後にコンタクトホールの埋め込みを行なって電
子源とする(図14(c))。
After forming a lower wiring 72 of a predetermined pattern on the substrate 1 and depositing an interlayer insulating layer 111, a contact hole 112 is formed in a predetermined portion on the lower wiring 72 (FIG. 14).
(A)). Next, after forming a pattern to be the device electrodes 5 and 6 and the gap G between the device electrodes with a photoresist, the electrode material is laminated, the photoresist pattern is dissolved with an organic solvent, and the deposited film is lifted off to form a gap G. The device electrodes 5 and 6 which are opposed to each other are formed (FIG. 14).
(B)). After that, the upper wiring and the electron emitting portion are formed, and finally the contact hole is filled to form an electron source (FIG. 14C).

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記例
では、層間絶縁層のピンホールやゴミ等による絶縁不良
や、下配線のカバレッジ不良による上下配線間のショー
トが発生することがあった。また、配線、素子電極のパ
ターンをリフトオフによって形成する際に、下地との密
着不良により膜剥がれが生じることがあった。また、素
子電極をリフトオフでパターン形成すると、成膜時にホ
トレジスト下に電極材料が回り込み、リフトオフにより
不要の部分を除去後、素子電極の上面端部に突起状の構
造(以下、バリと称する)が生じ、その後の操作で電子
放出部材料を塗布した際に、バリのある箇所だけが厚く
塗られ、素子の特性を著しく低下させるということがあ
った。また、このバリを起点にして異常放電が起こるこ
ともあった。さらに、かかる表面伝導型電子放出素子を
行列状に多数個配列した画像形成装置では、各素子の特
性のバラツキや、配線間のショートによる無発光点や指
定発光点以外の点での発光等が生じ、歩留りの低下が問
題となり、大画面の行列状電子源およびそれを用いた画
像形成装置の作製が困難であった。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, in the above example, failure or insulation due to pinholes and dust of the interlayer insulating layer, a short between the upper and lower wiring due to poor coverage of the lower wiring may occur. In addition, when the wiring and element electrode patterns are formed by lift-off, film peeling may occur due to poor adhesion to the base. Further, when the element electrode is patterned by lift-off, the electrode material wraps around under the photoresist during film formation, and after removing unnecessary portions by lift-off, a protruding structure (hereinafter referred to as a burr) is formed on the upper end of the element electrode. In some cases, when the electron emitting portion material was applied in a subsequent operation, only the portion having the burr was thickly applied, and the characteristics of the device were significantly deteriorated. In addition, abnormal discharge may occur from this burr. Furthermore, in an image forming apparatus in which a large number of such surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix, variations in the characteristics of each device and light emission at points other than the non-emission point or the designated emission point due to a short circuit between wirings may occur. This causes a problem of decrease in yield, making it difficult to manufacture a large-screen matrix electron source and an image forming apparatus using the matrix electron source.

【0020】従って本発明は、前述の課題を解決すべく
なされたものであり、それが具体的に目的とするところ
は、下記の6点である。 (1)配線間のショートを少なくする。 (2)素子電極および上配線のカバレッジを良好に行な
う。 (3)バリのない素子電極パターンを形成し、バリの形
状に依存しない均一な電子放出素子を提供する。 (4)リフトオフでパターンを形成する際に、下地材料
との密着性を向上させる。 (5)同一特性の素子を用いた場合に特性のバラツキを
低減する。 (6)異常放電を低減する。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the specific objectives thereof are the following six points. (1) Reduce shorts between wires. (2) Good coverage of element electrodes and upper wiring. (3) A device electrode pattern without burrs is formed to provide a uniform electron-emitting device that does not depend on the shape of burrs. (4) To improve the adhesion with the underlying material when forming the pattern by lift-off. (5) To reduce variations in characteristics when using elements having the same characteristics. (6) Reduce abnormal discharge.

【0021】すなわち、本発明は、上記の(1)〜
(6)を同時に満足する電子源、その製造方法、および
画像形成装置を提供することを目的とする。
That is, the present invention relates to the above (1) to (1).
An object of the present invention is to provide an electron source that simultaneously satisfies (6), a method of manufacturing the electron source, and an image forming apparatus.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は第1に、 (1)絶縁性基板上に、行方向配線と行方向配線の上
に絶縁層を介して列方向配線が設けられ、 (2)電子放出部を挟んで対の素子電極が対向してお
り、前記一対の素子電極のうちの一方の素子電極が前記
絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記行方
配線と結線され、前記一対の素子電極のうちの他方の
素子電極が前記列方向配線と結線されている表面伝導型
電子放出素子が行列状に複数個配列された電子源であっ
て、前記コンタクトホールが1つ以上の段差を有する多
段形状であることを特徴とする電子源を提供する。
The present invention is first SUMMARY OF THE INVENTION, (1) on an insulating substrate, the column direction wiring through an insulating layer on top of the row direction wiring and the row wiring are provided, (2) across the electron-emitting portion faces the device electrodes one pair, the one of the device electrodes of the pair of element electrodes through a contact hole provided in the <br/> insulating layer Whereabouts
Is connected to a counter wiring, and the other of the pair of device electrodes is connected.
An electron source in which the surface conduction electron-emitting devices are a plurality arranged in a matrix in which the element electrodes are the column direction wirings and connections, in that the contact hole is a multistage shape having one or more steps A featured electron source is provided.

【0023】第2に本発明は、 (1)絶縁性基板上に、所定のパターンで行方向配線を
形成し、 (2)その行方向配線の形成された前記絶縁性基板上に
層間絶縁層堆積し、 (3)該層間絶縁層に該行方向配線に通じる開口部であ
るコンタクトホールを形成し、(4)所定のパターンで
一定のギャップを隔てて対向する対の素子電極を複数
個形成し、 (5)所定のパターンで列方向配線を形成し、 (6)前記一対の素子電極間に電子放出部を形成して、
行列状に多数個の表面伝導型電子放出素子を配列させる
電子源の製造方法であって前記層間絶縁層にコンタクトホールを形成する工程は 、 (a)前記絶縁性基板上に堆積された前記層間絶縁層に
前記コンタクトホールを形成するためのマスクを施して
から前記層間絶縁層を除去し、前記マスクを除去して、
前記コンタクトホールを形成した後、 (b)前記コンタクトホールを形成した前記層間絶縁層
上および前記コンタクトホール内に別の層間絶縁層
し、前記コンタクトホールの内側でかつ前記コンタク
トホールより小面積の部分の周囲に、前記別の層間絶縁
層に前記コンタクトホールを段差形状とするためのマス
クを施してから、前記別の層間絶縁層の前記コンタクト
ホールの内側の小面積の部分を除去し、前記マスクを除
去する一連の工程を少なくとも1回行なって、コンタク
トホールを1つ以上の段差を持つ多段形状とすることを
特徴とする電子源の製造方法を提供する。
[0023] The present invention secondly, (1) on an insulating substrate, a row direction wiring and <br/> formed in a predetermined pattern, (2) the insulating substrate formed of the row direction wirings above
Depositing an interlayer insulating layer, (3) the interlayer insulating layer the row direction the contact hole is formed an opening leading to wiring, (4) a pair of elements that face each other with a predetermined gap in a predetermined pattern the electrodes plurality formation, (5) to form a column direction wiring in a predetermined pattern, (6) to form the electron emission portion between the pair of device electrodes,
A method of manufacturing an electron source to arrange a large number of surface conduction electron-emitting devices in a matrix, forming a contact hole in the interlayer insulating layer was deposited on (a) the insulating substrate wherein For interlayer insulation layer
The interlayer insulating layer was removed from the masked for forming the contact hole, and removing the mask,
After forming the contact hole , (b) the interlayer insulating layer in which the contact hole is formed
Sedimentary another interlayer insulating layer thereon and the contact hole
And the product, inside of the contact hole and the contactor
Another layer insulation around the area smaller than the
A layer is provided with a mask for forming the contact hole into a step shape, and then the contact of the another interlayer insulating layer is formed.
Remove portions of the small area of the inner hole, is performed at least once a series of steps of removing the mask, the manufacture of an electron source, characterized in that a multi-stage shape with one or more steps of the contact holes Provide a way.

【0024】上記の電子源およびその製造方法によっ
て、層間絶縁膜を介しての配線間リークは減少し、しか
も素子電極および上配線の段差部分で良好なカバレッジ
を行なうことができる。そのとき、コンタクトホールを
形成するマスクを逆に上層ほど広くしても段差を設ける
ことは可能であるが、上層の絶縁層をドライエッチング
で加工している間にオーバーエッチ等で下層の残すべき
絶縁層までエッチングが進行してしまい、段差の形状が
不規則になったり、段差が形成されないことがある。さ
らに、その後の素子電極形成および段差部分のドライエ
ッチングの際に、段差部分がその前のドライエッチング
で表面が荒れているために、素子電極の表面も平坦では
なくなり、エッチング残りが生じる等の問題があり、コ
ンタクトホールの形成用マスクを上層ほど狭くして形成
する方が好ましく、本発明においてはその方法を行なう
ものである。
By the above electron source and the manufacturing method thereof, the inter-wiring leak through the interlayer insulating film is reduced, and good coverage can be achieved in the step portion of the device electrode and the upper wiring. At this time, it is possible to provide a step even if the mask for forming the contact hole is made wider to the upper layer, but the lower layer should be left by over-etching while the upper insulating layer is processed by dry etching. Etching may proceed to the insulating layer, resulting in an irregular shape of the step or no step being formed. Further, during the subsequent formation of the element electrode and the dry etching of the step portion, since the surface of the step portion is roughened by the dry etching before that, the surface of the element electrode is not flat, and a problem such as etching residue occurs. Therefore, it is preferable to form the contact hole forming mask so as to be narrower toward the upper layer, and the method is performed in the present invention.

【0025】第3に本発明は、上記製造方法において、
素子電極をドライエッチング法によってパターン形成す
る電子源の製造方法を提供する。
Thirdly, the present invention provides the above manufacturing method,
Provided is a method for manufacturing an electron source in which a device electrode is patterned by a dry etching method.

【0026】[0026]

【0027】さらに本発明は、蛍光体と上記のいずれか
の手法で作製された電子源とを少なくとも有してなる画
像形成装置を提供する。
The present invention further provides an image forming apparatus having at least a phosphor and an electron source produced by any one of the above methods.

【0028】以下、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0029】本発明の電子源に用いられる素子の基本構
造は、前記の図10と同様である。その素子の絶縁性基
板1としては、石英ガラス、ナトリウム等の不純物含有
量を減少させたガラス、青板ガラス、青板ガラスにスパ
ッタ法等により形成したSiO2を積層したガラス基板
等およびアルミナ等のセラミックス等が挙げられる。
The basic structure of the element used in the electron source of the present invention is the same as that shown in FIG. As the insulating substrate 1 of the device, quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as sodium, soda lime glass, a soda lime glass substrate laminated with SiO 2 formed by a sputtering method, and ceramics such as alumina. Etc.

【0030】対向する素子電極5および6の材料として
は、導電性を有するものであれば、どのようなものであ
っても構わないが、例えば、Ni、Cr、Au、Mo、
W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属または合
金、ならびにPd、Ag、Au、RuO2、Pd−Ag
等の金属または金属酸化物とガラス等から構成される印
刷導体、In23−SnO2等の透明導電体およびポリ
シリコン等の半導体導体材料等が挙げられる。素子電極
間隔L1は、数百Å〜数百ミクロンであり、素子電極の
製法の基本となるフォトリソグラフィー技術、すなわ
ち、露光機の性能とエッチング方法等、ならびに素子電
極間に印加する電圧と電子放出し得る電界強度等により
設定されるが、好ましくは、数ミクロン〜数十ミクロン
である。素子電極長さW1および素子電極5、6の膜厚
dは、電極の抵抗値、前述した上下配線との結線、多数
配置された電子源の配置上の問題より適宜設計され、通
常は素子電極長さW1は、数ミクロン〜数百ミクロンで
あり、素子電極5、6の膜厚は、好ましくは数百Å〜数
ミクロンである。
The material of the element electrodes 5 and 6 facing each other may be any material as long as it has conductivity. For example, Ni, Cr, Au, Mo,
Metals or alloys such as W, Pt, Ti, Al, Cu and Pd, as well as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag.
Examples thereof include a printed conductor composed of a metal or a metal oxide such as the above and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 and a semiconductor conductor material such as polysilicon. The element electrode interval L1 is several hundred Å to several hundred microns, and the photolithography technology that is the basis of the manufacturing method of the element electrodes, that is, the performance of the exposure device and the etching method, the voltage applied between the element electrodes and the electron emission. Although it is set according to the possible electric field strength, etc., it is preferably several microns to several tens of microns. The element electrode length W1 and the film thickness d of the element electrodes 5 and 6 are appropriately designed in consideration of the resistance value of the electrodes, the connection with the upper and lower wirings, and the arrangement of a large number of electron sources. The length W1 is several microns to several hundreds of microns, and the film thickness of the device electrodes 5 and 6 is preferably several hundreds Å to several microns.

【0031】絶縁性基板1上に設けられた対向する素子
電極5と素子電極6の間および素子電極5、6上に接地
された電子放出部を含む薄膜4は電子放出部3を含む
が、図10(b)に示された場合だけでなく、素子電極
5、6上には接地されない場合もある。すなわち、絶縁
性基板1上に電子放出部形成薄膜2、対向する素子電極
5、6の電極順に積層構成した場合である。また製法に
よっては、対向する素子電極5と素子電極6の間の全て
が電子放出部として機能する場合もある。その電子放出
部を含む薄膜4の膜厚は、数Å〜数千Å、好ましくは数
十Å〜数百Åである。素子電極5、6へのステップカバ
レージ、電子放出部3と素子電極5、6間の抵抗値およ
び電子放出部3の導電性微粒子の粒径、後述する通電処
理条件等によって、適宜設定される。その抵抗値は、1
3〜107Ω/□のシート抵抗値を示す。
The thin film 4 including an electron emitting portion, which is provided on the insulating substrate 1 and is grounded between the opposing device electrodes 5 and 6 and on the device electrodes 5 and 6, includes the electron emitting portion 3. Not only the case shown in FIG. 10B, but also the device electrodes 5 and 6 may not be grounded. That is, it is a case where the electron emission portion forming thin film 2 and the opposing device electrodes 5 and 6 are laminated in this order on the insulating substrate 1. In addition, depending on the manufacturing method, the entire space between the opposing device electrodes 5 and 6 may function as an electron emitting portion. The film thickness of the thin film 4 including the electron emitting portion is several Å to several thousand Å, preferably several tens Å to several hundred Å. It is appropriately set depending on the step coverage to the device electrodes 5 and 6, the resistance value between the electron emitting unit 3 and the device electrodes 5 and 6, the particle size of the conductive fine particles in the electron emitting unit 3, the energization processing conditions described later, and the like. Its resistance is 1
A sheet resistance value of 0 3 to 10 7 Ω / □ is shown.

【0032】電子放出部を含む薄膜4を構成する材料の
具体例を挙げるならば、Pd、Ru、Ag、Au、T
i、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、
Pb等の金属、PdO、SnO2、In23、PbO、
Sb23等の酸化物、HfB2、ZrB2、LaB6、C
eB6、YB4、GdB4等の硼化物、TiC、ZrC、
HfC、TaC、SiC、WC等の炭化物、TiN、Z
rN、HfN等の窒化物、Si、Ge等の半導体、カー
ボン、AgMg、NiCu、PbSn等であり、微粒子
膜からなる。
Specific examples of the material forming the thin film 4 including the electron emitting portion include Pd, Ru, Ag, Au and T.
i, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W,
Metals such as Pb, PdO, SnO 2 , In 2 O 3 , PbO,
Oxides such as Sb 2 O 3 , HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , C
borides such as eB 6 , YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC,
Carbides such as HfC, TaC, SiC, WC, TiN, Z
It is a nitride such as rN or HfN, a semiconductor such as Si or Ge, carbon, AgMg, NiCu, PbSn or the like, and is composed of a fine particle film.

【0033】なお、ここで述べる微粒子とは、複数の微
粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子
が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに
隣接あるいは重なり合った状態(島状も含む)の膜を指
す。
The fine particles described here are a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and the fine structure thereof is not only a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (island shape). (Including)).

【0034】電子放出部3は、数Å〜数千Å、好ましく
は5Å〜200Åの粒径の導電性微粒子多数個からな
り、電子放出部を含む薄膜4の膜厚および後述する通電
処理条件等の製法等に依存しており、適宜設定される。
The electron emitting portion 3 is composed of a large number of conductive fine particles having a particle diameter of several Å to several thousand Å, preferably 5 Å to 200 Å, and the film thickness of the thin film 4 including the electron emitting portion and energization processing conditions described later, etc. It depends on the manufacturing method, etc., and is set appropriately.

【0035】電子放出部3を構成する材料は、電子放出
部を含む薄膜4を構成する一部または全部の元素と同様
である。
The material forming the electron emitting portion 3 is similar to some or all of the elements forming the thin film 4 including the electron emitting portion.

【0036】電子放出部3を有する電子放出素子の製造
方法としては、様々な方法が考えられるが、その1例を
図11に示す。図11において、2は電子放出部形成用
薄膜で、例えば微粒子膜などである。
Various methods are conceivable as a method of manufacturing an electron-emitting device having the electron-emitting portion 3, one example of which is shown in FIG. In FIG. 11, reference numeral 2 denotes a thin film for forming an electron emitting portion, which is, for example, a fine particle film.

【0037】以下、図11を用いて、その素子の製造方
法を説明する。 1)絶縁性基板1を洗剤、純水および有機溶剤により十
分に洗浄した後、真空蒸着法、スパッタ法等により素子
電極材料を堆積する。次に、素子電極5・6と素子電極
間ギャップL1となるべきパターンをホトレジストで形
成し、ドライエッチングを行なう。ドライエッチング終
了後、有機溶剤等によってホトレジストを除去して、絶
縁性基板1の面上に素子電極5および6を形成する(図
11(a))。
The method of manufacturing the element will be described below with reference to FIG. 1) The insulating substrate 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water and an organic solvent, and then a device electrode material is deposited by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method or the like. Next, a pattern to form the device electrodes 5 and 6 and the gap L1 between the device electrodes is formed from photoresist, and dry etching is performed. After the dry etching is completed, the photoresist is removed with an organic solvent or the like to form the device electrodes 5 and 6 on the surface of the insulating substrate 1 (FIG. 11A).

【0038】このようにして素子電極を形成することに
より、リフトオフによる電極形成の場合に問題となる上
述のバリ形成が防止される。 2)絶縁性基板1上に設けられた素子電極5と素子電極
6の間に有機金属溶液を塗布して放置することにより、
有機金属薄膜を形成する。なお、有機金属溶液とは、前
記のPd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、C
r、Fe、Zn、 Sn、Ta、W、Pb等の金属を主
元素とする有機化合物の溶液である。この 後、有機金
属薄膜を加熱焼成処理する。
By forming the element electrode in this way, the above-described burr formation which is a problem in forming the electrode by lift-off can be prevented. 2) By applying an organic metal solution between the device electrodes 5 and 6 provided on the insulating substrate 1 and leaving it to stand,
An organometallic thin film is formed. The organometallic solution is the above-mentioned Pd, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, C.
It is a solution of an organic compound containing a metal such as r, Fe, Zn, Sn, Ta, W, or Pb as a main element. Then, the organic metal thin film is heat-fired.

【0039】次に、リフトオフ、エッチング等によりパ
ターニングし、電子放出部形成用薄膜2を形成する(図
11(b))。エッチングにて行なう場合は、例えば、
電子放出部形成用薄膜2となるべきパターンをホトレジ
ストで形成し、ドライエッチングを行なう。ドライエッ
チング終了後、ホトレジストを除去する。ホトレジスト
の除去手段には各種の方法が利用できるが、UV/O3
アッシング処理にて150℃以下で加熱して除去するこ
とが好ましい。また、ホトレジストの材料にも特に限定
はないが、UV/O3アッシング処理において150℃
以下で容易に除去できるものが好ましい。 3)続いて、素子電極5、6間に、電源(不図示)によ
ってパルス状あるいは高速の昇電圧による通電処理(フ
ォーミング)を行ない、電子放出部形成用薄膜2の部位
に構造の変化した電子放出部3を形成する(図11
(c))。この電子放出部3は、通電処理により、電子
放出部形成用薄膜2を局所的に破壊、変形もしくは変質
せしめることで構造の変化した部位であり、導電性微粒
子で構成されていることを本発明者らは認めている。
Next, patterning is performed by lift-off, etching or the like to form the electron emitting portion forming thin film 2 (FIG. 11B). When etching is used, for example,
A pattern to be the electron emission portion forming thin film 2 is formed from a photoresist, and dry etching is performed. After the dry etching is completed, the photoresist is removed. Various methods can be used for removing the photoresist, but UV / O 3
It is preferably removed by heating at 0.99 ° C. or less at Assi ing process. Although there is no particular limitation on the material of the photoresist, 0.99 ° C. in UV / O 3 ASSY ing process
Those that can be easily removed below are preferred. 3) Subsequently, an energization process (forming) with a pulsed or high-speed rising voltage is performed between the device electrodes 5 and 6 by a power source (not shown), and electrons having a changed structure are formed at the site of the electron emission part forming thin film 2. The emission part 3 is formed (FIG. 11).
(C)). The electron-emitting portion 3 is a portion whose structure is changed by locally destroying, deforming or altering the electron-emitting portion forming thin film 2 by an electric current treatment, and is constituted by conductive fine particles according to the present invention. Acknowledged.

【0040】フォーミング処理の電圧波形の例を図4に
示す。図4中、T1およびT2は電圧波形のパルス幅とパ
ルス間隔であり、T1を1マイクロ秒〜10ミリ秒、T2
を10マイクロ秒〜100ミリ秒とし、三角波の波高値
(フォーミング時のピーク電圧)は4〜10V程度と
し、フォーミング処理は真空雰囲気下で数十秒間程度で
適宜設定する。
FIG. 4 shows an example of the voltage waveform of the forming process. In FIG. 4, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, where T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds, and T2 is
Is 10 microseconds to 100 milliseconds, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) is about 4 to 10 V, and the forming process is appropriately set in about several tens of seconds in a vacuum atmosphere.

【0041】以上説明した電子放出部を形成する際に、
素子の電極間に三角波パルスを印加してフォーミングを
行なっているが、素子の電極間に印加する波形は三角波
に限定する必要はなく、矩形波など所望の波形を用いて
もよく、その波高値およびパルス幅、パルス間隔等につ
いても上述の値に限ることなく、電子放出部が良好に形
成されていれば、所望の値を選択することができる。
When forming the electron emitting portion described above,
Forming is performed by applying a triangular wave pulse between the electrodes of the element, but the waveform applied between the electrodes of the element is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave may be used. The pulse width, the pulse interval, and the like are not limited to the above values, and a desired value can be selected as long as the electron emitting portion is well formed.

【0042】上述のような素子構成と製造方法によって
作成される電子放出素子の基本特性について、図3およ
び図5を用いて説明する。
The basic characteristics of the electron-emitting device produced by the above-described device structure and manufacturing method will be described with reference to FIGS. 3 and 5.

【0043】図3は、図10の素子の電子放出特性を測
定するための測定評価装置の概略構成図である。図3に
おいて、1は絶縁性基体、5および6は素子電極、4は
電子放出部を含む薄膜、3は電子放出部を示す。また、
31は素子に素子電圧Vfを印加するための電源、30
は素子電極5・6間の電子放出部を含む薄膜4を流れる
素子電流Ifを測定するための電流計、34は素子の電
子放出部より放出される放出電流Ieを捕捉するための
アノード電極、33はアノード電極34に電圧を印加す
るための高圧電源、32は素子の電子放出部3より放出
される放出電流Ieを測定するための電流計である。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics of the device of FIG. In FIG. 3, 1 is an insulating substrate, 5 and 6 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 3 is an electron emitting portion. Also,
31 is a power supply for applying the element voltage Vf to the element, 30
Is an ammeter for measuring the device current If flowing through the thin film 4 including the electron emission part between the device electrodes 5 and 6, 34 is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission part of the device, 33 is a high voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 34, and 32 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 3 of the device.

【0044】電子放出素子の上記素子電流If、放出電
流Ieの測定にあたっては、素子電極5、6に電源31
と電流計30とを接続し、その電子放出素子の上方に電
源33と電流計32とを接続したアノード電極34を配
置している。また、本電子放出素子およびアノード電極
34は、真空装置内に設置され、その真空装置には、不
図示の排気ポンプおよび真空計等の真空装置に必要な機
器が具備されており、所望の真空下で本素子の測定評価
を行なうことができるようになっている。
To measure the above device current If and emission current Ie of the electron-emitting device, the power supply 31 is applied to the device electrodes 5 and 6.
And an ammeter 30 are connected to each other, and an anode electrode 34 to which a power source 33 and an ammeter 32 are connected is arranged above the electron-emitting device. Further, the electron-emitting device and the anode electrode 34 are installed in a vacuum device, and the vacuum device is provided with equipment necessary for the vacuum device such as an exhaust pump and a vacuum gauge (not shown), so that a desired vacuum can be obtained. The device can be measured and evaluated below.

【0045】なお、アノード電極の電圧は、1kV〜1
0kV、アノード電極と電子放出素子との距離Hは3m
m〜8mmの範囲で設定する。
The voltage of the anode electrode is 1 kV to 1
0 kV, distance H between anode electrode and electron-emitting device is 3 m
Set in the range of m to 8 mm.

【0046】図3に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ieおよび素子電流Ifと素子電圧Vfの関係
の典型的な例を図5に示す。なお、図5は著しくIf、
Ieの大きさが異なるため、任意の単位で示されてお
り、放出電流Ieは素子電流Ifのほぼ1/2000程度
である。図5からも明らかな通り、本電子放出素子は放
出電流Ieに対する以下の3つの特性を有する。
FIG. 5 shows a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG. Note that FIG.
Since the magnitude of Ie is different, it is shown in arbitrary units, and the emission current Ie is about 1/2000 of the device current If. As is clear from FIG. 5, this electron-emitting device has the following three characteristics with respect to the emission current Ie.

【0047】まず第1に、本素子はある電圧(閾値電圧
と呼ぶ。図5中のVth)以上の素子電圧を印加すると急
激に放出電流Ieが増加し、一方、閾値電圧Vth以下で
は放出電流Ieがほとんど検出されない。すなわち、放
出電流Ieに対する明確な閾値電圧Vthを持った非線形
素子である。
First of all, in the present device, when a device voltage higher than a certain voltage (called threshold voltage; Vth in FIG. 5) is applied, the emission current Ie rapidly increases, while at the threshold voltage Vth or less, the emission current Ie increases. Almost no Ie is detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0048】第2に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依存
するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。
Secondly, since the emission current Ie depends on the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.

【0049】第3に、アノード電極34に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存する。す
なわち、アノード電極34に捕捉される電荷量は、素子
電圧Vfを印加する時間によって制御できる。以上のよ
うな特性を有するため、本発明にかかわる電子放出素子
は、多方面への応用が期待できる。
Thirdly, the emitted charges trapped in the anode electrode 34 depend on the time for applying the device voltage Vf. That is, the amount of charges captured by the anode electrode 34 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied. Since the electron-emitting device according to the present invention has the above characteristics, it can be expected to be applied to various fields.

【0050】また、素子電流Ifは素子電圧Vfに対して
単調増加する特性(MI特性と称する)の例を図5に示
したが、この他にも、素子電流Ifが素子電圧Vfに対し
て電圧制御型負性抵抗特性(VCNR特性と称する)を
示す場合もある。なおこの場合も、本電子放出素子は上
述した3つの特性を有する。
FIG. 5 shows an example of the characteristic (referred to as MI characteristic) in which the element current If monotonously increases with respect to the element voltage Vf. In addition to this, the element current If is relative to the element voltage Vf. In some cases, a voltage control type negative resistance characteristic (referred to as VCNR characteristic) is exhibited. Also in this case, the electron-emitting device has the above-mentioned three characteristics.

【0051】次に、表面伝導型電子放出素子を、行列状
に多数個配列した本発明の電子源およびその作成方法に
ついて図1および図2を用いて説明し、その本発明の電
子源を用いた画像形成装置の1例を図7に示す。
Next, an electron source of the present invention in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix and a method for producing the same will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and the electron source of the present invention will be used. FIG. 7 shows an example of such an image forming apparatus.

【0052】本発明の電子源の1実施態様の一部の平面
図を図2(a)に、また、図2(a)中のA−A’断面
図を図2(b)に示す。ここで、1は基板、72は図7
のDxmに対応するX方向配線(下配線)、73は図7
のDynに対応するY方向配線(上配線)、4は電子放
出部を含む薄膜、5および6は素子電極、111は層間
絶縁層、112は素子電極5と下配線72との電気的接
続のためのコンタクトホールである。
A partial plan view of one embodiment of the electron source of the present invention is shown in FIG. 2 (a), and a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 2 (a) is shown in FIG. 2 (b). Here, 1 is a substrate, and 72 is FIG.
X direction wiring (lower wiring) corresponding to Dxm of No. 73 is shown in FIG.
In the Y direction corresponding to Dyn (upper wiring), 4 is a thin film including an electron emitting portion, 5 and 6 are element electrodes, 111 is an interlayer insulating layer, 112 is an electrical connection between the element electrode 5 and the lower wiring 72. This is a contact hole for.

【0053】次に、本発明の電子源の製造方法の1実施
態様を、図1によって工程順に従って説明する。
Next, one embodiment of the method for manufacturing an electron source of the present invention will be described with reference to FIG.

【0054】(工程−a)清浄化した青板ガラス等の上
にシリコン酸化膜などの絶縁材料膜をスパッタ法等で形
成した基板1上に、下配線72となるべきパターンをホ
トレジストで形成する。次に、リアクティブ・イオン・
エッチング(Reactive Ion Etching;RIE)またはU
V/O3アッシング処理を行なうことが好ましい。次
に、真空蒸着等で配線材料を積層した後、ホトレジスト
パターンを有機溶剤等で除去し、堆積した配線材料層を
リフトオフし、所望の形状の下配線72を得る。ここ
で、真空蒸着等による配線材料の積層前に、RIE処理
またはUV/O3アッシング処理を施しておくと、リフ
トオフ後の下配線の密着性が良好になり、膜剥がれ等を
防止することができる。
(Step-a) A pattern, which is to be the lower wiring 72, is formed of photoresist on the substrate 1 on which an insulating material film such as a silicon oxide film is formed on a cleaned blue plate glass or the like by a sputtering method or the like. Next, Reactive Ion
Etching (Reactive Ion Etching; RIE) or U
V / O 3 ashing treatment is preferably performed. Next, after laminating the wiring material by vacuum evaporation or the like, the photoresist pattern is removed with an organic solvent or the like, and the deposited wiring material layer is lifted off to obtain the lower wiring 72 having a desired shape. Here, if the RIE process or the UV / O 3 ashing process is performed before stacking the wiring material by vacuum deposition or the like, the adhesion of the lower wiring after lift-off becomes good, and film peeling or the like can be prevented. it can.

【0055】(工程−b)次に、シリコン酸化膜などか
らなる層間絶縁層111をRFスパッタ法などによって
堆積し、コンタクトホール112を形成するためのホト
レジストパターンを作り、それをマスクとして層間絶縁
層111を除去してコンタクトホール112を形成す
る。層間絶縁膜111の除去は、好ましくはエッチング
によって行ない、さらに好ましくはRIEによって行な
う。
(Step-b) Next, an interlayer insulating layer 111 made of a silicon oxide film or the like is deposited by an RF sputtering method or the like to form a photoresist pattern for forming a contact hole 112, and using it as a mask, the interlayer insulating layer is formed. The contact hole 112 is formed by removing 111. The interlayer insulating film 111 is preferably removed by etching, more preferably RIE.

【0056】(工程−c)さらに、シリコン酸化膜など
の層間絶縁層111を再度堆積する。これにより、上下
配線間のリークの原因となる工程−bで発生し得るピン
ホール等を埋め込むことができる。次に、コンタクトホ
ール112を形成するためのホトレジストパターン11
3を、工程−bで形成したコンタクトホールの領域内で
それより狭く作製する。
(Step-c) Further, an interlayer insulating layer 111 such as a silicon oxide film is deposited again. As a result, it is possible to fill in pinholes or the like that may occur in step-b that causes a leak between the upper and lower wirings. Next, the photoresist pattern 11 for forming the contact hole 112
3 is made narrower than that in the region of the contact hole formed in step-b.

【0057】(工程−d) 上記ホトレジストパターンをマスクとして、層間絶縁層
111を、再度工程−b同様にしてコンタクトホール
112を形成する。このように2段階でコンタクトホー
ル形成を行なうことによって、コンタクトホールは図1
(d)のように段差を持った形状となる。コンタクトホ
ールをこのような形状とすることによって、後の素子電
極および上配線のカバレッジを良好にし、段差部での断
線を回避することが可能となる。ここでは、段差が1つ
の場合について述べているが、さらに多数の段差を設け
る(すなわち、コンタクトホール形成を3段階以上に分
けて行なう)ことによって、さらにカバレッジを良好に
することができる。
[0057] (Step -d) above the photoresist pattern as a mask, the interlayer insulating layer 111 to form a contact hole 112 in the same manner as in the back step -b. By thus forming the contact hole in two steps, the contact hole is formed as shown in FIG.
As shown in (d), the shape has a step. By forming the contact hole in such a shape, it becomes possible to improve the coverage of the subsequent element electrode and upper wiring, and avoid disconnection at the step portion. Although the case where there is one step is described here, coverage can be further improved by providing a larger number of steps (that is, forming contact holes in three or more steps).

【0058】(工程−e)さらに、素子電極材料を積層
し、次に、素子電極5、6と素子電極間ギャップGとな
るべきパターンをホトレジストで形成し、ドライエッチ
ングを行なう。ドライエッチング終了後、ホトレジスト
を有機溶剤等で除去して、ギャップGを隔てて相互に対
向する素子電極5、6を形成する。
(Step-e) Further, the device electrode material is laminated, and then a pattern to be the device electrodes 5 and 6 and the device electrode gap G is formed by photoresist and dry etching is performed. After the dry etching is completed, the photoresist is removed with an organic solvent or the like to form the device electrodes 5 and 6 facing each other with a gap G therebetween.

【0059】(工程−f) 素子電極5、6の上に、上配線73およびコンタクトホ
ール112を埋め込む電極となるべきパターンをホトレ
ジストで形成する。次に好ましくは、前記工程−aの場
合と同様、リフトオフ後の上配線の密着性を良好にし、
膜剥がれ等を起こさないために、RIEによりエッチン
グを行なうかあるいはUV/O3アッシング処理を行な
うことが好ましい。
(Step-f) On the device electrodes 5 and 6, a pattern to be an electrode for filling the upper wiring 73 and the contact hole 112 is formed with photoresist. Next, as in the case of the step-a, preferably, the adhesion of the upper wiring after lift-off is improved,
In order not to cause peeling or the like, it is preferable to perform or UV / O 3 Assi ring process for etching by RIE.

【0060】次に、真空蒸着等により配線材料を積層
し、ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、リフト
オフにより不要の部分を除去して、所望の形状の上配線
73およびコンタクトホールの埋め込み電極を形成す
る。
Next, wiring materials are laminated by vacuum vapor deposition or the like, the photoresist pattern is dissolved in an organic solvent, and unnecessary portions are removed by lift-off to form the upper wiring 73 and the buried electrode of the contact hole having a desired shape. To do.

【0061】(工程−g) 基板表面に、有機パラジウム等の有機金属溶液を塗布
し、加熱焼成処理を行なう。次に、電子放出部形成用薄
膜4となるべきパターンを、ホトレジストで形成し、ド
ライエッチングを行なう。ドライエッチング終了後、ホ
トレジストはUV/O3アッシング処理することによっ
て除去する。
(Step-g) An organometallic solution such as organopalladium is applied to the surface of the substrate and heated and baked. Next, a pattern to be the electron emission portion forming thin film 4 is formed from photoresist and dry etching is performed. After completion of the dry etching, the photoresist is removed by treatment UV / O 3 ASSY ring.

【0062】次に、真空下に、電極5および6間に電圧
を印加して、電子放出部形成用薄膜2を通電処理(フォ
ーミング処理)することにより電子放出部3を形成す
る。フォーミング処理の電圧波形については、前述の素
子形成の場合と同様である。
Next, a voltage is applied between the electrodes 5 and 6 under vacuum to energize (form) the electron emission part forming thin film 2 to form the electron emission part 3. The voltage waveform of the forming process is the same as that in the above-described element formation.

【0063】次に、前述の図7を用いて、本発明の電子
源を用いた画像形成装置の1実施態様について説明す
る。
Next, one embodiment of the image forming apparatus using the electron source of the present invention will be described with reference to FIG.

【0064】図中、81はリアプレートで、上記の方法
で多数の表面伝導型電子放出素子を形成した基板が固定
されている。そのリアプレートの上方に、ガラス基板8
3の内面に蛍光膜84とメタルバック85が形成された
構成となっているフェースプレート86が支持枠82を
介して配置されている。74は電子放出素子、72およ
び73はそれぞれX方向およびY方向の配線である。フ
ェースプレート86にはさらに、蛍光膜84の導電性を
高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電極が設けられ
る場合もある。
In the figure, reference numeral 81 denotes a rear plate, to which a substrate having a large number of surface conduction electron-emitting devices formed by the above method is fixed. Above the rear plate, the glass substrate 8
A face plate 86 having a structure in which a fluorescent film 84 and a metal back 85 are formed on the inner surface of 3 is arranged via a support frame 82. 74 is an electron-emitting device, and 72 and 73 are wirings in the X and Y directions, respectively. The face plate 86 may be further provided with a transparent electrode on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to enhance the conductivity of the fluorescent film 84.

【0065】以上述べた構成は、表示等に用いられる画
像形成装置を作製する上で必要な概略構成であり、例え
ば各部材の材料等、詳細な部分は上述のものに限定され
るものではなく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構
成された光プリンターの発光ダイオード等の代賛の発光
源として、上述の装置を用いることもできる。またその
際、上述のm本の行方向配線とn本の列方向配線を、適
宜選択することで、ライン状光源だけでなく、二次元状
の発光源としても応用できる。
The structure described above is a schematic structure necessary for manufacturing an image forming apparatus used for display or the like, and detailed parts such as materials of respective members are not limited to those described above. The device described above can also be used as an alternative light source such as a light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode. At that time, by appropriately selecting the above-mentioned m row-direction wirings and n column-direction wirings, it can be applied not only as a linear light source but also as a two-dimensional light emitting source.

【0066】[0066]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0067】(参考例1)実施例を説明する前に、参考例を説明する。参考例で
は、上下配線および絶縁層がなく、本発明の表面伝導型
電子放出素子と同様にして作製した単素子、すなわち素
子電極上に電子放出部を含む薄膜を形成しただけの電子
源の作製を示す。
Reference Example 1 A reference example will be described before describing the examples. In this reference example, there is no upper and lower wiring and an insulating layer, and a single element manufactured in the same manner as the surface conduction electron-emitting device of the present invention, that is, an electron source of only forming a thin film including an electron-emitting portion on the device electrode The production is shown.

【0068】以下、図9に基づいて、順を追って本実施
例における素子の製造手順を説明する。
The manufacturing procedure of the element in this embodiment will be described below in sequence with reference to FIG.

【0069】工程−a 清浄化した青板ガラス上に厚さ0.5ミクロンのシリコ
ン酸化膜をスパッタ法で形成した基板1上に、スパッタ
法で厚さ50ÅのTi、厚さ300ÅのPtを順次積層
した。次に、素子電極5および6と素子電極間ギャップ
L1となるべきパターンをホトレジスト(AZ137
0、ヘキスト社製)で形成し、ドライエッチングを行な
った。ドライエッチングは、通常の平行平板陰極結合型
で、真空排気系にターボ分子ポンプとロータリーポンプ
を用いた装置で、PtをHBr/Arの混合ガスで、R
Fパワー100W、ガス圧力2.5Pa、TiをHBr
/BCl3の混合ガスで、RFパワー150W、ガス圧
力2.5Paでそれぞれ実施した。ドライエッチング終
了後、ホトレジストは有機溶剤にて除去した。その時、
素子電極間隔は3ミクロンとし、素子電極の幅300ミ
クロンを有する素子電極5および6を形成した。
Step-a On a substrate 1 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film is formed on a cleaned soda-lime glass by a sputtering method, Ti having a thickness of 50 Å and Pt having a thickness of 300 Å are sequentially formed by the sputtering method. Laminated. Next, a pattern for forming the device electrodes 5 and 6 and the gap L1 between the device electrodes is formed by a photoresist (AZ137).
0, manufactured by Hoechst Co., Ltd.) and dry-etched. The dry etching is an ordinary parallel plate cathode coupled type apparatus using a turbo molecular pump and a rotary pump as a vacuum exhaust system, and Pt is a mixed gas of HBr / Ar and R
F power 100 W, gas pressure 2.5 Pa, Ti HBr
/ BCl 3 mixed gas, RF power 150 W, gas pressure 2.5 Pa. After completion of the dry etching, the photoresist was removed with an organic solvent. At that time,
The device electrode spacing was 3 μm, and device electrodes 5 and 6 having a device electrode width of 300 μm were formed.

【0070】工程−b 基板表面に、有機パラジウム(ccp4320、奥野製
薬(株)製)をスピンナーにより回転塗布し、300℃
で10分間の加熱焼成処理した。こうして形成された、
Pdを主要構成元素とする微粒子からなる電子放出部形
成用薄膜2の膜厚は約100オングストロームで、シー
ト抵抗値は5×104Ω/□であった。なお、ここで述
べる微粒子膜とは、前述のように複数の微粒子が集合し
た膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に分散
配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接あるいは
重なり合った状態(島状も含む)の膜を指し、その粒径
とは前記の状態で粒子形状が認識可能な微粒子について
の径を言う。
Step-b Organic palladium (ccp4320, manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) was spin-coated on the surface of the substrate with a spinner, and the temperature was 300 ° C.
Was heated and baked for 10 minutes. Thus formed,
The film thickness of the electron emission portion forming thin film 2 made of fine particles containing Pd as a main constituent element was about 100 Å, and the sheet resistance value was 5 × 10 4 Ω / □. Incidentally, the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are gathered as described above, and as a fine structure thereof, not only a state in which the fine particles are dispersed and arranged but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other ( (Including islands), and the particle size refers to the diameter of fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0071】工程−c 電子放出部を含む薄膜となるべきパターンを、ホトレジ
スト(OMR83 20cp、東京応化社製)で形成
し、ドライエッチングを行なう。ドライエッチングは、
通常の平行平板陰極結合型で、真空排気系にターボ分子
ポンプとロータリーポンプを用いた装置で、Ar流量2
0sccm、ガス圧力4.5Pa、RFパワー150W
にて3分間行なった。
Step-c A pattern to be a thin film including an electron emitting portion is formed with a photoresist (OMR83 20 cp, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) and dry etching is performed. Dry etching
It is a normal parallel plate cathode coupled type and uses a turbo molecular pump and a rotary pump for the vacuum exhaust system.
0sccm, gas pressure 4.5Pa, RF power 150W
For 3 minutes.

【0072】ドライエッチング終了後、ホトレジストは
UV/O3アッシング処理にて、150℃で30分間処
理することによって除去した。
[0072] After completion of the dry etching, the photoresist by UV / O 3 ASSY ring treatment, were removed by treatment for 30 minutes at 0.99 ° C..

【0073】以上のように作製した電子源のフォーミン
グおよび電子放出特性を、図3の測定評価装置を用いて
行なった。
The forming and electron emission characteristics of the electron source manufactured as described above were measured by using the measuring and evaluating apparatus shown in FIG.

【0074】図3において、1は絶縁性基体、5および
6は素子電極、4は電子放出部を含む薄膜、3は電子放
出部を示す。また、31は素子に素子電圧Vfを印加す
るための電源、30は素子電極5、6間の電子放出部を
含む薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するための電流
計、34は素子の電子放出部より放出される放出電流I
eを捕捉するためのアノード電極、33はアノード電極
34に電圧を印加するための高圧電源、32は素子の電
子放出部3より放出される放出電流Ieを測定するため
の電流計である。
In FIG. 3, 1 is an insulating substrate, 5 and 6 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 3 is an electron emitting portion. Further, 31 is a power source for applying a device voltage Vf to the device, 30 is an ammeter for measuring a device current If flowing through the thin film 4 including the electron emitting portion between the device electrodes 5 and 6, and 34 is an electron of the device. Emission current I emitted from the emission part
An anode electrode for capturing e, 33 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 34, and 32 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 3 of the device.

【0075】真空装置には、不図示の排気ポンプおよび
真空計等の真空装置に必要な機器が具備されており、所
望の真空下で本素子の測定評価を行なうことができるよ
うになっている。
The vacuum apparatus is equipped with equipment necessary for the vacuum apparatus, such as an exhaust pump and a vacuum gauge (not shown), so that the element can be measured and evaluated under a desired vacuum. .

【0076】その真空装置内で、真空度10-6Torr
台まで減圧した後、素子電極5・6間に電源31よりパ
ルス状あるいは高速の昇電圧によって通電処理して電子
放出部形成用薄膜2を局所的な構造変化を起こさせて、
電子放出部3を形成した。
In the vacuum device, the degree of vacuum is 10 -6 Torr.
After the pressure is reduced to the table, a current is applied between the device electrodes 5 and 6 by a pulsed or high-speed rising voltage from the power source 31 to locally change the structure of the electron emission portion forming thin film 2.
The electron emitting portion 3 was formed.

【0077】本実施例で作製した素子の抵抗は、真空装
置内で排気直前の大気中で約400Ωであり、1×10
-6Torrまで減圧後、フォーミング電圧5V、フォー
ミング電流20mAで電子放出部3を形成した。
The resistance of the element manufactured in this example was about 400Ω in the atmosphere in the vacuum apparatus immediately before exhausting, and was 1 × 10 5.
After the pressure was reduced to -6 Torr, the electron emitting portion 3 was formed with a forming voltage of 5 V and a forming current of 20 mA.

【0078】電子放出素子の上記素子電流If、放出電
流Ieの測定にあたっては、素子電極5、6に電源31
と電流計30とを接続し、その電子放出素子の上方に電
源33と電流計32とを接続したアノード電極34を配
置している。また、本電子放出素子およびアノード電極
34は真空装置内に設置されている。
In measuring the device current If and the emission current Ie of the electron-emitting device, the power supply 31 is applied to the device electrodes 5 and 6.
And an ammeter 30 are connected to each other, and an anode electrode 34 to which a power source 33 and an ammeter 32 are connected is arranged above the electron-emitting device. The electron-emitting device and the anode electrode 34 are installed in a vacuum device.

【0079】上記フォーミングを終えた電子放出部の特
性を、アノード電極の電圧を1kV、アノード電極と電
子放出素子との距離Hを4mmで測定したところ、図8
に示したような電流−電圧特性が得られた。本素子で
は、素子電圧8V程度から急激に放出電流Ieが増加
し、素子電圧14V時の素子電流If2.2mA、放出
電流Ie1.1μAとなり、電子放出効率η(Ie/If
(%))は0.05%であった。
The characteristics of the electron-emitting portion after the above-mentioned forming were measured by measuring the voltage of the anode electrode at 1 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device at 4 mm.
The current-voltage characteristics as shown in (4) were obtained. In this device, the emission current Ie rapidly increases from the device voltage of about 8 V, and becomes the device current If 2.2 mA and the emission current Ie 1.1 μA at the device voltage 14 V, and the electron emission efficiency η (Ie / If
(%)) Was 0.05%.

【0080】(参考参考 例1の電子源作製において、素子電極パターンの形
成(工程−a)を以下のように行なった。
Reference Example 2 In the production of the electron source of Reference Example 1, the element electrode pattern was formed (step-a) as follows.

【0081】工程−a 清浄化した青板ガラス上に厚さ0.5ミクロンのシリコ
ン酸化膜をスパッタ法で形成した基板1上に、素子電極
5および6と素子電極間ギャップL1となるべきパター
ンをホトレジスト(RD−2000N−41、日立化成
社製)で形成し、スパッタ法により、厚さ50ÅのT
i、厚さ300ÅのPtを順次積層した。ホトレジスト
パターンを有機溶剤で溶解し、Pt/Ti堆積膜をリフ
トオフし、素子電極間隔は3ミクロンとし、素子電極の
幅300ミクロンを有する素子電極5および6を形成し
た。
Step-a On the substrate 1 in which a 0.5 μm-thick silicon oxide film is formed on the cleaned soda lime glass by the sputtering method, patterns for forming the device electrodes 5 and 6 and the device electrode gap L1 are formed. It is formed with a photoresist (RD-2000N-41, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and a T-thickness of 50Å is formed by a sputtering method.
i, Pt having a thickness of 300 Å was sequentially laminated. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent, the Pt / Ti deposition film was lifted off, the device electrode spacing was set to 3 μm, and device electrodes 5 and 6 having a device electrode width of 300 μm were formed.

【0082】その他の製造工程は参考例1と同様に行な
って、電子源を得た。
Other manufacturing steps were performed in the same manner as in Reference Example 1 to obtain an electron source.

【0083】このようにして作製した電子源は、図15
のように、素子電極上面端部にPt/Ti成膜時にホト
レジスト下に回り込んだPt/Tiが、ホトレジストを
有機溶剤で除去後もバリ7となって残った。このバリ形
状は、ホトレジストの形状、スパッタ装置およびその成
膜条件等によって異なるが、数100Åからレジストの
膜厚層と(数1000Å〜数μm)の高さとなることも
ある。このようなバリのある素子電極に、有機パラジウ
ムをスピンナーによって回転塗布すると、液溜り効果に
よりバリのない素子電極に塗布した場合よりも厚く塗ら
れてしまう。
The electron source manufactured in this manner is shown in FIG.
As described above, Pt / Ti sneaking under the photoresist at the time of forming the Pt / Ti film on the upper end portion of the device electrode remained as burr 7 even after the photoresist was removed with the organic solvent. Although this burr shape varies depending on the shape of the photoresist, the sputtering apparatus and the film forming conditions thereof, it may be as high as several hundred Å to the resist film thickness layer (several 1000 Å to several μm). When the spin coater spin-coats organic palladium on such a burr-like element electrode, it is applied thicker than when it is applied to a burr-free element electrode due to the liquid pool effect.

【0084】この電子源を、実施例1と同様に図3の測
定評価装置を用いてフォーミングおよび電子放出特性の
測定を行なった。素子抵抗は、真空装置内で排気直前の
大気中で約100Ωと低く、1×10-6Torrまで減
圧後フォーミングを行なったところ、フォーミング電圧
5Vでフォーミング電流は80mAと上昇した。
Using this measurement / evaluation apparatus shown in FIG. 3, the electron source was subjected to forming and electron emission characteristic measurement in the same manner as in Example 1. The element resistance was as low as about 100Ω in the atmosphere immediately before exhausting in a vacuum apparatus, and when forming was performed after decompressing to 1 × 10 −6 Torr, the forming current increased to 80 mA at a forming voltage of 5V.

【0085】上記フォーミングを終えた電子放出部の特
性を、アノード電極の電圧を1kV、アノード電極と電
子放出素子との距離Hを4mmで測定したところ、素子
電圧14V時の素子電流Ifは2.0mA、放出電流は
e0.80μAで共に実施例1の素子より低く、電子
放出効率η(Ie/If(%))も0.04%と低かっ
た。
The characteristics of the electron-emitting portion after the above-mentioned forming were measured by measuring the voltage of the anode electrode at 1 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device at 4 mm. The device current If at a device voltage of 14 V was 2. 0 mA, the emission current are both lower than the device of example 1 in I e 0.80μA, the electron emission efficiency η (Ie / If (%) ) is also as low as 0.04%.

【0086】(実施例) 本実施例では、表面伝導型電子放出素子を行列状に多数
個配列した本発明の電子源(図6の構造のもの)および
その製造方法を示す。
(Example 1 ) In this example, an electron source (having the structure of FIG. 6) of the present invention in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix and a method for manufacturing the same will be described.

【0087】図6はこの電子源の全体構成を示す模式的
平面図であり、図2(a)はその電子源の一部の平面図
であり、また図2(b)は図2(a)のA−A’断面図
である。これらの図中、1は基板、4は電子放出部を含
む薄膜、5および6は素子電極、72はX方向配線(下
配線)、73はY方向配線(上配線)、74は表面伝導
型電子放出素子、75は結線、111は層間絶縁層、1
12は素子電極5と下配線72と電気的接続のためのコ
ンタクトホールである。
FIG. 6 is a schematic plan view showing the overall structure of this electron source, FIG. 2 (a) is a plan view of a part of the electron source, and FIG. 2 (b) is FIG. 2 (a). 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. In these figures, 1 is a substrate, 4 is a thin film including an electron emitting portion, 5 and 6 are device electrodes, 72 is an X-direction wiring (lower wiring), 73 is a Y-direction wiring (upper wiring), and 74 is a surface conduction type. Electron-emitting device, 75 is connection, 111 is an interlayer insulating layer, 1
Reference numeral 12 is a contact hole for electrically connecting the device electrode 5 and the lower wiring 72.

【0088】次に、この電子源の製造手順について、図
1を用いて工程順に従って具体的に説明する。
Next, the manufacturing procedure of this electron source will be specifically described in the order of steps with reference to FIG.

【0089】工程−a 清浄化した青板ガラス上に厚さ0.5ミクロンのシリコ
ン酸化膜をスパッタ法で形成した基板1上に、下配線7
2となるべきパターンをホトレジスト(RD−2000
N−41、日立化成社製)で形成した。次に、O2ガス
を用いたRIEにより、RFパワー150Wm、ガス圧
力4Paの条件で1分間エッチングを行なった。RIE
に代えて、UV/O3アッシング処理ャーにて60℃/
10分間処理を行なってもよい。
Step-a The lower wiring 7 is formed on the substrate 1 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film is formed on the cleaned soda-lime glass by the sputtering method.
The pattern that should become 2 is photoresist (RD-2000
N-41, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.). Next, by RIE using O 2 gas, etching was performed for 1 minute under conditions of RF power of 150 Wm and gas pressure of 4 Pa. RIE
Instead of, 60 ° C. in UV / O 3 Assi ring processing catcher over /
The treatment may be performed for 10 minutes.

【0090】次に、真空蒸着によって、厚さ100Åの
Ti、厚さ6000ÅのAu、厚さ300ÅのCrを順
次積層した後、ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解
し、Cr/Au/Ti堆積膜をリフトオフし、所望の形
状の下配線72を形成した。このとき、蒸着前にO2
IE処理またはUV/O3アッシング処理を施したこと
により、リフトオフ後の下配線の密着性は良好になり、
膜剥がれ等は生じなかった。
Next, Ti of 100 Å thickness, Au of 6000 Å thickness and Cr of 300 Å thickness were sequentially laminated by vacuum evaporation, and then the photoresist pattern was dissolved with an organic solvent to form a Cr / Au / Ti deposited film. Lifting off was performed, and the lower wiring 72 having a desired shape was formed. At this time, O 2 R
By performing the IE process or the UV / O 3 ashing process, the adhesion of the lower wiring after the lift-off becomes good,
No film peeling occurred.

【0091】工程−b 次に、厚さ6000Åのシリコン酸化膜からなる層間絶
縁層111をRFスパッタ法により堆積し、シリコン酸
化膜にコンタクトホール112を形成するためのホトレ
ジストパターンを50μm×140μmのサイズで作
り、それをマスクとして層間絶縁層111をエッチング
してコンタクトホール112を形成した。エッチングは
CF4とH2ガスを用いたRIE法によった。
Step-b Next, an interlayer insulating layer 111 made of a silicon oxide film having a thickness of 6000 Å is deposited by RF sputtering, and a photoresist pattern for forming a contact hole 112 in the silicon oxide film is formed in a size of 50 μm × 140 μm. Then, the inter-layer insulating layer 111 was etched using this as a mask to form a contact hole 112. The etching was performed by the RIE method using CF 4 and H 2 gas.

【0092】工程−c さらに厚さ6000Åのシリコン酸化膜からなる層間絶
縁層111を、RFスパッタ法により再び堆積した。次
に、シリコン酸化膜にコンタクトホール112を形成す
るためのホトレジストパターン113を、工程−bで形
成したコンタクトホールよりも、縦横の寸法が20μm
狭くなるように作製した。
Step-c Further, an interlayer insulating layer 111 made of a silicon oxide film having a thickness of 6000Å was deposited again by the RF sputtering method. Next, a photoresist pattern 113 for forming the contact hole 112 in the silicon oxide film is formed with a vertical and horizontal dimension of 20 μm as compared with the contact hole formed in the step-b.
It was made to be narrow.

【0093】工程−d 上記のホトレジストパターンをマスクとして層間絶縁層
111を、再度工程−bと同様にRIEでエッチングし
て、2段形状のコンタクトホール112を形成した。
Step-d Using the photoresist pattern as a mask, the interlayer insulating layer 111 was again etched by RIE in the same manner as in Step-b to form a two-step contact hole 112.

【0094】工程−e さらに、スパッタ法で厚さ50ÅのTi、厚さ300Å
のPtを順次堆積した。次に、素子電極5および6と素
子電極間ギャップGとなるべきパターンをホトレジスト
(AZ1370、ヘキスト社製)で形成し、ドライエッ
チングを行なった。ドライエッチングは、通常の平行平
板陰極結合型で、真空排気系にターボ分子ポンプとロー
タリーポンプを用いた装置で、PtをHBr/Arの混
合ガスで、RFパワー100W、ガス圧力2.5Pa、
TiをHBr/BCl3の混合ガスで、RFパワー15
0W、ガス圧力2.5Paでそれぞれ行なった。ドライ
エッチング終了後、ホトレジストは有機溶剤にて除去し
た。その時、素子電極間隔は3ミクロンとし、素子電極
の幅を300ミクロンとする素子電極5、6を形成し
た。
Process-e Further, by sputtering, Ti having a thickness of 50Å and thickness of 300Å
Pt was sequentially deposited. Next, a pattern for forming the device electrodes 5 and 6 and the gap G between the device electrodes was formed with a photoresist (AZ1370, manufactured by Hoechst), and dry etching was performed. The dry etching is an ordinary parallel plate cathode coupling type apparatus using a turbo molecular pump and a rotary pump as a vacuum exhaust system. Pt is a mixed gas of HBr / Ar, RF power 100 W, gas pressure 2.5 Pa,
RF power of 15 with Ti mixed gas of HBr / BCl 3
It was carried out at 0 W and a gas pressure of 2.5 Pa, respectively. After completion of the dry etching, the photoresist was removed with an organic solvent. At that time, the device electrodes 5 and 6 were formed such that the device electrode spacing was 3 μm and the device electrode width was 300 μm.

【0095】工程−f 素子電極5、6の上に、上配線73およびコンタクトホ
ール112を埋め込む電極となるべきパターンをホトレ
ジスト(RD−2000N−41、日立化成社製)で形
成した。次に、O2ガスを用いたRIEにより、RFパ
ワー150W、ガス圧力4Paの条件で、1分間エッチ
ングを行なった。RIEの代わりにUV/O3アッシ
グ処理にて60℃で10分間処理を行なってもよい。
Step-f A pattern (RD-2000N-41, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), which is to be an electrode for embedding the upper wiring 73 and the contact hole 112, is formed on the device electrodes 5 and 6. Next, by RIE using O 2 gas, etching was performed for 1 minute under the conditions of RF power of 150 W and gas pressure of 4 Pa. UV / O 3 Assi down instead of RIE
The treatment may be performed at 60 ° C. for 10 minutes.

【0096】次に、真空蒸着により厚さ300ÅのT
i、厚さ10000ÅのAuを順次積層した後、ホトレ
ジストパターンを有機溶剤で溶解し、リフトオフにより
不要の部分を除去して、所望の形状の上配線73および
コンタクトホールの埋め込み電極を形成した。この時
も、蒸着前にO2RIE処理またはUV/O3アッシング
処理を施したことによりリフトオフ後の上配線の密着性
は良好になり、膜剥がれ等は生じなかった。
Then, a T film having a thickness of 300 Å is formed by vacuum vapor deposition.
After sequentially stacking i and Au having a thickness of 10000Å, the photoresist pattern was dissolved in an organic solvent and unnecessary portions were removed by lift-off to form the upper wiring 73 and the contact hole embedded electrode having a desired shape. At this time as well, the O 2 RIE treatment or the UV / O 3 ashing treatment was performed before the vapor deposition, so that the adhesion of the upper wiring after the lift-off was improved and no film peeling occurred.

【0097】工程−g 基板表面に、有機パラジウム(ccp4230、奥野製
薬(株)社製)をスピンナーにより回転塗布し、300
℃で10分間の加熱焼成処理を行なった。こうして形成
されたPdを主要構成元素とする微粒子からなる電子放
出部形成用薄膜材料層2aの膜厚は、約100Å、シー
ト抵抗値は5×104Ω/□であった。
Step-g Organopalladium (ccp4230, manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) was spin-coated on the surface of the substrate by a spinner to give 300
A heating and baking treatment was performed at 10 ° C. for 10 minutes. The film thickness of the electron emission part forming thin film material layer 2a formed of fine particles containing Pd as a main constituent element was about 100Å, and the sheet resistance value was 5 × 10 4 Ω / □.

【0098】さらに、電子放出部を含む薄膜4となるべ
きパターンを、ホトレジスト(OMR8320cp、東
京応化社製)で形成し、ドライエッチングを行なった。
ドライエッチングは、通常の平行平板陰極結合型で、真
空排気系にターボ分子ポンプとロータリーポンプを用い
た装置で、Ar流量20sccm、ガス圧力4.5P
a、RFパワー150Wにて3分間行なった。
Further, a pattern to be the thin film 4 including an electron emitting portion was formed with a photoresist (OMR8320cp, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) and dry etching was performed.
The dry etching is an ordinary parallel plate cathode coupled type, a device using a turbo molecular pump and a rotary pump in the vacuum exhaust system, Ar flow rate 20 sccm, gas pressure 4.5P.
a, RF power was 150 W for 3 minutes.

【0099】ドライエッチング終了後、ホトレジストは
UV/O3アッシング処理にて150℃で30分間処理
することによって除去した。
[0099] After completion of the dry etching, the photoresist was removed by treatment for 30 minutes at 0.99 ° C. at UV / O 3 Assi ring process.

【0100】以上の工程により絶縁製基板1上に下配線
72、層間絶縁層111、上配線73、素子電極5およ
び6、電子放出部形成用薄膜等を形成した。
Through the above steps, the lower wiring 72, the interlayer insulating layer 111, the upper wiring 73, the device electrodes 5 and 6, the electron emitting portion forming thin film and the like were formed on the insulating substrate 1.

【0101】以上のように作製した電子源の電子放出特
性を、図3と同様の測定評価装置を用いて行なった。真
空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した後、端子D
x1ないしDxmとDy1ないしDynを通じ電子放出素子
74の電極5および6間に電圧を印加して、電子放出部
形成用薄膜を通電処理(フォーミング処理)することに
より、電子放出部3を作製した。このフォーミング処理
の電圧波形を図4に示す。
The electron emission characteristics of the electron source manufactured as described above were measured using the same measurement and evaluation device as in FIG. After exhausting with a vacuum pump and reaching a sufficient degree of vacuum, terminal D
A voltage was applied between the electrodes 5 and 6 of the electron-emitting device 74 through x1 to Dxm and Dy1 to Dyn to energize (form) the electron-emitting-portion forming thin film, whereby the electron-emitting portion 3 was produced. The voltage waveform of this forming process is shown in FIG.

【0102】図4中、T1およびT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1ミリ秒、
T2を10ミリ秒とし、三角波の波高値(フォーミング
時のピーク電圧)は5Vで、フォーミング処理は約1×
10-6Torrの真空雰囲気下で60秒間実施した。各
電子放出素子74のフォーミングを順次行なっている時
に、配線間のオープンやショートによってフォーミング
できない素子はほとんどなく、しかも各素子を均一にフ
ォーミングすることができた。このように作製された電
子放出部3は、パラジウムを主要構成元素とする微粒子
が分散配置された状態となり、その微粒子の平均粒径は
30Åであった。
In FIG. 4, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. In this embodiment, T1 is 1 millisecond,
T2 is 10 milliseconds, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) is 5V, and the forming process is about 1 ×.
It was carried out for 60 seconds in a vacuum atmosphere of 10 −6 Torr. When forming each electron-emitting device 74 sequentially, there were almost no devices that could not be formed due to an open or short circuit between the wirings, and each device could be formed uniformly. In the electron-emitting portion 3 thus produced, fine particles containing palladium as a main constituent element were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 30Å.

【0103】上記のフォーミングを終えた電子放出素子
の特性を、アノード電極の電圧を1kV、アノード電極
と電子放出素子との距離Hを4mmで測定したところ、
素子電圧14V時の素子電流If2.2mA、放出電流
Ie1.1μAで、IfおよびIeともに各素子間のバラ
ツキは、±5〜6%であった。
The characteristics of the electron-emitting device that has undergone the above forming were measured by measuring the voltage of the anode electrode at 1 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device at 4 mm.
When the device voltage was 14 V, the device current If was 2.2 mA and the emission current Ie was 1.1 μA, and the variation between each device was ± 5 to 6% for both If and Ie.

【0104】(参考例3) コンタクトホールの形成(工程−b、cおよびd)、お
よび素子電極の形成(工程−e)を以下の手法で行なっ
た以外は、実施例と同様にして電子源を作製した。
Reference Example 3 An electron was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formation of contact holes (steps-b, c and d) and the formation of device electrodes (step-e) were performed by the following method. The source was made.

【0105】工程−b、cおよびd 厚さ12000Åのシリコン酸化膜からなる層間絶縁層
111をRFスパッタ法により一度で堆積し、シリコン
酸化膜にコンタクトホール112を形成するためのホト
レジストパターンを作り、これをマスクとして層間絶縁
層111をエッチングしてコンタクトホール112を形
成した。エッチングはCF4とH2ガスを用いたRIE法
によった。
Steps b, c and d : An interlayer insulating layer 111 made of a silicon oxide film having a thickness of 12000 Å is deposited at one time by the RF sputtering method to form a photoresist pattern for forming a contact hole 112 in the silicon oxide film, Using this as a mask, the interlayer insulating layer 111 was etched to form a contact hole 112. The etching was performed by the RIE method using CF 4 and H 2 gas.

【0106】工程−e その後、素子電極5と素子電極間ギャップGとなるべき
パターンをホトレジスト(RD−2000N−41、日
立化成社製)形成し、真空蒸着法により厚さ50ÅのT
i、厚さ300ÅのPtを順次積層した。ホトレジスト
パターンを有機溶剤で溶解し、Pt/Ti堆積膜をリフ
トオフし、素子電極間隔は3ミクロンとし、素子電極の
幅300ミクロンを有する素子電極5および6を形成し
た。
Step-e After that, a photoresist (RD-2000N-41, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is formed on the device electrode 5 and a pattern to form the device-electrode gap G, and a 50 T thick T film is formed by a vacuum evaporation method.
i, Pt having a thickness of 300 Å was sequentially laminated. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent, the Pt / Ti deposition film was lifted off, the device electrode spacing was set to 3 μm, and device electrodes 5 and 6 having a device electrode width of 300 μm were formed.

【0107】また、下配線(工程−a)、上配線(工程
−f)形成時のO2RIE処理またはUV/O3処理は施
さずに、成膜、リフトオフを行なった。
Further, film formation and lift-off were performed without performing the O 2 RIE treatment or UV / O 3 treatment at the time of forming the lower wiring (step-a) and the upper wiring (step-f).

【0108】このようにして作製した電子源を、実施例
と同様に図3の測定評価装置を用いて、フォーミング
および電子放出特性の測定を行なった。各電子放出素子
のフォーミングを順次行なっている時に、配線剥がれや
配線間のオープン、ショートによってフォーミングでき
ない素子がいくつか発生した。また、フォーミングでき
た素子においても、素子電極のバリが原因で電子放出部
形成用薄膜材料が部分的に厚く塗られ、各素子の抵抗が
ばらつき、均一にフォーミングすることが困難であっ
た。
The electron source manufactured in this manner was used as an example.
As in the case of 1 , the forming and electron emission characteristics were measured using the measurement and evaluation apparatus of FIG. During the sequential forming of each electron-emitting device, some devices could not be formed due to the peeling of the wiring, the open or short between the wirings. Further, even in the element that could be formed, the thin film material for forming the electron emission portion was partially thickly applied due to the burr of the element electrode, and the resistance of each element was varied, and it was difficult to perform uniform forming.

【0109】上記フォーミングを終えた電子放出素子の
特性を、アノード電極の電圧を1kV、アノード電極と
電子放出素子との距離Hを4mmで測定しようとしたと
ころ、素子電極のバリの部分が起点となって、異常放電
を起こす箇所が見られた。また、14V時の素子電流I
f、放出電流Ieともに実施例2の電子源と同等かそれよ
り低下し、IfおよびIeともに各素子間のバラツキは、
±7〜8%であった。
With respect to the characteristics of the electron-emitting device after the above-mentioned forming, when the voltage of the anode electrode was measured at 1 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device was measured at 4 mm, the burr portion of the device electrode was the starting point. Then, there were some places where abnormal discharge occurred. Also, the device current I at 14V
Both f and the emission current Ie are equal to or lower than those of the electron source of the second embodiment, and the variations between If and Ie between the respective elements are:
It was ± 7-8%.

【0110】(実施例) 本実施例では、表面伝導型電子放出素子を行列状に多数
個配列した本発明の電子源を用いた画像形成装置および
その製造方法を示す。
Example 2 In this example, an image forming apparatus using the electron source of the present invention in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix and a manufacturing method thereof will be described.

【0111】実施例で作製した電子源を用いて表示装
置を構成した例を、図7を用いて説明する。
An example in which a display device is constructed using the electron source manufactured in Example 1 will be described with reference to FIG.

【0112】実施例の方法で多数の平板型表面伝導型
電子放出素子を形成した基板をリアプレート81上に固
定した後、基板1の5mm上方に、フェースプレート8
6(ガラス基板83の内面に蛍光膜84とメタルバック
85が形成された構成となっている)を支持枠82を介
して配置し、フェースプレート86、支持枠82、リア
プレート81の接合部にフリットガラスを塗布し、大気
中あるいは窒素雰囲気で400℃ないし500℃で10
分間以上焼成することで封着した。また、リアプレート
81への基板1の固定もフリットガラスで行なった。
After fixing a substrate on which a large number of flat plate type surface conduction electron-emitting devices were formed by the method of Example 1 onto the rear plate 81, the face plate 8 was placed 5 mm above the substrate 1.
6 (having a structure in which the fluorescent film 84 and the metal back 85 are formed on the inner surface of the glass substrate 83) is arranged via the support frame 82, and is attached to the joint portion of the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81. Apply frit glass and in air or nitrogen atmosphere at 400 ℃ ~ 500 ℃ 10
It was sealed by baking for at least one minute. The substrate 1 was also fixed to the rear plate 81 with frit glass.

【0113】図7において、74は電子放出素子、72
および73はそれぞれX方向およびY方向の配線であ
る。
In FIG. 7, 74 is an electron-emitting device and 72
And 73 are wirings in the X and Y directions, respectively.

【0114】蛍光膜84は、モノクロームの場合は蛍光
体のみからなるが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜84を作製した。ブ
ラックストライプの材料として通常良く用いられている
黒鉛を主成分とする材料を用いたガラス基板83に蛍光
体を塗布する方法はスラリー法を用いた。また、84の
内面側には、通常メタルバック85が設けられる。メタ
ルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑
化処理(通常、フィルミングと呼ばれる)を行ない、そ
の後、Alを真空蒸着することで作製した。
In the case of monochrome, the fluorescent film 84 is made of only the fluorescent material, but in this embodiment, the fluorescent material has a stripe shape, a black stripe is first formed, and the fluorescent material of each color is applied to the gap. A fluorescent film 84 was produced. A slurry method was used as a method for applying the phosphor to the glass substrate 83 using a material containing graphite as a main component, which is often used as a material for the black stripe. A metal back 85 is usually provided on the inner surface side of 84. The metal back was produced by performing a smoothing treatment (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after producing the fluorescent film, and then vacuum-depositing Al.

【0115】フェースプレート86にはさらに、蛍光膜
84の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明
電極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導電性が得られたので省
略した。
The face plate 86 may be further provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to enhance the conductivity of the fluorescent film 84, but in the present embodiment, only a metal back is used. It was omitted because sufficient conductivity was obtained.

【0116】前述の封着を行なう際、カラーの場合は各
色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはならない
ため、十分な位置合わせを行なった。
In the case of the above-mentioned sealing, in the case of a color, the phosphors of the respective colors and the electron-emitting devices have to correspond to each other, so that sufficient alignment is performed.

【0117】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dox1ないし
DoxmとDoy1ないしDoynを通じ電子放出素子74の
電極5および6間に電圧を印加し、電子放出部形成用薄
膜2を通電処理(フォーミング処理)することにより電
子放出部3を作製した。
The atmosphere in the glass container completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the terminals outside the container Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. A voltage is applied between the electrodes 5 and 6 of the electron-emitting device 74 through the, and the electron-emitting portion forming thin film 2 is energized (forming processing) to form the electron-emitting portion 3.

【0118】このように作製された電子放出部3は、パ
ラジウムを主要構成元素とする微粒子が分散配置された
状態となり、その微粒子の平均粒径は30Åであった。
In the electron-emitting portion 3 thus manufactured, fine particles containing palladium as a main constituent element were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 30Å.

【0119】次に、10-6Torr程度の真空度で、不
図示の排気管をガスバーナーで熱することによって溶着
し、外囲器の封止を行なった。
Next, the exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner at a vacuum degree of about 10 -6 Torr to seal the envelope.

【0120】最後に封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行なった。これは、封止を行なう直前に
高周波加熱等の加熱法により、画像形成装置内の所定の
位置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜
を形成処理したものである。ゲッターはBa等を主成分
とした。
Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing,
Getter processing was performed. This is a process in which a getter arranged at a predetermined position (not shown) in the image forming apparatus is heated by a heating method such as high-frequency heating immediately before sealing to form a vapor deposition film. The getter was mainly composed of Ba or the like.

【0121】以上の方法で作製した画像表示装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Dox1ないしDox
m、Doy1ないしDoynを通じ、走査信号および変調信
号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加して電子放
出させ、高圧端子Hvを通じ、メタルバック85に数k
V以上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜8
4に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示し
た。その際、配線管のオープン、ショートはなく、各素
子のフォーミングを均一に行なえたことにより、電子放
出特性は均一であり、輝度ムラや無発光点等は見られな
かった。また、素子電極等の異常形状が起点となって、
異常放電を起こすこともなかった。
In the image display device manufactured by the above method, each of the electron-emitting devices has terminals outside the container Dox1 to Dox.
m, Doy1 to Doyn, a scanning signal and a modulation signal are respectively applied from a signal generating means (not shown) to emit electrons, and a few k are applied to the metal back 85 through the high voltage terminal Hv.
A high voltage of V or more is applied to accelerate the electron beam, and the fluorescent film 8
An image was displayed by colliding with No. 4 and exciting and emitting light. At that time, there was no open or short of the wiring tube, and the forming of each element could be performed uniformly, so that the electron emission characteristics were uniform, and no uneven brightness or no light emission point was observed. In addition, the abnormal shape of the element electrode etc. is the starting point,
There was no abnormal discharge.

【0122】[0122]

【発明の効果】以上説明した通り、表面伝導型電子放出
素子のコンタクトホール形成を、マスクの制御などを行
ないながら複数回に分けて行なうことにより、コンタク
トホールに段差を持たせることで、(1)上下配線間の
ショートを少なくすることができ、(2)素子電極、上
配線の段差部分でのカバレッジが良好になる。
As described above, the contact hole of the surface conduction electron-emitting device is formed by dividing the contact hole into a plurality of times while controlling the mask so that the contact hole has a step (1). ) Short circuits between the upper and lower wirings can be reduced, and (2) the coverage at the step portion of the device electrode and the upper wiring is improved.

【0123】さらに、素子電極をドライエッチング法に
よって加工形成することにより、(3)素子電極上面端
部にバリのない平坦な面を形成でき、電子放出部形成溶
薄膜を均一な膜厚で塗布でき、(4)同特性の素子を複
数用いる場合に、特性のバラツキを抑えることができ
る。
Furthermore, by processing and forming the device electrode by the dry etching method, (3) a flat surface without burrs can be formed at the end portion of the upper surface of the device electrode, and the melted thin film for forming the electron emission portion is applied with a uniform film thickness. Therefore, (4) when a plurality of elements having the same characteristics are used, variations in characteristics can be suppressed.

【0124】また、配線をリフトオフで形成する際に、
成膜する前にO2RIEかUV/O3処理を施すことによ
って、(5)配線パターンの下地材料との密着性が向上
する。
Further, when forming the wiring by lift-off,
By performing O 2 RIE or UV / O 3 treatment before forming a film, (5) the adhesion of the wiring pattern to the base material is improved.

【0125】さらに、かかる電子源を用いた画像形成装
置においては、(6)無発光点、輝度ムラのない良好な
画像が得られ、(7)異常放電が少なくなる。
Further, in the image forming apparatus using such an electron source, (6) a good image having no light-emitting point and uneven brightness can be obtained, and (7) abnormal discharge is reduced.

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

【図1】実施例の電子源の製造手順を示す工程図であ
り、(a)〜(g)はそれぞれ、工程−a〜工程−gに
対応している。
FIG. 1 is a process diagram showing a manufacturing procedure of an electron source of Example 1 , where (a) to (g) correspond to process-a to process-g, respectively.

【図2】実施例の電子源の構成を示す模式図であり、
(a)は平面図、(b)は(a)のA−A'断面図であ
る。
2 is a schematic diagram showing a configuration of an electron source of Example 1 , FIG.
(A) is a plan view and (b) is a sectional view taken along the line AA 'of (a).

【図3】本発明の表面伝導型電子放出素子の測定評価装
置の構成を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a measurement / evaluation apparatus for a surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図4】本発明の表面伝導型電子放出素子の通電処理時
に印加する電圧の波形の1例を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of the waveform of the voltage applied during the energization process of the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図5】本発明の表面伝導型電子放出素子の特性の1例
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図6】本発明の電子源の構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an electron source of the present invention.

【図7】実施例の画像形成装置の概略を示す斜視図で
ある。
FIG. 7 is a perspective view illustrating an outline of an image forming apparatus according to a second exemplary embodiment.

【図8】参考例1の電子源の特性を示すグラフである。8 is a graph showing characteristics of the electron source of Reference Example 1. FIG.

【図9】参考例1の電子源の製造手順を示す工程図であ
り、(a)は素子電極形成、(b)は電子放出部形成用
薄膜形成、(c)は電子放出部を含む薄膜となるべきパ
ターンの形成を示す図である。
9A and 9B are process diagrams showing the manufacturing procedure of the electron source of Reference Example 1, wherein FIG. 9A is a device electrode formation, FIG. 9B is a thin film formation for forming an electron emission portion, and FIG. 9C is a thin film including an electron emission portion. It is a figure which shows formation of the pattern which should become.

【図10】本発明の平面型表面伝導型電子放出素子の基
本構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は断面
図である。
10A and 10B are diagrams showing a basic configuration of a planar surface conduction electron-emitting device of the present invention, in which FIG. 10A is a plan view and FIG. 10B is a sectional view.

【図11】本発明の表面伝導型電子放出素子の基本的な
製造手順を示す工程図であり、(a)は基板上への素子
電極形成、(b)は電子放出部形成用薄膜形成、(c)
は電子放出部形成が行なわれた状態を示す図である。
FIG. 11 is a process chart showing a basic manufacturing procedure of the surface conduction electron-emitting device of the present invention, (a) forming an element electrode on a substrate, (b) forming a thin film for forming an electron-emitting portion, (C)
FIG. 6 is a diagram showing a state in which an electron emitting portion is formed.

【図12】従来の表面伝導型電子放出素子の模式的平面
図である。
FIG. 12 is a schematic plan view of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図13】従来の電子源の1例の模式的断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an example of a conventional electron source.

【図14】図13の電子源の製造手順を示す工程図であ
り、(a)は基板上に下配線、層間絶縁膜およびコンタ
クトホールが形成された状態、(b)は素子電極が形成
された状態、(c)は完成した電子源を示す図である。
14A and 14B are process diagrams showing a manufacturing procedure of the electron source of FIG. 13, where FIG. 14A is a state in which a lower wiring, an interlayer insulating film and a contact hole are formed on a substrate, and FIG. 2C is a diagram showing a completed electron source.

【図15】参考例2で作製された電子源の模式的断面図
である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of an electron source manufactured in Reference Example 2 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 2 電子放出部形成用薄膜 3 電子放出部 4 電子放出部を含む薄膜 5、6 素子電極 7 突起状構造(バリ) 30 電流計 31 電源 32 電流計 33 電源 34 アノード電極 72 X方向配線 73 Y方向配線 74 表面伝導型電子放出素子 75 結線 81 電子源が固定されたリアプレート 82 支持枠 83 ガラス基板 84 蛍光膜 111 層間絶縁層 112 コンタクトホール 113 ホトレジスト 1 Insulating substrate 2 Thin film for electron emission part formation 3 Electron emission part 4 Thin film including electron emission part 5, 6 element electrodes 7 Projection structure (burr) 30 ammeter 31 power supply 32 ammeter 33 power supply 34 Anode electrode 72 X direction wiring 73 Y direction wiring 74 Surface conduction electron-emitting device 75 connection 81 Rear plate with electron source fixed 82 Support frame 83 glass substrate 84 Fluorescent film 111 Interlayer insulation layer 112 contact holes 113 photoresist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−242793(JP,A) 特開 平5−188397(JP,A) 特開 平5−190508(JP,A) 特開 平7−321110(JP,A) 特許3167072(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 1/316 H01J 9/02 H01J 29/04 H01J 31/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-5-242793 (JP, A) JP-A-5-188397 (JP, A) JP-A-5-190508 (JP, A) JP-A-7- 321110 (JP, A) Patent 3167072 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 1/316 H01J 9/02 H01J 29/04 H01J 31/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(1)絶縁性基板上に、行方向配線と
方向配線の上に絶縁層を介して列方向配線が設けられ、 (2)電子放出部を挟んで対の素子電極が対向してお
り、前記一対の素子電極のうちの一方の素子電極が前記
絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記行方
配線と結線され、前記一対の素子電極のうちの他方の
素子電極が前記列方向配線と結線されている表面伝導型
電子放出素子が行列状に複数個配列された電子源であっ
て、前記コンタクトホールが1つ以上の段差を有する多
段形状であることを特徴とする電子源。
1. A (1) on an insulating substrate, a row direction wiring and the line
Column wiring is provided via an insulating layer on the directional wiring, (2) across the electron-emitting portion faces the device electrodes one pair, one of the device electrodes of the pair of device electrodes the whereabouts but via a contact hole provided in the <br/> insulating layer
Is connected to a counter wiring, and the other of the pair of device electrodes is connected.
An electron source in which the surface conduction electron-emitting devices are a plurality arranged in a matrix in which the element electrodes are the column direction wirings and connections, in that the contact hole is a multistage shape having one or more steps Characteristic electron source.
【請求項2】 少なくとも、請求項1記載の電子源に対
向して蛍光体が配置されて成る画像形成装置。
2. An image forming apparatus in which a phosphor is arranged so as to face at least the electron source according to claim 1.
【請求項3】(1)絶縁性基板上に、所定のパターンで
行方向配線を形成し、 (2)その行方向配線の形成された前記絶縁性基板上に
層間絶縁層堆積し、 (3)該層間絶縁層に該行方向配線に通じる開口部であ
るコンタクトホールを形成し、(4)所定のパターンで
一定のギャップを隔てて対向する対の素子電極を複数
個形成し、 (5)所定のパターンで列方向配線を形成し、 (6)前記一対の素子電極間に電子放出部を形成して、 行列状に多数個の表面伝導型電子放出素子を配列させる
電子源の製造方法であって前記層間絶縁層にコンタクトホールを形成する工程は 、 (a)前記絶縁性基板上に堆積された前記層間絶縁層に
前記コンタクトホールを形成するためのマスクを施して
から前記層間絶縁層を除去し、前記マスクを除去して、
前記コンタクトホールを形成した後、 (b)前記コンタクトホールを形成した前記層間絶縁層
上および前記コンタクトホール内に別の層間絶縁層
し、前記コンタクトホールの内側でかつ前記コンタク
トホールより小面積の部分の周囲に、前記別の層間絶縁
層に前記コンタク トホールを段差形状とするためのマス
クを施してから、前記別の層間絶縁層の前記コンタクト
ホールの内側の小面積の部分を除去し、前記マスクを除
去する一連の工程を少なくとも1回行なって、 コンタクトホールを1つ以上の段差を持つ多段形状とす
ることを特徴とする電子源の製造方法。
To 3. (1) on an insulating substrate, forming a row direction wiring in a predetermined pattern, (2) the on an insulating substrate formed of the row direction wirings
Depositing an interlayer insulating layer, (3) the interlayer insulating layer the row direction the contact hole is formed an opening leading to wiring, (4) a pair of elements that face each other with a predetermined gap in a predetermined pattern the electrodes plurality formation, (5) to form a column direction wiring in a predetermined pattern, (6) the form of the electron-emitting portion between a pair of device electrodes, a matrix into a plurality of surface conduction electron a method of manufacturing an electron source for arranging emitting device, forming a contact hole in the interlayer insulating layer, the interlayer insulating layer deposited in (a) said insulating substrate
The interlayer insulating layer was removed from the masked for forming the contact hole, and removing the mask,
After forming the contact hole , (b) the interlayer insulating layer in which the contact hole is formed
Sedimentary another interlayer insulating layer thereon and the contact hole
And the product, inside of the contact hole and the contactor
Another layer insulation around the area smaller than the
Said contactor Tohoru from subjected to mass <br/> click for a stepped shape in the layer, the contact of the further interlayer insulating layer
Remove portions of the small area of the inner hole, is performed at least once a series of steps of removing the mask, the manufacture of an electron source, characterized in that a multi-stage shape with one or more steps of the contact holes Method.
【請求項4】 前記素子電極をドライエッチング法によ
るパターン形成で形成する請求項3記載の電子源の製造
方法。
4. The method of manufacturing an electron source according to claim 3, wherein the element electrode is formed by pattern formation by a dry etching method.
JP11078994A 1994-05-25 1994-05-25 Electron source, method of manufacturing the same, and image forming apparatus Expired - Fee Related JP3450425B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11078994A JP3450425B2 (en) 1994-05-25 1994-05-25 Electron source, method of manufacturing the same, and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11078994A JP3450425B2 (en) 1994-05-25 1994-05-25 Electron source, method of manufacturing the same, and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07320630A JPH07320630A (en) 1995-12-08
JP3450425B2 true JP3450425B2 (en) 2003-09-22

Family

ID=14544678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11078994A Expired - Fee Related JP3450425B2 (en) 1994-05-25 1994-05-25 Electron source, method of manufacturing the same, and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3450425B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040010026A (en) 2002-07-25 2004-01-31 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Field emission display

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07320630A (en) 1995-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3372720B2 (en) Electron source substrate, image forming apparatus, and manufacturing method thereof
JP3450425B2 (en) Electron source, method of manufacturing the same, and image forming apparatus
JP3200270B2 (en) Surface conduction electron-emitting device, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus
JPH08162001A (en) Electron source substrate, electron source, image forming device and manufacture
JP3287699B2 (en) Electron beam device and image forming device
JP3205176B2 (en) Electron source, control method thereof, image forming apparatus and image forming method
JP3313888B2 (en) Electron-emitting device substrate, method of manufacturing the same, and image forming apparatus incorporating the same
JP3332673B2 (en) Electron source substrate, image forming apparatus, and manufacturing method thereof
JP3450533B2 (en) Method of manufacturing electron source substrate and image forming apparatus
JP3408065B2 (en) Electron emitting element, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3450565B2 (en) Method of manufacturing electron source substrate and image forming apparatus
JPH07321110A (en) Method of forming interconnection, electron source and manufacture thereof, and image forming device
JP3387710B2 (en) Method of manufacturing electron source substrate and method of manufacturing image forming apparatus
JP3459705B2 (en) Method of manufacturing electron source substrate and method of manufacturing image forming apparatus
JPH10188854A (en) Image forming device and manufacture thereof
JP3207990B2 (en) Flat plate type image forming apparatus
JPH09330646A (en) Electron emitting element, electron source using this electron emitting element, image forming device and manufacture thereof
JP3091965B2 (en) Method of manufacturing electron source and image forming apparatus
JPH09298030A (en) Electron emission element, electron source and image forming device
JPH08180800A (en) Electron source and manufacture of image display apparatus
JPH09245694A (en) Electron-source substrate, its manufacture, and image display device
JPH0955161A (en) Surface conduction type electron emission element, electron source substrate, image forming device, and these manufacture
JPH09223459A (en) Electron emitting element, electron source, and manufacture of image forming device
JPH07130280A (en) Manufacture of electron source material and electron source, and electron source and image forming device
JPH09245693A (en) Electron-source substrate, its manufacture, and image display device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100711

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100711

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130711

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees