JPH0317932A - 微小真空三極管の製造方法 - Google Patents
微小真空三極管の製造方法Info
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- JPH0317932A JPH0317932A JP1152631A JP15263189A JPH0317932A JP H0317932 A JPH0317932 A JP H0317932A JP 1152631 A JP1152631 A JP 1152631A JP 15263189 A JP15263189 A JP 15263189A JP H0317932 A JPH0317932 A JP H0317932A
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Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は：半導体素子に比べて放射線損傷、絶縁耐圧に
優れている微小真空三極管の製造方法に関するものであ
る。
優れている微小真空三極管の製造方法に関するものであ
る。
（従来の技術）
微小真空三極管の形成方法として、例えば、第３６回応
用物理学関係連合講演会講演予稿集第２分冊ｐ５８５
２ｐ−Ｋ−１１記載の方法が知られている。第１０図ａ
）〜ｅ）はそのような製造方法の一例を示すものである
。第１０図ａ）に示すように、窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜
２１をケイ素（Ｓｉ）基板２２上にマスクとして形成し
、次いで、第１０図ｂ）に示すように前記ＳｉＮ膜２１
をマスクとしてＳｉ基板２２の異方性エッチングを行な
う。次いで第１０図Ｃ）に示すように絶縁膜（酸化ケイ
素Ｓｉｎ）２３と電極層（タンタリウムＴａ）２４を連
続的に蒸着した後、第１０図ｄ）に示すようにＳｉＮ膜
２１を除去した後、第１０図ｅ）に示すように絶縁膜２
２を軽くエッチングする。
用物理学関係連合講演会講演予稿集第２分冊ｐ５８５
２ｐ−Ｋ−１１記載の方法が知られている。第１０図ａ
）〜ｅ）はそのような製造方法の一例を示すものである
。第１０図ａ）に示すように、窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜
２１をケイ素（Ｓｉ）基板２２上にマスクとして形成し
、次いで、第１０図ｂ）に示すように前記ＳｉＮ膜２１
をマスクとしてＳｉ基板２２の異方性エッチングを行な
う。次いで第１０図Ｃ）に示すように絶縁膜（酸化ケイ
素Ｓｉｎ）２３と電極層（タンタリウムＴａ）２４を連
続的に蒸着した後、第１０図ｄ）に示すようにＳｉＮ膜
２１を除去した後、第１０図ｅ）に示すように絶縁膜２
２を軽くエッチングする。
（発明が解決しようとする課題）
以上述べた形成方法は、電界放射エミッタを単結晶によ
り形成して、自己整合によりグリッド、コレクターを形
成しているものの、マスクを用いて異方性エッチングを
行なっている為、エミッタの先端径が余り小さく出来な
い。又、エミッタは大気に露出している為、実際の動作
時では、真空中に封入する必要があり、このままでは動
作させることができない。
り形成して、自己整合によりグリッド、コレクターを形
成しているものの、マスクを用いて異方性エッチングを
行なっている為、エミッタの先端径が余り小さく出来な
い。又、エミッタは大気に露出している為、実際の動作
時では、真空中に封入する必要があり、このままでは動
作させることができない。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、自己整合的に微小真空三極管を形成する方法を提供す
ることにある。
、自己整合的に微小真空三極管を形成する方法を提供す
ることにある。
（課題を解決するための手段）
基板上に第１の金属薄膜を形成し、次いで第１の絶縁膜
を形成した後、第２の金属薄膜を該第１の絶縁膜上に形
成し、次いで該第２の金属薄膜上に第２の絶縁膜を形成
した後、該第２の絶縁膜上にマスク材を塗布形成して、
該マスク材をバターニングして開口を形成し、次いで露
呈した第２の絶縁膜を除去した後、次いで該第２の絶縁
膜の開口をマスクとして第２の金属薄膜を除去し、次い
で該第２の金属薄膜の開口をマスクとして第１の絶縁膜
を除去して、第１の金属薄膜を一部露呈する工程と、該
第２の絶縁膜の開口を通して、エミッタ金属を蒸着して
、第２の絶縁膜上の不要なエミッタ金属を第２の絶縁膜
と供に除去した後、全面に第３の絶縁膜を形成する工程
と、次いで第３の絶縁膜上にマスク材を塗布形成し、露
光により該マスク材の開口を前記エミッタ電極上部に形
成し、次いで露呈された前記第３の絶縁膜を除去して、
前記エミッタ電極を露呈させる。次いで前記マスク材を
除去しとた後、マスク材を塗布して、露光することによ
り、エミッタ電極を覆うように該レジストを残し、次い
で全面に第３の金属薄膜を形成した後、該第３の金属薄
膜上に金属の厚膜を形成させる工程と次いで該金属厚膜
上にマスク材を塗布して、前記エミッタ電極の周辺部に
マスク材に開口部を形成した後、このマスク材をマスク
として金属の厚膜及び第３の金属薄膜を除去し、次いで
残存するポジ型レジストを除去する工程と、該金属の厚
膜の開口が閉じるまで第４の金属薄膜を形成することを
特徴としている。
を形成した後、第２の金属薄膜を該第１の絶縁膜上に形
成し、次いで該第２の金属薄膜上に第２の絶縁膜を形成
した後、該第２の絶縁膜上にマスク材を塗布形成して、
該マスク材をバターニングして開口を形成し、次いで露
呈した第２の絶縁膜を除去した後、次いで該第２の絶縁
膜の開口をマスクとして第２の金属薄膜を除去し、次い
で該第２の金属薄膜の開口をマスクとして第１の絶縁膜
を除去して、第１の金属薄膜を一部露呈する工程と、該
第２の絶縁膜の開口を通して、エミッタ金属を蒸着して
、第２の絶縁膜上の不要なエミッタ金属を第２の絶縁膜
と供に除去した後、全面に第３の絶縁膜を形成する工程
と、次いで第３の絶縁膜上にマスク材を塗布形成し、露
光により該マスク材の開口を前記エミッタ電極上部に形
成し、次いで露呈された前記第３の絶縁膜を除去して、
前記エミッタ電極を露呈させる。次いで前記マスク材を
除去しとた後、マスク材を塗布して、露光することによ
り、エミッタ電極を覆うように該レジストを残し、次い
で全面に第３の金属薄膜を形成した後、該第３の金属薄
膜上に金属の厚膜を形成させる工程と次いで該金属厚膜
上にマスク材を塗布して、前記エミッタ電極の周辺部に
マスク材に開口部を形成した後、このマスク材をマスク
として金属の厚膜及び第３の金属薄膜を除去し、次いで
残存するポジ型レジストを除去する工程と、該金属の厚
膜の開口が閉じるまで第４の金属薄膜を形成することを
特徴としている。
（作用）
上記方法において、蒸着法によりエミッタを形成してい
る為、エミッタの先端径を充分に小さくすることができ
る。又、真空中で蒸着しながら、開口を閉じさせるので
素子を真空封止する必要がなく、チップとして切り出し
てそのまま、実装することができる。
る為、エミッタの先端径を充分に小さくすることができ
る。又、真空中で蒸着しながら、開口を閉じさせるので
素子を真空封止する必要がなく、チップとして切り出し
てそのまま、実装することができる。
（実施例）
以下、第１図〜第９図を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
第１図に本発明の方法によって形成される微小真空三極
管の断面図を示している。即ち、本方法では、エミッタ
電極部が真空封止される。第２図に示すように基板１０
上に第１の金属薄膜（例えば金（Ａｕ））１１を蒸着し
た後、第１の絶縁膜（例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ））１
２を金属薄膜１１の上に戒長し、次いで第２の金属薄膜
（例えばタングステン（Ｗ））１３を絶縁膜１２上に蒸
着する。次いで第２の絶縁膜（例えば二酸化ケイ素（Ｓ
ｉ０２））１４を金属薄膜１３上に形成した後、ボジ型
レジスト（例えばポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭ
ＡＸＣｓＨａＯｚ）ｎ）１５を絶縁膜１４上に塗布形成
し、露光により開口を形成する。次いで第３図に示すよ
うに、ボジ型レジスト１５の開口をマスクとしてドライ
エッチング（例えで四フッ化炭素ＣＦ４）により、絶縁
膜１４、１２及び金属薄膜１３を除去して、金属薄膜１
１を一部露呈させる。次いで、残存のポジ型レジスト１
５を除去した後、絶縁膜１４をマスクとしてエミッタ金
属（例えばタングステン（Ｗ））１６を蒸着する。次い
で、第４図に示すように、エミ、ツタ金属１６上にポジ
型レジスト１８（例えばＭＰ２４００；シプレイ社製）
を塗布し、エミッタ１７上部のレジスト１８が残るよう
に露光し、レジスト１８をマスクに露呈したエミッタ金
属１６をドライエッチング（ＣＦ４）により除去して、
絶縁膜１４を一部露呈させる。次いでウェットエッチン
グ（例えばバッファードフッ酸）により絶縁膜１４を除
去して、同時に不要のエミッタ金属１６も除去する。次
いで、第５図に示すように、全面に第３の絶縁膜（例え
ばＳｉ０２）１９を或長させ、次いでポジ型レジスト（
例えばＭＰ２４００）３０を絶縁膜１９上に塗布形成し
、次いで露光することにより、エミッタ１７上部にレジ
スト開口を形成する。次に第６図に示すように、ウエッ
トエッチング（例えばバッファードフッ酸）によりエミ
ッタ１７周辺の絶縁膜１９を除去する。次に第７図に示
すように、ボジ型レジスト（例えばＭＰ２４００）３１
塗布して、エミッタ１７上部にレジスト３１が残るよう
に露光してパターン形成し・次いで第３の金属薄膜（例
えばチタンｌ金（Ｔｉ／Ａｕ））３２を全面に蒸着し、
次いで金属厚膜としてメッキにより金属膜３２上に金（
Ａｕ）３３を堆積させる。次いで、第８図に示すように
、金メッキ層３３上にボジ型レジスト（例えばＭＰ１３
００、シプレイ社製）３４を塗布形成して、エミッタ１
７が存在せずかつ、ボジ型レジスト３１の存在している
部分のレジスト３４を露光して開口を形成し、ミリング
（例えばアルゴン（Ａｒ））により露呈した金メッキ層
３３及び金属薄膜３２を一部除去する。次いで酸素（０
２）プラズマにより残存するレジス｝３１，３４を全て
除去する。次いで、第９図に示すように、第４の金属薄
膜（例えば金（Ａｕ））３５を蒸着して、先の金メッキ
層３３の開口が閉じるようにする。以上の工程により、
第１図に示したような微小真空三極管が形成される。以
上の実施例において使用された金属、レジストはこれら
に限定されるものではなく、プロセス上不都合が生じな
いものであれば使用できる。又、第１図のように片側だ
けに真空封止部をつくるのではなく、エミッタｌ７を中
心として両側に真空封止部をつくってもよい。
管の断面図を示している。即ち、本方法では、エミッタ
電極部が真空封止される。第２図に示すように基板１０
上に第１の金属薄膜（例えば金（Ａｕ））１１を蒸着し
た後、第１の絶縁膜（例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ））１
２を金属薄膜１１の上に戒長し、次いで第２の金属薄膜
（例えばタングステン（Ｗ））１３を絶縁膜１２上に蒸
着する。次いで第２の絶縁膜（例えば二酸化ケイ素（Ｓ
ｉ０２））１４を金属薄膜１３上に形成した後、ボジ型
レジスト（例えばポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭ
ＡＸＣｓＨａＯｚ）ｎ）１５を絶縁膜１４上に塗布形成
し、露光により開口を形成する。次いで第３図に示すよ
うに、ボジ型レジスト１５の開口をマスクとしてドライ
エッチング（例えで四フッ化炭素ＣＦ４）により、絶縁
膜１４、１２及び金属薄膜１３を除去して、金属薄膜１
１を一部露呈させる。次いで、残存のポジ型レジスト１
５を除去した後、絶縁膜１４をマスクとしてエミッタ金
属（例えばタングステン（Ｗ））１６を蒸着する。次い
で、第４図に示すように、エミ、ツタ金属１６上にポジ
型レジスト１８（例えばＭＰ２４００；シプレイ社製）
を塗布し、エミッタ１７上部のレジスト１８が残るよう
に露光し、レジスト１８をマスクに露呈したエミッタ金
属１６をドライエッチング（ＣＦ４）により除去して、
絶縁膜１４を一部露呈させる。次いでウェットエッチン
グ（例えばバッファードフッ酸）により絶縁膜１４を除
去して、同時に不要のエミッタ金属１６も除去する。次
いで、第５図に示すように、全面に第３の絶縁膜（例え
ばＳｉ０２）１９を或長させ、次いでポジ型レジスト（
例えばＭＰ２４００）３０を絶縁膜１９上に塗布形成し
、次いで露光することにより、エミッタ１７上部にレジ
スト開口を形成する。次に第６図に示すように、ウエッ
トエッチング（例えばバッファードフッ酸）によりエミ
ッタ１７周辺の絶縁膜１９を除去する。次に第７図に示
すように、ボジ型レジスト（例えばＭＰ２４００）３１
塗布して、エミッタ１７上部にレジスト３１が残るよう
に露光してパターン形成し・次いで第３の金属薄膜（例
えばチタンｌ金（Ｔｉ／Ａｕ））３２を全面に蒸着し、
次いで金属厚膜としてメッキにより金属膜３２上に金（
Ａｕ）３３を堆積させる。次いで、第８図に示すように
、金メッキ層３３上にボジ型レジスト（例えばＭＰ１３
００、シプレイ社製）３４を塗布形成して、エミッタ１
７が存在せずかつ、ボジ型レジスト３１の存在している
部分のレジスト３４を露光して開口を形成し、ミリング
（例えばアルゴン（Ａｒ））により露呈した金メッキ層
３３及び金属薄膜３２を一部除去する。次いで酸素（０
２）プラズマにより残存するレジス｝３１，３４を全て
除去する。次いで、第９図に示すように、第４の金属薄
膜（例えば金（Ａｕ））３５を蒸着して、先の金メッキ
層３３の開口が閉じるようにする。以上の工程により、
第１図に示したような微小真空三極管が形成される。以
上の実施例において使用された金属、レジストはこれら
に限定されるものではなく、プロセス上不都合が生じな
いものであれば使用できる。又、第１図のように片側だ
けに真空封止部をつくるのではなく、エミッタｌ７を中
心として両側に真空封止部をつくってもよい。
（発明の効果）
本発明によれば、素子自体をガラス等により真空封止す
る必要がない為、極めて微少な真空三極管を形成するこ
とが出来る。又、エミッタ自体の先端径が１０ｎｍ以下
と極めて小さくできるので、先端への電界集中が大きく
、電子銃として使用されるエミッタなどと比べて低電圧
で電流を放出させることができる。さらに、エミッタの
形成時にはレジストフリーの状態である為、レジストか
らのアウトガスの影響が無く、蒸着装置の真空度で、素
子の真空封止が可能である。
る必要がない為、極めて微少な真空三極管を形成するこ
とが出来る。又、エミッタ自体の先端径が１０ｎｍ以下
と極めて小さくできるので、先端への電界集中が大きく
、電子銃として使用されるエミッタなどと比べて低電圧
で電流を放出させることができる。さらに、エミッタの
形成時にはレジストフリーの状態である為、レジストか
らのアウトガスの影響が無く、蒸着装置の真空度で、素
子の真空封止が可能である。
第１図は本発明の実施例により得られる真空封止部を含
んだ微小真空三極管，の断面図、第２図から第９図は本
発明の実施例を示す断面工程図、第１０図ａ）からｅ）
は従来例を示す断面図である。 図において、 １０・・・基板、１１・・・第１の金属薄膜、１２・・
・第１の絶縁膜、１３．．・第２の金属薄膜、１４・・
・第２の絶縁膜、１５・・・ボジ型レジスト、１６・・
・エミッタ金属、１７・・・エミッタ、ｌ８・・・ポジ
型レジスト、１９・・・第３の絶縁膜、２１・・・８ｉ
Ｎ、２２・・・Ｓｉ基板、２３・・・８ｉ０膜、２４・
・−Ｔａ膜、３０・・・ポジ型レジスト、３１．．・ボ
ジ型レジスト、３２・・・第３の金属薄膜、３３・・・
金メッキ層、３４・・・ボジ型レジスト、３５−，．第
４の金属薄膜
んだ微小真空三極管，の断面図、第２図から第９図は本
発明の実施例を示す断面工程図、第１０図ａ）からｅ）
は従来例を示す断面図である。 図において、 １０・・・基板、１１・・・第１の金属薄膜、１２・・
・第１の絶縁膜、１３．．・第２の金属薄膜、１４・・
・第２の絶縁膜、１５・・・ボジ型レジスト、１６・・
・エミッタ金属、１７・・・エミッタ、ｌ８・・・ポジ
型レジスト、１９・・・第３の絶縁膜、２１・・・８ｉ
Ｎ、２２・・・Ｓｉ基板、２３・・・８ｉ０膜、２４・
・−Ｔａ膜、３０・・・ポジ型レジスト、３１．．・ボ
ジ型レジスト、３２・・・第３の金属薄膜、３３・・・
金メッキ層、３４・・・ボジ型レジスト、３５−，．第
４の金属薄膜
Claims (1)
- 基板上に第１の金属薄膜を形成し、次いで第１の絶縁
膜を形成した後、第２の金属薄膜を該第１の絶縁膜上に
形成し、次いで該第２の金属薄膜上に第２の絶縁膜を形
成した後、該第２の絶縁膜上にマスク材を塗布して、該
マスク材をパターニングして開口を形成し、次いで露呈
した第２の絶縁膜を除去した後、次いで該第２の絶縁膜
をマスクとして第２の金属薄膜をエッチング除去し、次
いで該第２の金属薄膜をマスクとして第１の絶縁膜を除
去して、第１の金属薄膜を一部露呈する工程と、該第２
の絶縁膜の開口を通して、エミッタ金属を形成して、第
２の絶縁膜上の不要なエミッタ金属を第２の絶縁膜と共
に除去した後、全面に第３の絶縁膜を形成する工程と、
次いで第３の絶縁膜上にマスク材を塗布形成し、該マス
ク材の開口を前記エミッタ電極上部に形成し、次いでエ
ッチングにより、露呈された前記第３の絶縁膜を除去し
て、前記エミッタ電極を露呈させる。次いで前記マスク
材を除去した後、マスク材を塗布して、パターニングす
ることにより、エミッタ電極を覆うように該マスク材を
残し、次いで全面に第３の金属薄膜を形成した後、該第
３の金属薄膜上に金属厚膜を施す工程と次いで該金属厚
膜上にマスク材を塗布して、前記エミッタ電極の周辺部
に露光することによりマスク材に開口を形成した後、こ
のマスク材をマスクとして金属厚膜及び第３の金属薄膜
を除去し、次いで残存するマスク材を除去する工程と、
該金属厚膜の開口が閉じるまで第４の金属薄膜を形成す
ることを特徴とする微小真空三極管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15263189A JP2811755B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 微小真空三極管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15263189A JP2811755B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 微小真空三極管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317932A true JPH0317932A (ja) | 1991-01-25 |
| JP2811755B2 JP2811755B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=15544610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15263189A Expired - Lifetime JP2811755B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 微小真空三極管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811755B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9643065B2 (en) | 2005-05-10 | 2017-05-09 | Nike, Inc. | Golf clubs and golf club heads |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP15263189A patent/JP2811755B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9643065B2 (en) | 2005-05-10 | 2017-05-09 | Nike, Inc. | Golf clubs and golf club heads |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2811755B2 (ja) | 1998-10-15 |
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