JPH04167328A - Manufacture of field emission type element - Google Patents

Manufacture of field emission type element

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JPH04167328A
JPH04167328A JP2293279A JP29327990A JPH04167328A JP H04167328 A JPH04167328 A JP H04167328A JP 2293279 A JP2293279 A JP 2293279A JP 29327990 A JP29327990 A JP 29327990A JP H04167328 A JPH04167328 A JP H04167328A
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JP
Japan
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resist
electrode
layer
field emission
emission type
Prior art date
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Application number
JP2293279A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi To
洋一 塘
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2293279A priority Critical patent/JPH04167328A/en
Publication of JPH04167328A publication Critical patent/JPH04167328A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain elements in a simple process by forming a gate material layer and a resist layer on an insulation layer, and forming an opening hole through the etching of the gate material layer and the insulation layer so as to form an electrode and remove the resist. CONSTITUTION:An insulation layer 2, a gate material layer 3 and a resist layer 4 are formed on a substrate 1, the layer 2 and the layer 3, respectively. The patterning of the layer 4 forms a resist opening 42 having a overhang part 40, and the etching of the layers 3 and 2 forms an opening hole 21, and the vapor-depositing of an electrode material in the opening hole 21 forms an electrode 5. After that, the removing of a resist 41 obtains a field emission type element. The manufacture thus is so easy that, when a field emission type display is manufactured by using the elements for picture elements, the picture elements are each manufactured in a simple process and the surfaces are easily manufactured uniform.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明はフィールドエミッション型素子の製造方法に関
する。本発明は、例えば、平面デイスプレーとして用い
るフィールドエミッション型デイスプレーの製造の際の
素子の製造方法として利用することができる。
The present invention relates to a method of manufacturing a field emission type device. The present invention can be used, for example, as a method for manufacturing an element when manufacturing a field emission type display used as a flat display.

【発明の概要】[Summary of the invention]

本発明のフィールドエミッション型素子の製造方法は、
レジスト層をパターニングしてオーバーハング部を有す
るレジスト開口を形成し、これにより基体上に形成した
ゲート材料層及び絶縁層をエツチングして開口孔を形成
し、電極材料を該開口孔内に形成し、これにより電極を
形成し、レジストを除去する構成をとることによって、
オーバーハング形状のレジストによる電極の形成と、リ
フトオフによる不要な電極材料の除去とにより、容易な
工程で素子を製造することを有能ならしめ、かつ、素子
を画素とするデイスプレーの作成の場合にも良好なデイ
スプレーが得られるようにしたものである。
The method for manufacturing a field emission type device of the present invention includes:
A resist layer is patterned to form a resist opening having an overhang portion, a gate material layer and an insulating layer formed on the substrate are thereby etched to form an opening hole, and an electrode material is formed in the opening hole. , by forming an electrode and removing the resist,
By forming electrodes using overhang-shaped resist and removing unnecessary electrode material by lift-off, it is possible to manufacture devices using a simple process, and when creating a display using the devices as pixels. It is designed so that a good display can be obtained even in the case of a camera.

【従来の技術】[Conventional technology]

近年、フィールドエミッション型素子が注目されている
。これは、電子を発生する電極(エミッタ)を例えば微
細な円錐状に形成して、これに電子銃としての役割を果
たさせ、この先端から対電極(アノード)に電子を放射
するものである。 従来のこの種のもの、例えばフィールドエミッション電
子銃の構成については、例えば特開平1−272039
号に記載がある。 ところで一方、平面デイスプレーの開発が最近特に進歩
して来ており、かかる平面デイスプレーに用いるフラッ
トパネルデイスプレーは、いわゆる壁かけテレビとして
注目されている。このようなデイスプレーのカラー化の
を力な候補は、アクティブ型の液晶デイスプレーであり
、また特に最近は強誘電性液晶を用いたアクティブ方法
でないものも注目されている。しかし、前者のアクティ
ブ型のものは、大面積にT P T (Thin fi
lmTrans is tor)を歩留まり良く形成す
るのが困難である。後者のアクティブ方式でないものは
、電極間の距離を非常に狭く均一にしなければならない
能性のあるものとしては、EL(エレクトロルミネッセ
ンス)や、プラズマデイスプレーがあるが、これらは液
晶と比べて画像の輝度は高いが、寿命が短かったり、三
原色のうち特にポテンシャル差の大きい励起を必要とす
る青色が充分な輝度で光らないなど、カラー化に多(の
問題点があった。 そこで本発明者は、平面に小さなブラウン管を配置した
のと同じ原理で画像を得るフィールドエミッション型デ
イスプレーに注目した。フィールドエミッション型素子
は、前記のように電極<’rt;。 子銃)から電子が放出されるものであるが、該電子が蛍
光体(代表的には希土類の酸化物)を光らせるように構
成すれば、全くブラウン管を同し原理で画像を得ること
ができるため、高画像品質を実現でき、かつ容易にカラ
ー化が可能ならしめられる。
In recent years, field emission type devices have attracted attention. In this method, the electrode (emitter) that generates electrons is formed, for example, in the shape of a fine cone, and this serves as an electron gun, emitting electrons from its tip to the counter electrode (anode). . Regarding the structure of a conventional device of this kind, for example, a field emission electron gun, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-272039.
There is a description in the issue. On the other hand, the development of flat displays has recently made particular progress, and flat panel displays used for such flat displays are attracting attention as so-called wall-mounted televisions. A promising candidate for colorizing such a display is an active type liquid crystal display, and recently, non-active methods using ferroelectric liquid crystals have also been attracting attention. However, the former active type has T P T (Thin fi
It is difficult to form a lmTransistor with a high yield. Among the latter non-active methods, there are EL (electroluminescence) and plasma displays, which require the distance between electrodes to be very narrow and uniform, but these display poor image quality compared to liquid crystal. Although it has high brightness, there were many problems in colorization, such as short lifespan and the fact that blue, which requires excitation with a particularly large potential difference among the three primary colors, does not shine with sufficient brightness.Therefore, the inventor of the present invention focused on a field emission type display that obtains images using the same principle as a small cathode ray tube placed on a flat surface.As mentioned above, in a field emission type device, electrons are emitted from an electrode (subgun). However, if the electrons are configured to make a phosphor (typically a rare earth oxide) glow, images can be obtained using the same principle as a cathode ray tube, and high image quality can be achieved. , and can be easily colored.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

従来よりフィールドエミッション型素子についてはいく
つかの製造方法が提案されているが、これらは必ずしも
単純な工程ではない。フィールドエミッション型素子を
画素としてデイスプレーを構成しようとする場合、面内
の均一性が良好であることが望まれる。しかし従来の製
造技術は工程が複雑であるため、面内均一性を高めるの
は容易ではない。 例えば従来の製造技術として、図2(A)〜(C)に示
すものがある。これは、ピンホールをマスクにして金属
を真空蒸着すると、ピンホールの直径が堆積膜厚の増大
とともに減少し、やがて塞がってしまうという原理を利
用して、基体1上の絶縁膜2 (S s Ox等)の開
口孔21内に例えばMOにより電極5を形成したもので
ある。各図中5′はMo層である。また91はMoFi
J膜、92はA1層である。図2(B)の矢印は蒸着を
示す。 また別の従来の製造技術として、図3(A)〜(C)に
示すものがある。これは、単結晶Siの異方性エツチン
グを利用する方法で、はしめに基体1であるS i  
(100)面にエツチング用マスク(S i O2やS
iNなど)1′を所望の大きさに加工しておき(図3(
A))、次にエツチング液(KOH、イソプロピルアル
コール、水の混合溶液等)によって図3 (B)のよう
な形状にStを加工して電極5とし、最後に絶縁膜2及
び引き出し電極9を付けて完成する。 また、図4(A)〜(E)に示すのは、同図(A)〜(
C)までは図3の手順と同様にしてエミッタ電極5を得
、次いでエミッタ電極5の加工に用いたマスク1′をそ
のまま用いてゲート93及びアノード電極94を形成し
て、電極間の相対位置を自己整合的に決めるようにした
もので、これによってゲート93とアノード電極94が
エミッタ電極5の周囲に平面的に配置されるのではなく
、これらがSin、等の絶縁層2を介して立体的に配置
された構造(図4(E))を得るものである。(その他
フィールドエミッション素子の従来技術については、「
応用物理3誌の59−2 (1990)所収の伊藤順回
「真空マイクロエレクトロニクスJ (164〜169
頁)や、“Information Display”
誌の1/89所収のIvor Brodie’^dva
nced technology : flat co
ld−cathode CRTs”の記載参照)。 しかしながらこれらの従来技術はいずれも工程が煩雑で
あり、画素としてのフィールドエミッション素子を形成
するには適さない。特に、工程が複雑であるため面内均
一性を良好に保つことが困難である。またこれら従来技
術は、電極5からの電子をほぼ同一平面上で受容するこ
とを想定して引き出し電極を形成しており、デイスプレ
ー用に用いることを示唆するものではない。
Although several manufacturing methods have been proposed for field emission type devices, these are not necessarily simple processes. When constructing a display using field emission type elements as pixels, it is desired that the display has good in-plane uniformity. However, since the steps of conventional manufacturing techniques are complicated, it is not easy to improve the in-plane uniformity. For example, conventional manufacturing techniques include those shown in FIGS. 2(A) to 2(C). This is based on the principle that when metal is vacuum-deposited using a pinhole as a mask, the diameter of the pinhole decreases as the thickness of the deposited film increases, and the pinhole eventually closes. The electrode 5 is formed of, for example, MO in the opening hole 21 of the oxide (Ox, etc.). In each figure, 5' is a Mo layer. Also 91 is MoFi
The J film 92 is the A1 layer. The arrows in FIG. 2(B) indicate vapor deposition. Another conventional manufacturing technique is shown in FIGS. 3(A) to 3(C). This is a method that utilizes anisotropic etching of single-crystal Si.
An etching mask (S i O2 or S
iN, etc.) 1' to the desired size (Fig. 3 (
A)) Next, St is processed into the shape shown in FIG. 3 (B) using an etching solution (a mixed solution of KOH, isopropyl alcohol, water, etc.) to form the electrode 5, and finally the insulating film 2 and the lead-out electrode 9 are formed. Attach and complete. Moreover, what is shown in FIGS. 4(A) to 4(E) is
Up to C), the emitter electrode 5 is obtained in the same manner as in the procedure shown in FIG. is determined in a self-aligned manner, so that the gate 93 and anode electrode 94 are not arranged two-dimensionally around the emitter electrode 5, but are arranged three-dimensionally through an insulating layer 2 made of, for example, Sin. This results in a structure (FIG. 4(E)) in which the structure is arranged as shown in FIG. (For other conventional technologies of field emission elements, see
Junichi Ito, “Vacuum Microelectronics J” (164-169) in Applied Physics 3, 59-2 (1990)
page) and “Information Display”
Ivor Brodie'^dva included in 1/89 of the magazine
nced technology: flat co
(Refer to the description of LD-Cathode CRTs). However, all of these conventional techniques involve complicated processes and are not suitable for forming field emission elements as pixels. In particular, because the processes are complicated, in-plane uniformity cannot be achieved. In addition, these conventional techniques form the extraction electrode with the assumption that the electrons from the electrode 5 are received on almost the same plane, and it is suggested that the extraction electrode be used for a display. It's not something you do.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

本発明は上述した問題点を解決して、素子を単純な工程
で作成できるフィールドエミッション型素子の製造方法
を従供することを目的とする。このようにすると、該素
子を画素としてデイスプレーを構成する場合にも、容易
に面内を均一につくることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a method for manufacturing a field emission type device, which allows the device to be manufactured through a simple process. In this way, even when configuring a display using the element as a pixel, it is possible to easily make the display uniform within the plane.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明のフィールドエミッション型素子の製造方法は、
基体上に絶縁層を形成し、該絶縁層上にゲート材料層を
形成し、該ゲート材料層上にレジスト層を形成し、該レ
ジスト層をパターニングしてオーバーハング部を有する
レジスト開口を形成し、ゲート材料層及び絶縁層をエツ
チングして開口孔を形成し、電極材料を該開口孔内に形
成し、これにより電極を形成し、レジストを除去するこ
とを特徴とするものであって、この構成によって上記問
題点を解決したものである。 本発明の構成について、後記詳述する実施例を示す図1
の例示を用いて説明すると、次のとおりである。 本発明のフィールドエミッション型素子の製造方法は、
図1 (A)〜(G)に例示するように、基体1上に絶
縁層2を形成しく図1  (A))、該絶縁層2上にゲ
ート電極形成用のゲート材料層3を形成しく図1  (
B))、該ゲート材料層3上にレジスト層4 (例えば
ネガ用レジストで、例えば露光波長で高吸収を示すレジ
スト材料により形成。このような材料を用いると次工程
でのオーバーハング形状の形成が容易)を形成しく図1
  (C))、次いで該レジスト層4をパターニングし
てオーバーハング部40を有するレジスト開口42を形
成しく図1(D)、パターニングされたレジストは符号
41で示す)、ゲート材料層3及び絶縁層2を例えばウ
ェットエツチングによりエツチングして開口孔21を形
成しく図1(E))、電極材料例えば金属を該開口孔2
1内に蒸着等(例えばステップカバレッジの悪い手段に
より蒸着を行うこと等)により形成し、これにより電極
5を形成しく図1(F))、レジスト41を除去して、
フィールドエミッション型素子を得る(図1  CG)
)。
The method for manufacturing a field emission type device of the present invention includes:
forming an insulating layer on a substrate, forming a gate material layer on the insulating layer, forming a resist layer on the gate material layer, and patterning the resist layer to form a resist opening having an overhang portion. , etching the gate material layer and the insulating layer to form an opening hole, forming an electrode material in the opening hole, thereby forming an electrode, and removing the resist. This configuration solves the above problems. FIG. 1 shows an embodiment of the configuration of the present invention, which will be described in detail later.
The following is an explanation using an example. The method for manufacturing a field emission type device of the present invention includes:
As illustrated in FIGS. 1 (A) to (G), an insulating layer 2 is formed on a substrate 1 (FIG. 1 (A)), and a gate material layer 3 for forming a gate electrode is formed on the insulating layer 2. Figure 1 (
B)), a resist layer 4 is formed on the gate material layer 3 (for example, a negative resist, for example, a resist material that exhibits high absorption at the exposure wavelength. If such a material is used, it will be difficult to form an overhang shape in the next step). Figure 1
(C)), the resist layer 4 is then patterned to form a resist opening 42 having an overhang portion 40 (in FIG. 2 by, for example, wet etching to form an opening 21 (FIG. 1(E)), and an electrode material such as metal is etched into the opening 2.
1 (FIG. 1F)), the resist 41 is removed,
Obtain a field emission type device (Fig. 1 CG)
).

【作 用】[For use]

本発明によれば、オーバーハング部40を有するように
パターニングされたレジスト41を用いて電子銃を構成
する電極5を形成し、かつ、このとき開口孔21外のレ
ジスト41上にも形成された電極材料膜81(図1 (
F)参照)は、レジスト41の除去と同時に除去され、
いわゆるリフトオフにより除去されるので、容易な工程
によりフィールドエミッション型素子を製造できる。こ
のように製造が容易であるので、この素子を画素として
用いてフィールドエミッション型デイスプレーを作成す
る場合も、各画素は単純な工程で作成でき、よって面内
を均一につくることも容易ならしめられる。
According to the present invention, the electrode 5 constituting the electron gun is formed using the resist 41 patterned to have the overhang portion 40, and at this time, the resist 41 is also formed on the resist 41 outside the opening hole 21. Electrode material film 81 (Fig. 1 (
(see F)) is removed simultaneously with the removal of the resist 41,
Since it is removed by so-called lift-off, a field emission type device can be manufactured through a simple process. Because it is easy to manufacture, even when using this element as a pixel to create a field emission display, each pixel can be created through a simple process, making it easy to create uniformity within the plane. It will be done.

【発明の効果】【Effect of the invention】

上述の如く本発明のフィールドエミッション型素子の製
造方法によれば、容易な工程で素子を形成できる。よっ
てフィールドエミッション型素子を画素としてデイスプ
レーを作成する場合も、各画素の形成は簡単な工程で実
現でき、よって面内を均一に作成して、良好なデイスプ
レーを得るようにすることができる。
As described above, according to the method for manufacturing a field emission type device of the present invention, the device can be formed through easy steps. Therefore, even when creating a display using field emission type elements as pixels, each pixel can be formed through a simple process, and it is therefore possible to create a display uniformly within the plane to obtain a good display. .

【実施例】【Example】

以下本発明の実施例について説明する。但し当然のこと
ではあるが、本発明は以下に記載する実施例により限定
されるものではない。 実施例−1 本実施例では、次のようにして、電極用の開口孔と電極
をいっぺんに形成できるようにし、電子銃側を容易に得
ることによって、簡単にフィールドエミッション型素子
を製造できるようにした。 即ち、通常はリフトオフ用のマスクは斜め蒸着などで形
成するが、本実施例では本発明を適用したことにより、
リフトオフ用のマスク形成により電極の形成と電極の開
口孔の形成とをいっぺんにできるようにした。 図1各図を参照する。 本実施例では、Si基板等の基体1上にSiO□(例え
ばCVD−3iftや、熱酸化5iOz)等の絶縁層2
を形成して図1 (A)の構造とし、更にこの上に、ゲ
ート電極を構成することになるゲート材料層3(金属材
料や、シリサイド等の導電材料であればよい)を形成し
て、図1 (B)の構造とした。 上記ゲート材料層3まで形成した基体10表面をHMD
Sにより処理して、ネガ型レジストであるLMRU■(
富士薬品■製)を回転塗布し、30°Cで90秒ソフト
ベークした。これにより図1 (C)の構造とした。こ
れをi線縮小投影露光装置であるRA−101VL2(
日立昧製、N A : 0.42)で露光後、100″
Cで90秒インタベークし、専用現像液(クロロベンゼ
ン主成分)でスプレー現像(30秒)し、キシレンでリ
ンスした。この結果図1(D)に示すようにひさし状の
オーバーハング部40を有する1、2μm径のレジスト
開口42(コンタクトホール)を備えるようにパターニ
ングされたレジスト41が基体l上に得られた。用いた
ネガ型レジストは、露光光であるi線に対して高吸収で
あるので、このような逆テーパ形状が容易に得られる。 このようにパターニングされたレジスト41を用いて、
まず下地ゲート材料膜3をエツチングし、その次に絶縁
層2をエツチングした。これにより図1(E)のように
、開口孔21を有する構造を得た。 エツチング後のゲート材料膜(ゲート電極)を符号30
で示し、エツチング後の絶縁層を符号20で示す。 これらのパターニングは、ドライエツチングでも、ウェ
ットエツチングでもかまわない。エツチングをいっぺん
に連続して行ってもよい。 そめ後、電極用材料(代表的には各種金属、例えば、M
oやW)を、抵抗加熱蒸着機で蒸着した。 これらの蒸着は、EB加熱の蒸着機を用いるのでもよい
。かかる電極用材料の形成によって、図1(F)に示す
如く、電極5が開口孔21内に形成された構造を得た。 電極5の円錐形の形状は、蒸着の条件によって決まる。 このとき、同時にレジスト41上に電極用材料から成る
膜81が形成される。 このときの蒸着は、ステップカバレッジの悪い手段によ
り行うのでよい。 次にレジスト41を除去して、リフトオフを行う。 即ち、アセトンとDMF (ジメチルホルムアミド)を
用いて、レジスト41を除去し、同時に該レジスト41
上の電極材料膜81を除去してリフトオフした。 これにより、図1 (G)の如く、下の電子銃である電
極5を有する構造を形成した。 この後、上方(電子銃の先端の向く方向)に蛍光体素子
を貼り合わせ、真空にして、デイスプレーが作製できる
。例えば、図5に略示するように、蛍光体11を素子5
の上方に形成して、電極5からの電子により蛍光発光さ
せるように構成できる。 図5は、1素子のみを取り出して模式的に示したもので
あって、図5中、5は円錐(コーン)状の電極(エミッ
タ)であり、電子銃に該当する。30はゲート電極であ
る。符号10はデイスプレーのフェースプレートであり
、ガラスから成る。11は蛍光体であり、エミッタ電極
5の先端からのエネルギーを受けて発光する。適宜この
発光をカラー発光とするように蛍光体を選んでカラーデ
イスプレーとすることができる。12はコレクタ電極で
あり、透明導電膜により構成でき、例えばITO(イン
ジウム−錫酸化物)等で形成することができる。 13は上記各部が収納される真空室であり、例えば10
−6〜10−’T o r r程度の真空にする。 図5の構造は、上述した方法によってミクロンオーダー
のエミッタ電極5等を形成し、これらに対面するように
蛍光体11を表面に塗布したフェートプレート10を配
置し、該フェースプレート10には、ITO等の透明電
極によりコレクタ電極12(アノード)を形成すること
により、得ることができる。 この構造は1種の真空管をなすので、管内を排気し、真
空室13は真空保持しておくようにする。 例えばガラス製の蓋で容器を密閉し、真空排気して真空
度を保つように構成することができる。 エミッションの安定のために、複数個のチップを1微小
光源としてもよい。 上記実施例において、リフトオフに用いるのは、オーバ
ーハング形状を与える他のレジストでもよい。例えばそ
の他露光光に対して高吸収のレジストとして、5AL−
601ER7(シラプレー製)などを用いるのでもよい
。このレジストを用いる場合には、KrFエキシマレー
ザステッパであるN5R1505EX (NA:0.4
2)等を用いてパターン形成を行い、120°Cで60
秒PEB (露光後ベータ)後、専用現像液であるMF
622で5分現像して、オーバーハング部を有するレジ
ストパターンを作ることができる。ただしリフトオフは
、HMPA (ヘキサメチルフォスフォリンクトリアミ
ド)やNMP (N−メチルピロリドン)、DMSo(
ジメチルスルフオキシド)などの、より極性の高い溶媒
を用いるのが適用である。フェノール系レジストの剥離
液を用いてもよい。 本実施例によれば、絶縁層2とゲート材料層3とをこの
順に形成した基体上lに、露光波長で高吸収を有するネ
ガ型レジストを塗布してレジスト層4を得、レジスト開
口42をパターニング後、エツチングにより、必要な絶
縁層20とゲート部分30を残して開口孔21を形成し
、その後に電極用金属を蒸着し、特にここではステップ
カバレッジの悪い方法で蒸着し、その後リフトオフをし
て電極5を得るようにして、フィールドエミッシッン型
素子を作製したので、オーバーハング形状を有する高吸
収ネガ型レジストを用いたパターンにより、しかもいっ
ぺんにエツチングとリフトオフ工程を行うことにより、
簡単な工程で素子を得ることができる。よってこれをフ
ィールドエミッション型デイスプレーの電子銃部分を作
製することに適用しても、製造工程が容易なので面内均
一性を良好にすることも容易であって、良好なデイスプ
レー作成に利用できる。
Examples of the present invention will be described below. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the examples described below. Example 1 In this example, the opening for the electrode and the electrode can be formed at the same time, and the electron gun side can be easily obtained, so that the field emission type device can be manufactured easily. did. That is, normally lift-off masks are formed by oblique vapor deposition, but in this example, by applying the present invention,
By forming a mask for lift-off, it is possible to form the electrode and the opening hole of the electrode at the same time. Refer to each figure in FIG. In this embodiment, an insulating layer 2 such as SiO□ (for example, CVD-3ift or thermal oxidation 5iOz) is formed on a base 1 such as a Si substrate.
A gate material layer 3 (any conductive material such as a metal material or silicide) is formed on top of the gate material layer 3 to form a gate electrode. The structure is shown in Figure 1 (B). HMD the surface of the base 10 on which the gate material layer 3 has been formed
LMRU■ (
(manufactured by Fuji Yakuhin ■) was spin-coated and soft-baked at 30°C for 90 seconds. This resulted in the structure shown in Figure 1(C). This is an i-line reduction projection exposure system, RA-101VL2 (
Made by Hitachi, after exposure with NA: 0.42), 100″
C for 90 seconds, spray development (30 seconds) using a special developer (chlorobenzene as the main component), and rinsing with xylene. As a result, as shown in FIG. 1(D), a resist 41 was obtained on the substrate 1, which was patterned to have a resist opening 42 (contact hole) having a diameter of 1 to 2 μm and having an eave-like overhang portion 40. Since the negative resist used has high absorption for i-line, which is the exposure light, such a reverse tapered shape can be easily obtained. Using the resist 41 patterned in this way,
First, the underlying gate material film 3 was etched, and then the insulating layer 2 was etched. As a result, a structure having open holes 21 as shown in FIG. 1(E) was obtained. The gate material film (gate electrode) after etching is marked 30.
The insulating layer after etching is indicated by 20. These patterning may be done by dry etching or wet etching. Etching may be performed successively all at once. After boiling, electrode material (typically various metals, such as M
o and W) were vapor-deposited using a resistance heating vapor deposition machine. For these vapor depositions, an EB heating vapor deposition machine may be used. By forming such an electrode material, a structure in which the electrode 5 was formed inside the opening hole 21 was obtained, as shown in FIG. 1(F). The conical shape of the electrode 5 is determined by the deposition conditions. At this time, a film 81 made of an electrode material is simultaneously formed on the resist 41. The vapor deposition at this time may be performed by means with poor step coverage. Next, the resist 41 is removed and lift-off is performed. That is, the resist 41 is removed using acetone and DMF (dimethylformamide), and the resist 41 is removed at the same time.
The upper electrode material film 81 was removed and lifted off. As a result, a structure having an electrode 5 serving as a lower electron gun was formed as shown in FIG. 1(G). Thereafter, a phosphor element is attached above (in the direction toward which the tip of the electron gun faces) and a vacuum is applied to produce a display. For example, as schematically shown in FIG.
It can be formed above the electrode 5 so that the electrons from the electrode 5 cause it to emit fluorescence. FIG. 5 schematically shows only one element. In FIG. 5, 5 is a cone-shaped electrode (emitter), which corresponds to an electron gun. 30 is a gate electrode. Reference numeral 10 indicates a face plate of the display, which is made of glass. A phosphor 11 emits light upon receiving energy from the tip of the emitter electrode 5. A color display can be produced by appropriately selecting a phosphor to make this light emission a color light emission. Reference numeral 12 denotes a collector electrode, which can be made of a transparent conductive film, for example, ITO (indium-tin oxide). 13 is a vacuum chamber in which each of the above parts is housed; for example, 10
Create a vacuum of about -6 to 10 Torr. In the structure shown in FIG. 5, emitter electrodes 5 and the like of micron order are formed by the method described above, and a face plate 10 whose surface is coated with phosphor 11 is arranged to face them. This can be obtained by forming the collector electrode 12 (anode) with a transparent electrode such as. Since this structure constitutes a type of vacuum tube, the inside of the tube is evacuated and the vacuum chamber 13 is maintained under vacuum. For example, the container can be sealed with a glass lid and evacuated to maintain the degree of vacuum. In order to stabilize the emission, a plurality of chips may be used as one minute light source. In the above embodiments, other resists that provide an overhang shape may be used for lift-off. For example, 5AL-
601ER7 (manufactured by Silapray) or the like may be used. When using this resist, a KrF excimer laser stepper, N5R1505EX (NA: 0.4
2) etc. to form a pattern, and heat it at 120°C for 60°C.
After second PEB (post-exposure beta), MF, a special developer,
622 for 5 minutes, a resist pattern having an overhang portion can be created. However, lift-off is limited to HMPA (hexamethylphosphorintriamide), NMP (N-methylpyrrolidone), DMSo (
It is appropriate to use more polar solvents, such as dimethyl sulfoxide). A phenolic resist stripping solution may also be used. According to this embodiment, a resist layer 4 is obtained by applying a negative resist having high absorption at the exposure wavelength onto a substrate on which an insulating layer 2 and a gate material layer 3 are formed in this order, and a resist opening 42 is formed. After patterning, an opening hole 21 is formed by etching, leaving the necessary insulating layer 20 and gate portion 30, and then the metal for the electrode is deposited, especially here by a method with poor step coverage, and then lift-off is performed. Since the field emitting type device was manufactured by obtaining the electrode 5 using a pattern using a high absorption negative type resist having an overhang shape, and by performing the etching and lift-off processes at the same time,
The device can be obtained through a simple process. Therefore, even if this method is applied to fabricating the electron gun part of a field emission type display, the manufacturing process is easy and it is easy to achieve good in-plane uniformity, so it can be used to fabricate a good display. .

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

【図1】実施例−1の工程を工程順に示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the steps of Example-1 in order.

【図2】従来技術を示す。FIG. 2 shows the prior art.

【図3】従来技術を示す。FIG. 3 shows the prior art.

【図4】従来技術を示す。FIG. 4 shows the prior art.

【図5】実施例−1をデイスプレーに適用する場合の構
成の略示図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a configuration when Example-1 is applied to a display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体 2 絶縁層 3 ゲート材料層 4 レジスト層 5 電極 40  オーバーハング部 42  レジスト開口 21  開口孔 1 Base 2 Insulating layer 3 Gate material layer 4 Resist layer 5 Electrode 40 Overhang part 42 Resist opening 21 Opening hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基体上に絶縁層を形成し、 該絶縁層上にゲート材料層を形成し、 該ゲート材料層上にレジスト層を形成し、 該レジスト層をパターニングしてオーバーハング部を有
するレジスト開口を形成し、 ゲート材料層及び絶縁層をエッチングして開口孔を形成
し、 電極材料を該開口孔内に形成し、これにより電極を形成
し、 レジストを除去することを特徴とするフィールドエミッ
ション型素子の製造方法。
1. Forming an insulating layer on a substrate, forming a gate material layer on the insulating layer, forming a resist layer on the gate material layer, and patterning the resist layer to have an overhang portion. A field comprising: forming a resist opening; etching a gate material layer and an insulating layer to form an opening; forming an electrode material within the opening, thereby forming an electrode; and removing the resist. A method of manufacturing an emission type element.
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