JPH05198252A - 電子放出素子及びその製造方法 - Google Patents
電子放出素子及びその製造方法Info
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- JPH05198252A JPH05198252A JP4007997A JP799792A JPH05198252A JP H05198252 A JPH05198252 A JP H05198252A JP 4007997 A JP4007997 A JP 4007997A JP 799792 A JP799792 A JP 799792A JP H05198252 A JPH05198252 A JP H05198252A
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- electron
- insulating film
- film
- forming
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電子放出素子及びその製造方法に
関し、大型化が可能な構造を容易に得ることができる電
子放出素子を提供するとともに、電子放出部形成用の凹
部を容易にかつ安価に形成することができる電子放出素
子の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 導電層２上面に貫通孔４を有する絶縁膜３が
形成され、該絶縁膜３の該貫通孔４内に電子放出部６が
形成されてなるように構成する。
関し、大型化が可能な構造を容易に得ることができる電
子放出素子を提供するとともに、電子放出部形成用の凹
部を容易にかつ安価に形成することができる電子放出素
子の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 導電層２上面に貫通孔４を有する絶縁膜３が
形成され、該絶縁膜３の該貫通孔４内に電子放出部６が
形成されてなるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子及びその
製造方法に係り、詳しくは、フラットＣＲＴ、高速電子
素子等に適用することができ、特に、大型化が可能な構
造を容易に得ることができる電子放出素子及びその製造
方法に関する。
製造方法に係り、詳しくは、フラットＣＲＴ、高速電子
素子等に適用することができ、特に、大型化が可能な構
造を容易に得ることができる電子放出素子及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子放出素子については、例えば
特開平３−１８７１１９号公報で報告されたものがあ
り、ここでは、導電性基板上に形成した誘電体膜層と、
この誘電体膜層上に形成したゲート金属層と、このゲー
ト金属層及び誘電体膜層の一部を腐蝕除去して誘電体膜
層に形成した凹部と、この凹部に形成した陰極コーンと
からなる電界放出陰極において、陰極コーンの少なくと
も先端部を仕事関数の小さな電子放射特性の良い金属で
構成したものであるため、陰極コーン材料を任意に選択
することができ、仕事関数の小さい材料を陰極コーン先
端に使用することができ、電流特性を向上させることが
できるという利点を有する。
特開平３−１８７１１９号公報で報告されたものがあ
り、ここでは、導電性基板上に形成した誘電体膜層と、
この誘電体膜層上に形成したゲート金属層と、このゲー
ト金属層及び誘電体膜層の一部を腐蝕除去して誘電体膜
層に形成した凹部と、この凹部に形成した陰極コーンと
からなる電界放出陰極において、陰極コーンの少なくと
も先端部を仕事関数の小さな電子放射特性の良い金属で
構成したものであるため、陰極コーン材料を任意に選択
することができ、仕事関数の小さい材料を陰極コーン先
端に使用することができ、電流特性を向上させることが
できるという利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電子放出素子では、基板にシリコンを用いて構
成していたため、構造を大型化（大面積化）にするのが
困難であるという問題があった。また、上記した従来の
電子放出素子の製造方法では、電子放出部形成用の凹部
形成に複雑な工程を有し、高価な装置が必要になる等問
題があった。
た従来の電子放出素子では、基板にシリコンを用いて構
成していたため、構造を大型化（大面積化）にするのが
困難であるという問題があった。また、上記した従来の
電子放出素子の製造方法では、電子放出部形成用の凹部
形成に複雑な工程を有し、高価な装置が必要になる等問
題があった。
【０００４】そこで本発明は、大型化が可能な構造を容
易に得ることができる電子放出素子を提供するととも
に、電子放出部形成用の凹部を容易にかつ安価に形成す
ることができる電子放出素子の製造方法を提供すること
を目的としている。
易に得ることができる電子放出素子を提供するととも
に、電子放出部形成用の凹部を容易にかつ安価に形成す
ることができる電子放出素子の製造方法を提供すること
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
導電層上面に貫通孔を有する絶縁膜が形成され、該絶縁
膜の該貫通孔内に電子放出部が形成されてなることを特
徴とするものである。請求項２記載の発明は、請求項１
記載の発明において、前記絶縁膜は、多孔性のアルミニ
ウム陽極酸化膜であることを特徴とするものである。
導電層上面に貫通孔を有する絶縁膜が形成され、該絶縁
膜の該貫通孔内に電子放出部が形成されてなることを特
徴とするものである。請求項２記載の発明は、請求項１
記載の発明において、前記絶縁膜は、多孔性のアルミニ
ウム陽極酸化膜であることを特徴とするものである。
【０００６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、陽極酸化で形成された前記アルミニウム陽
極酸化膜の微細貫通孔内に電子放出部が形成されてなる
ことを特徴とするものである。請求項４記載の発明は、
請求項２記載の発明において、エッチングで前記アルミ
ニウム陽極酸化膜に形成された貫通孔内に電子放出部が
形成されてなることを特徴とするものである。
明において、陽極酸化で形成された前記アルミニウム陽
極酸化膜の微細貫通孔内に電子放出部が形成されてなる
ことを特徴とするものである。請求項４記載の発明は、
請求項２記載の発明において、エッチングで前記アルミ
ニウム陽極酸化膜に形成された貫通孔内に電子放出部が
形成されてなることを特徴とするものである。
【０００７】請求項５記載の発明は、導電層上に金属膜
を形成する工程と、次いで、該金属膜を陽極酸化して微
細貫通孔を有する絶縁膜を形成する工程と、次いで、該
微細貫通孔内の該導電層とコンタクトを取るように電子
放出部を形成する工程とを含むことを特徴とするもので
ある。請求項６記載の発明は、導電層上に金属膜を形成
した後、該金属膜を陽極酸化して微細貫通孔を有する絶
縁膜を形成する工程と、次いで、該絶縁膜を選択的にエ
ッチングして貫通孔を形成する工程と、次いで、該貫通
孔内の該導電層とコンタクトを取るように電子放出部を
形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
を形成する工程と、次いで、該金属膜を陽極酸化して微
細貫通孔を有する絶縁膜を形成する工程と、次いで、該
微細貫通孔内の該導電層とコンタクトを取るように電子
放出部を形成する工程とを含むことを特徴とするもので
ある。請求項６記載の発明は、導電層上に金属膜を形成
した後、該金属膜を陽極酸化して微細貫通孔を有する絶
縁膜を形成する工程と、次いで、該絶縁膜を選択的にエ
ッチングして貫通孔を形成する工程と、次いで、該貫通
孔内の該導電層とコンタクトを取るように電子放出部を
形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【０００８】請求項７記載の発明は、導電層上に金属膜
を形成した後、該金属膜を陽極酸化して微細貫通孔を有
する絶縁膜を形成する工程と、次いで、該微細貫通孔内
に金属膜を充填する工程と、次いで、該絶縁膜を除去し
た後、該金属膜間に該絶縁膜とは異なる材料の絶縁膜を
形成する工程とを含むことを特徴とするものである。請
求項８記載の発明は、導電層上に貫通孔を有する絶縁膜
を形成する工程と、次いで、電析により該貫通孔内に電
子放出部を形成する工程とを含むことを特徴とするもの
である。
を形成した後、該金属膜を陽極酸化して微細貫通孔を有
する絶縁膜を形成する工程と、次いで、該微細貫通孔内
に金属膜を充填する工程と、次いで、該絶縁膜を除去し
た後、該金属膜間に該絶縁膜とは異なる材料の絶縁膜を
形成する工程とを含むことを特徴とするものである。請
求項８記載の発明は、導電層上に貫通孔を有する絶縁膜
を形成する工程と、次いで、電析により該貫通孔内に電
子放出部を形成する工程とを含むことを特徴とするもの
である。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明では、導電層上面に形成さ
れた絶縁膜の貫通孔内に電子放出部を形成して構成した
ため、基板をシリコンに限定しないで済ませることがで
き、大面積化が可能な構造を容易に得ることができる。
請求項２記載の発明では、絶縁膜を多孔性のアルミニウ
ム陽極酸化膜で構成したため、絶縁膜に容易に微細孔を
形成することができる。
れた絶縁膜の貫通孔内に電子放出部を形成して構成した
ため、基板をシリコンに限定しないで済ませることがで
き、大面積化が可能な構造を容易に得ることができる。
請求項２記載の発明では、絶縁膜を多孔性のアルミニウ
ム陽極酸化膜で構成したため、絶縁膜に容易に微細孔を
形成することができる。
【００１０】請求項３記載の発明では、陽極酸化により
容易に微細孔を形成することができるため、高密度、大
面積化を安価で達成することができる。請求項４記載の
発明では、フォトプロセスを用いて貫通孔を形成したた
め、高アスペスト比の孔を選択的に形成することができ
る。このため、電子放出部の形成自由度を高くすること
ができる。
容易に微細孔を形成することができるため、高密度、大
面積化を安価で達成することができる。請求項４記載の
発明では、フォトプロセスを用いて貫通孔を形成したた
め、高アスペスト比の孔を選択的に形成することができ
る。このため、電子放出部の形成自由度を高くすること
ができる。
【００１１】請求項５記載の発明では、上記請求項３記
載の発明と同様な効果を得ることができる他、導電層と
電子放出部をコンタクトさせるための貫通孔を有する絶
縁膜をフォトプロセスを用いないで陽極酸化により形成
したため、フォトプロセスを用いて形成する場合よりも
安価に製造することができる。請求項６記載の発明で
は、上記請求項４記載の発明と同様な効果を得ることが
でき、陽極酸化膜の見かけ上の異方性による通常のエッ
チングにより高精度で貫通孔を形成することができるた
め、後工程の電子放出部形成の自由度を高くすることが
できる。
載の発明と同様な効果を得ることができる他、導電層と
電子放出部をコンタクトさせるための貫通孔を有する絶
縁膜をフォトプロセスを用いないで陽極酸化により形成
したため、フォトプロセスを用いて形成する場合よりも
安価に製造することができる。請求項６記載の発明で
は、上記請求項４記載の発明と同様な効果を得ることが
でき、陽極酸化膜の見かけ上の異方性による通常のエッ
チングにより高精度で貫通孔を形成することができるた
め、後工程の電子放出部形成の自由度を高くすることが
できる。
【００１２】請求項７記載の発明では、陽極酸化膜から
なる絶縁膜を他の絶縁材料と置き換えて請求項３，４記
載の発明と同様の構造の電子放出素子を得るようにする
ことができ、この場合、絶縁材料を任意に選択すること
ができるため、基板に合った（例えば熱膨張係数）材料
を用いて信頼性の高い構造を実現することができる。請
求項８記載の発明では、電着により孔内に電子放出部を
形成して請求項３，４記載の発明と同様の構造の電子放
出素子を得るようにすることができ、この場合、電析と
ウェットエッチングにより電子放出部を形成することが
できるため、安価・大量に製造することができる。
なる絶縁膜を他の絶縁材料と置き換えて請求項３，４記
載の発明と同様の構造の電子放出素子を得るようにする
ことができ、この場合、絶縁材料を任意に選択すること
ができるため、基板に合った（例えば熱膨張係数）材料
を用いて信頼性の高い構造を実現することができる。請
求項８記載の発明では、電着により孔内に電子放出部を
形成して請求項３，４記載の発明と同様の構造の電子放
出素子を得るようにすることができ、この場合、電析と
ウェットエッチングにより電子放出部を形成することが
できるため、安価・大量に製造することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例に則した電子
放出素子の構造を示す断面図である。図１において、１
はガラス，セラミックス等からなる絶縁基板であり、２
はこの絶縁基板１上に形成された共通電極となるＡｕ，
Ｐｔ，Ｃ等からなる導電層であり、３はこの導電層２上
に形成された貫通孔４を有する絶縁膜である。そして、
５は絶縁膜３表面に形成されたゲート電極であり、６は
絶縁膜３の貫通孔４内の共通電極となる導電層２と電気
的に接続され形成された電子放出部となるカソードであ
る。
放出素子の構造を示す断面図である。図１において、１
はガラス，セラミックス等からなる絶縁基板であり、２
はこの絶縁基板１上に形成された共通電極となるＡｕ，
Ｐｔ，Ｃ等からなる導電層であり、３はこの導電層２上
に形成された貫通孔４を有する絶縁膜である。そして、
５は絶縁膜３表面に形成されたゲート電極であり、６は
絶縁膜３の貫通孔４内の共通電極となる導電層２と電気
的に接続され形成された電子放出部となるカソードであ
る。
【００１４】このように本実施例では、導電層２上面に
形成された絶縁膜３の貫通孔４内にカソード６を形成し
て構成したため、絶縁基板１をシリコンに限定すること
なく、例えばガラスやセラミックス等で構成することが
できる。このため、従来の基板をシリコンで構成する場
合よりも構造を容易に大面積化することができる。次
に、本発明においては、絶縁膜を多孔性のアルミニウム
陽極酸化膜で構成してもよく、具体的には、導電層（Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｃ）上に蒸着，スパッタ，ＣＶＤあるいは鍍
金等の方法で膜状にアルミニウム層を形成し、陽極酸化
を行なえばよい。この場合、絶縁膜に容易に微細貫通孔
を形成することができる。
形成された絶縁膜３の貫通孔４内にカソード６を形成し
て構成したため、絶縁基板１をシリコンに限定すること
なく、例えばガラスやセラミックス等で構成することが
できる。このため、従来の基板をシリコンで構成する場
合よりも構造を容易に大面積化することができる。次
に、本発明においては、絶縁膜を多孔性のアルミニウム
陽極酸化膜で構成してもよく、具体的には、導電層（Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｃ）上に蒸着，スパッタ，ＣＶＤあるいは鍍
金等の方法で膜状にアルミニウム層を形成し、陽極酸化
を行なえばよい。この場合、絶縁膜に容易に微細貫通孔
を形成することができる。
【００１５】（第２実施例）図２は本発明の第２実施例
に則した電子放出素子の構造を示す断面図である。図２
において、図１と同一符号は同一または相当部分を示
し、３ａはアルミニウムを陽極酸化して形成された微細
な貫通孔４ａを有するアルミニウム陽極酸化膜からなる
絶縁膜である。
に則した電子放出素子の構造を示す断面図である。図２
において、図１と同一符号は同一または相当部分を示
し、３ａはアルミニウムを陽極酸化して形成された微細
な貫通孔４ａを有するアルミニウム陽極酸化膜からなる
絶縁膜である。
【００１６】本実施例では、導電層２上に積層されたア
ルミニウムを陽極酸化して直径0.01〜0.2 μｍの微細な
貫通孔４ａを形成した後、この微細貫通孔４ａ一つ一つ
に電子放出部となるカソード６を形成して構成してい
る。このように、本実施例では、陽極酸化で形成された
絶縁膜３ａの微細貫通孔４ａ内にカソード６を形成して
おり、陽極酸化により容易に微細貫通孔４ａを形成する
ことができるため、高密度、大面積化を安価で達成する
ことができる。
ルミニウムを陽極酸化して直径0.01〜0.2 μｍの微細な
貫通孔４ａを形成した後、この微細貫通孔４ａ一つ一つ
に電子放出部となるカソード６を形成して構成してい
る。このように、本実施例では、陽極酸化で形成された
絶縁膜３ａの微細貫通孔４ａ内にカソード６を形成して
おり、陽極酸化により容易に微細貫通孔４ａを形成する
ことができるため、高密度、大面積化を安価で達成する
ことができる。
【００１７】（第３実施例）図３は本発明の第３実施例
に則した電子放出素子の構造を示す断面図である。図３
において、図１，２と同一符号は同一または相当部分を
示し、４ｂはアルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３
ａが選択的にエッチングされて形成された貫通孔であ
る。
に則した電子放出素子の構造を示す断面図である。図３
において、図１，２と同一符号は同一または相当部分を
示し、４ｂはアルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３
ａが選択的にエッチングされて形成された貫通孔であ
る。
【００１８】本実施例では、アルミニウム陽極酸化膜か
らなる絶縁膜３ａを選択的にエッチングして直径0.5 〜
２μｍの貫通孔４ｂを形成した後、この貫通孔４ｂ内に
電子放出部となるカソード６を形成して構成している。
このように、本実施例では、エッチングで絶縁膜３ａに
形成された貫通孔４ｂ内にカソード６を形成しており、
高アスペクト比の貫通孔４ｂを選択的に形成することが
できるため、カソード６の形成自由度を高くすることが
できる。
らなる絶縁膜３ａを選択的にエッチングして直径0.5 〜
２μｍの貫通孔４ｂを形成した後、この貫通孔４ｂ内に
電子放出部となるカソード６を形成して構成している。
このように、本実施例では、エッチングで絶縁膜３ａに
形成された貫通孔４ｂ内にカソード６を形成しており、
高アスペクト比の貫通孔４ｂを選択的に形成することが
できるため、カソード６の形成自由度を高くすることが
できる。
【００１９】（第４実施例）図４は本発明の第４実施例
に則した電子放出素子の製造方法を説明する図である。
この図４は図２に示す電子放出素子の製造方法の具体例
である。図４において、図２と同一符号は同一または相
当部分を示し、11は導電層２上に形成されたアルミニウ
ム層である。
に則した電子放出素子の製造方法を説明する図である。
この図４は図２に示す電子放出素子の製造方法の具体例
である。図４において、図２と同一符号は同一または相
当部分を示し、11は導電層２上に形成されたアルミニウ
ム層である。
【００２０】次に、その電子放出素子の製造方法を説明
する。まず、図４（ａ）に示すように、ガラス，セラミ
ックス等の絶縁基板１上に金からなる導電層２を0.1 〜
１μｍ厚で形成する。なお、絶縁基板１は後工程の陽極
酸化で分解されないＰｔ，Ｃ等の金属からなる場合であ
ってもよい。次いで、導電層２上に蒸着，スパッタある
いは鍍金によりアルミニウム層11を0.1 〜10μｍ厚で形
成する。
する。まず、図４（ａ）に示すように、ガラス，セラミ
ックス等の絶縁基板１上に金からなる導電層２を0.1 〜
１μｍ厚で形成する。なお、絶縁基板１は後工程の陽極
酸化で分解されないＰｔ，Ｃ等の金属からなる場合であ
ってもよい。次いで、導電層２上に蒸着，スパッタある
いは鍍金によりアルミニウム層11を0.1 〜10μｍ厚で形
成する。
【００２１】次に、図４（ｂ）に示すように、燐酸溶液
中で印加電圧50〜200 Ｖでアルミニウム層11を陽極酸化
してアルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを形成
する。この時、電圧に比例して0.05〜0.2 μｍ径の微細
孔貫通孔４ａが形成される。次に、図４（ｃ）に示すよ
うに、燐酸溶液中で貫通孔４ａの孔底部を溶解して孔径
の拡大を行なう。
中で印加電圧50〜200 Ｖでアルミニウム層11を陽極酸化
してアルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを形成
する。この時、電圧に比例して0.05〜0.2 μｍ径の微細
孔貫通孔４ａが形成される。次に、図４（ｃ）に示すよ
うに、燐酸溶液中で貫通孔４ａの孔底部を溶解して孔径
の拡大を行なう。
【００２２】次に、図４（ｄ）に示すように、絶縁基板
１を傾けた状態で回転させながら導電層２上面に金を蒸
着してゲート電極５を形成する。次に、図４（ｅ）に示
すように、絶縁膜３ａの貫通孔４ａ内の導電層２とコン
タクトを取るように電子ビーム蒸着で電子放出部となる
カソード６を形成する。この時、蒸着金属による開口部
の自然狭窄効果により、円錐形状で形成される。
１を傾けた状態で回転させながら導電層２上面に金を蒸
着してゲート電極５を形成する。次に、図４（ｅ）に示
すように、絶縁膜３ａの貫通孔４ａ内の導電層２とコン
タクトを取るように電子ビーム蒸着で電子放出部となる
カソード６を形成する。この時、蒸着金属による開口部
の自然狭窄効果により、円錐形状で形成される。
【００２３】そして、電子ビーム蒸着で形成されたゲー
ト電極５上の不要な金属を除去することにより、図４
（ｆ）に示すような電子放出素子を得ることができる。
なお、図４（ｆ）は図２に示す電子放出素子と同じ構造
のものである。本実施例では、図２に示す第２実施例と
同様な効果を得ることができる他、導電層２とカソード
６をコンタクトさせるための貫通孔４ａをフォトプロセ
スを用いないで陽極酸化により形成したため、フォトプ
ロセスを用いて形成する場合よりも安価に製造すること
ができる。
ト電極５上の不要な金属を除去することにより、図４
（ｆ）に示すような電子放出素子を得ることができる。
なお、図４（ｆ）は図２に示す電子放出素子と同じ構造
のものである。本実施例では、図２に示す第２実施例と
同様な効果を得ることができる他、導電層２とカソード
６をコンタクトさせるための貫通孔４ａをフォトプロセ
スを用いないで陽極酸化により形成したため、フォトプ
ロセスを用いて形成する場合よりも安価に製造すること
ができる。
【００２４】（第５実施例）図５は本発明の第５実施例
に則した電子放出素子の製造方法を説明する図である。
この図５は図３に示す電子放出素子の製造方法の具体例
である。図５において、図３と同一符号は同一または相
当部分を示し、12はゲート電極５上に形成された開口部
13を有するレジストマスクである。
に則した電子放出素子の製造方法を説明する図である。
この図５は図３に示す電子放出素子の製造方法の具体例
である。図５において、図３と同一符号は同一または相
当部分を示し、12はゲート電極５上に形成された開口部
13を有するレジストマスクである。
【００２５】次に、その電子放出素子の製造方法を説明
する。まず、図５（ａ）に示すように、ガラス，セラミ
ックス等の絶縁基板１上に金からなる導電層２を0.1 〜
１μｍ厚で形成した後、導電層２上に蒸着，スパッタあ
るいは鍍金等によりアルミニウム層を0.1 〜10μｍ厚で
形成する。ここまでは、図４（ａ）と同様の工程であ
る。次いで、この図４（ａ）と同様の構造の基板を硫酸
溶液中で印加電圧10〜20Ｖで陽極酸化を行ってアルミニ
ウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを形成した後、この
絶縁膜３ａ表面にゲート電極５となるＮｉ等の金属層を
形成する。
する。まず、図５（ａ）に示すように、ガラス，セラミ
ックス等の絶縁基板１上に金からなる導電層２を0.1 〜
１μｍ厚で形成した後、導電層２上に蒸着，スパッタあ
るいは鍍金等によりアルミニウム層を0.1 〜10μｍ厚で
形成する。ここまでは、図４（ａ）と同様の工程であ
る。次いで、この図４（ａ）と同様の構造の基板を硫酸
溶液中で印加電圧10〜20Ｖで陽極酸化を行ってアルミニ
ウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを形成した後、この
絶縁膜３ａ表面にゲート電極５となるＮｉ等の金属層を
形成する。
【００２６】次に、図５（ｂ）に示すように、全面にレ
ジスト塗布後、露光、現像を行なって直径0.5 〜２μｍ
の開口部13を有するレジストマスク12を形成する。次
に、図５（ｃ）に示すように、レジストマスク12を用
い、開口部13内のゲート電極５および絶縁膜３ａを選択
的にエッチングして導電層２が露出される貫通孔４ｂを
形成する。この時、絶縁膜３ａは微小な貫通孔４ａが多
数存在するため、通常のバルクに比べてアスペクト比の
高い貫通孔４ｂが形成される。
ジスト塗布後、露光、現像を行なって直径0.5 〜２μｍ
の開口部13を有するレジストマスク12を形成する。次
に、図５（ｃ）に示すように、レジストマスク12を用
い、開口部13内のゲート電極５および絶縁膜３ａを選択
的にエッチングして導電層２が露出される貫通孔４ｂを
形成する。この時、絶縁膜３ａは微小な貫通孔４ａが多
数存在するため、通常のバルクに比べてアスペクト比の
高い貫通孔４ｂが形成される。
【００２７】次に、図５（ｄ）に示すように、絶縁膜３
ａの貫通孔４ｂ内の導電層２とコンタクトを取るように
電子ビーム蒸着で電子放出部となるカソード６を形成す
る。この時、蒸着金属による開口部の自然狭窄効果によ
り、円錐形状で形成される。そして、電子ビーム蒸着で
形成されたゲート電極５上の不要な金属とレジストマス
ク12を除去することにより、図５（ｅ）に示すような電
子放出素子を得ることができる。なお、図５（ｅ）は図
３に示す電子放出素子と同じ構造のものである。
ａの貫通孔４ｂ内の導電層２とコンタクトを取るように
電子ビーム蒸着で電子放出部となるカソード６を形成す
る。この時、蒸着金属による開口部の自然狭窄効果によ
り、円錐形状で形成される。そして、電子ビーム蒸着で
形成されたゲート電極５上の不要な金属とレジストマス
ク12を除去することにより、図５（ｅ）に示すような電
子放出素子を得ることができる。なお、図５（ｅ）は図
３に示す電子放出素子と同じ構造のものである。
【００２８】本実施例では、図３に示す第３実施例と同
様な効果を得ることができ、陽極酸化膜の絶縁膜３ａの
見かけ上の異方性による通常のエッチングにより高精度
で貫通孔４ｂを形成することができるため、後工程の電
子放出部となるカソード６形成の自由度を高くすること
ができる。 （第６実施例）図６は本発明の第６実施例に則した電子
放出素子の製造方法を説明する図である。図６におい
て、14は貫通孔４ａ内に充填されるＮｉ等の金属膜であ
り、15は金属膜14間に形成されたＳｉＯ2 等の絶縁膜で
ある。
様な効果を得ることができ、陽極酸化膜の絶縁膜３ａの
見かけ上の異方性による通常のエッチングにより高精度
で貫通孔４ｂを形成することができるため、後工程の電
子放出部となるカソード６形成の自由度を高くすること
ができる。 （第６実施例）図６は本発明の第６実施例に則した電子
放出素子の製造方法を説明する図である。図６におい
て、14は貫通孔４ａ内に充填されるＮｉ等の金属膜であ
り、15は金属膜14間に形成されたＳｉＯ2 等の絶縁膜で
ある。
【００２９】次に、その電子放出素子の製造方法を説明
する。まず、図６（ａ）に示すように、導電層２上のア
ルミニウム膜を燐酸溶液中で印加電圧50〜200 Ｖで陽極
酸化してアルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを
形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、燐酸溶液中
で貫通孔４ａの孔底部を溶解除去した後、図６（ｃ）に
示すように、電析により貫通孔４ａ内にＮｉ等の金属膜
14を充填する。
する。まず、図６（ａ）に示すように、導電層２上のア
ルミニウム膜を燐酸溶液中で印加電圧50〜200 Ｖで陽極
酸化してアルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを
形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、燐酸溶液中
で貫通孔４ａの孔底部を溶解除去した後、図６（ｃ）に
示すように、電析により貫通孔４ａ内にＮｉ等の金属膜
14を充填する。
【００３０】次に、図６（ｄ）に示すように、陽極酸化
膜の絶縁膜３ａを塩酸等で除去した後、図６（ｅ）に示
すように、ＳｉＯ2 等の絶縁膜15をＣＶＤ等の方法で形
成後、エッチングにより充填金属膜14を露出させる。そ
して、図６（ｆ）に示すように、充填金属膜14を硝硫溶
液で溶解除去する。本実施例では、陽極酸化膜の絶縁膜
３ａを他の絶縁材料と置き換えて第２，３実施例と同様
の構造の電子放出素子を得る場合であり、この場合、絶
縁材料を任意に選ぶことができるため、基板に合った
（例えば熱膨張係数）材料を用いて信頼性の高い構造を
実現することができる。
膜の絶縁膜３ａを塩酸等で除去した後、図６（ｅ）に示
すように、ＳｉＯ2 等の絶縁膜15をＣＶＤ等の方法で形
成後、エッチングにより充填金属膜14を露出させる。そ
して、図６（ｆ）に示すように、充填金属膜14を硝硫溶
液で溶解除去する。本実施例では、陽極酸化膜の絶縁膜
３ａを他の絶縁材料と置き換えて第２，３実施例と同様
の構造の電子放出素子を得る場合であり、この場合、絶
縁材料を任意に選ぶことができるため、基板に合った
（例えば熱膨張係数）材料を用いて信頼性の高い構造を
実現することができる。
【００３１】（第７実施例）図７は本発明の第７実施例
に則した電子放出素子の製造方法を説明する図である。
図７において、17は開口部18を有するレジストマスクで
ある。次に、その電子放出素子の製造方法を説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、導電層２上のアルミニ
ウム膜を硫酸溶液中で印加電圧10〜20Ｖで陽極酸化して
アルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを形成す
る。
に則した電子放出素子の製造方法を説明する図である。
図７において、17は開口部18を有するレジストマスクで
ある。次に、その電子放出素子の製造方法を説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、導電層２上のアルミニ
ウム膜を硫酸溶液中で印加電圧10〜20Ｖで陽極酸化して
アルミニウム陽極酸化膜からなる絶縁膜３ａを形成す
る。
【００３２】次に、図７（ｂ）に示すように、絶縁膜３
ａ上にＡｌからなる封孔用金属層16を形成した後、レジ
ストを塗布，露光、現像を用いて開口部18を有するレジ
ストマスク17を形成する。次に、図７（ｃ）に示すよう
に、レジストマスク17を用い、開口部18内の金属層16及
び陽極酸化膜の絶縁膜３ａを溶解除去して貫通孔４ｂを
形成した後、図７（ｄ）に示すように、貫通孔４ｂ内に
電析により金属膜14を充填する。
ａ上にＡｌからなる封孔用金属層16を形成した後、レジ
ストを塗布，露光、現像を用いて開口部18を有するレジ
ストマスク17を形成する。次に、図７（ｃ）に示すよう
に、レジストマスク17を用い、開口部18内の金属層16及
び陽極酸化膜の絶縁膜３ａを溶解除去して貫通孔４ｂを
形成した後、図７（ｄ）に示すように、貫通孔４ｂ内に
電析により金属膜14を充填する。
【００３３】次に、図７（ｆ）に示すように、ＳｉＯ2
等の絶縁膜15をＣＶＤ等の方法で形成した後、エッチン
グにより金属膜14を露出させた後、図７（ｇ）に示すよ
うに、金属膜14を硝硫溶液で溶解除去する。本実施例で
は、第６実施例と同様の効果を得ることができる。 （第８実施例）図８は本発明の第８実施例に則した電子
放出素子の製造方法を説明する図である。図８におい
て、19は貫通孔20を有する陽極酸化膜あるいはＳｉＯ2
等からなる絶縁膜である。
等の絶縁膜15をＣＶＤ等の方法で形成した後、エッチン
グにより金属膜14を露出させた後、図７（ｇ）に示すよ
うに、金属膜14を硝硫溶液で溶解除去する。本実施例で
は、第６実施例と同様の効果を得ることができる。 （第８実施例）図８は本発明の第８実施例に則した電子
放出素子の製造方法を説明する図である。図８におい
て、19は貫通孔20を有する陽極酸化膜あるいはＳｉＯ2
等からなる絶縁膜である。
【００３４】次に、その電子放出素子の製造方法を説明
する。まず、図８（ａ）に示すように、前述した方法に
より陽極酸化膜あるいはＳｉＯ2 等からなる貫通孔20を
有する絶縁膜19を導電層２上に形成する。次に、図８
（ｂ）に示すように、基板を傾斜させた状態で回転させ
蒸着によりＣｒ−Ａｕからなるゲート電極５を形成す
る。この時、貫通孔20は自然狭窄により小さくなる。
する。まず、図８（ａ）に示すように、前述した方法に
より陽極酸化膜あるいはＳｉＯ2 等からなる貫通孔20を
有する絶縁膜19を導電層２上に形成する。次に、図８
（ｂ）に示すように、基板を傾斜させた状態で回転させ
蒸着によりＣｒ−Ａｕからなるゲート電極５を形成す
る。この時、貫通孔20は自然狭窄により小さくなる。
【００３５】次に、図８（ｃ）に示すように、電析によ
り貫通孔20内に金属（Ｎｉ）を充填した後、図８（ｄ）
に示すように、Ｎｉ金属を部分的にエッチングしてカソ
ード６を形成する。本実施例では、電着により貫通孔20
内に電子放出部のカソード６を形成して第２，３実施例
と同様の構造の電子放出素子を得る場合であり、この場
合、電析とウェットエッチングにより電子放出部のカソ
ード６を形成することができるため、安価・大量に製造
することができる。
り貫通孔20内に金属（Ｎｉ）を充填した後、図８（ｄ）
に示すように、Ｎｉ金属を部分的にエッチングしてカソ
ード６を形成する。本実施例では、電着により貫通孔20
内に電子放出部のカソード６を形成して第２，３実施例
と同様の構造の電子放出素子を得る場合であり、この場
合、電析とウェットエッチングにより電子放出部のカソ
ード６を形成することができるため、安価・大量に製造
することができる。
【００３６】
【効果】本発明によれば、大型化が可能な構造を容易に
得ることができるうえ、電子放出部形成用の凹部を容易
にかつ安価に形成することができるという効果がある。
得ることができるうえ、電子放出部形成用の凹部を容易
にかつ安価に形成することができるという効果がある。
【図１】本発明の第１実施例に則した電子放出素子の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に則した電子放出素子の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例に則した電子放出素子の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施例に則した電子放出素子の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図５】本発明の第５実施例に則した電子放出素子の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図６】本発明の第６実施例に則した電子放出素子の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図７】本発明の第７実施例に則した電子放出素子の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図８】本発明の第８実施例に則した電子放出素子の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
１ 絶縁基板 ２ 導電層 ３，３ａ 絶縁膜 ４，４ａ，４ｂ 貫通孔 ５ ゲート電極 ６ カソード 11 アルミニウム層 12 レジストマスク 13 開口部 14 金属膜 15 絶縁膜 16 封孔用金属層 17 レジストマスク 18 開口部 19 絶縁膜 20 貫通孔
Claims (8)
- 【請求項１】導電層（２）上面に貫通孔（４）を有する
絶縁膜（３）が形成され、該絶縁膜（３）の該貫通孔
（４）内に電子放出部（６）が形成されてなることを特
徴とする電子放出素子。 - 【請求項２】前記絶縁膜は、多孔性のアルミニウム陽極
酸化膜（３ａ）であることを特徴とする請求項１記載の
電子放出素子。 - 【請求項３】陽極酸化で形成された前記アルミニウム陽
極酸化膜（３ａ）の微細貫通孔（４ａ）内に電子放出部
（６）が形成されてなることを特徴とする請求項２記載
の電子放出素子。 - 【請求項４】エッチングで前記アルミニウム陽極酸化膜
（３ａ）に形成された貫通孔（４ｂ）内に電子放出部
（６）が形成されてなることを特徴とする請求項２記載
の電子放出素子。 - 【請求項５】導電層（２）上に金属膜（11）を形成する
工程と、 次いで、該金属膜（11）を陽極酸化して微細貫通孔（４
ａ）を有する絶縁膜（３ａ）を形成する工程と、 次いで、該微細貫通孔（４ａ）内の該導電層（２）とコ
ンタクトを取るように電子放出部（６）を形成する工程
とを含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 【請求項６】導電層（２）上に金属膜を形成した後、該
金属膜を陽極酸化して微細貫通孔（４ａ）を有する絶縁
膜（３ａ）を形成する工程と、 次いで、該絶縁膜（３ａ）を選択的にエッチングして貫
通孔（４ｂ）を形成する工程と、 次いで、該貫通孔（４ｂ）内の該導電層（２）とコンタ
クトを取るように電子放出部（６）を形成する工程とを
含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 【請求項７】導電層（２）上に金属膜を形成した後、該
金属膜を陽極酸化して微細貫通孔（４ａ）を有する絶縁
膜（３ａ）を形成する工程と、 次いで、該微細貫通孔（４ａ）内に金属膜（14）を充填
する工程と、 次いで、該絶縁膜（３ａ）を除去した後、該金属膜（1
4）間に該絶縁膜（３ａ）とは異なる材料の絶縁膜（1
5）を形成する工程とを含むことを特徴とする電子放出
素子の製造方法。 - 【請求項８】導電層（２）上に貫通孔（20）を有する絶
縁膜（19）を形成する工程と、 次いで、電析により該貫通孔（20）内に電子放出部
（６）を形成する工程とを含むことを特徴とする電子放
出素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007997A JPH05198252A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007997A JPH05198252A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198252A true JPH05198252A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11681037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4007997A Pending JPH05198252A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198252A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6472814B1 (en) | 1997-11-14 | 2002-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device provided with pores that have carbon deposited therein |
| JP2003016921A (ja) * | 2000-09-20 | 2003-01-17 | Canon Inc | 構造体、電子放出素子、画像形成装置およびそれらの製造方法 |
| JP2011074887A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | ホローカソード |
| JP2011216842A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 放熱基板及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP4007997A patent/JPH05198252A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6472814B1 (en) | 1997-11-14 | 2002-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device provided with pores that have carbon deposited therein |
| JP2003016921A (ja) * | 2000-09-20 | 2003-01-17 | Canon Inc | 構造体、電子放出素子、画像形成装置およびそれらの製造方法 |
| JP2011074887A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | ホローカソード |
| JP2011216842A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 放熱基板及びその製造方法 |
| US8338714B2 (en) | 2010-03-31 | 2012-12-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Heat-radiating substrate and manufacturing method thereof |
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050815 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051021 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051220 |