JPH0652791A - 電子銃の製造方法 - Google Patents
電子銃の製造方法Info
- Publication number
- JPH0652791A JPH0652791A JP20369392A JP20369392A JPH0652791A JP H0652791 A JPH0652791 A JP H0652791A JP 20369392 A JP20369392 A JP 20369392A JP 20369392 A JP20369392 A JP 20369392A JP H0652791 A JPH0652791 A JP H0652791A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron gun
- mask material
- film
- oxide film
- emitter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 均一な形状の電子銃を特殊な手法を用いるこ
となく容易に形成することができる電子銃の製造方法を
提供することである。 【構成】 面方位（１１０）のシリコン基板１上に第１
のマスク材料を形成する工程と、該第１のマスク材料の
一部を除去する工程と、該第１のマスク材料を除去した
部分のシリコン基板をエッチングし、エッチング面を露
出させる工程と、該エッチング面に第２のマスク材料を
形成する工程と、該第１のマスク材料を除去する工程
と、該第１のマスク材料が除去された部分を該エッチン
グ面より深くエッチングする工程と、該シリコン基板上
に酸化膜を成膜する工程と、該酸化膜上に導電性膜７を
成膜する工程と、該酸化膜４，６の一部を除去する工程
とを具備することを特徴とする電子銃の製造方法
となく容易に形成することができる電子銃の製造方法を
提供することである。 【構成】 面方位（１１０）のシリコン基板１上に第１
のマスク材料を形成する工程と、該第１のマスク材料の
一部を除去する工程と、該第１のマスク材料を除去した
部分のシリコン基板をエッチングし、エッチング面を露
出させる工程と、該エッチング面に第２のマスク材料を
形成する工程と、該第１のマスク材料を除去する工程
と、該第１のマスク材料が除去された部分を該エッチン
グ面より深くエッチングする工程と、該シリコン基板上
に酸化膜を成膜する工程と、該酸化膜上に導電性膜７を
成膜する工程と、該酸化膜４，６の一部を除去する工程
とを具備することを特徴とする電子銃の製造方法
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子銃の製造方法に関
する。特に、マイクロ真空菅、各種電子信号処理回路や
電子信号増幅器、フラットパネルディスプレイ等に利用
できる電子銃の製造方法に関する。
する。特に、マイクロ真空菅、各種電子信号処理回路や
電子信号増幅器、フラットパネルディスプレイ等に利用
できる電子銃の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子銃の製造方法としては、良く
知られている方法として、スピント(C.A.Spindt)らが開
発した冷陰極エミッタの形成方法（スピント法と称す
る）がある。この方法は、まず、図９ａに示すように、
基板４１上にＳｉＯ2 等の絶縁膜４２を成膜し、その一
部分に１μｍ程度の穴を開孔して、この絶縁膜上に斜め
方向から金属４３，４４を蒸着することにより絶縁膜の
開孔部から金属膜をひさし状に張り出させて、開孔部の
半径の極小さなピンホール４５を形成する。次に、図９
ｂに示すように、基板４１に垂直な方向からエミッタ
（電子銃）となるＭｏ等の金属４６を蒸着する。この
時、Ｍｏが蒸着され厚くなるにしたがって、ピンホール
がその蒸着膜により塞がって行くことにより、絶縁膜内
の開孔部分に先端径が５００オングストローム程度のコ
ーン状のエミッタ４７が形成され、その後、図９ｃに示
すように、金属膜４４から上を除去することにより電子
銃であるエミッタを形成するものである。
知られている方法として、スピント(C.A.Spindt)らが開
発した冷陰極エミッタの形成方法（スピント法と称す
る）がある。この方法は、まず、図９ａに示すように、
基板４１上にＳｉＯ2 等の絶縁膜４２を成膜し、その一
部分に１μｍ程度の穴を開孔して、この絶縁膜上に斜め
方向から金属４３，４４を蒸着することにより絶縁膜の
開孔部から金属膜をひさし状に張り出させて、開孔部の
半径の極小さなピンホール４５を形成する。次に、図９
ｂに示すように、基板４１に垂直な方向からエミッタ
（電子銃）となるＭｏ等の金属４６を蒸着する。この
時、Ｍｏが蒸着され厚くなるにしたがって、ピンホール
がその蒸着膜により塞がって行くことにより、絶縁膜内
の開孔部分に先端径が５００オングストローム程度のコ
ーン状のエミッタ４７が形成され、その後、図９ｃに示
すように、金属膜４４から上を除去することにより電子
銃であるエミッタを形成するものである。
【０００３】他の方法としては、テレビジョン学会誌ｖ
ｏｌ．４５，Ｎｏ．５，第６１２〜６１７頁（１９９
１）に金丸らが開示した方法として、横型の３極管素子
の製作例がある。この方法では、始めに、図１０ａに示
すように、石英基板５１上にＷ５２とＡｌ５３膜を積層
して滞積し、次にホトリソグラフィーによりパターニン
グしたフォトレジスト５４をマスクとしてＳＦ6 ガスに
よる反応性イオンエッチングを行い、図１０ｂに示すよ
うに、Ｗ膜をエミッタ５３ａ、ゲート５３ｂ、アノード
５３ｃ電極の形状に加工する。なお、図１０ｂ´はエミ
ッタ５３ａを上から見た図である。この後、図１０Ｃに
示すように、リン酸系のエッチング液により下層のＡｌ
をエッチングし、Ｗ膜がひさし状に突き出た構造を形成
する。この方法は、電子銃となるエミッタとゲートおよ
びアノードを同時に形成するものである。
ｏｌ．４５，Ｎｏ．５，第６１２〜６１７頁（１９９
１）に金丸らが開示した方法として、横型の３極管素子
の製作例がある。この方法では、始めに、図１０ａに示
すように、石英基板５１上にＷ５２とＡｌ５３膜を積層
して滞積し、次にホトリソグラフィーによりパターニン
グしたフォトレジスト５４をマスクとしてＳＦ6 ガスに
よる反応性イオンエッチングを行い、図１０ｂに示すよ
うに、Ｗ膜をエミッタ５３ａ、ゲート５３ｂ、アノード
５３ｃ電極の形状に加工する。なお、図１０ｂ´はエミ
ッタ５３ａを上から見た図である。この後、図１０Ｃに
示すように、リン酸系のエッチング液により下層のＡｌ
をエッチングし、Ｗ膜がひさし状に突き出た構造を形成
する。この方法は、電子銃となるエミッタとゲートおよ
びアノードを同時に形成するものである。
【０００４】上述の方法で、前者のスピント法において
は、ピンホールを形成するために金属膜を斜め方向より
蒸着する等の特殊な手法が必要であり、また、このピン
ホール自体もその開口径の制御が難しく大きすぎて先端
の鋭角なコーンの形成ができなかったり、ピンホールが
塞がってしまいコーン状のエミッタそのものが形成され
ない等、均一なエミッタを形成するのが難しいという問
題点がある。
は、ピンホールを形成するために金属膜を斜め方向より
蒸着する等の特殊な手法が必要であり、また、このピン
ホール自体もその開口径の制御が難しく大きすぎて先端
の鋭角なコーンの形成ができなかったり、ピンホールが
塞がってしまいコーン状のエミッタそのものが形成され
ない等、均一なエミッタを形成するのが難しいという問
題点がある。
【０００５】後者の横型３極管の場合には、基板上の同
一平面にエミッタ、ゲートおよびアノードが並んで形成
されているために、エミッタから放射された電子がゲー
トに必要以上に多く流れてしまう等の問題があり実用的
でない。
一平面にエミッタ、ゲートおよびアノードが並んで形成
されているために、エミッタから放射された電子がゲー
トに必要以上に多く流れてしまう等の問題があり実用的
でない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、均一な形状の電子銃を特殊な手法を用いること
なく容易に形成することができる電子銃の製造方法を提
供することである。
目的は、均一な形状の電子銃を特殊な手法を用いること
なく容易に形成することができる電子銃の製造方法を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記諸目的は、面方位
（１１０）のシリコン基板上に第１のマスク材料を形成
する工程と、該第１のマスク材料の一部を除去する工程
と、該第１のマスク材料を除去した部分のシリコン基板
をエッチングし、エッチング面を露出させる工程と、該
エッチング面に第２のマスク材料を形成する工程と、該
第１のマスク材料を除去する工程と、該第１のマスク材
料が除去された部分を該エッチング面より深くエッチン
グする工程と、該シリコン基板上に酸化膜を成膜する工
程と、該酸化膜上に導電性膜を成膜する工程と、該酸化
膜の一部を除去する工程とを具備することを特徴とする
電子銃の製造方法により達成される。
（１１０）のシリコン基板上に第１のマスク材料を形成
する工程と、該第１のマスク材料の一部を除去する工程
と、該第１のマスク材料を除去した部分のシリコン基板
をエッチングし、エッチング面を露出させる工程と、該
エッチング面に第２のマスク材料を形成する工程と、該
第１のマスク材料を除去する工程と、該第１のマスク材
料が除去された部分を該エッチング面より深くエッチン
グする工程と、該シリコン基板上に酸化膜を成膜する工
程と、該酸化膜上に導電性膜を成膜する工程と、該酸化
膜の一部を除去する工程とを具備することを特徴とする
電子銃の製造方法により達成される。
【０００８】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】本発明の電子銃の製造方法は、面方位（１
１０）のシリコン基板上に形成された第１のマスク材料
２、例えばシリコン窒化膜等の一部を除去した部分のシ
リコン基板１を異方性エッチング液、例えばＫＯＨ水溶
液、ヒドラジン水溶液やエチレンジアミンピロカテコー
ル等によりエッチングすると、エッチング面３の底部に
は必ず傾斜のついた部分３ａが形成される。次に、この
エッチング面３および３ａを第２のマスク材料４、例え
ばシリコン酸化膜等を成膜して保護し、該第１のマスク
材料２を除去して、該第１のマスク材料２が除去された
部分を該エッチング面３より深くエッチングすることに
より、電子銃のエミッタに適した、先端が鋭く尖った部
分５ａができあがる。
１０）のシリコン基板上に形成された第１のマスク材料
２、例えばシリコン窒化膜等の一部を除去した部分のシ
リコン基板１を異方性エッチング液、例えばＫＯＨ水溶
液、ヒドラジン水溶液やエチレンジアミンピロカテコー
ル等によりエッチングすると、エッチング面３の底部に
は必ず傾斜のついた部分３ａが形成される。次に、この
エッチング面３および３ａを第２のマスク材料４、例え
ばシリコン酸化膜等を成膜して保護し、該第１のマスク
材料２を除去して、該第１のマスク材料２が除去された
部分を該エッチング面３より深くエッチングすることに
より、電子銃のエミッタに適した、先端が鋭く尖った部
分５ａができあがる。
【００１０】次に、該シリコン基板上にシリコン酸化膜
６と成膜する。このシリコン酸化膜６と前記第２のマス
ク材料２はゲート酸化膜となるものであり、特に前記第
２のマスク材料２は、形成されたエミッタ５ａの上部に
あるので、これら酸化膜および第２のマスク材料２の上
から導電性膜、例えばＡｌ、Ｗ、Ｍｏ等の金属膜を成膜
すると、セルフアラインでゲート電極を形成することが
可能である。
６と成膜する。このシリコン酸化膜６と前記第２のマス
ク材料２はゲート酸化膜となるものであり、特に前記第
２のマスク材料２は、形成されたエミッタ５ａの上部に
あるので、これら酸化膜および第２のマスク材料２の上
から導電性膜、例えばＡｌ、Ｗ、Ｍｏ等の金属膜を成膜
すると、セルフアラインでゲート電極を形成することが
可能である。
【００１１】
【実施例】まず、図１に示すように、（１１０）のシリ
コン基板１上に、第１のマスク材料として窒化シリコン
膜２を成膜し、フォトリソグラフィーおよびリアクティ
ブイオンエッチング（ＲＩＥ）またはケミカルドライエ
ッチング（ＣＤＥ）によりその一部を除去する。
コン基板１上に、第１のマスク材料として窒化シリコン
膜２を成膜し、フォトリソグラフィーおよびリアクティ
ブイオンエッチング（ＲＩＥ）またはケミカルドライエ
ッチング（ＣＤＥ）によりその一部を除去する。
【００１２】次に、図２に示すように、異方性エッチン
グ液、例えばＫＯＨ水溶液等を用いてシリコン基板１を
エッチングしてエッチング面３を露出させる。
グ液、例えばＫＯＨ水溶液等を用いてシリコン基板１を
エッチングしてエッチング面３を露出させる。
【００１３】次に、図３に示すように、エッチング面３
に、第２のマスク材料として、例えば熱酸化法またはＣ
ＶＤ法によりシリコン酸化膜４を成膜する。この酸化膜
の膜厚は０．１〜１μｍ程度である。
に、第２のマスク材料として、例えば熱酸化法またはＣ
ＶＤ法によりシリコン酸化膜４を成膜する。この酸化膜
の膜厚は０．１〜１μｍ程度である。
【００１４】次に、図４に示すように、第１のマスク材
料である窒化シリコン膜２を除去する。
料である窒化シリコン膜２を除去する。
【００１５】次に、図５に示すようにシリコン基板１を
ＫＯＨ水溶液により前記エッチング面３より深くエッチ
ングされるようにエッチングして、エッチング面５を露
出させる。これにより電子銃のエミッタ部５ａが形成さ
れる。
ＫＯＨ水溶液により前記エッチング面３より深くエッチ
ングされるようにエッチングして、エッチング面５を露
出させる。これにより電子銃のエミッタ部５ａが形成さ
れる。
【００１６】次に、図６に示すように、熱酸化法により
エッチング面５上にシリコン酸化膜６を成膜する。この
シリコン酸化膜６の膜厚は０．１〜１μｍ程度である。
エッチング面５上にシリコン酸化膜６を成膜する。この
シリコン酸化膜６の膜厚は０．１〜１μｍ程度である。
【００１７】次に、図７に示すように、ゲート電極とな
るＡｌ膜を真空蒸着法によりシリコン酸化膜４および６
上に成膜する。ここで、真空蒸着法を用いたのは、酸化
膜４の垂直部分の側面４ａに金属膜が付着せず、平面部
分のみに成膜できるからである。
るＡｌ膜を真空蒸着法によりシリコン酸化膜４および６
上に成膜する。ここで、真空蒸着法を用いたのは、酸化
膜４の垂直部分の側面４ａに金属膜が付着せず、平面部
分のみに成膜できるからである。
【００１８】最後に、図８に示すように、弗酸水溶液に
浸漬することにより、金属膜の付着していない部分から
シリコン酸化膜４および６の一部をエッチングすること
により、シリコン基板に形成したエミッタ部５ａを露出
させて電子銃が完成する。
浸漬することにより、金属膜の付着していない部分から
シリコン酸化膜４および６の一部をエッチングすること
により、シリコン基板に形成したエミッタ部５ａを露出
させて電子銃が完成する。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、電子銃、特にウェッジ型電子
銃において、ゲート膜を電子銃にできるかぎり近付けて
形成するので、酸化膜の直下に電子銃エミッタが形成さ
れる。また、ゲート電極とエミッタの間隔は酸化膜の膜
厚で制御できるため、極めて微細な間隔（例えば１００
０オングストローム以下）で形成可能である。
銃において、ゲート膜を電子銃にできるかぎり近付けて
形成するので、酸化膜の直下に電子銃エミッタが形成さ
れる。また、ゲート電極とエミッタの間隔は酸化膜の膜
厚で制御できるため、極めて微細な間隔（例えば１００
０オングストローム以下）で形成可能である。
【図１】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図２】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図３】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図４】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図５】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図６】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図７】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図８】 本発明の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図９】 従来の製造方法を説明するための図面であ
る。
る。
【図１０】 従来の他の製造方法を説明するための図面
である。
である。
１…シリコン基板、 ２…第１のマスク材料、
３…エッチング面、３ａ…エッチング面の傾斜部分、
４…第２のマスク材料、４ａ…第２のマスク材料
の垂直部分の側面、 ５…エッチング面、５
ａ…エミッタ、 ６…シリコン酸化膜、
７…導電性膜。
３…エッチング面、３ａ…エッチング面の傾斜部分、
４…第２のマスク材料、４ａ…第２のマスク材料
の垂直部分の側面、 ５…エッチング面、５
ａ…エミッタ、 ６…シリコン酸化膜、
７…導電性膜。
Claims (1)
- 【請求項１】 面方位（１１０）のシリコン基板上に第
１のマスク材料を形成する工程と、該第１のマスク材料
の一部を除去する工程と、該第１のマスク材料を除去し
た部分のシリコン基板をエッチングし、エッチング面を
露出させる工程と、該エッチング面に第２のマスク材料
を形成する工程と、該第１のマスク材料を除去する工程
と、該第１のマスク材料が除去された部分を該エッチン
グ面より深くエッチングする工程と、該シリコン基板上
に酸化膜を成膜する工程と、該酸化膜上に導電性膜を成
膜する工程と、該酸化膜の一部を除去する工程とを具備
することを特徴とする電子銃の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20369392A JPH0652791A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 電子銃の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20369392A JPH0652791A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 電子銃の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0652791A true JPH0652791A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16478285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20369392A Withdrawn JPH0652791A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 電子銃の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652791A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7759696B2 (en) | 2005-10-20 | 2010-07-20 | Panasonic Corporation | High-breakdown voltage semiconductor switching device and switched mode power supply apparatus using the same |
| US8735997B2 (en) | 2006-09-15 | 2014-05-27 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor device having drain/source surrounded by impurity layer and manufacturing method thereof |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP20369392A patent/JPH0652791A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7759696B2 (en) | 2005-10-20 | 2010-07-20 | Panasonic Corporation | High-breakdown voltage semiconductor switching device and switched mode power supply apparatus using the same |
| US8735997B2 (en) | 2006-09-15 | 2014-05-27 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor device having drain/source surrounded by impurity layer and manufacturing method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |