JPH09139176A - Manufacture of field emission type electron emission element - Google Patents

Manufacture of field emission type electron emission element

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JPH09139176A
JPH09139176A JP29555595A JP29555595A JPH09139176A JP H09139176 A JPH09139176 A JP H09139176A JP 29555595 A JP29555595 A JP 29555595A JP 29555595 A JP29555595 A JP 29555595A JP H09139176 A JPH09139176 A JP H09139176A
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JP
Japan
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layer
emitter
self
substrate
electrode
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JP29555595A
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Japanese (ja)
Inventor
Morio Hosoya
細谷守男
Kazuo Umeda
梅田和夫
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a yield by forming an emitter layer on a conductive substrate by using as a mask a metal thin plate in which an insulating layer and a self-sacrifice layer are formed and after that, eliminating the self-sacrifice layer to lower dimensional accuracy in working an electrode. SOLUTION: A metal thin plate is etched by photolithograpy and the hole 11 of a predetermined pattern is perforated to obtain a lead-out electrode. Next, an insulating layer 12 and a self-sacrifice layer 13 are formed by using as a pattern the hole 11 of the metal thin plate 10. The metal thin plate 10 and a conductive substrate 14 are faced against each other and an emitter layer 16 is deposited from the upper side of the metal thin plate 10 by a sputtering method and after that, the self-sacrifice layer 13 is removed by etching.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電界放射型の電子放
出素子に係り、特に引き出し電極(ゲート電極)を金属
薄板で作成し、これをフォトマスクとした利用するよう
にした電界放出型電子放出素子の製造方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission type electron emission device, and more particularly to a field emission type electron emission device in which an extraction electrode (gate electrode) is made of a thin metal plate and is used as a photomask. The present invention relates to a method of manufacturing an element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、直視型で自発光型のフラットディ
スプレイとして、FED(Field Emission Display)が
知られている。このFEDは、図1に示すように、カソ
ード基板1上に、カソード電極2、先端部が尖ったエミ
ッタ3、エミッタの周囲に絶縁層4を介してゲート電極
(引き出し電極)5を形成した構造のカソード部と、ア
ノード基板6上に、表面にR,G,B蛍光体層7が設け
られたITOからなるアノード電極7を形成した構造の
アノード部からなっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an FED (Field Emission Display) is known as a direct-viewing type self-luminous flat display. As shown in FIG. 1, this FED has a structure in which a cathode electrode 2, an emitter 3 having a sharp tip, and a gate electrode (lead-out electrode) 5 are formed around an emitter via an insulating layer 4 on a cathode substrate 1. And an anode part having a structure in which an anode electrode 7 made of ITO having an R, G, B phosphor layer 7 provided on the surface thereof is formed on the anode substrate 6.

【0003】ここで、カソード電極2とゲート電極5に
グリッド電圧Vg(ゲート電極側が正)を加えてエミッ
タ先端部に強い電界を作用させると、エミッタ3から電
子が真空中に放出され、放出された電子はカソード電極
2とアノード電極7間に加えたアノード電圧Vaで加速
されて蛍光体層に照射され、その結果蛍光体層が蛍光を
発することになる。なお、図のR,G,Bで1画素を構
成しており、これを二次元的に高密度実装することによ
りフラットディスプレイが構成される。
Here, when a strong electric field is applied to the tip of the emitter by applying a grid voltage Vg (positive on the gate electrode side) to the cathode electrode 2 and the gate electrode 5, electrons are emitted from the emitter 3 into a vacuum and are emitted. The electrons are accelerated by the anode voltage Va applied between the cathode electrode 2 and the anode electrode 7 and irradiated on the phosphor layer, and as a result, the phosphor layer emits fluorescence. Note that R, G, and B in the drawing configure one pixel, and a two-dimensionally high-density mounting of this constitutes a flat display.

【0004】次に、このようなFEDのカソード部の製
造工程について図2を参照して説明する。図2はSpi
ndt型FEA(Field Emission Array)の製造プロセ
スを示す図である。まず、Si基板上にSi酸化層(S
iO2 層)、Nb層を形成する(図2(a))。つい
で、フォトレジストを塗布した後パターン露光し、レジ
ストの現像、水洗を行った(図2(b))後、Nb層、
SiO2 層をエッチングし、その後フォトレジストを除
去する(図2(c))。次いで、パターニングされたN
b層上に自己犠牲層(Al)を堆積する(図2
(d))。このとき自己犠牲層は、パターニング形成さ
れた穴の径を小さくするようにオーバーハング状態に形
成する。次いで、全面にエミッタ層(Mo)を堆積させ
ると、堆積につれてパターニング形成された穴の径が小
さくなって、遂には穴部分を完全に覆ってしまい、その
ときまで先端が尖ったエミッタが成長する(図2
(e))。最後に、Alをエッチングして水洗すること
により、自己犠牲層とその上にあるMo層を除去する。
Next, the manufacturing process of the cathode portion of such an FED will be described with reference to FIG. Figure 2 is Spi
It is a figure which shows the manufacturing process of ndt type FEA (Field Emission Array). First, a Si oxide layer (S
An iO 2 layer) and an Nb layer are formed (FIG. 2A). Next, after applying a photoresist, pattern exposure is performed, and the resist is developed and washed with water (FIG. 2 (b)).
The SiO 2 layer is etched, and then the photoresist is removed (FIG. 2C). Then patterned N
A self-sacrificing layer (Al) is deposited on the b layer (see FIG. 2).
(D)). At this time, the self-sacrificing layer is formed in an overhang state so as to reduce the diameter of the patterned hole. Then, when an emitter layer (Mo) is deposited on the entire surface, the diameter of the hole formed by patterning becomes smaller as it is deposited, and finally the hole portion is completely covered, and by that time an emitter with a sharp tip grows. (Fig. 2
(E)). Finally, Al is etched and washed with water to remove the self-sacrificing layer and the Mo layer thereon.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
説明した従来のFEA製造プロセスは工程が複雑であ
り、かつ精度の高い微細加工を必要とする。このため、
歩留りが悪いという問題があった。本発明は上記課題を
解決するためのもので、FEA製造プロセスの工程を簡
略化するとともに、歩留りを向上させ、さらに引き出し
電極自体をマスクとして利用することで電極加工時に要
求される加工精度を低くすることができる電界放出型電
子放出素子の製造方法を提供することを目的とする。
However, the conventional FEA manufacturing process described in FIG. 2 has complicated steps and requires high-precision fine processing. For this reason,
There was a problem that the yield was poor. The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and simplifies the steps of the FEA manufacturing process, improves the yield, and uses the extraction electrode itself as a mask to reduce the processing accuracy required during electrode processing. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a field emission type electron-emitting device that can be manufactured.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、金属薄板をパ
ターニングして孔開け加工し、孔開け加工した金属薄板
をパターンとして絶縁体層、自己犠牲層を形成し、さら
に絶縁体層、自己犠牲層が形成された金属薄板をマスク
として導電性基板上にエミッタ層を形成し、その後、自
己犠牲層をエッチングして除去するようにしたことを特
徴としており、引き出し電極とマスクとを同時に作成す
ることができるので、製造工程が少なくなり、また、引
き出し電極がマスクであるため、引き出し電極とエミッ
タとのミスマッチが生ずることはない。
According to the present invention, a thin metal plate is patterned and punched, and an insulating layer and a self-sacrificing layer are formed using the punched thin metal pattern as a pattern. The thin metal plate on which the sacrificial layer is formed is used as a mask to form the emitter layer on the conductive substrate, and then the self-sacrificing layer is etched and removed. Therefore, the number of manufacturing steps is reduced, and since the extraction electrode is a mask, a mismatch between the extraction electrode and the emitter does not occur.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の例に
ついて説明する。図3は本発明のFEA製造プロセスを
説明する図である。まず、Fe板10に対してフォトリ
ソグラフィーによるエッチング処理をして孔11を所定
パターンで形成し(図3(a),(b))、これを引き
出し電極とする。したがって、以上の処理で引き出し電
極側の加工は終了する。なお、Fe板に所定パターンで
孔開け加工をするのは、従来のフォトマスク、アパーチ
ャグリル等の製造技術を使用することができる。次に、
Fe板10をパターンとして絶縁体層(SiO2 )12
を形成し、その上にAl層からなる自己犠牲層13を形
成する(図3(c),(d))。次いで、このFe板1
0とSi基板14とを対向させ(図3(e))、そこ
で、スパッタ法を用いてFe板10の上方よりMo層を
堆積させる(図3(f))。このときMo層15の堆積
につれてFe板10の孔径が順次小さくなり、これに応
じて当該孔を通してSi上に堆積するMo層16の径が
小さくなり、遂にはFe板10の孔は閉じることにな
り、そのため、Si上のMo層16は先の尖ったものと
なる。このような現象はFe板10の孔径が小さければ
生ずる。次いで、自己犠牲層13をエッチングし、Mo
層16を除去することにより完成する(図3(g))。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of an embodiment of the present invention will be described below. FIG. 3 is a diagram for explaining the FEA manufacturing process of the present invention. First, the Fe plate 10 is etched by photolithography to form holes 11 in a predetermined pattern (FIGS. 3A and 3B), which are used as extraction electrodes. Therefore, the processing on the extraction electrode side is completed by the above processing. It is possible to use a conventional manufacturing technique for a photomask, an aperture grill, or the like, to form a hole in the Fe plate in a predetermined pattern. next,
Insulating layer (SiO 2 ) 12 with Fe plate 10 as a pattern
And a self-sacrificing layer 13 made of an Al layer is formed thereon (FIGS. 3C and 3D). Then, this Fe plate 1
0 and the Si substrate 14 are opposed to each other (FIG. 3 (e)), and a Mo layer is deposited from above the Fe plate 10 by using a sputtering method (FIG. 3 (f)). At this time, as the Mo layer 15 is deposited, the hole diameter of the Fe plate 10 is gradually reduced, and accordingly, the diameter of the Mo layer 16 deposited on Si through the hole is reduced, and finally the hole of the Fe plate 10 is closed. Therefore, the Mo layer 16 on Si has a sharp point. Such a phenomenon occurs when the Fe plate 10 has a small hole diameter. Then, the self-sacrificing layer 13 is etched to remove Mo.
This is completed by removing the layer 16 (FIG. 3 (g)).

【0008】このようにパターニングした引き出し電極
が、エミッタ作成時のマスクとして利用されるので、引
き出し電極とマスクを同時に作成することが可能となる
ため、工程が減少する。また、前記工程のうち、Fe板
10上に存在する絶縁体層12(Al層をエッチングす
る際のFeの保護として機能する)は必ずしも必要がな
い。また、Fe板10上の絶縁体層は最終形態で残存
(図3(g))していてもかまわないが、必ずしも必要
ではない。また、エミッタ側の基板はSi基板でなくて
も、電気伝導性があればどのような材質のものでもよ
い。
Since the extraction electrode patterned in this way is used as a mask when the emitter is formed, it is possible to form the extraction electrode and the mask at the same time, and the number of steps is reduced. In addition, in the above steps, the insulator layer 12 (which functions as protection of Fe when etching the Al layer) existing on the Fe plate 10 is not always necessary. Further, the insulator layer on the Fe plate 10 may remain in the final form (FIG. 3 (g)), but it is not always necessary. Further, the substrate on the emitter side is not limited to the Si substrate and may be made of any material as long as it has electrical conductivity.

【0009】なお、この例においては引き出し電極を支
持する絶縁体層がないため、別途、スペーサを配置する
か、あるいはパネル化する際、パネル化用の側壁に引き
出し電極を宙に浮かす構造を組み込む必要がある。
In this example, since there is no insulator layer for supporting the extraction electrode, a spacer is separately arranged or a structure for suspending the extraction electrode in the air is provided on the side wall for panelization when a spacer is formed. There is a need.

【0010】また、図4に示すようにエミッタと引き出
し電極の間に絶縁体層17を設けてもよい。この場合、
絶縁体層はエミッタと引き出し電極を一体化する前に、
エミッタ用基板(Si基板)14側に形成しても、ある
いは引き出し電極側に形成してもかまわない。
An insulator layer 17 may be provided between the emitter and the extraction electrode as shown in FIG. in this case,
Before integrating the emitter and extraction electrodes, the insulator layer
It may be formed on the side of the emitter substrate (Si substrate) 14 or on the side of the extraction electrode.

【0011】また、図5に示すように、引き出し電極側
に絶縁体層20、電子線を収束させ、他の画素に電子線
を当てないようにする収束電極21を形成してもよい。
この場合もエミッタと引き出し電極間の絶縁体層17は
あってもなくてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, an insulator layer 20 may be formed on the side of the extraction electrode, and a converging electrode 21 for converging the electron beam so as not to impinge the electron beam on other pixels.
Also in this case, the insulator layer 17 between the emitter and the extraction electrode may or may not be present.

【0012】[0012]

【実施例1】膜厚100μmのFe板上にレジスト剤
(東京応化工業製ORM85)をスピンナーにより回転
塗布し、オーブンにて80℃で30分間放置し乾燥させ
る。空冷後、所望のパターンを露光し、レジストの現
像、水洗を行い、オーブンにて135℃で30分間放置
する。空冷後、3%のFeCl2 水溶液によりFeをエ
ッチングし、水洗する。次に基板を120℃に保持した
レジスト剥離液(東京応化工業製クリーンストップ)中
に5分間放置し、次に室温のストリップリンス液に1
分、室温のイソプロピルアルコールに1分間浸すことで
レジストの剥離を行う。この基板を水洗し、その後乾燥
させる。以上によりFeのパターニングを終了する。こ
の基板上に、スパッター法によりSi02 、Al層をそ
れぞれ200μm、150μmの膜厚で堆積させる。以
上のようにして引き出し電極部を形成する。
Example 1 A resist agent (ORM85 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was spin-coated on a Fe plate having a film thickness of 100 μm by a spinner, and left in an oven at 80 ° C. for 30 minutes to be dried. After air cooling, a desired pattern is exposed, the resist is developed, washed with water, and left in an oven at 135 ° C. for 30 minutes. After air cooling, Fe is etched with a 3% FeCl 2 aqueous solution and washed with water. Next, the substrate is left in a resist stripping solution (Clean Stop manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) kept at 120 ° C. for 5 minutes, and then a strip rinse solution at room temperature
Then, the resist is stripped by immersing it in isopropyl alcohol at room temperature for 1 minute. This substrate is washed with water and then dried. This completes the patterning of Fe. On this substrate, a SiO 2 layer and an Al layer are deposited with a film thickness of 200 μm and 150 μm, respectively, by a sputtering method. The lead electrode portion is formed as described above.

【0013】[0013]

【実施例2】真空に保ったチャンバー中にSi基板を導
入し、その表面にスパッター法によりSi02 を400
μmの膜厚で堆積させる。その上にレジスト剤(東京応
化工業製ORM85)をスピンナーにより回転塗布し、
オーブンにて80℃で30分間放置し、乾燥させる。空
冷後、所望のパターンを露光し、レジストの現像、水洗
を行い、オーブンにて135℃で30分間放置する。空
冷後、CHF3 +02をエッチャントとして用いたリア
クティブ・イオン・エッチングによりSi02層をパタ
ーニングする。次に、基板を120℃に保持したレジス
ト剥離液(東京応化工業製クリーンストップ)の中に5
分間放置し、次に室温のストリップリンス液に1分、室
温のイソプロピルアルコールに1分間浸すことでレジス
トの剥離を行う。以上によりスペーサーを形成する。
EXAMPLE 2 introduces Si substrate in a chamber maintained at a vacuum, a Si0 2 by sputtering method on the surface 400
Deposit to a film thickness of μm. A resist agent (ORM85 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is spin-coated on it by a spinner,
Leave in the oven at 80 ° C. for 30 minutes to dry. After air cooling, a desired pattern is exposed, the resist is developed, washed with water, and left in an oven at 135 ° C. for 30 minutes. After air cooling, the SiO 2 layer is patterned by reactive ion etching using CHF 3 +0 2 as an etchant. Next, add 5 to the resist stripper (Tokyo Ohka Kogyo Clean Stop) that holds the substrate at 120 ° C.
The resist is peeled off by leaving it for 1 minute and then immersing it in a strip rinse solution at room temperature for 1 minute and then in isopropyl alcohol at room temperature for 1 minute. The spacer is formed as described above.

【0014】[0014]

【実施例3】実施例1でパターニングした引き出し電極
部を真空チャンバー中に導入し、350℃に加熱したヒ
ーター上に置く。この上に実施例2で作成したSi基板
を載せ、Si基板側を陰極としてFe板との間に400
Vの電圧を印加することにより、静電接着を行い、Fe
をSi基板上に密着させた。次にスパッター法によりM
o層を蒸着し、Moエミッター層を形成する。次に0.
5%のカセイソーダ水溶液によりAlをエッチングし、
水洗することにより、自己犠牲層とその上にあるMo層
を除去する。以上の方法でFEAを作製し、良好な電子
放出特性を得た。
Third Embodiment The extraction electrode portion patterned in the first embodiment is introduced into a vacuum chamber and placed on a heater heated to 350 ° C. The Si substrate prepared in Example 2 was placed on this, and the Si substrate side was used as a cathode to form a space between the Si substrate and the Fe plate.
By applying a voltage of V, electrostatic adhesion is performed and Fe
Was brought into close contact with the Si substrate. Next, sputter method
The o layer is deposited to form the Mo emitter layer. Next, 0.
Al is etched with a 5% caustic soda solution,
The self-sacrificing layer and the Mo layer on it are removed by washing with water. FEA was produced by the above method, and good electron emission characteristics were obtained.

【0015】Spindt型の場合、引き出し電極側の
孔径はカソード側の孔径よりも小さい方がよい。このよ
うな例について以下に説明する。まず、Al板50に対
してフォトリソグラフィーによるエッチング処理をして
孔51を所定パターンで形成し(図6(a),
(b))、これを引き出し電極とする。なお、この孔5
1の径は、カソード側の孔径より小さくする。次に、A
l板50をパターンとして絶縁体層(SiO2 )52を
形成し、その上にAl層からなる自己犠牲層53を形成
する(図6(c),(d))。次いで、Si基板54を
用意し、スパッタ法を用いて絶縁体層(SiO2 とAl
2 3 の混合層)55およびフォトレジスト層56を形
成し(図6(e),(f))、次いでフォトレジスト層
をパターニングした後、絶縁層をエッチングする(図6
(g),(h))。次いで、引き出し電極とエミッタと
を一体化した後、Mo層57を堆積してエミッタ58を
形成する(図7(i),(j))。図7(i)から分か
るように、Al板50の孔径の方がSi基板側の孔径よ
りも小さくなっている。次いで、自己犠牲層53をエッ
チングしてMo層57を除去し、さらに絶縁体層52を
除去して完成する(図7(k),(l))。
In the case of the Spindt type, the hole diameter on the extraction electrode side is preferably smaller than the hole diameter on the cathode side. Such an example will be described below. First, the Al plate 50 is etched by photolithography to form holes 51 in a predetermined pattern (see FIG. 6A).
(B)), which is used as the extraction electrode. In addition, this hole 5
The diameter of 1 is smaller than the hole diameter on the cathode side. Next, A
An insulating layer (SiO 2 ) 52 is formed using the l-plate 50 as a pattern, and a self-sacrificing layer 53 made of an Al layer is formed thereon (FIGS. 6C and 6D). Next, a Si substrate 54 is prepared, and an insulator layer (SiO 2 and Al
A mixed layer of 2 O 3 ) 55 and a photoresist layer 56 are formed (FIGS. 6E and 6F), and then the photoresist layer is patterned and then the insulating layer is etched (FIG. 6).
(G), (h)). Then, after the extraction electrode and the emitter are integrated, a Mo layer 57 is deposited to form an emitter 58 (FIGS. 7 (i) and 7 (j)). As can be seen from FIG. 7 (i), the hole diameter of the Al plate 50 is smaller than the hole diameter on the Si substrate side. Then, the self-sacrificing layer 53 is etched to remove the Mo layer 57, and further the insulating layer 52 is removed to complete the process (FIGS. 7 (k) and (l)).

【0016】なお、引き出し電極と、エミッタ側との一
体化の処理は、接着剤、静電接着、固相融合等、金属と
絶縁体を接合する方法ならば何でもよい。例えば、図8
は絶縁層としてのガラス基板とAl板との静電接着の例
を示しており、このような方法を使用すればよい。図8
において、真空チャンバー40内で、パターニングした
Al板30を300〜400℃に加熱したヒータ35上
におき、この上に表面を洗浄したガラス基板33を載
せ、ガラス基板側を陰極としてガラス基板33とAl板
30との間に電源37により数百Vの電圧を印加する
と、両者の表面において化学結合が生じて両者は接着す
る。
The extraction electrode and the emitter side may be integrated by any method such as an adhesive, electrostatic adhesion, or solid phase fusion, as long as it is a method of joining a metal and an insulator. For example, in FIG.
Shows an example of electrostatic adhesion between a glass substrate as an insulating layer and an Al plate, and such a method may be used. FIG.
In the vacuum chamber 40, the patterned Al plate 30 is placed on the heater 35 heated to 300 to 400 ° C., the glass substrate 33 whose surface has been cleaned is placed on the heater 35, and the glass substrate 33 is used as the cathode and the glass substrate 33. When a voltage of several hundreds of V is applied between the Al plate 30 and the Al plate 30, a chemical bond is generated on the surfaces of both and the two adhere to each other.

【0017】[0017]

【実施例4】膜厚100μmのAl板上にレジスト剤
(東京応化工業製ORM85)をスピンナーにより回転
塗布し、オーブンにて80℃で30分間放置し乾燥させ
る。空冷後所望のパターンを露光し、レジストの現像、
水洗を行い、オーブンにて135℃で30分間放置す
る。空冷後0.5%のカセイソーダ水溶液によりAlを
エッチングし、水洗する。次に、基板を120℃に保持
したレジスト剥離液(東京応化工業製クリーンストッ
プ)の中に5分間放置し、次に、室温のストリップリン
ス液に1分、室温のイソプロピルアルコールに1分間浸
すことでレジストの剥離を行う。この基板を水洗し、そ
の後乾燥させる。以上によりFeのパターニングを終了
する。
Example 4 A resist agent (ORM85 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was spin-coated on an Al plate having a film thickness of 100 μm by a spinner, and left in an oven at 80 ° C. for 30 minutes to be dried. After air cooling, expose the desired pattern, develop the resist,
It is washed with water and left in an oven at 135 ° C. for 30 minutes. After air cooling, Al is etched with a 0.5% caustic soda aqueous solution and washed with water. Next, leave the substrate in a resist stripping solution (Clean Stop manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) kept at 120 ° C. for 5 minutes, then soak it in a strip rinse solution at room temperature for 1 minute and in isopropyl alcohol at room temperature for 1 minute. Then, the resist is stripped. This substrate is washed with water and then dried. This completes the patterning of Fe.

【0018】この基板上に、スパッター法によりSi0
2 、Al層をそれぞれ200μm、150μmの膜圧で
堆積させる。
On this substrate, Si0 was sputtered.
2 and Al layers are deposited at film thicknesses of 200 μm and 150 μm, respectively.

【0019】以上により引き出し電極部を形成する。The lead electrode portion is formed as described above.

【0020】[0020]

【実施例5】真空に保ったチャンバー中にSi基板を導
入し、この表面にスパッター法によりSi02 +Al2
3 を400μmの膜厚で堆積させる。その上にレジス
ト剤(東京応化工業製ORM85)をスピンナーにより
回転塗布し、オーブンにて80℃で30分間放置し、乾
燥させる。空冷後、所望のパターンを露光し、レジスト
の現像、水洗を行い、オーブンにて135℃で30分間
放置する。空冷後フッ酸によりCHF3 +O2 をエッチ
ャットして用いたリアクティブ・イオン・エッチングに
よりパターニングする。次に、基板を120℃に保持し
たレジスト剥離液(東京応化工業製クリーンストップ)
の中に5分間放置し、次に、室温のストリップリンス液
に1分、室温のイソプロピルアルコールに1分間浸すこ
とでレジストの剥離を行う。以上により絶縁層を形成す
る。
[Embodiment 5] A Si substrate is introduced into a chamber kept in vacuum, and the surface thereof is sputtered with SiO 2 + Al 2
O 3 is deposited to a film thickness of 400 μm. A resist agent (ORM85 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is spin-coated on it with a spinner, left to stand in an oven at 80 ° C. for 30 minutes, and dried. After air cooling, a desired pattern is exposed, the resist is developed, washed with water, and left in an oven at 135 ° C. for 30 minutes. After air cooling, CHF 3 + O 2 is etched by hydrofluoric acid and patterned by reactive ion etching. Next, a resist stripping solution holding the substrate at 120 ° C. (Clean Stop manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)
Then, the resist is stripped by immersing it in a strip rinse solution at room temperature for 1 minute and then in isopropyl alcohol at room temperature for 1 minute. The insulating layer is formed as described above.

【0021】[0021]

【実施例6】実施例4でパターニングした引き出し電極
部を真空チャンバー中に導入し、350℃に加熱したヒ
ーター上に置く。この上に実施例5で加工したSi基板
を乗せ、Si基板側に陰極としてFe板との間に400
Vの電圧を印加することにより、静電接着を行い、Al
をSi基板上に密着させた。
Sixth Embodiment The extraction electrode portion patterned in the fourth embodiment is introduced into a vacuum chamber and placed on a heater heated to 350 ° C. The Si substrate processed in Example 5 is placed on this, and the Si substrate is used as a cathode to form a cathode with an Fe plate of 400
By applying a voltage of V, electrostatic adhesion is performed and Al
Was brought into close contact with the Si substrate.

【0022】次に、スパッター法によりMo層を蒸着、
Moエミッタ層を形成する。次に0.5%のカセイソー
ダ水溶液によりAlをエッチング、水洗することにより
自己犠牲層とその上にあるMo層を除去する。このエッ
チングでAl板の孔径と基板側絶縁層の孔径とが揃う。
続いてフッ酸によりSi02 をエッチングする。
Next, a Mo layer is deposited by a sputtering method,
A Mo emitter layer is formed. Next, Al is etched with a 0.5% caustic soda aqueous solution and washed with water to remove the self-sacrifice layer and the Mo layer thereon. By this etching, the hole diameter of the Al plate and the hole diameter of the substrate-side insulating layer are made uniform.
Then, SiO 2 is etched with hydrofluoric acid.

【0023】以上の方法でFEAを作製し、良好な電子
放出特性を得た。
FEA was produced by the above method, and good electron emission characteristics were obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、FEA製
造プロセスの工程を簡略化するとともに、歩留りを向上
させ、さらに引き出し電極自体をマスクとして利用する
ことで電極加工時に要求される加工精度を低くすること
が可能となる。
As described above, according to the present invention, the steps of the FEA manufacturing process are simplified, the yield is improved, and the extraction electrode itself is used as a mask, so that the processing precision required at the time of electrode processing is improved. Can be lowered.

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

【図1】 FEDの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an FED.

【図2】 従来のFEAの製造プロセスを説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional FEA manufacturing process.

【図3】 本発明のFEAの製造プロセスの一例を説明
する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the FEA manufacturing process of the present invention.

【図4】 引き出し電極とエミッタとを一体化した図で
ある。
FIG. 4 is a diagram in which a lead electrode and an emitter are integrated.

【図5】 図4において、収束電極を設けた図である。FIG. 5 is a diagram in which focusing electrodes are provided in FIG.

【図6】 本発明のFEAの製造プロセスの他の例を説
明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the FEA manufacturing process of the present invention.

【図7】 本発明のFEAの製造プロセスの他の例を説
明する図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining another example of the FEA manufacturing process of the present invention.

【図8】 静電接着を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating electrostatic adhesion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…Fe板、11…孔、12…Si基板、13…Al
層、14…Si基板、15…Mo層、15…エミッタ
層、17…スペーサ、20…絶縁体層、21…Nb板。
10 ... Fe plate, 11 ... Hole, 12 ... Si substrate, 13 ... Al
Layers, 14 ... Si substrate, 15 ... Mo layer, 15 ... Emitter layer, 17 ... Spacer, 20 ... Insulator layer, 21 ... Nb plate.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カソード電極上に形成されたエミッタ
と、エミッタ近傍に配置された引き出し電極と、カソー
ド電極と対向配置され、表面に蛍光体が設けられたアノ
ード電極とを備え、エミッタと引き出し電極間に電子放
出用のグリッド電圧を印加するとともに、カソード・ア
ノード間にアノード電圧を印加してエミッタより電子を
電界放出させるようにした電界放射型電子放出素子の製
造方法において、 金属薄板をパターニングして孔開け加工し、引き出し電
極を作成する段階、 金属薄板の孔のパターン状に絶縁体層、自己犠牲層を形
成する段階、 絶縁体層、自己犠牲層が形成された金属薄板をマスクと
して導電性基板上にエミッタ層を形成する段階、および
自己犠牲層をエッチングして除去する段階からなること
を特徴とする電界放射型電子放出素子の製造方法。
1. An emitter and an extraction electrode, comprising: an emitter formed on a cathode electrode; an extraction electrode arranged in the vicinity of the emitter; and an anode electrode arranged to face the cathode electrode and provided with a phosphor on the surface. In the method of manufacturing a field emission electron-emitting device, in which a grid voltage for electron emission is applied between the cathode and the anode, and an anode voltage is applied between the cathode and the anode to cause the field emission of electrons from the emitter, a thin metal plate is patterned. Hole to create an extraction electrode, form an insulating layer and a self-sacrificing layer in the pattern of holes in a thin metal plate, and conduct electricity using the thin metal plate with the insulating layer and the self-sacrificing layer as a mask Emission type, characterized in that it comprises a step of forming an emitter layer on a flexible substrate and a step of etching and removing the self-sacrificial layer. Method of manufacturing electron-emitting device.
【請求項2】 請求項1記載の方法において、自己犠牲
層の孔径は、絶縁体層の孔径よりも小さいことを特徴と
する電界放射型電子放出素子の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the hole diameter of the self-sacrificing layer is smaller than the hole diameter of the insulating layer.
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