JPH11232996A - 電界放出型電子源及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度な露光時の位置合わせを必要とするこ
となく、ゲート電極電極面積の縮小ができ、電子源の高
周波特性を向上させるための電界放出型電子源及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体又は金属からなる基板表面に形成
された電界放出の原理に基づき電子を放出する冷陰極の
基本となる凸部と、該凸部を含む前記基板表面を酸化す
ることにより形成された絶縁層と、該絶縁層の上に形成
された電界印加電極とを備えた電界放出型電子源におい
て、前記電界印加電極が前記凸部上に配置されたマスク
の遮蔽効果を利用した露光工程により、前記凸部の側面
のみに、冷陰極を囲むように形成されたことを特徴とす
る電界放出型電子源。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出型電子源
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路又は薄膜の分野において
用いられる微細加工技術により、高電界において電子を
放出する電界放出型電子源製造技術の進歩は目覚まし
く、特に極めて小型の構造を有する電界放出型冷陰極が
製造されている。この種の電界放出型冷陰極は、三極管
型の超小型電子管又は超小型電子銃を構成する主要部品
の内、最も基本的な電子放出デバイスである。

【０００３】電界放出型電子源の動作及び製造方法は、
スタンフォード リサーチ インスティチュート（Stan
ford Research Institute）のシー・エー・スピント
（C.A.Spindt）らによるジャーナル オブ アプライド
フィジックス（Journal of Applied Physics）の第47
巻、12号、5248〜5263頁（1976年12月）に発表された研
究報告、エイチ・エフ・グレイ（H.F.Gray）等による米
国特許第4,307,507号公報及び第4,513,308号公報等に開
示されている。

【０００４】この電界放出型電子源は、電子が真空中を
移動するため、半導体デバイスのように固体を電子が移
動するデバイスに比べ、散乱がなく高速で移動すること
が出来る。そのため、高周波デバイスの構成要素として
研究されている。前記高周波デバイスの性能を示すもの
として、遮断周波数（ｆ_T）が挙げられる。この遮断周
波数は、ｆ_T＝ｇ_m／２πＣ_EGで表される。ここで、ｇ_m
は相互コンダクタンス、Ｃ_EGはエミッタ−ゲート電極間
のキャパシタンスである。従って、高周波デバイスとし
ての性能を上げるためには、相互コンダクタンス
（ｇ_m）を大きくするか、或いはエミッタ−ゲート電極
間キャパシタンス（Ｃ_EG）を小さくすることが有効な手
段となる。

【０００５】先ず、エミッタ−ゲート電極間キャパシタ
ンス（Ｃ_EG）を小さくする一般的な構造及び作製法につ
いて、構造を図１９に示し、これを用いて説明する。図
１９に示すように、基板電極となるシリコン基板１１２
上に形成された円錐状のシリコン突起物が、冷陰極１１
１となる。そして、この電子放出部を囲むように絶縁層
である熱酸化シリコン層１１３と二酸化シリコン層１１
４、及びゲート電極層１１５がドーナツ形状に、基板電
極であるシリコン基板１１２上に形成されている。

【０００６】次に、電界放出型電子源の製造方法につい
て、図２０〜図２４を用いて説明する。先ず、図２０
（Ａ）に示すように、比抵抗ρ＝３〜５Ω・cmのｎ型シ
リコン基板１１２の表面を熱酸化し、厚さが0.2〜0.3μ
mの熱酸化シリコン層１１６ａを形成する。次に、熱酸
化シリコン層１１６ａの表面にレジストを用いて例えば
円形のパターンを形成し、熱酸化シリコン層１１６ａを
エッチングすることにより、図２０（Ｂ）に示すような
円形の熱酸化シリコンマスク１１６を形成する。次い
で、該熱酸化シリコンマスク１１６を用いてシリコン基
板１１２の表面をドライエッチング法により等方的にエ
ッチングし、図２０（Ｃ）に示すように冷陰極の基本と
なる凸部１１１ａをシリコン基板１１２の表面に形成す
る。更に、凸部１１１ａが形成されたシリコン基板１１
２の表面を熱酸化し、図２０（Ｄ）に示すように、0.2
μm程度の厚さを有する絶縁層１１３となる熱酸化シリ
コン層１１３ａを形成する。このような構造を有するシ
リコン基板１１２を真空蒸着装置内に配置し、絶縁層と
なる二酸化シリコン層１１４ａを基板に垂直方向より堆
積し〔図２１（Ａ）〕、更にその上にゲート電極層とな
るニオブ（Ｎｂ）金属１１５ａを基板に垂直方向より堆
積し、図２１（Ｂ）を得る。この後、電子放出源として
不要な熱酸化シリコンマスク１１６と絶縁層１１３とし
て機能する熱酸化シリコン層１１３ａの一部を前記二酸
化シリコン層１１４ａと併せて、弗酸と弗化アンモニウ
ムとの混合溶液により除去し、図２１（Ｃ）に示すよう
にシリコン基板１１２の冷陰極１１１に相当する部分を
露出させる。次いで、ゲート電極の形状加工を行うため
に再度レジストを塗布し、図２２に示すパターンを形成
し、不要なＮｂ膜を露出させる。この状態でドライエッ
チング法により露出したＮｂ膜１１５ａをエッチングし
図２３の状態にした後、不要となったレジスト１１７を
除去し図２４を得てプロセスは終了する。

【０００７】しかしながら、このような通常のフォトリ
ソグラフィー工程でのゲートパターニングでは、露光の
際エミッタ位置とゲートパターンとの位置合わせが必要
となる。特に、上述したような構造のエミッタでは、エ
ミッタとゲート電極間の表面伝導によるリーク電流を抑
えるため、ゲート開口部での二酸化シリコン層のアンダ
ーエッチングが必要となる。そのため、アンダーエッチ
ングが生じたゲート部分を考慮してゲートのパターニン
グを行うこととなり、ゲートパターニング時に高い位置
精度が必要とされる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の課
題に鑑みなされたもので、高精度な露光時の位置合わせ
を必要とすることなく、ゲート電極面積の縮小ができ、
電子源の高周波特性を向上させるための電界放出型電子
源及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、例えばシリコ
ン基板を用いた場合には、シリコン基板表面にＳｉＯ₂
もしくはＳｉ₃Ｎ₄マスクを形成する工程と、これをマス
クとしてシリコンウエハ表面をエッチングし微小電子源
の基本となる凸部を形成する工程と、その表面に熱酸化
により絶縁層となる熱酸化シリコンを形成する工程と、
前記ＳｉＯ₂もしくはＳｉ₃Ｎ₄マスクの遮蔽効果を利用
した斜め蒸着法により電子引き出し電極となるゲート電
極膜を形成する工程と、絶縁層形成時に同時に整形され
たシリコン突起部を露出する工程からなるシリコンウエ
ハを基板とする電界放出の原理に基づき電子を放出する
微小電子源において、電子引き出し電極のパターニング
の際に前記ＳｉＯ₂もしくはＳｉ₃Ｎ₄マスクとその上部
にゲート電極形成時に堆積した導電膜の遮蔽効果により
自己整合的に凸部近傍の円錐上の電子引き出し電極のみ
を残すことが出来るため、高精度な位置合わせを必要と
せず、効果的なゲート電極面積の縮小が可能となる電界
放出型電子源を見い出し、本発明を完成するに至ったの
である。

【００１０】即ち、本発明の電界放出型電子源は、半導
体又は金属からなる基板表面に形成された電界放出の原
理に基づき電子を放出する冷陰極の基本となる凸部と、
該凸部を含む前記基板表面を酸化することにより形成さ
れた絶縁層と、該絶縁層の上に形成された電界印加電極
とを備えた電界放出型電子源において、前記電界印加電
極が前記凸部上に配置されたマスクの遮蔽効果を利用し
た露光工程により、前記凸部の側面のみに、冷陰極を囲
むように形成されたことを特徴とする。

【００１１】本発明の電界放出型電子源は、半導体又は
金属からなる基板表面に形成された電界放出の原理に基
づき電子を放出する冷陰極の基本となる凸部と、該凸部
を含む前記基板表面を酸化することにより形成された絶
縁層と、該絶縁層の上に形成された電界印加電極と、更
に、該絶縁層と該電界印加電極との中間層に保護膜とを
備えた電界放出型電子源において、前記電界印加電極が
前記凸部上に配置されたマスクの遮蔽効果を利用した露
光工程により、前記凸部の側面のみに、冷陰極を囲むよ
うに形成されたことを特徴とする。

【００１２】本発明の上記記載の電界放出型電子源の製
造方法は、半導体又は金属からなる基板表面に形成され
た電界放出の原理に基づき電子を放出する冷陰極を備え
た電界放出電子源の製造方法において、前記基板表面に
マスクを形成するマスク形成工程と、該マスクを用いて
エッチングを行うことにより前記冷陰極の基本となる凸
部を形成する工程と、該凸部を形成する工程の後、前記
基板表面を酸化することにより絶縁層となる酸化膜を形
成する工程と、前記酸化膜上に電界印加電極を形成する
工程と、電界印加電極を該凸部の側面のみに形成するパ
ターニング工程と、該凸部先端部の前記酸化膜の露出部
分を除去する酸化膜除去工程と、を含むことを特徴とす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。第１の実施の形態は、基
板としてシリコン基板を用いた場合を例にとって、図１
〜図１１を参照して説明する。

【００１４】図１〜図１０は、本発明の電界放出型電子
源の製造方法の第１の実施の形態を示す要部上面図又は
要部側面断面図であり、図１１（ａ）は、図１〜図１０
に示した製造方法によって製造された電界放出型電子源
の要部上面図であり、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）
は、図１１（ａ）に示した電界放出型電子源の側面断面
図である。

【００１５】図１１において、冷陰極１１の部分は、基
板電極となるシリコン基板１２上に円錐状の突起物とし
て形成されている。シリコン基板１２上の冷陰極１１の
周辺には絶縁層１３となる熱酸化シリコン層が形成され
ている。絶縁層１３上には、更に、冷陰極１１から電子
を放出させるために正電圧が印加される電界印加電極で
あるゲート電極層１４が形成され、絶縁層１３とゲート
電極層１４は、冷陰極１１の周辺を囲むように冷陰極１
１の先端部が露出するように形成されている。ゲート電
極層１４は冷陰極１１の開口部周辺に形成され、ゲート
電極層１４の上部表面の高さは冷陰極１１の先端部と近
傍に形成されている。また、各冷陰極１１のゲート電極
層１４は格子状につながっている。

【００１６】先ず、図１（Ａ）に示すように、比抵抗ρ
＝３〜５Ω・cmのｎ型シリコン基板１２の表面を熱酸化
し、厚さが0.3μmの熱酸化シリコン層１５ａを形成す
る。次いで、形成された熱酸化シリコン層１５ａの表面
にレジストを用いて例えば円形のパターンを形成し、熱
酸化シリコン層１５ａをＣＨＦ₃ガスにより反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）でエッチングし、図１（Ｂ）に
示すような円形の熱酸化シリコンマスク１５を形成す
る。次に、形成された熱酸化シリコンマスク１５をマス
クとし、シリコン基板１２の表面を再びＲＩＥによりＳ
Ｆ₆ガスを用いて等方的にエッチングし、図１（Ｃ）に
示すように冷陰極の基本となる凸部１１ａをシリコン基
板１２の表面に形成する。更に、凸部１１ａが形成され
たシリコン基板１２の表面を熱酸化し、図１（Ｄ）に示
すように、0.4μm程度の厚さを有する絶縁層となる熱酸
化シリコン層１３ａを形成する。このような構造を有す
るシリコン基板１２を真空蒸着装置内に配置し、上記マ
スクの遮蔽効果を利用した斜め蒸着法により、ゲート電
極層１４（電界印加電極）となるＮｂ金属層１４ａを熱
酸化シリコン層１３ａ上に斜め方向より、基板を回転さ
せながら0.4μm程度堆積させて、ゲート電極（電界印加
電極）を形成する〔図２（Ａ）〕。次いで、ゲート電極
の形状加工を行うために図２（Ｂ）に示すように再度レ
ジスト１６ａを塗布し、図３に示すレジストパターン１
６を形成する。露出したＮｂ金属層１４ａをＣＦ₄ガス
によりＲＩＥでエッチングし、図４を経て、不要となっ
たレジストパターン１６をアッシングにより除去し、図
５となり、ゲート電極１４の加工工程が、即ち、上記マ
スクの遮蔽効果を利用した電界印加電極を上記凸部の側
面のみに形成するパターニング工程が終了する。

【００１７】次に、冷陰極１１に不要な熱酸化シリコン
マスク１５と絶縁層１３として機能する熱酸化シリコン
層１３ａの除去工程、即ち、酸化膜除去工程を説明す
る。先ず、図６に示すようにレジスト１７ａを塗布した
後、Ｏ₄ガスによるドライエッチングで熱酸化シリコン
マスク１５上に堆積しているＮｂ膜１４ｂが露出するよ
うにエッチバックをかけて、図７を得る。次いで、弗酸
と硝酸の混合溶液によりＮｂ膜１４ｂを除去し（図
８）、更に、弗酸と弗化アンモニウムとの混合溶液によ
り熱酸化シリコンマスク１５と絶縁層１３として機能す
る熱酸化シリコン層１３ａ除去して図９を得る。最後
に、レジスト膜１７をＯ₄ガスによるドライエッチング
で除去することにより、図１０で示される本発明の電界
放出型電子源が得られる。

【００１８】次に、本発明の第２の実施形態について、
基板としてシリコン基板を用い、上記絶縁層と上記電界
印加電極との中間層に保護膜とを備えた電界放出型電子
源について、図１２〜図１８を用いて説明する。

【００１９】図１２〜図１７は、本発明の電界放出型電
子源の製造方法の第２の実施の形態を示す要部上面図又
は要部側面断面図であり、図１８（ａ）は、図１２〜図
１７に示した製造方法によって製造された電界放出型電
子源の要部上面図であり、図１８（ｂ）及び（ｃ）は、
図１８（ａ）に示した電界放出型電子源の側面断面図で
ある。

【００２０】図１８において、冷陰極１１の部分は、基
板電極となるシリコン基板１２上に円錐状の突起物とし
て形成されている。シリコン基板１２上の冷陰極１１の
周辺には絶縁層１３となる熱酸化シリコン層が形成さ
れ、熱酸化シリコンマスク１５を除去する際に絶縁層１
３を保護するために設けられた保護膜１８が絶縁層１３
上に形成され、更に、絶縁層１３上に形成された保護膜
１８上には、冷陰極１１から電子を放出させるために正
電圧が印加される電界印加電極であるゲート電極層１４
が形成されている。また、絶縁層１３とゲート電極層１
４は、冷陰極１１の周辺を囲むように冷陰極１１の先端
部が露出するように形成されている。ゲート電極層１４
は冷陰極１１の開口部周辺に形成され、ゲート電極層１
４の上部の高さは冷陰極１１の先端部と近傍に形成され
ている。各冷陰極１１のゲート電極層１４は格子状につ
ながっている。

【００２１】先ず、図１２（Ａ）に示すように、比抵抗
ρ＝３〜５Ω・cmのｎ型シリコン基板１２の表面を熱酸
化し、厚さが0.3μmの熱酸化シリコン層１５ａを形成す
る。次いで、形成された熱酸化シリコン層１５ａの表面
にレジストを用いて例えば円形のパターンを形成し、熱
酸化シリコン層１５ａをＣＨＦ₃ガスによりＲＩＥでエ
ッチングし、図１２（Ｂ）に示すような円形の熱酸化シ
リコンマスク１５を形成する。次に、形成された熱酸化
シリコンマスク１５をマスクとし、シリコン基板１２の
表面を再びＲＩＥによりＳＦ₆ガスを用いて等方的にエ
ッチングし、図１２（Ｃ）に示すように冷陰極の基本と
なる凸部１１ａをシリコン基板１２の表面に形成する。
更に、凸部１１ａが形成されたシリコン基板１２の表面
を熱酸化し、図１２（Ｄ）に示すように、0.4μm程度の
厚さを有する絶縁層となる熱酸化シリコン層１３ａを形
成する。このような構造を有するシリコン基板１２を真
空蒸着装置内に配置し、上記マスクの遮蔽効果を利用し
た斜め蒸着法により、シリコン膜を0.1μm程度堆積させ
（後に保護膜１８となる）、図１３（Ａ）とした後、ゲ
ート電極層１４（電界印加電極）となるＮｂ金属層１４
ａを熱酸化シリコン層１３ａ上に斜め方向より、基板を
回転させながら0.4μm程度堆積させて、ゲート電極（電
界印加電極）を形成する〔図１３（Ｂ）〕。次いで、ゲ
ート電極の形状加工を行うために図１３（Ｃ）に示すよ
うに再度レジスト１６ａを塗布し、図１４に示すレジス
トパターン１６を形成する。露出したＮｂ金属層１４ａ
をＣＦ₄ガスによりＲＩＥでエッチングし、図１５を経
て、不要となったレジストパターン１６をアッシングに
より除去することにより、図１６となり、ゲート電極１
４の加工工程が、即ち、上記マスクの遮蔽効果を利用し
た電界印加電極を上記凸部の側面のみに形成するパター
ニング工程が終了する。最後に、弗酸と弗化アンモニウ
ムとの混合溶液により冷陰極１１に不要な熱酸化シリコ
ンマスク１５と絶縁層１３として機能する熱酸化シリコ
ン層１３ａを除去することにより、図１７で示される本
発明の電界放出型電子源が得られる。

【００２２】本発明において、冷陰極１１の部分は円錐
状であるが、エミッタとなる凸部形成の際に、弗酸及び
硝酸の混合溶液や水酸化カリウム水溶液等のウエットエ
ッチングで得られる多角錐等の形状でも、本発明の電界
放出型電子源を得ることができる。

【００２３】また、本発明において、基板としてシリコ
ン基板を用いた場合を例にとって本発明を説明したが、
例えばタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ
（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等の高融点金属等の基板も使
用可能である。

【００２４】本発明の製造方法における、酸化膜除去工
程において、弗酸と弗化アンモニウムとの混合溶液、弗
酸と硝酸との混合溶液を用いた場合を例にとって説明し
たが、用いる基板により適宜選択すれば良く、上記酸化
膜と酸化されない部分、即ち、非酸化膜との間で選択比
のとれる溶液であれば使用可能である。

【００２５】本発明において、電界印加電極（ゲート電
極）としてＮｂを用いた場合を例にとって本発明を説明
したが、例えばタンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、
ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃ
ｕ）等の金属も使用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、エミ
ッタを形成するために設けた初期のマスクを利用して自
己整合的にゲートパターニングを行うため、ゲートパタ
ーニング時の露光に際して高精度な位置合わせを必要と
することなく、ゲート電極面積の縮小が可能であり、効
果的にエミッタ−ゲート電極間のキャパシタンスを下げ
ることができるため、電子源の高周波特性を向上させる
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の電界放出型電
子源の製造方法の第１の実施の形態における、工程順の
要部側面断面図である。

【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の電界放出型
電子源の製造方法の第１の実施の形態における、工程順
の要部側面断面図である。

【図３】図３（Ｇ１）は、本発明の電界放出型電子源の
製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要部上
面図であり、図３（Ｇ２）及び（Ｇ３）は、図３（Ｇ
１）の側面断面図である。

【図４】図４（Ｈ１）は、本発明の電界放出型電子源の
製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要部上
面図であり、図４（Ｈ２）及び（Ｈ３）は、図４（Ｈ
１）の側面断面図である。

【図５】図５（Ｉ１）は、本発明の電界放出型電子源の
製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要部上
面図であり、図５（Ｉ２）及び（Ｉ３）は、図５（Ｉ
１）の側面断面図である。

【図６】図６（Ｊ１）は、本発明の電界放出型電子源の
製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要部上
面図であり、図６（Ｊ２）及び（Ｊ３）は、図６（Ｊ
１）の側面断面図である。

【図７】図７（Ｋ１）は、本発明の電界放出型電子源の
製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要部上
面図であり、図７（Ｋ２）及び（Ｋ３）は、図７（Ｋ
１）の側面断面図である。

【図８】図８（Ｌ１）は、本発明の電界放出型電子源の
製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要部上
面図であり、図８（Ｌ２）及び（Ｌ３）は、図８（Ｌ
１）の側面断面図である。

【図９】図９（Ｍ１）は、本発明の電界放出型電子源の
製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要部上
面図であり、図９（Ｍ２）及び（Ｍ３）は、図９（Ｍ
１）の側面断面図である。

【図１０】図１０（Ｎ１）は、本発明の電界放出型電子
源の製造方法の第１の実施の形態における、工程順の要
部上面図であり、図１０（Ｎ２）及び（Ｎ３）は、図１
０（Ｎ１）の側面断面図である。

【図１１】図１１（ａ）は、図１〜図１０に示した電界
放出型電子源の製造方法によって製造された電界放出型
電子源の要部上面図であり、図１１（ｂ）及び（ｃ）
は、図１１（ａ）の側面断面図である。

【図１２】図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の電界放出
型電子源の製造方法の第２の実施の形態における、工程
順の要部側面断面図である。

【図１３】図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の電界放出
型電子源の製造方法の第２の実施の形態における、工程
順の要部側面断面図である。

【図１４】図１４（Ｈ１）は、本発明の電界放出型電子
源の製造方法の第２の実施の形態における、工程順の要
部上面図であり、図１４（Ｈ２）及び（Ｈ３）は、図１
４（Ｈ１）の側面断面図である。

【図１５】図１５（Ｉ１）は、本発明の電界放出型電子
源の製造方法の第２の実施の形態における、工程順の要
部上面図であり、図１５（Ｉ２）及び（Ｉ３）は、図１
５（Ｉ１）の側面断面図である。

【図１６】図１６（Ｊ１）は、本発明の電界放出型電子
源の製造方法の第２の実施の形態における、工程順の要
部上面図であり、図１６（Ｊ２）及び（Ｊ３）は、図１
６（Ｊ１）の側面断面図である。

【図１７】図１７（Ｋ１）は、本発明の電界放出型電子
源の製造方法の第２の実施の形態における、工程順の要
部上面図であり、図１７（Ｋ２）及び（Ｋ３）は、図１
７（Ｋ１）の側面断面図である。

【図１８】図１８（ａ）は、図１２〜図１７に示した電
界放出型電子源の製造方法によって製造された電界放出
型電子源の要部上面図であり、図１８（ｂ）及び（ｃ）
は、図１８（ａ）の側面断面図である。

【図１９】図１９（ａ）は、従来の電界放出型電子源の
要部上面図であり、図１９（ｂ）及び（ｃ）は、図１９
（ａ）の側面断面図である。

【図２０】図２０（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の電界放出型
電子源の製造方法における、工程順の要部側面断面図で
ある。

【図２１】図２１（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の電界放出型
電子源の製造方法における、工程順の要部側面断面図で
ある。

【図２２】図２２（Ｈ１）は、従来の電界放出型電子源
の製造方法における、工程順の要部上面図であり、図２
２（Ｈ２）及び（Ｈ３）は、図２２（Ｈ１）の側面断面
図である。

【図２３】図２３（Ｉ１）は、従来の電界放出型電子源
の製造方法における、工程順の要部上面図であり、図２
３（Ｉ２）及び（Ｉ３）は、図２３（Ｉ１）の側面断面
図である。

【図２４】図２４（Ｊ１）は、従来の電界放出型電子源
の製造方法における、工程順の要部上面図であり、図２
４（Ｊ２）及び（Ｊ３）は、図２４（Ｊ１）の側面断面
図である。

【符号の説明】

１１，１１１ 冷陰極 １１ａ 凸部 １２，１１２ シリコン基板 １３，１１３，１１４ 絶縁層 １３ａ，１１３ａ 絶縁層となる熱酸化シリコン層 １４，１１５ ゲート電極層（電界印加電極） １４ａ Ｎｂ金属層 １４ｂ，１１５ａ Ｎｂ膜 １５ 熱酸化シリコンマスク １５ａ，１１６ａ 熱酸化シリコン層 １６ レジストパターン １６ａ レジスト １７ レジスト膜 １７ａ レジスト １８ 保護膜 １１４ａ 二酸化シリコン層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体又は金属からなる基板表面に形成
   された電界放出の原理に基づき電子を放出する冷陰極の
   基本となる凸部と、該凸部を含む前記基板表面を酸化す
   ることにより形成された絶縁層と、該絶縁層の上に形成
   された電界印加電極とを備えた電界放出型電子源におい
   て、 前記電界印加電極が前記凸部上に配置されたマスクの遮
   蔽効果を利用した露光工程により、前記凸部の側面のみ
   に、冷陰極を囲むように形成されたことを特徴とする電
   界放出型電子源。
2. 【請求項２】 更に、絶縁層と電界印加電極との中間層
   に保護膜とを備えた電界放出型電子源において、 前記電界印加電極が前記凸部上に配置されたマスクの遮
   蔽効果を利用した露光工程により、前記凸部の側面のみ
   に、冷陰極を囲むように形成されたことを特徴とする請
   求項１に記載の電界放出型電子源。
3. 【請求項３】 半導体又は金属からなる基板表面に形成
   された電界放出の原理に基づき電子を放出する冷陰極を
   備えた電界放出電子源の製造方法において、 前記基板表面にマスクを形成するマスク形成工程と、 該マスクを用いてエッチングを行うことにより前記冷陰
   極の基本となる凸部を形成する工程と、 該凸部を形成する工程の後、前記基板表面を酸化するこ
   とにより絶縁層となる酸化膜を形成する工程と、 前記酸化膜上に電界印加電極を形成する工程と、 電界印加電極を該凸部の側面のみに形成するパターニン
   グ工程と、 該凸部先端部の前記酸化膜の露出部分を除去する酸化膜
   除去工程と、を含むことを特徴とする電界放出型電子源
   の製造方法。