JPH11306955A - マイクロ多極電極及びその製造方法 - Google Patents

マイクロ多極電極及びその製造方法

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JPH11306955A
JPH11306955A JP11460798A JP11460798A JPH11306955A JP H11306955 A JPH11306955 A JP H11306955A JP 11460798 A JP11460798 A JP 11460798A JP 11460798 A JP11460798 A JP 11460798A JP H11306955 A JPH11306955 A JP H11306955A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロ多極電極及びその製造方法に関し、
簡単な構成及び工程により充分な偏向性能を満たす厚さ
を有するマイクロ多極電極を提供する。 【解決手段】 全ての電極2〜5が単結晶部材からな
り、且つ、全ての電極2〜5の側面が結晶学的に等価な
結晶面方位を有する複数対の電極2〜5を非導電性支持
体1上に設けてマイクロ多極電極を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ多極電極及
びその製造方法に関するものであり、特に、微小冷陰極
(エミッタ)を電子源として用いるマイクロ電子銃にお
いて、エミッタから放出した電子を所定の位置へ偏向す
るための多極電極等を実用な工程で製造するための構造
及び工程に特徴のあるマイクロ多極電極及びその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】微小冷陰極を電子源として用いたマイク
ロ電子銃は、表示装置用の電子源、或いは、高周波真空
デバイス用電子源としての用途が期待されており、この
様な微小冷陰極から放出した電子を所定の位置へ偏向す
るための八極電極等の多極電極を形成するために、半導
体技術分野における微細加工技術や、機械加工を用いて
いる。
【0003】この様な多極電極は、電子を所定の位置へ
偏向するためにはある程度の厚さを有している必要があ
り、そのために、最近では、厚膜レジストを用いてシリ
コン基板を100〜200μm程度の深さにDeepエ
ッチングする改良型反応性イオンエッチング(RIE)
法を利用する方法、或いは、2枚の電極をある程度の間
隔で配置し、2枚の電極間の間隔で実効的に所定の厚さ
を確保する方法も提案されている。
【0004】ここで、図14を参照して、八極電極の偏
向角の電極厚依存性を説明する。 図14参照 八極電極43を構成する互いに対向する1組の電極の内
径をd(mm)とし、電極の電子の進行方向の厚さをL
(mm)とし、1組の電極間の電位差をV(Vとし、電
子銃41からエネルギーE(eV)をもった電子42が
放出された場合、電子42は電極によって偏向角θ(r
ad)だけ偏向されて試料44の所定位置に到達する。
なお、電位差Vは、(V1 −V2 )の絶対値である。
【0005】この場合の電子42の偏向角θは、 θ=〔V×L〕/〔E×d〕 で表され、偏向角θを大きくするためには、電位差V或
いは電極の厚さLを大きくするか、または、電子の加速
エネルギーE或いは電極の内径dを小さくすれば良い
が、電子ビーム装置としては電位差Vや電子の加速エネ
ルギーEを極端に変えることは困難であるので、電極の
厚さL或いは内径dを変えて八極電極43の性能を確保
することが現実的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、八極電極を形
成する際に機械加工を用いた場合には、その最小加工寸
法に限界があるという問題があり、一方、従来の半導体
微細加工技術を用いた場合には、充分な厚さを有する電
極を形成することが困難であるという問題があり、ま
た、改良型反応性イオンエッチング装置等の最新の半導
体製造装置を用いた場合には、製造装置自体が非常に高
価であるという問題があり、さらに、2枚の電極を重ね
合わせる方法の場合には、位置ずれが発生するという問
題がある。
【0007】例えば、半導体微細加工技術によってマイ
クロ電子銃装置用の八極電極を形成する場合を考える
と、八極電極43から試料44までの距離が5mmであ
る時に、300μm(=3×10-1mm)の視野角を得
るために30mrad(=3×10-2rad)の偏向性
能を有する八極電極を形成する場合、E=1keV、V
=10Vであると仮定すると、通常の半導体微細加工技
術では電極の厚さLは高々数十μmとすることしかでき
ず、仮に、L=30μm(=3×10-2mm)にできた
としても、電極の内径dは、 d=〔V×L〕/〔E×θ〕 =(10×3×10-2)/(103 ×3×10-2) =10-2(mm)=10μm となり、この大きさで八極電極を作製したとしても、電
極内径dが小さいので、均一な電界領域が必然的に狭く
なってしまうため、マイクロ電子銃装置を組み立てる際
には1μm以下という厳しい位置合わせ精度が要求され
ることになる。
【0008】一方、電極内径dを100μm以上にした
場合には、電極の厚さLを300μm以上にする必要が
あるが、上述のように従来の通常の半導体微細加工技術
ではLに制限があり、充分な偏向性能を有する八極電
極、或いは、それを組み込んだマイクロ電子銃装置を製
造することは非常に困難であった。
【0009】したがって、本発明は、簡単な構成及び工
程により充分な偏向性能を満たす厚さを有するマイクロ
多極電極を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図1
(a)は、マイクロ多極電極の平面図であり、また、図
1(b)は図1(a)のB−B′を結ぶ一点鎖線に沿っ
た断面から見た正面図である。 図1(a)及び(b)参照 (1)本発明は、非導電性支持体1上に複数対の電極2
〜5を設けたマイクロ多極電極において、全ての電極2
〜5が単結晶部材からなり、且つ、全ての電極2〜5の
側面が結晶学的に等価な結晶面方位を有することを特徴
とする。
【0011】このように、マイクロ多極電極を構成する
複数対の電極2〜5の側面が全て結晶学的に等価な結晶
面方位を有するようにすることによって、全ての電極2
〜5を同じ形状で構成することができ、マイクロ多極電
極の偏向精度が高まる。なお、非導電性支持体1には、
電子が通過するための電子通過孔6が設けられることに
なる。
【0012】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、複数対の電極2〜5の内の少なくとも一対の電極2
〜5は、複数対の電極2〜5の内の少なくとも他の一対
の電極2〜5と異なった単結晶部材から構成されること
を特徴とする。
【0013】この様に、マイクロ多極電極を構成する複
数対の電極2〜5の側面が全て結晶学的に同じ結晶面方
位を有するようするためには、複数対の電極2〜5の内
の少なくとも一対の電極、例えば、電極2,4を構成す
る単結晶部材と、少なくとも他の一対の電極、例えば、
電極3,5を構成する単結晶部材とが異なるようにする
こと、即ち、互いに同じ材質からなり且つ同じ主面の別
の単結晶基板から製造することが製法的に好適となる。
【0014】(3)また、本発明は、上記(1)または
(2)において、単結晶部材が、単結晶シリコンであ
り、電極2〜5の側面が{111}面であることを特徴
とする。
【0015】この様に、マイクロ多極電極を構成する複
数対の電極2〜5を形成するための単結晶部材として
は、単結晶シリコンが最も好適であり、且つ、電極2〜
5の側面としては{111}面、したがって、単結晶シ
リコンの主面としては{100}面が好適である。な
お、{100}面は、(100)面以外に、(010)
面、或いは、(001)面等の(100)面と結晶学的
に等価な面を意味し、また、{111}面も(111)
面以外に、(1−11)面、(11−1)面等の(11
1)面と結晶学的に等価な面を意味し、さらに、明細書
作成上の都合により本来“1バー”で表示される指数を
“−1”で表記している。
【0016】(4)また、本発明は、上記(3)におい
て、電極2〜5が4対からなることを特徴とする。
【0017】この様なマイクロ多極電極における電極2
〜5対の数は4対、即ち、八極電極が実用的に好適であ
る。
【0018】(5)また、本発明は、非導電性基板上に
複数対の電極2〜5を設けたマイクロ多極電極の製造方
法において、第1の部材の少なくとも一部を構成する単
結晶部材に異方性エッチャントを用いた異方性エッチン
グを施すことによって互いに対向する少なくとも一対の
電極2〜5を形成する工程、第2の部材の少なくとも一
部を構成する単結晶部材に異方性エッチャントを用いた
異方性エッチングを施すことによって互いに対向する少
なくとも一対の電極2〜5を形成する工程、電極2〜5
を形成した第1の部材、及び、電極2〜5を形成した第
2の部材を互いの電極2〜5を形成した面を対向させ、
互いの電極2〜5が同一平面内で交互に配置されるよう
に組合せて接合する工程、とを少なくとも含むことを特
徴とする。
【0019】この様に、電極2〜5、例えば、電極2,
4を形成した第1の部材、及び、電極2〜5、例えば、
電極3,5を形成した第2の部材を互いの電極2〜5を
形成した面を対向させ、互いの電極2〜5が同一平面内
で交互に配置されるように組合せて接合することによっ
て、従来の湿式の異方性エッチングを用いるだけで、全
ての電極2〜5の側面が{111}面等の同一の結晶面
を有するようにすることができる。
【0020】(6)また、本発明は、上記(5)におい
て、異方性エッチャントが、エチレンジアミンとカテコ
ールの混合溶液、または、水酸化カリウム溶液のいずれ
かであることを特徴とする。
【0021】エチレンジアミンとカテコールの混合溶液
(EPW)、または、水酸化カリウム溶液(KOH)
は、シリコンの{111}面に対するエッチングレート
は、{100}面に対するエッチングレートより著しく
小さいので、{111}面が表れるようにエッチングが
進行し、この様な異方性エッチャントを用いることによ
って全ての電極2〜5の側面が{111}面等の同一の
結晶面を有するようにすることができる。
【0022】(7)また、本発明は、上記(5)におい
て、第1の部材及び第2の部材を組み合わせる工程にお
いて、第1の部材及び第2の部材に設けた相対的な位置
合わせを行う凹凸構造を利用することを特徴とする。
【0023】この様に、第1の部材及び第2の部材を組
み合わせる工程において、位置合わせのための凹凸構造
を利用することによって、第1の部材及び第2の部材を
簡単に且つ精度良く位置合わせすることができる。
【0024】(8)また、本発明は、上記(5)乃至
(7)のいずれかにおいて、第1の部材及び第2の部材
を接合する工程において、陽極接合法を用いることを特
徴とする。
【0025】この様に、第1の部材及び第2の部材を接
合する工程において、陽極接合法を用いることによっ
て、接合用の金属材料が不要になり、且つ、低温処理が
可能になる。
【0026】(9)また、本発明は、上記(5)乃至
(7)のいずれかにおいて、第1の部材及び第2の部材
を接合する工程において、共晶接合法を用いることを特
徴とする。
【0027】この様に、第1の部材及び第2の部材を接
合する工程において、共晶接合法を用いることによっ
て、電圧印加機構が不要になり、且つ、接合する部材の
一方の接合面側に存在するSiO2 系部材、例えば、非
導電性支持体1にNaが含まれていなくとも接合が可能
になるので、非導電性支持体1の素材の制限が少なくな
る。
【0028】(10)また、本発明は、上記(5)乃至
(9)において、接合工程の後に、各電極2〜5を整形
するための異方性エッチング工程を行うことを特徴とす
る。
【0029】この様に、接合工程の後に、各電極2〜5
を整形するための異方性エッチング工程を行うことによ
って、組合せ工程における位置合わせが不正確でも、均
等な間隔で配置された同じ形状の複数対の電極2〜5を
得ることができる。
【0030】
【発明の実施の形態】ここで、図2乃至図13を参照し
て、2枚のシリコン単結晶基板を用いた本発明の実施の
形態の製造工程を説明する。なお、各図において、
(b)及び(b′)のように同じアルファベットの図の
場合には、「ダッシュ」のつかない図は平面図であり、
「ダッシュ」のついた図は「ダッシュ」のつかない図に
おける一点鎖線に沿った断面から見た図であり、A−
A′の場合には、一点鎖線に沿った断面図で、途中の破
線部は省略したものであり、B−B′の場合には、一点
鎖線に沿った断面から見た正面図である。
【0031】図2(a)参照 まず、主面が(100)面で、比抵抗が、例えば、1Ω
・cmで、厚さが、例えば、300μmのn型シリコン
基板11を酸化性雰囲気中で熱処理することによって、
n型シリコン基板11の両面に各々厚さが、例えば、5
000ÅのSiO2 膜12,13を形成する。
【0032】図2(b)及び(b′)参照 次いで、フォトリソグラフィー工程によってレジストパ
ターン(図示せず)を形成したのち、レジストパターン
をマスクとして反応性イオンエッチング(RIE)を施
すことによって一方のSiO2 膜、例えば、表面側のS
iO2 膜12をエッチングして、八極電極の内の2対の
電極を形成するためのSiO2 膜パターン14を形成す
る。
【0033】図3(c)及び(C′)参照 次いで、SiO2 膜パターン14をマスクとして、エチ
レンジアミン及びカテコールの混合溶液であるEPWを
用いて異方性エッチングを施し、裏面まで貫通しないよ
うに、例えば、厚さ50μm程度残した状態でエッチン
グを停止することによって、2対のメサ構造体15,1
6を形成する。なお、エチレンジアミン及びカテコール
の混合溶液であるEPWは、カテコールとピテカテコー
ルは同等のものであるので、エチレンジアミン及びピテ
カテコールの混合溶液であるEDPと同等のものであ
る。
【0034】この場合、EPW或いはEPDは、シリコ
ンの{111}面に対するエッチングレートが、{10
0}面に対するエッチングレートより著しく小さく、
{111}面を残してエッチングが進行するので、メサ
構造体15,16の全ての側面は(111)面と結晶学
的に等価な{111}面で構成されることになる。
【0035】図3(d)参照 次いで、光学顕微鏡が上下に設けられた両面露光装置を
用いて、n型シリコン基板11に形成した上下の面のパ
ターンを観察しながら露光することによって、n型シリ
コン基板11の裏面側にフォトリソグラフィー工程によ
ってレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジ
ストパターンをマスクとしてフッ酸緩衝液を用いてSi
2 膜13をエッチングすることによって開口部17を
形成する。
【0036】図4(e)参照 次いで、SiO2 膜パターン14上に、厚さが、例え
ば、350μmのシリコン基板18を載置し、加熱雰囲
気中でシリコン基板18側が正に、SiO2 膜パターン
14側が負になるように電圧を印加する陽極接合法によ
って、n型シリコン基板11とシリコン基板18とを接
合する。
【0037】図4(f)参照 次いで、再び、EPWを用いて開口部17側からn型シ
リコン基板11の裏面を異方性エッチングすることによ
って、各メサ構造体15,16を互いに分離してマイク
ロ電極19,20を形成する。なお、この場合もEPW
を用いているので、マイクロ電極19,20の全ての側
面は{111}面のままであり、また、同時にシリコン
基板18もエッチングされるが、200μm程度の厚さ
が残るので問題にならない。
【0038】図4(g)及び(g′)参照 次いで、裏面のSiO2 膜13を、フッ酸緩衝液を用い
て除去することによって、八極電極を形成するための一
方の電極部品Aが完成する。
【0039】図5(h)及び(h′)参照 次いで、再び、主面が(100)面で、比抵抗が、例え
ば、1Ω・cmで、厚さが、例えば、300μmのn型
シリコン基板21を酸化性雰囲気中で熱処理することに
よって、n型シリコン基板11の両面に各々厚さが、例
えば、5000ÅのSiO2 膜22を形成し、次いで、
フォトリソグラフィー工程によってレジストパターン
(図示せず)を形成したのち、レジストパターンをマス
クとしてRIEを施すことによって一方のSiO2 膜、
例えば、表面側のSiO2 膜をエッチングして、八極電
極の内の他の2対の電極を形成するためのSiO2 膜パ
ターン23を形成する。
【0040】図5(i)参照 次いで、SiO2 膜パターン23をフォトレジストで覆
った状態で、n型シリコン基板21をフッ酸緩衝液で処
理することによって、n型シリコン基板21の裏面に設
けたSiO2 膜22を除去し、次いで、フォトレジスト
も除去する。
【0041】図6(j)参照 次いで、n型シリコン基板21の裏面と、厚さが、例え
ば、500μmのパイレックスガラスからなるガラス基
板24を対向させ、上記の場合と同様に陽極接合法を用
いて接合する。
【0042】図6(k)及び(k′)参照 次いで、EPWを用いて異方性エッチングを施し、ガラ
ス基板24に達するまでエッチングすることによって、
側面が全て{111}面で構成される2対のマイクロ電
極25,26を形成することによって、八極電極を形成
するための他方の電極部品Bが完成する。
【0043】図7(l)及び(l′)参照 次いで、両方の電極部品A,Bを、互いのマイクロ電極
19,20及びマイクロ電極25,26が対向するよう
に向かい合わせたのち、一方の電極部品、この場合には
電極部品Aを他方の電極部品Bに対して45°回転さ
せ、互いのマイクロ電極19,20及びマイクロ電極2
5,26が交互に、且つ、均等な間隔になるように位置
合わせを行う。
【0044】ここで、図13を参照して、この場合の位
置合わせ方法を説明する。 図13(a)及び(b)参照 この様な位置合わせを行う場合には、シリコンウェハ3
1内に、2か所以上(図においては2か所)の位置合わ
せ部、即ち、位置合わせチップ32,33を設け、この
位置合わせチップ32,33に、例えば、夫々マイクロ
電極25,26のパターンに相補的に対応する十字状の
位置合わせ用凹凸構造34を形成しておき、この位置合
わせ用凹凸構造34とマイクロ電極25,26とを嵌め
合わせることによって電極部品Aと電極部品Bとの位置
合わせを行う。この場合、電極部品Aに設けた位置合わ
せ用凹凸構造34に対応するマイクロ電極パターン及び
このマイクロ電極パターンの存在するチップが、夫々電
極部品Bに設けた位置合わせ用凹凸構造及び位置合わせ
チップとなる。
【0045】この様な位置合わせにおいて、例えば、シ
リコンウェハ31の径を4inch(≒10cm)と
し、このシリコンウェハ31内に、8cmの間隔をおい
て位置合わせチップ32,33を設けると、1か所で最
大5μmずれた場合、ある方向への平行ずれ量も最大5
μm程度となる。
【0046】その場合の回転ずれ量は、 (5μm+5μm)/8cm=10μm/(0.8×105 )μm =1.25×10-4(rad) ≒0.00716° となり、0.01°以下であるので回転ずれはほぼ無視
できる。
【0047】図8(m)及び(m′)参照 次いで、電極部品Aと電極部品Bとを重ね合わせたの
ち、再び、陽極接合法を用いて接合する。なお、図にお
いては、一つの八極電極を形成するための1チップ分の
重合わせ構造を説明しているが、実際には図13で説明
したようにウェハ単位で重合わせを行うものであり、し
たがって、例えば、マイクロ電極,19,20はガラス
基板24の角まで延在した構成となる。
【0048】図9(n)及び(n′)参照 次いで、再びEPWを用いてエッチングを行うことによ
って、電極部品Aのシリコン基板18を除去する。この
場合、マイクロ電極19,20、及び、マイクロ電極2
5,26の露出面は、全て{111}面であるので殆ど
エッチングされることがなく、したがって、マイクロ電
極19,20、及び、マイクロ電極25,26の形状は
保持される。
【0049】図10(o)参照 次いで、スプレー塗布法を用いて全面にレジストを塗布
してレジスト膜27を形成する。なお、この場合、全面
にレジスト膜27を形成する必要はなく、少なくとも上
面側のSiO2 膜パターン14,23の表面にレジスト
膜27が形成されれば良いので、スピンコート法を用い
ても良いものである。
【0050】図10(p)及び(p′)参照 次いで、最終的な電極形状を形成するためのマスクパタ
ーンを形成するための露光を行い、レジスト膜27をパ
ターニングすることによってレジストパターン28を形
成する。
【0051】図11(q)参照 次いで、レジストパターン28をマスクとしてRIEに
よってSiO2 膜パターン14及びSiO2 膜パターン
23をエッチングして、最終的な電極形状に対応するパ
ターンとする。
【0052】図11(r)及び(r′)参照 次いで、レジストパターン28を除去したのち、SiO
2 膜パターン14及びSiO2 膜パターン23をマスク
としてEPWを用いて異方性エッチングを施すことによ
って最終的な電極形状のマイクロ電極19,20、及
び、マイクロ電極19,20と交互に配置されたマイク
ロ電極25,26を形成する。
【0053】図12(s)参照 次いで、フッ酸緩衝液を用いて処理することによって、
マイクロ電極19,20上のSiO2 膜パターン14、
及び、マイクロ電極25,26上のSiO2 膜パターン
23を除去する。
【0054】図12(t)及び(t′)参照 最後に、ガラス基板24の裏面に、電子通過孔29に対
応する開口部を有するレジストパターン(図示せず)を
形成し、このレジストパターンをマスクとしてフッ酸緩
衝液によってガラス基板24をエッチングすることによ
ってガラス基板24の中央部に電子通過孔29を形成す
るとともに、ガラス基板24の残部を支持枠体30とす
ることによって八極電極が完成する。
【0055】この様に、本発明の実施の形態において
は、高価な製造装置を用いることなく、2枚の同じ結晶
方位を有するシリコン基板を用い、通常の湿式異方性エ
ッチングを施すだけで簡単に充分な厚さを有するマイク
ロ電極を精度良く形成することができ、それによって八
極電極の偏向性能を任意に高めることができる。
【0056】また、この製造工程は、図13に示したよ
うにウェハ状態で行うため、大量生産が可能になり、且
つ、製造装置のコスト、及び、製造コストを大幅に低減
することができる。
【0057】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明は、実施の形態に記載した構成に限られるも
のではなく、各種の変更が可能であり、例えば、上記の
実施の形態の説明においては、異方性エッチャントとし
てEPWを用いているが、EPWに限られるものではな
く、水酸化カリウム溶液(KOH)を用いても良い。な
お、KOHを用いる場合には、SiO2 膜の代わりにS
3 4 膜を用いる必要がある。
【0058】また、上記の実施の形態の説明において
は、開口部17を形成する際に、両面露光装置を用いて
いるが、表面側のSiO2 膜パターン14と、裏面側の
開口部17の位置合わせ精度は数十μmあれば充分であ
るので、両面露光装置を用いることなく、n型シリコン
基板11の外形を利用した位置合わせによるパターニン
グでも可能である。
【0059】また、上記の実施の形態の説明において
は、基板を接合する際に低温処理が可能な陽極接合法を
用いているが、陽極接合法に限られるものではなく、共
晶接合法を用いても良いものである。特に、陽極接合法
の場合には、SiO2 膜或いはガラス基板にNa(ナト
リウム)が含まれていない場合、接合が困難であるの
で、この様な場合には共晶接合法が好適である。
【0060】共晶接合法を用いる場合には、SiO2
或いはガラス基板上にAlやAuを形成しておき、Al
やAuとシリコンとが共晶を形成する温度まで加熱すれ
ば良く、陽極接合法のような電圧印加装置等を必要とし
ない。
【0061】また、上記の実施の形態の説明において
は、非導電性の支持体枠を形成するために、パイレック
ガラスからなるガラス基板を用いているが、他のガラス
を用いた基板でも良く、さらには、ガラス以外の絶縁
物、例えば、サファイア基板、高抵抗体、或いは、表面
のみが絶縁化された導電性部材、例えば、表面にSiO
2膜を形成したシリコン基板等を用いても良いものであ
り、最終的に電極形状が完成した際に、各電極を電気的
に分離し、且つ、機械的に保持する役割を果たすため、
各電極間の電位差を保持できる材料であれば良い。な
お、ガラス基板24の代わりに表面にSiO2 膜を形成
したシリコン基板を用いる場合には、上述の図9の工程
において、シリコン基板がエッチングされないように、
その露出面をフォトレジスト等で被覆して保護する必要
がある。
【0062】また、上記の実施の形態においては、マイ
クロ多極電極を八極電極として説明しているが、八極電
極に限られるものではなく、十二極電極或いは二十極電
極等であっても良い。例えば、十二極電極を形成する場
合には、2対のマイクロ電極パターンを有する電極部品
を3組形成し、まず、2つの電極部品を互いに60°回
転するように接合して、上述の図9に示す中間構造体を
形成したのち、この中間構造体に対して残りの電極部品
を互いに60°回転するように接合し、以降は図10乃
至図12の工程を行うことにより十二極電極を完成する
ことができる。
【0063】
【発明の効果】本発明によれば、単結晶半導体等の単結
晶部材の有するエッチング異方性を利用することによっ
て、通常の製造装置及び通常の製造方法によって充分な
厚さを有する偏向性能に優れたマイクロ多極電極を低コ
ストで製造することができ、それによって、微小冷陰極
を備えたマイクロ電子銃装置の実用化に寄与するころが
大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。
【図2】本発明の実施の形態の途中までの製造工程の説
明図である。
【図3】本発明の実施の形態の図2以降の途中までの製
造工程の説明図である。
【図4】本発明の実施の形態の図3以降の途中までの製
造工程の説明図である。
【図5】本発明の実施の形態の図4以降の途中までの製
造工程の説明図である。
【図6】本発明の実施の形態の図5以降の途中までの製
造工程の説明図である。
【図7】本発明の実施の形態の図6以降の途中までの製
造工程の説明図である。
【図8】本発明の実施の形態の図7以降の途中までの製
造工程の説明図である。
【図9】本発明の実施の形態の図8以降の途中までの製
造工程の説明図である。
【図10】本発明の実施の形態の図9以降の途中までの
製造工程の説明図である。
【図11】本発明の実施の形態の図10以降の途中まで
の製造工程の説明図である。
【図12】本発明の実施の形態の図11以降の製造工程
の説明図である。
【図13】本発明の実施の形態における位置合わせの説
明図である。
【図14】八極電極の偏向角の電極厚依存性の説明図で
ある。
【符号の説明】
1 非導電性支持体 2 電極 3 電極 4 電極 5 電極 6 電子通過孔 11 n型シリコン基板 12 SiO2 膜 13 SiO2 膜 14 SiO2 膜パターン 15 メサ構造体 16 メサ構造体 17 開口部 18 シリコン基板 19 マイクロ電極 20 マイクロ電極 21 n型シリコン基板 22 SiO2 膜 23 SiO2 膜パターン 24 ガラス基板 25 マイクロ電極 26 マイクロ電極 27 レジスト膜 28 レジストパターン 29 電子通過孔 30 支持枠体 31 シリコンウェハ 32 位置合わせチップ 33 位置合わせチップ 34 位置合わせ用凹凸構造 41 電子銃 42 電子 43 八極電極 44 試料

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非導電性支持体上に複数対の電極を設け
    たマイクロ多極電極において、全ての電極が単結晶部材
    からなり、且つ、前記全ての電極の側面が結晶学的に等
    価な結晶面方位を有することを特徴とするマイクロ多極
    電極。
  2. 【請求項2】 上記複数対の電極の内の少なくとも一対
    の電極は、前記複数対の電極の内の少なくとも他の一対
    の電極と異なった単結晶部材から構成されることを特徴
    とする請求項1記載のマイクロ多極電極。
  3. 【請求項3】 上記単結晶部材が、単結晶シリコンであ
    り、上記電極の側面が{111}面であることを特徴と
    する請求項2記載のマイクロ多極電極。
  4. 【請求項4】 上記電極が4対からなることを特徴とす
    る請求項3記載のマイクロ多極電極。
  5. 【請求項5】 非導電性基板上に複数対の電極を設けた
    マイクロ多極電極の製造方法において、第1の部材の少
    なくとも一部を構成する単結晶部材に異方性エッチャン
    トを用いた異方性エッチングを施すことによって互いに
    対向する少なくとも一対の電極を形成する工程、第2の
    部材の少なくとも一部を構成する単結晶部材に異方性エ
    ッチャントを用いた異方性エッチングを施すことによっ
    て互いに対向する少なくとも一対の電極を形成する工
    程、前記電極を形成した第1の部材、及び、前記電極を
    形成した第2の部材を互いの電極を形成した面を対向さ
    せ、前記互いの電極が同一平面内で交互に配置されるよ
    うに組合せて接合する工程、とを少なくとも含むことを
    特徴とするマイクロ多極電極の製造方法。
  6. 【請求項6】 上記異方性エッチャントが、エチレンジ
    アミンとカテコールの混合溶液、または、水酸化カリウ
    ム溶液のいずれかであることを特徴とする請求項5記載
    のマイクロ多極電極の製造方法。
  7. 【請求項7】 上記第1の部材及び第2の部材を組み合
    わせる工程において、前記第1の部材及び第2の部材に
    設けた相対的な位置合わせを行う凹凸構造を利用するこ
    とを特徴とする請求項5記載のマイクロ多極電極の製造
    方法。
  8. 【請求項8】 上記第1の部材及び第2の部材を接合す
    る工程において、陽極接合法を用いることを特徴とする
    請求項5乃至7のいずれか1項に記載のマイクロ多極電
    極の製造方法。
  9. 【請求項9】 上記第1の部材及び第2の部材を接合す
    る工程において、共晶接合法を用いることを特徴とする
    請求項5乃至7のいずれか1項に記載のマイクロ多極電
    極の製造方法。
  10. 【請求項10】 上記接合工程の後に、上記各電極を整
    形するための異方性エッチング工程を行うことを特徴と
    する請求項5乃至9のいずれか1項に記載のマイクロ多
    極電極の製造方法。
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