JPH07220619A - Cold cathode electrode structure and its manufacture - Google Patents
Cold cathode electrode structure and its manufactureInfo
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- JPH07220619A JPH07220619A JP1069994A JP1069994A JPH07220619A JP H07220619 A JPH07220619 A JP H07220619A JP 1069994 A JP1069994 A JP 1069994A JP 1069994 A JP1069994 A JP 1069994A JP H07220619 A JPH07220619 A JP H07220619A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】主として真空マイクロエレクトロ
ニクスにおける冷陰極電極構造とその製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention mainly relates to a cold cathode electrode structure in vacuum microelectronics and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】真空マイクロエレクトロニクスにおいて
用いられる冷陰極は、図4dに示すような構造のものが
広く検討されている。図4dにおいて、1は例えばシリ
コン(Si)基板で、そのシリコン基板1上に突起した
部分である冷陰極3を有している。また、この図の例に
おいては、冷陰極3の部分の周囲を絶縁膜である例えば
シリコン酸化膜(SiO2)4で取り囲み、その上に金
属電極である、例えばモリブデン(Mo)5を形成し、
モリブデン5とシリコン基板1の間に例えば数100V
の電圧を印加して、冷陰極3から電子を電界放出させ
る。電界放出を容易ならしめるためには、冷陰極3の形
状が急峻であることが必要であり、本例では高さ、底辺
共に1.5μmの例を示している。2. Description of the Related Art Cold cathodes used in vacuum microelectronics having a structure as shown in FIG. In FIG. 4 d, reference numeral 1 denotes a silicon (Si) substrate, for example, which has a cold cathode 3 which is a protruding portion on the silicon substrate 1. Further, in the example of this drawing, the periphery of the cold cathode 3 is surrounded by an insulating film, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) 4, and a metal electrode, for example, molybdenum (Mo) 5 is formed thereon. ,
Between the molybdenum 5 and the silicon substrate 1, for example, several 100V
The voltage is applied to cause electrons to be emitted from the cold cathode 3 by field emission. In order to facilitate field emission, it is necessary that the shape of the cold cathode 3 is steep, and in this example, both the height and the base are 1.5 μm.
【0003】従ってこのような構造を得るためには、微
細加工技術が必要であり、図4a〜図4dに一例を示し
ている。図4aにおいて、シリコン基板1上の冷陰極と
なるべき表面を写真製版技術によりフォトレジスト2で
覆う。この場合のフォトレジストの加工精度は1.5μ
mの場合を示している。次いで、このフォトレジストを
エッチングマスクとしてシリコン基板1をエッチング除
去して図4bの構造を得る。Therefore, in order to obtain such a structure, a fine processing technique is required, and an example is shown in FIGS. 4a to 4d. In FIG. 4a, the surface to be the cold cathode on the silicon substrate 1 is covered with a photoresist 2 by photolithography. In this case, the processing accuracy of the photoresist is 1.5μ
The case of m is shown. Then, using this photoresist as an etching mask, the silicon substrate 1 is removed by etching to obtain the structure of FIG. 4b.
【0004】次いで、図4cに示すようにシリコン酸化
膜(SiO2)4、4a続けてゲート電極となるべきモ
リブデン(Mo)5、5aを蒸着する。次いでフォトレ
ジスト2を除去すると、フォトレジスト上のシリコン酸
化膜4aとモリブデン5aも同時に除去されるので、最
終的に図4dの構造が得られる。なお、ゲート電極上に
制御電極を設けたい場合は図4cの工程に更にシリコン
酸化膜、次いでモリブデンを蒸着する工程を追加すれば
よい。Then, as shown in FIG. 4c, silicon oxide films (SiO 2 ) 4 and 4a are successively deposited, and molybdenum (Mo) 5 and 5a to be gate electrodes are deposited. Next, when the photoresist 2 is removed, the silicon oxide film 4a and the molybdenum 5a on the photoresist are also removed at the same time, so that the structure of FIG. 4d is finally obtained. If a control electrode is to be provided on the gate electrode, a step of depositing a silicon oxide film and then molybdenum may be added to the step of FIG. 4c.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の方法における問
題点の1つは、冷陰極の突起部を微細加工法によって形
成していることであり、このため1μmレベルの加工精
度を保証する非常に高価な写真製版設備が必要である。
また、冷陰極とゲート電極を1組として、この組を多数
アレイ状に配置して用いる場合、突起形状の加工バラツ
キにより冷陰極電極としても特性のバラツキが発生す
る。このため、複数個の突起電極を幾つかまとめて、図
5に示すようにブロック31、31a、31b……とし
て用いる。この例では100μm×100μmの枠を1
つのブロックとして各々の内に図4で述べた冷陰極3を
多数形成して1個1個の冷陰極の特性はバラツいても平
均として特性はバラツかないようにする。しかし、この
場合でも冷陰極の底辺長さを図4aの例のように1.5
μm、冷陰極間隔を1.5μmとしても1つのブロック
内の冷陰極の個数は高々1,000個(100/(1.5+1.
5)=33、33×33=1089)程度である。One of the problems in the conventional method is that the projections of the cold cathode are formed by the microfabrication method, which guarantees a processing accuracy of 1 μm level. Expensive photomechanical equipment is required.
Further, when a set of cold cathodes and gate electrodes are arranged and used in an array, a variation in the characteristics of the cold cathode electrodes may occur due to process variations in the projection shape. For this reason, a plurality of protruding electrodes are collectively used as blocks 31, 31a, 31b ... As shown in FIG. In this example, a frame of 100 μm × 100 μm is set to 1
A large number of cold cathodes 3 described in FIG. 4 are formed in each block as one block so that even if the characteristics of each cold cathode vary, the characteristics do not vary on average. However, even in this case, the bottom length of the cold cathode is 1.5 as in the example of FIG. 4a.
The number of cold cathodes in one block is at most 1,000 (100 / (1.5 + 1.
5) = 33, 33 × 33 = 1089).
【0006】この事例に類似の技術が特開平5−144
370号公報に記載されていて、9個のブロックに分
け、1個のブロックを100μm×100μmとし、そ
の中に数μmの冷陰極をアレイ状に配置している。A technique similar to this case is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-144.
It is described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 370, and it is divided into nine blocks, each block having a size of 100 μm × 100 μm, and cold cathodes having a size of several μm are arranged in an array.
【0007】本発明の目的は、微細加工技術を用いるこ
となく冷陰極極構造を形成することにあり、また、冷陰
極をブロックとして用いる場合、ブロック内に含まれる
冷陰極の面積密度を高めることにより、ブロックとして
の特性のバラツキの少ない冷陰極電極の構造を得んとす
るものである。An object of the present invention is to form a cold cathode structure without using a microfabrication technique, and when the cold cathode is used as a block, to increase the area density of the cold cathode contained in the block. Thus, it is intended to obtain a structure of a cold cathode electrode with little variation in characteristics as a block.
【0008】この他の先行技術として次のようなものが
ある。 特開平4−36922号公報は、アルミの陽極酸化膜
生成時に生ずる空孔の各空孔毎に電子放出部(冷陰極)
とゲート電極とを設け、高密度で、且つ、電子放出部を
歩留まり良く製造するものである。なお、この出願の発
明のものは、この公報のように各空孔毎に電子放出部
(冷陰極)とゲート電極とを設けたものではない。ま
た、この公報の製法は、下側のアルミを除去してから、
基板を傾斜させて回転させながらイオンビームを上から
照射しコーン状の冷陰極を形成し、また、基板を傾斜さ
せて回転させながら金を蒸着してゲート電極を形成して
いるので製法が複雑である。Other prior arts include the following. Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-36922 discloses an electron emitting portion (cold cathode) for each of the holes generated when an anodized film of aluminum is formed.
And a gate electrode are provided to manufacture the electron-emitting portion with high density and high yield. Note that the invention of this application does not have an electron emitting portion (cold cathode) and a gate electrode for each hole as in this publication. In addition, the manufacturing method of this publication, after removing the lower aluminum,
The cone-shaped cold cathode is formed by irradiating the ion beam from above while tilting and rotating the substrate, and the gate electrode is formed by depositing gold while tilting and rotating the substrate, so the manufacturing method is complicated. Is.
【0009】特開平4−264337号公報は、電子
放出素子の放出電流を各画素中で平均化することによ
り、フラットCRT全体の輝度の均一化、歩留まりの向
上、コスト低減を図るもので、高密度集積化すると共
に、電子放出率を向上するようにしている。製造方法
は、上記の特開平4−36922号公報と類似であ
る。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-264337 aims at uniforming the brightness of the entire flat CRT, improving the yield, and reducing the cost by averaging the emission currents of the electron-emitting devices in each pixel. The density is integrated and the electron emission rate is improved. The manufacturing method is similar to the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 4-36922.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1の冷
陰極電極構造は、アルミニウムまたはアルミニウム合金
の基板と、この基板の主面上に形成された第1の絶縁膜
と、この第1の絶縁膜上に形成された第1の導電膜と、
第1の導電膜及び第1の絶縁膜に形成された複数の開口
部と、この開口部に露出した基板を陽極酸化して得られ
る陽極酸化膜と、この陽極酸化膜に存在する空孔を埋め
た第2の導電体とを備えたものである。The cold cathode electrode structure according to claim 1 of the present invention is a substrate of aluminum or aluminum alloy, a first insulating film formed on the main surface of the substrate, and a first insulating film formed on the main surface of the substrate. A first conductive film formed on the insulating film of
A plurality of openings formed in the first conductive film and the first insulating film, an anodized film obtained by anodizing the substrate exposed in the openings, and holes present in the anodized film. And a buried second conductor.
【0011】この発明の請求項2の冷陰極電極構造は、
請求項1記載の冷陰極電極構造において、第1の絶縁膜
の開口部の大きさを第1の導電膜の開口部の大きさより
大きくして、第1の導電膜に庇部を形成し、この庇部の
下方にも陽極酸化膜及び第2の導電体を形成するように
したものである。The cold cathode electrode structure according to claim 2 of the present invention is
The cold cathode electrode structure according to claim 1, wherein the size of the opening of the first insulating film is made larger than the size of the opening of the first conductive film to form an eaves part in the first conductive film. The anodic oxide film and the second conductor are formed below the eaves.
【0012】この発明の請求項3の冷陰極電極構造は、
請求項1または2記載の冷陰極電極構造において、第1
の導電膜上に第2の絶縁膜を介して、第3の導電膜を設
けたものである。The cold cathode electrode structure according to claim 3 of the present invention is
The cold cathode electrode structure according to claim 1 or 2, wherein
The third conductive film is provided on the conductive film of 2 above through the second insulating film.
【0013】この発明の請求項4の冷陰極電極構造の製
造方法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の基板
の主面上に第1の絶縁膜を形成し、次に第1の絶縁膜上
にゲート電極としての第1の導電膜を形成する第1工
程、第1の導電膜及び第1の絶縁膜に複数の開口部を設
ける第2工程、この開口部に露出した基板を陽極酸化し
て得られる陽極酸化膜を形成する第3工程、該陽極酸化
膜に存在する空孔を導電体で埋めて冷陰極としての第2
の導電体を形成する第4工程をふくむものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a cold cathode electrode structure, a first insulating film is formed on a main surface of a substrate of aluminum or aluminum alloy, and then a gate electrode is formed on the first insulating film. A first step of forming a first conductive film, a second step of forming a plurality of openings in the first conductive film and the first insulating film, and anodizing the substrate exposed in the openings. Third step of forming an anodic oxide film, second as a cold cathode by filling voids existing in the anodic oxide film with a conductor
This includes the fourth step of forming the electric conductor.
【0014】この発明の請求項5の冷陰極電極構造の製
造方法は、請求項4記載の冷陰極電極構造の製造方法に
おいて、陽極酸化膜を形成した際に空孔底部に生じたバ
リア層を除去する工程を含ものである。A method for manufacturing a cold cathode electrode structure according to a fifth aspect of the present invention is the method for manufacturing a cold cathode electrode structure according to the fourth aspect, wherein the barrier layer formed at the bottom of the holes when the anodic oxide film is formed is formed. It includes a step of removing.
【0015】[0015]
【作用】この発明の請求項1の冷陰極電極構造は、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金の基板の主面上に第1
の絶縁膜を形成し、この第1の絶縁膜上に第1の導電膜
と形成し、第1の導電膜及び第1の絶縁膜に複数の開口
部を設け、この開口部に露出した基板に陽極酸化によっ
て陽極酸化膜を形成し、この陽極酸化膜に存在する空孔
を第2の導電体で埋めて、この第2の導電体を冷陰極と
し、第1の導電膜を電子を引き出すゲート電極とする。The cold cathode electrode structure according to claim 1 of the present invention has a structure in which the first surface is formed on the main surface of the substrate of aluminum or aluminum alloy.
An insulating film is formed, a first conductive film is formed on the first insulating film, a plurality of openings are provided in the first conductive film and the first insulating film, and the substrate exposed in the openings An anodic oxide film is formed on the anodic oxide film by filling the holes existing in the anodic oxide film with a second conductor, and the second conductor is used as a cold cathode, and electrons are extracted from the first conductive film. Use as a gate electrode.
【0016】この発明の請求項2の冷陰極電極構造は、
第1の絶縁膜の開口部の大きさを第1の導電膜の開口部
の大きさより大きくして、第1の導電膜に庇部を形成
し、この庇部の下方にも陽極酸化膜及び第2の導電体を
形成する。The cold cathode electrode structure according to claim 2 of the present invention is
The size of the opening of the first insulating film is made larger than the size of the opening of the first conductive film to form an eaves part in the first conductive film, and the anodic oxide film and the anodic oxide film are formed below the eaves part. A second conductor is formed.
【0017】この発明の請求項3の冷陰極電極構造は、
第1の導電膜上に第2の絶縁膜を介して、第3の導電膜
を設け、この第3の導電膜を放出電子の制御電極として
用いる。The cold cathode electrode structure according to claim 3 of the present invention is
A third conductive film is provided over the first conductive film with a second insulating film interposed therebetween, and this third conductive film is used as a control electrode for emitted electrons.
【0018】この発明の請求項4の冷陰極電極構造の製
造方法は、第1工程で、アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の基板の主面上に第1の絶縁膜を形成し、次に第
1の絶縁膜上にゲート電極としての第1の導電膜を形成
し、第2工程で、第1の導電膜及び第1の絶縁膜に複数
の開口部を設け、第3工程で、この開口部に露出した基
板を陽極酸化することによって陽極酸化膜を形成し、第
4工程で、陽極酸化膜に存在する空孔を導電体で埋めて
冷陰極としての第2の導電体を形成する。In the method for manufacturing a cold cathode electrode structure according to claim 4 of the present invention, in the first step, a first insulating film is formed on the main surface of a substrate of aluminum or aluminum alloy, and then the first insulating film is formed. A first conductive film as a gate electrode is formed on the film, a plurality of openings are provided in the first conductive film and the first insulating film in the second step, and exposed in this opening in the third step. An anodized film is formed by anodizing the formed substrate, and in a fourth step, the holes existing in the anodized film are filled with a conductor to form a second conductor as a cold cathode.
【0019】この発明の請求項5の冷陰極電極構造の製
造方法は、第3工程の次に、陽極酸化膜を形成した際に
空孔底部に生じたバリア層を除去する工程を行う。In the method for manufacturing the cold cathode electrode structure according to the fifth aspect of the present invention, the step of removing the barrier layer generated at the bottom of the holes when the anodic oxide film is formed is performed after the third step.
【0020】[0020]
実施例1.本発明においては、アルミニウム(Al)の
陽極酸化膜に形成されている微小孔を積極的に利用し、
微小孔中に金属を電気析出もしくは蒸着、或いは化学気
相成長等で成長させ、埋め込むことにより、埋め込まれ
た金属を冷陰極として利用しようとするものである。即
ち、図6に示すようにアルミニウム11を、例えば15
%の硫酸中で10℃で陽極酸化した場合にできる陽極酸
化膜21には直径120A(オングストローム)の孔2
2が360A(オングストローム)の間隔で形成される
(「アルミニウムハンドブック」軽金属協会編、朝倉書
店、昭42年6月発行)。また、孔22とアルミニウム
の間には14A(オングストローム)のバリア層23と
呼ばれる酸化膜が残っているが、これを後述するように
エッチングあるいは陽極酸化の条件を変えることにより
除去した後、孔の中に金属を埋め込んで冷陰極として作
用させようとするものである。Example 1. In the present invention, the micropores formed in the anodic oxide film of aluminum (Al) are positively utilized,
It is intended to use the embedded metal as a cold cathode by growing the metal in the micropores by electro-deposition or vapor deposition, chemical vapor deposition, or the like and embedding the metal. That is, as shown in FIG.
The anodic oxide film 21 formed by anodic oxidation in 10% sulfuric acid at 10 ° C. has a hole 2 with a diameter of 120 A (angstrom).
2 are formed at intervals of 360 A (angstrom) ("Aluminum Handbook", Light Metal Association, Asakura Shoten, June 42). Also, an oxide film called a barrier layer 23 of 14 A (angstrom) remains between the hole 22 and aluminum, but after removing this by changing the conditions of etching or anodic oxidation as described later, It is intended to embed a metal therein to act as a cold cathode.
【0021】同様の考え方は特開平2−270247号
公報に既に述べられているが、そこで述べられている方
法では、陽極酸化膜の孔に埋め込んだ金属を全て冷陰極
として利用しているため、ゲート電極を冷陰極上に一体
化して形成できないという欠点がある。本発明において
は、孔に埋め込んだ全ての金属を利用することはせず、
ゲート電極に開口部を設け、開口部に接近して埋め込ま
れた金属のみを冷陰極として利用することによりゲート
電極と冷陰極の集積化の実現を図っている。A similar idea has already been described in JP-A-2-270247. However, in the method described therein, all the metal embedded in the holes of the anodic oxide film is used as a cold cathode. There is a drawback that the gate electrode cannot be integrally formed on the cold cathode. In the present invention, it is not possible to utilize all the metals embedded in the holes,
The gate electrode is provided with an opening, and only the metal embedded close to the opening is used as a cold cathode to realize integration of the gate electrode and the cold cathode.
【0022】本発明による実施例を図1、図2を用いて
説明する。図1は、従来例の図5に相当する図であり、
電極ブロック31の大きさは両者とも同じ100μm×
100μmとしている。図1の場合、この電極ブロック
31内に20μm×20μmの開口部を設け、この開口
部に陽極酸化膜21が20μmの等間隔で9個並べられ
ている。従って、この陽極酸化膜の周辺(20μm角の
4辺)に沿って存在する孔の個数、すなわち金属をこの
孔に埋め込んだ場合の電極の個数は1ブロック当たり、
図6の孔ピッチ360A(オングストローム)の例の場
合は、 20μm×4辺×9個/360A(オングストローム)
=20,000個 となり、ブロック当たりの電極数は図5の場合の20倍
にもなる。An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram corresponding to FIG. 5 of a conventional example,
The size of the electrode block 31 is the same for both 100 μm ×
It is 100 μm. In the case of FIG. 1, 20 μm × 20 μm openings are provided in the electrode block 31, and nine anodic oxide films 21 are arranged at equal intervals of 20 μm in the openings. Therefore, the number of holes existing along the periphery of this anodic oxide film (four sides of 20 μm square), that is, the number of electrodes when a metal is embedded in each hole is one block,
In the case of the example of the hole pitch 360A (angstrom) of FIG. 6, 20 μm × 4 sides × 9 holes / 360A (angstrom)
= 20,000, and the number of electrodes per block is 20 times that in the case of FIG.
【0023】次にこのような構造を得る製造方法を図1
の電極ブロック31の部分について、図2を用いて説明
する。図2aはアルミニウム(Al)11上にシリコン
酸化膜(SiO2)4を形成し、更に、その上にモリブ
デン(Mo)5を形成した後、写真製版技術によりフォ
トレジスト2のパターンを形成した状態である。この場
合フォトレジスト2の幅、間隔は微細である必要はな
く、本例では20μmとした(10μmでもかまわな
い)。従ってステッパーのような高価な転写設備は不要
である。Next, a manufacturing method for obtaining such a structure will be described with reference to FIG.
The portion of the electrode block 31 will be described with reference to FIG. FIG. 2a shows a state in which a silicon oxide film (SiO 2 ) 4 is formed on aluminum (Al) 11, molybdenum (Mo) 5 is further formed thereon, and then a pattern of photoresist 2 is formed by photolithography. Is. In this case, the width and interval of the photoresist 2 do not need to be fine, and in this example, it is set to 20 μm (10 μm may be used). Therefore, expensive transfer equipment such as a stepper is unnecessary.
【0024】次いでフォトレジスト2をエッチングマス
クとしてモリブデン5、次いでシリコン酸化膜4をエッ
チング除去して図2bのような開口部9を形成する。こ
の開口部9の露出したアルミニウム11の部分を陽極酸
化し図2cのように陽極酸化膜21を形成する。この陽
極酸化の方法については前述の「アルミニウムハンドブ
ック」に詳述されているが、浴液の化学薬品、温度、印
加電圧等により形成される陽極酸化膜の性質、特に孔2
2の大きさ、間隔等が異なることが知られている。Then, using the photoresist 2 as an etching mask, the molybdenum 5 and then the silicon oxide film 4 are removed by etching to form an opening 9 as shown in FIG. 2b. The exposed aluminum 11 portion of the opening 9 is anodized to form an anodized film 21 as shown in FIG. 2c. The method of this anodic oxidation is described in detail in the above-mentioned "Aluminum Handbook", but the properties of the anodic oxide film formed by the chemicals of the bath solution, temperature, applied voltage, etc.
It is known that the sizes and intervals of the two are different.
【0025】本例では15%硫酸液を用い、10℃で1
5V印加した場合で述べると孔径は120A(オングス
トローム)、間隔は360A(オングストローム)とな
ることが知られている。次いでバリア層23を除去して
孔22に金属を埋め込む。この埋め込む方法であるが、
陽極酸化膜の硬度を向上させる目的でNiを電解析出で
埋め込む方法が知られている(「金属・無機材料・高分
子材料第4集」、科学技術庁工業技術院金属材料技術研
究所、無機材質研究所、繊維高分子材料研究所、研究開
発資料、科学技術公報財団、昭和59年3月1日)。In this example, a 15% sulfuric acid solution was used and
When applying 5 V, it is known that the pore diameter is 120 A (angstrom) and the space is 360 A (angstrom). Next, the barrier layer 23 is removed and the hole 22 is filled with metal. This is the embedding method,
A method of embedding Ni by electrolytic deposition for the purpose of improving the hardness of the anodic oxide film is known (“Metal / inorganic material / polymer material No. 4”, Science and Technology Agency, Institute of Industrial Technology, Metal Material Research Institute, Institute for Inorganic Materials, Laboratory for Fiber and Polymer Materials, Research and Development Materials, Science and Technology Bulletin Foundation, March 1, 1984).
【0026】この方法によれば、陽極酸化の終了時電圧
を下げて、電解電流を切った後、アルミニウム基板と対
向電極を外部導線で接続して浴中で放置することにより
バリア層が除去できる(図2d)。そうして、Niの電
解析出はNiSO4・7H2O,NiCl2・6H2O,H
3BO3の混合液を用いて行えばよいことも上記文献に述
べられており、該方法により図2eに示すようにニッケ
ル(Ni)24で孔を埋め込む。次いで、フォトレジス
ト2を除去することにより図2fの構造を得る。この図
において、モリブデン5がゲート電極として、またその
近傍にあるニッケル24が冷陰極として作用する。According to this method, the barrier layer can be removed by lowering the voltage at the end of anodic oxidation to cut off the electrolysis current, and then connecting the aluminum substrate and the counter electrode with an external lead wire and leaving them in the bath. (Fig. 2d). Then, electrolytic deposition of Ni is NiSO 4 · 7H 2 O, NiCl 2 · 6H 2 O, H
It has also been described in the above-mentioned document that a mixed solution of 3 BO 3 may be used, and the hole is filled with nickel (Ni) 24 as shown in FIG. The photoresist 2 is then removed, resulting in the structure of Figure 2f. In this figure, molybdenum 5 acts as a gate electrode, and nickel 24 in the vicinity thereof acts as a cold cathode.
【0027】実施例2.本発明の他の実施例として、図
2fの構造に更に制御電極を設けた場合を図3に示す。
この例では図2fのゲート電極(モリブデン5)の上
に、更にシリコン酸化膜6を介して第2のモリブデン
(Mo)7を設け制御電極としている。本構造を得るに
は、図2aの前に更ににシリコン酸化膜とモリブデンを
積層させておけば、以降の工程は図2で述べたところと
同じである。Example 2. As another embodiment of the present invention, FIG. 3 shows the structure of FIG.
In this example, a second molybdenum (Mo) 7 is further provided on the gate electrode (molybdenum 5) of FIG. 2f via a silicon oxide film 6 to serve as a control electrode. In order to obtain this structure, a silicon oxide film and molybdenum are further laminated before the step of FIG. 2a, and the subsequent steps are the same as those described in FIG.
【0028】実施例3.本発明の他の実施例として、ゲ
ート電極とニッケルの冷陰極との関係を更に精度よく仕
上げるには図2bの工程の後、シリコン酸化膜4を少し
オーバエッチングする。こうすると図3で示すように、
モリブデン5の庇部8が形成され陽極酸化膜21がこの
庇部8の下方に位置するようになり、ニッケル24も庇
部8の下方に位置することになる。このようにすると電
界放出を効率良く行うことができる。Example 3. As another embodiment of the present invention, in order to more accurately finish the relationship between the gate electrode and the nickel cold cathode, the silicon oxide film 4 is slightly over-etched after the step of FIG. 2b. Then, as shown in Figure 3,
The eaves portion 8 of molybdenum 5 is formed, the anodic oxide film 21 is located below the eaves portion 8, and the nickel 24 is also located below the eaves portion 8. By doing so, field emission can be efficiently performed.
【0029】実施例4.これまでの実施例においては、
陽極酸化膜の孔22に埋め込む金属として電解析出によ
るニッケル(Ni)について述べたが、例えば真空蒸着
法により他の金属あるいは合金、例えばモリブデン(M
o)、タングステン(W)、モリブデンシリサイド(M
oSi2)等を用いてもよい。また、ゲート電極あるい
は制御電極の下に配置する絶縁膜としてシリコン酸化膜
(SiO2)の例について述べたが、他の絶縁膜例えば
アルミナ(Al2O3)、シリコン窒化膜(Si3N4)等
を用いてもよい。Example 4. In the examples so far,
Although nickel (Ni) by electrolytic deposition has been described as the metal to be embedded in the hole 22 of the anodic oxide film, another metal or alloy such as molybdenum (M
o), tungsten (W), molybdenum silicide (M
oSi 2 ) or the like may be used. Further, although the example of the silicon oxide film (SiO 2 ) is described as the insulating film arranged under the gate electrode or the control electrode, other insulating films such as alumina (Al 2 O 3 ) and silicon nitride film (Si 3 N 4) are used. ) Or the like may be used.
【0030】実施例5.基板としてはアルミニウムの代
わりに、他の金属、ガラス、セラミックス等を用いても
よい。その場合基板上にアルミニウムもしくはアルミニ
ウム合金を真空蒸着法あるいはスパッタリング法等によ
り形成して用いてもよい。この発明ではこれらをアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金基板に含める。Example 5. As the substrate, other metal, glass, ceramics, or the like may be used instead of aluminum. In that case, aluminum or an aluminum alloy may be formed on the substrate by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like and used. In the present invention, these are included in an aluminum or aluminum alloy substrate.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明の請求項1によれば、微細加工技
術を用いることなく、微細な冷陰極電極の構造を得るこ
とができる。また単位面積当たり高密度の電極を形成で
き、個々の電極のバラツキの影響を受けない均一な冷陰
極特性を得る効果がある。According to the first aspect of the present invention, a fine structure of the cold cathode electrode can be obtained without using a fine processing technique. Further, it is possible to form high-density electrodes per unit area, and it is possible to obtain uniform cold cathode characteristics that are not affected by variations in individual electrodes.
【0032】本発明の請求項2によれば、第1の導電膜
に庇部を形成したので、電界放出を効率良く行うことが
できる。According to the second aspect of the present invention, since the eave portion is formed on the first conductive film, the field emission can be efficiently performed.
【0033】本発明の請求項3によれば、第3の導電膜
を設けたので、この第3の導電膜を放出電子の制御電極
として放出電子の制御をすることができる。According to the third aspect of the present invention, since the third conductive film is provided, it is possible to control the emitted electrons by using the third conductive film as a control electrode for the emitted electrons.
【0034】本発明の請求項4または5によれば、微細
加工技術を用いることなく、微細な冷陰極電極の構造の
製造方法を得ることができる。また、単位面積当たり高
密度の電極を形成でき、個々の電極のバラツキの影響を
受けない均一な冷陰極特性を有する冷陰極電極構造の製
造方法を得ることができる効果がある。According to the fourth or fifth aspect of the present invention, it is possible to obtain a method of manufacturing a fine cold cathode electrode structure without using a fine processing technique. Further, it is possible to form a high-density electrode per unit area, and it is possible to obtain a method for manufacturing a cold cathode electrode structure having uniform cold cathode characteristics that is not affected by variations in individual electrodes.
【図1】本発明の実施例1による冷陰極をアレイ状に配
列した場合の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an array of cold cathodes according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1による冷陰極電極構造の製造
工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the cold cathode electrode structure according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例2の冷陰極に制御電極を設けた
場合および実施例3のゲート電極に庇部を設けた場合の
構造断面図である。FIG. 3 is a structural cross-sectional view when a control electrode is provided on a cold cathode of Example 2 of the present invention and when an eaves portion is provided on a gate electrode of Example 3;
【図4】従来の冷陰極電極構造の製造工程を示す断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional cold cathode electrode structure.
【図5】従来の冷陰極を多数アレイ状に配列して用いる
場合の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a case where a large number of conventional cold cathodes are arranged in an array and used.
【図6】アルミニウムの陽極酸化膜の構造を示す断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of an aluminum anodic oxide film.
1 シリコン基板(Si) 2 フォトレジスト 3 冷陰極 4、4a シリコン酸化膜(SiO2) 5、5a モリブデン(Mo) 6 シリコン酸化膜(SiO2) 7 モリブデン(Mo) 8 庇部 9 開口部 11 アルミニウム(Al) 21 陽極酸化膜 22 孔 23 バリア層 24 ニッケル(Ni) 31、31a、31b 冷陰極の電極ブロック1 Silicon Substrate (Si) 2 Photoresist 3 Cold Cathode 4, 4a Silicon Oxide Film (SiO 2 ) 5, 5a Molybdenum (Mo) 6 Silicon Oxide Film (SiO 2 ) 7 Molybdenum (Mo) 8 Eaves 9 Opening 11 Aluminum (Al) 21 Anodized film 22 Pore 23 Barrier layer 24 Nickel (Ni) 31, 31a, 31b Cold cathode electrode block
Claims (5)
基板と、この基板の主面上に形成された第1の絶縁膜
と、この第1の絶縁膜上に形成された第1の導電膜と、
この第1の導電膜及び第1の絶縁膜に形成された複数の
開口部と、この開口部に露出した上記基板を陽極酸化し
て得られる陽極酸化膜と、この陽極酸化膜に存在する空
孔を埋めた第2の導電体とを備え、上記第2の導電体を
冷陰極とし、上記第1の導電膜を電子を引き出すゲート
電極としたことを特徴とする冷陰極電極構造。1. An aluminum or aluminum alloy substrate, a first insulating film formed on a main surface of the substrate, and a first conductive film formed on the first insulating film.
A plurality of openings formed in the first conductive film and the first insulating film, an anodized film obtained by anodizing the substrate exposed in the openings, and a space present in the anodized film. A cold cathode electrode structure, comprising: a second conductor filling the hole, wherein the second conductor is a cold cathode, and the first conductive film is a gate electrode for extracting electrons.
て、第1の絶縁膜の開口部の大きさを第1の導電膜の開
口部の大きさより大きくして、第1の導電膜に庇部を形
成し、この庇部の下方にも陽極酸化膜及び第2の導電体
を形成するようにしたことを特徴とする冷陰極電極構
造。2. The cold cathode electrode structure according to claim 1, wherein the size of the opening of the first insulating film is larger than the size of the opening of the first conductive film, and the first conductive film is covered. A cold cathode electrode structure characterized in that a portion is formed, and an anodic oxide film and a second conductor are formed below the eave portion.
において、第1の導電膜上に第2の絶縁膜を介して第3
の導電膜を設け、この第3の導電膜を放出電子の制御電
極としたことを特徴とする冷陰極電極構造。3. The cold cathode electrode structure according to claim 1, wherein a third insulating film is formed on the first conductive film via a second insulating film.
2. A cold cathode electrode structure, characterized in that the conductive film is provided, and the third conductive film is used as a control electrode for emitted electrons.
基板の主面上に第1の絶縁膜を形成し、次に該第1の絶
縁膜上にゲート電極としての第1の導電膜を形成する第
1工程、上記第1の導電膜及び第1の絶縁膜に複数の開
口部を設ける第2工程、この開口部に露出した上記基板
を陽極酸化することによって陽極酸化膜を形成する第3
工程、上記陽極酸化膜に存在する空孔を導電体で埋めて
冷陰極としての第2の導電体を形成する第4工程、を含
むことを特徴とする冷陰極電極構造の製造方法。4. A first step of forming a first insulating film on a main surface of an aluminum or aluminum alloy substrate, and then forming a first conductive film as a gate electrode on the first insulating film. A second step of forming a plurality of openings in the first conductive film and the first insulating film, and a third step of forming an anodized film by anodizing the substrate exposed in the openings
A method of manufacturing a cold cathode electrode structure, comprising: a step of filling a hole existing in the anodic oxide film with a conductor to form a second conductor as a cold cathode.
法において、陽極酸化膜を形成した際に空孔底部に生じ
たバリア層を除去する工程を含むことを特徴とする冷陰
極電極構造の製造方法。5. The cold cathode electrode structure according to claim 4, including a step of removing a barrier layer generated at the bottom of the holes when the anodic oxide film is formed. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1069994A JPH07220619A (en) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | Cold cathode electrode structure and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1069994A JPH07220619A (en) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | Cold cathode electrode structure and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07220619A true JPH07220619A (en) | 1995-08-18 |
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ID=11757546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1069994A Pending JPH07220619A (en) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | Cold cathode electrode structure and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07220619A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-02-01 JP JP1069994A patent/JPH07220619A/en active Pending
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