JPH01248622A - 硫化カルシウムまたは硫化ストロンチウムの反応性ドライエッチング方法及び多色薄膜el素子の製造方法 - Google Patents

硫化カルシウムまたは硫化ストロンチウムの反応性ドライエッチング方法及び多色薄膜el素子の製造方法

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JPH01248622A
JPH01248622A JP63076715A JP7671588A JPH01248622A JP H01248622 A JPH01248622 A JP H01248622A JP 63076715 A JP63076715 A JP 63076715A JP 7671588 A JP7671588 A JP 7671588A JP H01248622 A JPH01248622 A JP H01248622A
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JP
Japan
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thin film
sulfide
gas
dry etching
methyl
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JP63076715A
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English (en)
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Mutsumi Yamamoto
睦 山本
Yosuke Fujita
洋介 藤田
Atsushi Abe
阿部 惇
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、硫化カルシウムあるいは硫化ストロンチウム
主成分とする薄膜を、高速、且つ再現性良くドライエツ
チングする方法に関するもの、及び上記硫化カルシウム
、硫化ストロンチウム等の硫化物を主成分とする薄膜を
蛍光体層として用いている、キャラクタ−表示、或はグ
ラフィック表示用フラットデイスプレィとして最適な多
色薄膜EL素子の製造方法に関するものである。
従来の技術 従来薄膜EL素子の蛍光体薄膜層としてはZnS :M
nが多く用いられていたが、最近ZnS:Mn以外の材
料でも高輝度のものが開発されるようになった。
例えばZnS:Tb、Fは緑、SrS:Ceは青、Ca
S : Euは赤に明るく発光する。そこでこれらの材
料を用いた多色表示の1膜EL素子が多く提案されてい
る。
多色表示の薄膜El−素子を作製する場合、複数の蛍光
体層の間に電極層と必要に応じて誘電体薄膜層を挟む方
法と、複数の蛍光体薄膜層を所定のパターンに配置する
方法が考えられる。前者の方法では、電極層が複数組必
要で素子構造が非常に複雑になり、また特性も不安定と
なりやすい。−方後者の場合、素子構造の単純さや特性
の安定性の面から現実的な方法である。しかしながら、
パターンが大きければメタルマスクを用いて各蛍光体薄
膜層を形成することは可能であるが、パターンが細かい
とメタルマスクを用いての形成は実際上困難である。
薄膜層を微細なパターンに形成するには全面に一様に薄
膜を形成した後、フォトレジストのパターンを形成し化
学的または物理的に薄膜の不用な部分を除去(エツチン
グ)する方法が一般的である。化学的なエツチング方法
としては硫酸、或は塩酸等の酸性溶液によりエツチング
が可能である。
また物理的な方法としてはアルゴン等の不活性なガスを
用いてスパッタエツチングする方法、或は反応性のガス
を用いて反応性スパッタエツチングをする方法等が提案
されている。
発明が解決しようとする課題 しかしながらCaS、 或は5rSN膜は酸或は水分に
非常に弱いため、化学的な方法でのエツチングは不向き
である。そのため上記硫化物薄膜のエツチングには物理
的な°方法(ドライエツチング)が望ましいと考えられ
ているが、CaS、 SrSを主成分とした薄膜を十分
な速度で且つ再現性良くエツチングする方法がなく、そ
のため多色薄膜EL素子の実現も非常に困難であった。
課題を解決するための手段 CaSあるいはSrSを主成分とする薄膜をドライエツ
チングする手段として、メチル基、若しくはエチル基を
含む化合物のうち少なくとも一種を含むガスを用いて硫
化物薄膜の反応性ドライエツチングを行う。
作用 本発明の方法によれば、プラズマにより活性化されたメ
チル基、若しくはエチル基を含む化合物のガスからメチ
ル基若しくはエチル基が解離し、基板表面でCaS或は
SrSと反応し、Ca或はSrとメチル基若しくはエチ
ル基が結合した化合物を形成する。これらの化合物は、
沸点が低いため容易に蒸発し、良好なエツチングが行え
る。
また、上述の反応性ドライエツチング方法を用いること
により、蛍光体層に硫化物を用いている薄膜E’L素子
の蛍光体薄膜のパターニングを容易に行うことができ、
多色薄膜EL素子を容易に、且つ再現性良く製造するこ
とができる。
実施例 実施例1 第1図に、本発明の硫化カルシウム、及び硫化ストロン
チウムの反応性ドライエツチングに用いた装置の概略図
を示す。真空容器l内部には、電極対カソード2、アノ
ード3が配置されている。
カソード2上には基板4が配置されている。カソード2
にはマツチング回路5を介して高周波電源6が接続され
ており、交流電圧が印加されている。
基板4上には被エツチング物である硫化物薄膜が形成さ
れている。また、真空容器1にはガス導入ロアが取り付
けてあり、流量計8a、8bにより所望の流量に制御さ
れたガスを真空容器1内に導入できる構造となっている
。真空容器l内のガス圧力は真空排気系9により制御さ
れる。
上述の装置を用いてCaS薄膜をドライエツチングする
場合について詳しく説明する。カソード2上にCaS薄
膜の形成された基板4を載置する。CaS薄膜にはスト
ライブ状にパターニングされたフォトレジストが塗布さ
れている。真空容器l内を1.0×10T5Torrま
で排気後、ガス導入ロアよリメタノールとアルゴンの混
合ガスを導入する。メタノールガス及びアルゴンガスは
流量計8a、8bにより各々所望の流量になるように制
御されている。また真空容器l内の圧力は、真空排気系
9により所定の一定圧力に保たれている。高周波電源6
を動作させ、マツチング回路5を通してカソード2に所
定の交流電圧を印加する。交流電圧の印加により電極間
にプラズマが発生し、CaS薄膜のエツチングが行われ
る。CaS薄膜のエツチング量が所望の値に達したら、
高周波TIE源6の動作をとめエツチングを終了する。
本発明の方法によるCaS薄膜のエツチングは、次のよ
うな過程を経て進行していると考えられる。
即ち、電極部に発生させたプラズマによりメタノールが
分解されメチル基(CH3)が生成される。プラズマに
より活性化されたC113は、基板上に形成されている
Caとが結合しCaとの化合物Ca(CH3)2を形成
する。Ca(C113)2は蒸気圧が高いので基板上か
ら容易に蒸発し、その結果CaS薄膜のエツチングが進
行する。
上述の装置を用い、メタノールガスの流量を90SCC
M、アルゴンガスの流量をIO5ccM、エツチング中
のガス圧力を5=OX 1O−2TorrとしてCaS
薄膜のエツチングを行ったところ、50nm/winと
いう従来得られなかった高いエツチング速度が得られた
以上の実施例1では、エツチングガスとしてメタノール
とアルゴンの混合ガスを用いたが、メタノールガスのみ
でもエツチングが行える。またガスはメタノールガスに
限るものではなく、メチル基若しくはエチル基を含む化
合物のガスを少なくとも1種以上含むガスを用いても同
様の効果が得られる。
実施例2 第2図に本発明の多色薄膜EL素子の製造方法を示す。
まず(a)に示したように、所望のパターンの透明電極
11、及び第1絶縁体層12が形成されたガラス基板l
O上に、第1蛍光体膜13を形成するためのZnS:T
b、F膜を共蒸着法により全面に一様に形成した。Zn
S:Tb、F膜の上にフォトレジス)14を塗布し、透
明電極11の1本おきに第1蛍光体膜13のストライプ
が形成されるようにフォトレジスト14をパターニング
する。このガラス基板lOを第1図に示した装置を用い
、呈ッチングガスとしてメタノールとアルゴンの混合ガ
スを用いて反応性ドライエツチングを行い、 (b)に
示したようなZnS:TB、F膜のストライブ状のパタ
ーンを形成する。この時のエツチング条件は、メタノー
ルガスの流量を90SCCM、アルゴンガスの流量をI
O5ccM、エツチング中のガス圧力をs、ox tO
−2Torrとし、エツチング速度は50nm/ll1
inであった。
レジストを除去し、500℃で1時間真空中熱処理した
後、 (C)に示したように第2蛍光体膜15を形成す
るためのCaS : Eu膜を電子ビーム蒸着法により
全面に一様に形成し、その上にフォトレジスト16を塗
布し、第1蛍光体膜13の形成されていない部分にフォ
トレジスト16のストライブが残るように、フォトレジ
スト16のパターニングを行う。次に再度第1図に示し
た装置を用い、エツチングガスとしてメタノールとアル
ゴンの混合ガスを用いて反応性ドライエツチングを行い
、 (d)に示したようなCab:Eu膜のストライブ
状のパターンを形成する。この時のエツチング条件は、
メタノールガスの流量を9O5CG?、アルゴンガスの
流量をIO5ccM、エツチング中のガス圧力を5.O
X to−2Torrとし、エツチング速度は50nm
/n+ i nであった。レジストを除去し、500℃
で1時間真空中熱処理をした後、 (e)に示したよう
に第2絶縁体層17、及び透明電極11と直交する様に
ストライブ状にパターニングされた背面電極18を形成
し、多色薄膜EL素子を完成した。
これらの素子を駆動したところ、第1蛍光体膜が形成さ
れている電極のみに電圧を印可した場合には緑色の発光
が、第2蛍光体膜が形成されている電極のみに電圧を印
可した場合には赤色の発光が、また全ての電極に電圧を
印可した場合には両色の混合色の発光が得られた。また
、各蛍光体膜の発光効率は、各蛍光体薄膜単独でEL素
子を形成したものと同じ発光効率が得られた。
以上の実施例2では、第1蛍光体膜、及び第2蛍光体膜
のエツチングに際して、エツチングガスとしてメタノー
ルとアルゴンの混合ガスを用いたが、メタノールガスの
みでもエツチングが行える。
またガスはメタノールガスに限るものではなく、メチル
基若しくはエチル基を含む化合物のガスを少なくとも1
種以、L含むガスを用いても同様の効果が得られる。
また本実施例2では、ZnS:Tb、F膜、及びCaS
 : Eu膜の2種類の蛍光体膜を用いた多色薄膜EL
素子を形成する場合について述べたが、更に3種類以上
の蛍光体薄膜層を形成する場合にも、本発明の多色薄膜
EL素子製造方法が有効であることはいうまでもない。
発明の効果 本発明の硫化カルシウムまたは硫化ストロンチウムの反
応性ドライエツチング方法によれば、従来非常に困難で
あった硫化カルシウム、及び硫化ストロンチウムのドラ
イエツチングが高速で且つ再現性良く行うことが出来る
ようになった。
また、本発明の多色薄膜EL素子の製造方法によれば、
蛍光体層を多層化することなく、本来の発光効率を持っ
た複数の蛍光体薄膜層を一対の電極層間に形成でき信頼
性の高い多色薄膜E L素子を提供することが可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例における硫化カルシウムまた
は硫化ストロンチウムの反応性ドライエツチング方法に
用いる装置の概略図、第2図は、本発明の実施例におけ
る多色薄膜EL素子の製造方法の概略を示す断面図であ
る。 l・・−真空容器、2・・・カソード、3・・−アノー
ド、4・・・基板、5・・・マツチング回路、6・・・
高周波電源、7・・・ガス導入口、8a、8b・・・流
量計、9・・・真空排気系。10・・・ガラス基板、1
1・・・透明電極、12・・・第1絶縁体層、13・・
・第1蛍光体膜、14・・・フォトレジスト、15・・
・第2蛍光体膜、16・・・フォトレジスト、17・・
・第2絶縁体膜、18・・・背面電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか1名区    
   ト !s2図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硫化カルシウム、或は硫化ストロンチウムを主成
    分とする薄膜をドライエッチングする際、メチル基、若
    しくはエチル基を含む化合物のガスのうち少なくとも一
    種を含むガスを用いることを特徴とする硫化カルシウム
    または硫化ストロンチウムの反応性ドライエッチング方
    法。
  2. (2)硫化カルシウム、或は硫化ストロンチウムを主成
    分とする薄膜のドライエッチングに用いるガスが、メチ
    ルアルコール、エチルアルコール、若しくはアセトンの
    うち少なくとも一種を含むガスであることを特徴とする
    請求項1に記載の硫化カルシウムまたは硫化ストロンチ
    ウムの反応性ドライエッチング方法。
  3. (3)基板上に形成した発光層、及び発光層を挟む電極
    層よりなる薄膜EL素子の製造方法において、硫化物を
    主成分とする蛍光体薄膜層を所定のパターンに形成する
    際、メチル基、若しくはエチル基を含む化合物のガスの
    うち少なくとも一種を含むガスを用いて反応性ドライエ
    ッチングを行う工程を含むことを特徴とする多色薄膜E
    L素子の製造方法。
  4. (4)基板上に形成した発光層、及び発光層を挟む電極
    層よりなる薄膜EL素子の製造方法において、硫化物を
    主成分とする蛍光体薄膜層を所定のパターンに形成する
    際、メチルアルコール、エチルアルコール、若しくはア
    セトンのうち少なくとも一種を含むガスを用いて反応性
    ドライエッチングを行う工程を含むことを特徴とする請
    求項3に記載の多色薄膜EL素子の製造方法。
JP63076715A 1988-03-30 1988-03-30 硫化カルシウムまたは硫化ストロンチウムの反応性ドライエッチング方法及び多色薄膜el素子の製造方法 Pending JPH01248622A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9263393B2 (en) * 2012-11-07 2016-02-16 Globalfoundries Inc. Sputter and surface modification etch processing for metal patterning in integrated circuits

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9263393B2 (en) * 2012-11-07 2016-02-16 Globalfoundries Inc. Sputter and surface modification etch processing for metal patterning in integrated circuits

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