JPH0362482A - 電極の形成方法およびこの方法で形成される電極を含む電子装置 - Google Patents

電極の形成方法およびこの方法で形成される電極を含む電子装置

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JPH0362482A
JPH0362482A JP2007015A JP701590A JPH0362482A JP H0362482 A JPH0362482 A JP H0362482A JP 2007015 A JP2007015 A JP 2007015A JP 701590 A JP701590 A JP 701590A JP H0362482 A JPH0362482 A JP H0362482A
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electrode
layer
etching
pad
forming
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JP2007015A
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English (en)
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Susan E Jacobson
スーザン　エリザベス　ジェイコブスン
Rosemary A Lee
ローズマリー　アン　リー
Helen A Williams
ヘレン　アンネ　ウィリアムズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Company PLC
Original Assignee
General Electric Company PLC
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    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

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］ この発明は電界放射装置のような電子放射装置の点電極
を製造する方法およびその点電極を含む電子装置に関す
るものである。
［従来の技術］ 近年、２〜３ミクロンオーダの微細な陰極寸法および陽
極／陰極間隔を有している電界放射装置の構造について
かなりの興味が持たれてきた。
そのような装置の製造において、ピラミッド形状をした
陰極の配列は、シリコン基板の上に適切なエツチングレ
ジスト材料で積層されたパッドを湿式エツチングし、そ
の後不要領域を除去し、そのパッドの下に必要なピラミ
ッド形状の突起を残存させることによって形成されてい
た。
［発明が解決しようとする課題］ ミクロンサイズの電界放射装置の構造においては、ピラ
ミッド形状の陰極と陽極の間に印加される可能な最低電
圧で良好な放射を達成することが不可欠のものである。
このためには陰極構造の上にできるだけ先鋭な点を作る
必要があるが、従来の技術ではミクロンオーダの先鋭な
点を作ることは困難であった。
この発明の目的は改良された先鋭なチップを有するテー
パ構造を形成する新しい方法を提供するものである。
さらに、この発明の他の目的は上記方法で形成された電
極を含む電子装置を提供するものである。
［課題を解決するための手段および作用］この発明にお
いては、導電材料層を供給し、電極に対応する前記導電
材料層上の位置にマスキングパッドを形威し、その層を
エツチングし、電極構造をパッドの下に形成し、そのパ
ッドを除去し、その電極構造を乾式エツチングすること
によって先鋭なチップを有する電極を製造する。
［実施例〕 この発明の具体例を、添付図面を参照し実施例により以
下に詳細に説明する。
第１図（ａ）から（ｄ）までは、本発明の第１の実施例
の手順を図示している。
第２図（ａ）から（Ｃ）までは、本発明の第２の実施例
の手順を図示している。
第３図は、本発明の第３の実施例の手順を図示している
。
第１図（ａ）ニおいて、　　たとえば１０００−４００
０オンケ″ス）ｎ−五程度の厚さの二酸化シリコン層ｌ
が単結晶シリコン基板２の上に熱成長する。　　それか
ら、上記層１の上にレジスト層３（第１図（ｂ））がマ
スク４を通して堆積する。このレジスト層ハ現像され、
不用な部分が取り除かれ、エツチングマスクが形成され
る。その後、二酸化シリコン層１はそのマスクを通して
エツチングされ、基板２の表面上に二酸化シリコンのパ
ッド５（第１図（ｃ））が残る。
その後、基板２はＳＦ、／Ｃ１ｊ１０１を用イテプラズ
マ　エッチされ、柱６がパッド５の真下に残される（第
１図（ｄ））。
その後、パッド５は柱の頂上から取り除かれ、この装置
はＳＦ＠／Ｎ、を用いて反応性イオンエツチング処理に
さらされ、非常に先鋭な点を有するテーパ電極が柱状部
に作られる。
この乾式エツチング法によれば、従来の湿式エツチング
技術によって作られた電極よりも非常に先鋭な電極が作
られる。実際に、１ミクロンの基板と２ミクロンの高さ
とわずか０．０３ミクロンのチップサイズのテーパ電極
がこの発明による方法で作られた。
上述の方法は種々の変更が可能である。例えば、はぼ平
行な側壁を有する第１図（ｄ）の柱６の代わりに、最初
から湿式エツチングされた基板を用いてテーパ電極を作
ることも可能である。そこでハハッド５が除去され、先
鋭な電極を作るために乾式エツチング処理が用いられる
。
また、上述の方法の変更態様として、ニオビウムのよう
な種々の他の基板材料を用いることも可能である。種々
の不純物濃度、スパッタードニオビウム、モリブデンま
たは金、単結晶ニッケル、タングステン及びロジュウム
を持ったシリコン基板に乾式エツチング技術を用いるこ
ともできる。
いくらかの基板材料については、上述のプラズマエツチ
ングまたは反応性エツチングと異なる乾式エツチング技
術および異なるエツチング材料（ｅｔｃｈａｎｔｓ）が
要求される。他の可能な乾式エツチングの形態はイオン
ビームミーリング、反応性イオンビームミーリングも含
むものである。
第２図はこの発明による先鋭な点を有する金電極を形成
する方法を図示する。
例えば、２ミクロン厚の金層７がシリコン基板８の上に
積層され、レジスト層９が金層７の上に積層される（第
２図（ａ））。レジスト層９は金層７の上にパッド１０
（第２図（ｂ））を作るためにパターン化される。この
場合、他の技術として金層７の上にチタンのパッドを用
いることもできる。
その後、基板がその面内で回転している間、基板面に適
切な角度で、アルゴンイオンビーム研磨をすることによ
って金層は乾式エツチングされる。
このエツチングの間、パッドＩＯは完全に浸食される。
従って、その後エツチングはパッドがない状態で続けら
れる。先鋭点を有する金電極１１はこのようにして作ら
れる（第２図（Ｃ））。
第３図に点を有する金電極を作る他の方法が示される。
第２図と同様に金層１２がシリコン基板１３の上に積層
され、レジスト層１４がその上に積層される（第３図（
ａ））。レジスト層１４はパッド１５を作るために金層
１２の上にパターン化される。
その後、金層１２は、その面が回転している間、アルゴ
ンイオンビームによって基板の主要面に垂直に研磨され
る。これによって、はぼ垂直な側壁を有する柱１６がパ
ッド１５の下に作られる（第３図（Ｃ〉）。その後、パ
ッド１５は取り除かれ柱は、さらにその面が回転してい
る間、例えば、垂直面に対して１５６の角度で、イオン
ビームによってさらに研磨される。これによって、第３
図（Ｃ）に示されるように、非常に先鋭なチップ１７が
柱１６の上に作られる。
この発明による方法は単点構造またはサブミクロンのチ
ップを有する単点構造の配列にも用いることができる。
収容密度は各チップ当り２．５×１０’ｃｍ”程度に高
くすることが可能である。
またこの構造は、例えば、電界放射ダイオード、トタン
ジスタまたは冷陰極源としても用いることができる。
［発明の効果］ 本発明は以上説明したように乾式エツチングを用いた処
理を行っているので、先鋭なチップを柱の部分に作るこ
とができる。このため非常に先鋭な点電極を製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１ している。 第２図は、 している。 本発明の第２の実施例の手順を図示 の実施例の手順を図示 第３図は、本発明の第３の実施例の手順を図示している
。 １・・・二酸化シリコン層、２・・・基板、３・・・レ
ジスト層、４・・・マスク、　５・・・パッド、　６・
・・柱、７・・・金層、８・・・シリコン基板、９・・
・レジスト層、１ｏ・・・パッド、１１・・・金’！極
、１２・・・金層、１３・・・シリコン基板、　１４・
・・レジスト層、　１５・・・パッド、　１６・・・柱
、　１７・・・チップ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、導電材料層（２）を備え、 電極に対応する前記層上の位置にマスキングパッド（５
    ）を形成し、 電極構造（６）がパッドの下に形成されるように前記層
    をエッチングし、 パッドを除去し、 先鋭点電極を作るために電極構造を乾式エッチングする
    ことを特徴とする電極形成方法。２、エッチング層（２
    ）を湿式エツチング処理することにより電極構造を形成
    することを特徴とする請求項１記載の電極形成方法。 ３、エッチング層（２）を乾式エッチング処理すること
    により電極構造を形成することを特徴とする請求項１記
    載の電極形成方法。 ４、層（２）のエッチングと電極構造の乾式エッチング
    がほぼ継続して処理されることによりパッド（５）が除
    去されることを特徴とする請求項３記載の電極形成方法
    。 ５、前記乾式エッチングがプラズマエッチング、反応性
    イオンエッチング、イオンビームミーリングまたは反応
    性イオンビームミーリングで行われることを特徴とする
    上記請求項記載の電極形成方法。 ６、層（２）の前記エッチングがプラズマエッチング処
    理で行われ、電極構造の前記乾式エッチングが反応性イ
    オンエッチング処理で行われることを特徴とする請求項
    ３記載の電極形成方法。 ７、プラズマエッチング処理がＳＦ＿６／Ｃｌ＿２／Ｏ
    ＿２の中で行われることを特徴とする請求項６記載の電
    極形成方法。 ８、反応性イオンエッチング処理がＳＦ＿６／Ｎ＿２の
    中で行われることを特徴とする請求項５または請求項７
    記載の電極形成方法。 ９、パッド（５）の下に形成される電極構造がテーパに
    なっていることを特徴とする請求項１記載の電極形成方
    法。 １０、パッド（５）の下に形成される電極構造がほぼ平
    行な側壁を有する柱になっていることを特徴とする請求
    項１記載の電極形成方法。 １１、前記層（２）が半導体、金属または金属混合物で
    形成されることを特徴とする請求項１記載の電極形成方
    法。 １２、前記層（２）がシリコン、ニオビウム、モリブデ
    ン、金、ニッケル、タングステンまたはロジュウムで形
    成されることを特徴とする請求項１１記載の電極形成方
    法。 １３、前記層（２）が単結晶のニッケル、タングステン
    またはロジュウムで形成されることを特徴とする請求項
    １２記載の電極形成方法。 １４、上記請求項記載の電極形成方法によって形成され
    る電極を含むことを特徴とする電子装置。
JP2007015A 1989-01-18 1990-01-16 電極の形成方法およびこの方法で形成される電極を含む電子装置 Pending JPH0362482A (ja)

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