JPH09231901A - 冷陰極素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷陰極素子の設計の自由度を拡大でき、歩留
りが高くなる冷陰極素子の製造方法を得る。 【解決手段】 冷陰極形成工程により、準備した基板１
上に二酸化シリコン膜３，冷陰極４及びゲート電極金属
５までを形成する。冷陰極形成工程の後、制御電極形成
工程により、残りの酸化膜９及び制御電極金属１０を形
成する。また、冷陰極形成工程，制御電極形成工程はそ
れぞれ１回のリフトオフを含む。従って、リフトオフを
２回に分けて行うため、１回のリフトオフで剥離される
材料の量が少なくなり、剥離された材料の再付着の確率
が低くなることで、冷陰極素子の歩留りが高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は主として真空マイ
クロエレクトロニクスにおける冷陰極素子の製造方法に
関し、特に冷陰極とゲート電極との間に電界を印加する
ことにより電界放出される電子の軌道を制御電極によっ
て制御する冷陰極素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御電極を備えた冷陰極素子の製造方法
として、従来からリフトオフと呼ばれている方法が適用
されている場合が多い。以下にリフトオフを用いた、冷
陰極，ゲート電極及び制御電極を備えた冷陰極素子の製
造方法を２種類説明する。

【０００３】まず、図３２〜図３６はシリコンからなる
基板１を材料として冷陰極を形成する冷陰極素子の製造
方法である。まず、図３２を参照して、シリコンからな
る基板１を準備する。その基板１上に二酸化シリコン
（ＳｉＯ₂）からなる所望の形状のマスクパターン３ｂ
を形成する。マスクパターン３ｂの形成は、半導体集積
回路の製造において周知の写真製版及びエッチング技術
を用いる。

【０００４】次に、図３３を参照して、マスクパターン
３ｂをマスクとしてマスクパターン３ｂに覆われていな
い基板１の表面をエッチングして除去する。このエッチ
ングは、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion
Etching）等の方法による。

【０００５】次に、図３４を参照して、基板１の表面を
酸化して、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる絶縁膜
３を形成すると共にマスクパターン３ｂの直下において
シリコンからなる基板１を材料とした鋭角を有する冷陰
極４を形成する。冷陰極４以外の基板１の表面に形成さ
れた絶縁膜３とマスクパターン３ｂとは段差形状とな
る。

【０００６】次に図３５を参照して、真空蒸着法により
ＳｉＯからなる絶縁膜９ａ，ゲート電極金属５，ＳｉＯ
からなる絶縁膜９，制御電極金属１０を順に形成する。
真空蒸着法においては蒸発粒子の平均自由工程が大き
く、蒸着粒子は直進するので条件を適切に設定すること
により、順に形成したこれらの膜は段差形状により図３
５に示すように絶縁膜３上の積層構造（絶縁膜９ａ，ゲ
ート電極金属５，絶縁膜９及び制御電極金属１０）とマ
スクパターン３ｂ上の積層構造とは分離され、不連続に
なる。

【０００７】次に図３６を参照して、上述の不連続の部
分からエッチング液を侵入させることによりマスクパタ
ーン３ｂをエッチングして除去する。これによりマスク
パターン３ｂ上に形成された積層構造はマスクパターン
３ｂを除去すると同時に除去される。これがリフトオフ
と呼ばれる方法であり、マスクパターン３ｂはスペーサ
と呼ばれる。なお、マスクパターン３ｂのエッチング液
として例えば弗酸を用いることにより絶縁膜９，絶縁膜
９ａ等の材料を侵食することはない。さらにマスクパタ
ーン３ｂと同じ材質（ＳｉＯ₂）からなる冷陰極４の表
面の絶縁膜３も上述のエッチング液でエッチングして除
去することにより、冷陰極素子が完成する。

【０００８】以上のように、図３２〜図３６に示す冷陰
極素子の製造方法は、一度のリフトオフで冷陰極４上の
絶縁膜９ａ，ゲート電極金属５，絶縁膜９及び制御電極
金属１０を除去する。

【０００９】図３７〜図４１はシリコンからなる基板１
以外の材料より冷陰極を形成する冷陰極素子の製造方法
である。まず、図３７を参照して、導電体からなる基板
１ａを準備する。その基板１ａ上にＳｉＯからなる絶縁
膜９ａ，ゲート電極金属５，ＳｉＯからなる絶縁膜９，
制御電極金属１０を順に形成する。これらの膜の形成方
法としては真空蒸着法、スパッタリング、ＣＶＤ（Chem
ical Vapor Deposition；化学気相成長）等を用いる。

【００１０】次に図３８を参照して、制御電極金属１０
上に写真製版技術等によりポジレジストからなる所望の
形状のマスクパターン７ｂを形成する。

【００１１】次に図３９を参照して、マスクパターン７
ｂをマスクとして制御電極金属１０、絶縁膜９、ゲート
電極金属５、絶縁膜９ａを順にイオンエッチング（Ion
Etching ）または反応性イオンエッチングにより除去し
て、穴１１を形成する。

【００１２】次に図４０を参照して、真空蒸着法によ
り、マスクパターン７ｂ及び穴１１の底面に冷陰極の材
料を堆積していく。その堆積する過程において、真空蒸
着法による蒸着粒子の飛来方向を基板１ａの主面に沿っ
た方向に対して傾斜させる。すると、マスクパターン７
ｂの上に形成される堆積膜４ｂは基板１の主面に沿った
方向にも成長する。その結果、穴１１の上部の開口部
は、蒸着の進行に伴い開口部が徐々に小さくなり、最終
的に開口部は殆どなくなる。一方、穴１１内に入る蒸着
粒子の量は開口部が徐々に小さくなるため、徐々に少な
くなる。従って、穴１１の底部に形成される冷陰極４ａ
の先端は電界電子放出に適した鋭角を有する。

【００１３】次に図４１を参照して、マスクパターン７
ｂをエッチングして除去する。即ち、マスクパターン７
ｂをスペーサとするリフトオフにより制御電極金属１０
上の不用な堆積膜４ｂを除去して、冷陰極素子が完成す
る。

【００１４】なお、図４０において、真空蒸着法による
蒸着粒子の飛来方向を基板１ａの主面に沿った方向に対
して傾斜させているため、穴１１内に入る蒸着粒子の一
部は穴１１の側壁にも付着してしまう。この蒸着粒子の
側壁への付着を防止する方法として、図３９において穴
１１を形成した後、マスクパターン７ｂを除去する。次
に、真空蒸着法により、穴１１の底面に露出している基
板１ａを除いて、穴１１の側壁の一部及び制御電極金属
１０の表面に、冷陰極４ａとは異なる材料である蒸着粒
子を堆積させて堆積層を形成する。その後、上述の図４
０と同様に、冷陰極４ａ，堆積膜４ｂを形成する。その
際、上述の堆積層上にも蒸着粒子が付着する。次に、上
述の堆積層をスペーサとするリフトオフにより、スペー
サ上の不要な堆積膜４ｂ及び穴１１の側壁側に付着した
蒸着粒子を除去する。

【００１５】図３６、図４１において冷陰極４，冷陰極
４ａが冷陰極、ゲート電極金属５がゲート電極、制御電
極金属１０が制御電極であり、冷陰極とゲート電極との
間に印加する電界が１０⁷Ｖ／ｃｍを越えるようになる
と電界電子放出が生じ、制御電極に印加する電圧により
放出電子の軌道を制御することにより集束性のよい冷陰
極素子を得る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の図３２〜図３６
において、絶縁膜９ａ、ゲート電極金属５、絶縁膜９、
制御電極金属１０を連続して形成しているため、上述の
不連続を保つための蒸着条件の設定が困難であり冷陰極
素子の設計の自由度が小さい問題点がある。

【００１７】また従来の図３２〜図３６において、リフ
トオフにより不用な絶縁膜９ａ、ゲート電極金属５、絶
縁膜９、制御電極金属１０を同時に剥離して除去してい
るが、剥離した材料はエッチング液に溶解しないので基
板１に再付着しないように細心の注意が払われているも
のの、同時に多くの異なる材料を剥離しているため再付
着の確率が高く、歩留りが低い問題点がある。

【００１８】また図３７〜図４１においては、冷陰極４
ａの高さは穴１１の底部の長さＬ１、穴１１の高さＬ２
（すなわち絶縁膜９ａからゲート電極金属５，絶縁膜
９，制御電極金属１０及びマスクパターン７ｂまでの高
さ）と蒸着条件により決り、最適な素子の設計の観点か
ら長さＬ１、高さＬ２を決められないという冷陰極素子
の設計の自由度が小さい問題点がある。

【００１９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、冷陰極素子の設計の自由度を拡
大でき、歩留りが高くなる冷陰極素子の製造方法を得る
ことを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
課題解決手段は、冷陰極とゲート電極との間に電界を印
加することにより電界放出される電子の軌道を制御電極
によって制御する冷陰極素子をリフトオフを用いて製造
する冷陰極素子の製造方法であって、前記リフトオフ
は、第１及び第２のリフトオフに分けて行われ、前記第
１のリフトオフを用いて、前記冷陰極及び前記ゲート電
極を形成する冷陰極形成工程と、前記冷陰極形成工程の
後、前記第２のリフトオフを用いて、前記制御電極を形
成する制御電極形成工程とを備える。

【００２１】本発明の請求項２に係る課題解決手段にお
いて、前記冷陰極形成工程は、基板を準備する工程と、
前記基板上に第１のマスクパターンを形成する工程と、
前記第１のマスクパターンをマスクとして前記基板の表
面の一部をエッチングして除去する工程と、前記基板を
酸化して第１の絶縁膜を形成すると共に前記第１のマス
クパターンの直下に鋭角を有する前記冷陰極を形成する
工程と、前記第１の絶縁膜及び前記第１のマスクパター
ン上に前記ゲート電極となる第１の金属膜を形成する工
程と、前記第１のマスクパターンを第１のスペーサとす
る前記第１のリフトオフを行う工程とを備える。

【００２２】本発明の請求項３に係る課題解決手段にお
いて、前記冷陰極形成工程は、基板を準備する工程と、
前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１
の絶縁膜上に前記ゲート電極となる第１の金属膜を形成
する工程と、前記第１の金属膜上に第１のマスクパター
ンを形成する工程と、前記第１のマスクパターンをマス
クとして、前記第１の絶縁膜及び前記第１の金属膜をエ
ッチングして前記基板を露出させる工程と、前記露出し
た基板上及び前記第１のマスクパターン上に前記冷陰極
の材料を堆積させ、その際前記露出した基板上に堆積す
る前記材料を鋭角を有する形状に形成することにより、
前記冷陰極とする工程と、前記第１のマスクパターンを
第１のスペーサとする前記第１のリフトオフを行う工程
とを備える。

【００２３】本発明の請求項４に係る課題解決手段にお
いて、前記制御電極形成工程は、前記第１の金属膜上
と、前記冷陰極上に形成されている第１の凹凸部上とに
第２の絶縁膜を形成すると共に、前記第２の絶縁膜の表
面に前記第１の凹凸部に基づく第２の凹凸部を形成する
工程と、前記第２の凹凸部のみに第２のマスクパターン
を形成する工程と、前記第２のマスクパターンをマスク
として前記第２の絶縁膜をエッチングして前記第１の金
属膜を露出させ、前記第２のマスクパターンの直下に前
記第２の絶縁膜を残す工程と、前記第２のマスクパター
ン上及び前記第１の金属膜上に第３の絶縁膜を形成する
工程と、前記第３の絶縁膜上に前記制御電極となる第２
の金属膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜を第２の
スペーサとする前記第２のリフトオフを行う工程とを備
える。

【００２４】本発明の請求項５に係る課題解決手段にお
いて、前記冷陰極形成工程は、前記基板と前記第１のマ
スクパターンの間に前記基板と前記第１のマスクパター
ンとの間に生じるストレスを緩和する緩和膜を形成する
工程をさらに備える。

【００２５】本発明の請求項６に係る課題解決手段は、
前記第１及び第２の凹凸部は凹面であって、前記第２の
凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成する工程は、
前記第２の絶縁膜上にポジレジストを形成する工程と、
前記ポジレジストに紫外線を照射して現像することによ
り、前記凹面内のみに前記ポジレジストを前記第２のマ
スクパターンとして残す工程とを備える。

【００２６】本発明の請求項７に係る課題解決手段は、
前記第１及び第２の凹凸部は凹面であって、前記第２の
凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成する工程は、
前記第２の絶縁膜上に流動性を有する有機膜あるいは無
機膜を形成する工程と、前記有機膜あるいは無機膜をエ
ッチバックして、前記凹面内のみに前記有機膜あるいは
無機膜を前記第２のマスクパターンとして残す工程とを
備える。

【００２７】本発明の請求項８に係る課題解決手段は、
前記第１及び第２の凹凸部は凸面であって、前記第２の
凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成する工程は、
前記第２の絶縁膜上にネガレジストを形成する工程と、
前記ネガレジストに紫外線を照射して現像することによ
り、前記凸面上のみに前記ネガレジストを前記第２のマ
スクパターンとして残す工程とを備える。

【００２８】本発明の請求項９に係る課題解決手段にお
いて、前記制御電極形成工程は、前記冷陰極上に形成さ
れている第１の凹凸部において露出している前記第１の
絶縁膜を除去する工程と、前記第１の金属膜上と前記第
１の凹凸部上とに第２の絶縁膜を形成すると共に、前記
第２の絶縁膜の表面に前記第１の凹凸部に基づく第２の
凹凸部を形成する工程と、前記第２の凹凸部のみに第２
のマスクパターンを形成する工程と、前記第２のマスク
パターンをマスクとして前記第２の絶縁膜をエッチング
して前記第１の金属膜を露出させ、前記第２のマスクパ
ターンの直下に前記第２の絶縁膜を残す工程と、前記第
２のマスクパターン上及び前記第１の金属膜上に第３の
絶縁膜を形成する工程と、前記第３の絶縁膜上に前記制
御電極となる第２の金属膜を形成する工程と、前記第２
の絶縁膜を第２のスペーサとする前記第２のリフトオフ
を行う工程とを備える。

【００２９】本発明の請求項１０に係る課題解決手段
は、前記第２のリフトオフを行う工程において、前記第
２の絶縁膜を除去すると共に、前記第１の絶縁膜も除去
して、前記冷陰極の先端を露出させる。

【００３０】本発明の請求項１１に係る課題解決手段に
おいて、前記制御電極形成工程は、前記第３の絶縁膜を
形成する工程の前に、前記第２のマスクパターンを除去
する工程をさらに備える。

【００３１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１〜図１２は本発明の実施の形態１に
おける冷陰極とゲート電極との間に電界を印加すること
により電界放出される電子の軌道を制御電極によって制
御する冷陰極素子をリフトオフを用いて製造する冷陰極
素子の製造方法を示す図である。

【００３２】まず、図１を参照して、シリコンからなる
基板１を準備する。その基板１上に窒化シリコン（Ｓｉ
₃Ｎ₄）からなる所望の形状のマスクパターン２を形成す
る。マスクパターン２の形成は、半導体集積回路の製造
において周知の写真製版及びエッチング技術を用いる。

【００３３】次に図２を参照して、マスクパターン２を
マスクとしてマスクパターン２に覆われていない基板１
の表面をエッチングして除去する。このエッチングは、
例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etchin
g）等の方法による。

【００３４】次に図３を参照して、マスクパターン２を
マスクとして酸素雰囲気中において基板１の表面を酸化
して、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる絶縁膜３を
形成する。酸化は深さ方向だけでなく横方向にも進行す
るので図３に示すように絶縁膜３を形成すると共にマス
クパターン２の直下においてシリコンからなる基板１を
材料とした鋭角を有する冷陰極４を形成する。シリコン
は熱酸化により酸化膜になると、その体積が約２倍にな
る。従って、図２の基板１のエッチングの深さを適切に
選ぶことにより、冷陰極４の高さと後に形成するゲート
電極金属５の高さの位置関係は自由に設定できる。実施
の形態１では冷陰極４の高さとゲート電極金属５の高さ
とは、ほぼ同じにする。

【００３５】次に図４を参照して、真空蒸着法によりマ
スクパターン２及び絶縁膜３上にゲート電極金属５を形
成する。

【００３６】次に図５を参照して、マスクパターン２を
エッチングして除去する。即ち、マスクパターン２をス
ペーサとするリフトオフにより、マスクパターン２上の
不用なゲート電極金属５を除去する。また、冷陰極４上
に絶縁膜３の表面及びゲート電極金属５の側壁より凹凸
部５ａ（図５においては凹面）が形成される。

【００３７】次に図６を参照して、化学気相成長法（Ch
emical Vapor Deposition ）でＰＳＧ（Phospho-Silica
te Glass）からなる絶縁膜６を全面に形成する。凹凸部
５ａに対応して冷陰極４の上方に位置する絶縁膜６の表
面にも凹凸部６ａ（図６においては凹面）ができる。

【００３８】次に図７を参照して、全面にポジレジスト
７を形成する。ポジレジスト７は流動性がよく下地の絶
縁膜６の凹凸部６ａに関係なく、図７に示すように平坦
に形成される。

【００３９】次に図７及び図８を参照して、ポジレジス
ト７の全表面に紫外線８を照射して現像する。ポジレジ
スト７は紫外線８の照射により分解して現像により溶解
するが紫外線８の当る表面から分解していくので、紫外
線８の照射条件を適切に行うことにより凹凸部６ａのポ
ジレジスト７は未分解のまま残すことができる。凹凸部
６ａ内のポジレジスト７をマスクパターン７ａとする。

【００４０】次に図９を参照して、マスクパターン７ａ
をマスクとして絶縁膜６をエッチングして、ゲート電極
金属５の表面を露出させ、後述するリフトオフのスペー
サとなる絶縁膜６を残す。

【００４１】次に図１０を参照して、真空蒸着法により
ＳｉＯからなる絶縁膜９，制御電極金属１０を順に形成
する。真空蒸着法においては蒸発粒子の平均自由工程が
大きく蒸着粒子は直進するので条件を適切に設定するこ
とにより、順に形成したこれらの膜は段差形状により図
１０に示すようにマスクパターン７ａ上の積層構造（こ
こでは絶縁膜９及び制御電極金属１０）と絶縁膜３上の
積層構造とは分離され、不連続になる。また、図６にお
いて、絶縁膜６の厚さを適切に選ぶことにより、マスク
パターン７ａ上の積層構造と絶縁膜３上の積層構造の位
置関係は自由に設定できる。実施の形態１ではマスクパ
ターン７ａの表面と制御電極金属１０の表面とはほぼ同
じ位置にする。

【００４２】次に図１１を参照して、絶縁膜６をエッチ
ングして除去する。即ち、絶縁膜６をスペーサとするリ
フトオフにより、絶縁膜６上の不用なマスクパターン７
ａ，絶縁膜９，制御電極金属１０を除去する。

【００４３】次に図１２を参照して、冷陰極４の表面の
絶縁膜３を弗酸系の液を用いた化学エッチングにより除
去し、冷陰極４の先端を露出させることにより、冷陰極
素子が完成する。

【００４４】図１〜図５に示す工程より冷陰極形成工程
を構成する。図６〜図１２に示す工程より制御電極形成
工程を構成する。

【００４５】図１２において冷陰極４が冷陰極、ゲート
電極金属５がゲート電極、制御電極金属１０が制御電極
であり、冷陰極とゲート電極の間に印加する電界が１０
⁷Ｖ／ｃｍを越えるようになると電界電子放出が生じ、
制御電極に印加する電圧により放出電子の軌道を制御す
ることにより集束性のよい冷陰極素子を得る。

【００４６】また、冷陰極形成工程の最終の工程（図
５）において、冷陰極４上のゲート電極金属５の側壁で
形成される凹凸部５ａを利用して、制御電極形成工程の
工程（図１０）において、その凹凸部５ａに基づいて形
成されたマスクパターン７ａをマスクとして制御電極金
属１０を形成しているため、制御電極金属１０の位置は
冷陰極４上方以外のゲート電極金属５上方に自己整合的
に規制される。

【００４７】本実施の形態では、２回のリフトオフに分
けて冷陰極素子を形成し、かつ冷陰極素子の製造方法を
冷陰極形成工程と制御電極形成工程とに大別して、それ
ぞれの工程においてリフトオフを行うことにより、１回
のリフトオフで剥離される材料の量が少なくなり、剥離
された材料の再付着の確率が低くなることで、冷陰極素
子の歩留りが高くなる。

【００４８】また、凹凸部５ａを利用して、自己整合的
に制御電極を形成できるため、冷陰極形成工程と制御電
極形成工程とを大別しても、両者の工程の位置合わせの
ズレを防止でき、冷陰極素子の性能が低下することを防
止できる。

【００４９】また、冷陰極形成工程と制御電極形成工程
とを分離し、図１０におけるスペーサである絶縁膜６の
高さを調整できるため、マスクパターン７ａ上の積層構
造とゲート電極金属５上の積層構造との不連続を保つた
めの蒸着条件の設定が容易になり冷陰極素子の設計の自
由度を拡大できる。

【００５０】なお、図１１の絶縁膜６をスペーサとする
リフトオフと図１２の冷陰極４の表面の絶縁膜３のエッ
チングとを分けて行っているが、同時に行ってもよい。

【００５１】また、図１において、マスクパターン２の
パターンを形成するために、例えば基板１上に窒化シリ
コン膜を形成し、その膜上にフォトレジストを形成して
膜のパターンの形成を行い、マスクパターン２を形成す
る。この際、マスクパターン２上に形成されたフォトレ
ジストは残余していてもかまわないが図３に示す絶縁膜
３を形成する前までに除去することが必要である。

【００５２】実施の形態２．図１３〜図２３は本発明の
実施の形態２における冷陰極とゲート電極との間に電界
を印加することにより電界放出される電子の軌道を制御
電極によって制御する冷陰極素子をリフトオフを用いて
製造する冷陰極素子の製造方法を示す図である。

【００５３】まず、図１３を参照して、導電体からなる
基板１ａを準備する。その基板１ａ上にＳｉＯ₂からな
る絶縁膜３、ゲート電極金属５を順に形成する。絶縁膜
３，ゲート電極金属５の形成方法としては真空蒸着法、
スパッタリング、ＣＶＤ等を用いてもよい。

【００５４】次に図１４を参照して、ゲート電極金属５
上に写真製版技術によりフォトレジストからなる所望の
形状のマスクパターン７ｂを形成する。

【００５５】次に図１５を参照して、マスクパターン７
ｂをマスクとしてゲート電極金属５、絶縁膜３を順にイ
オンエッチング（Ion Etching ）または反応性イオンエ
ッチングにより除去して、穴１１を形成する。

【００５６】次に図１６を参照して、真空蒸着法によ
り、マスクパターン７ｂの上部及び穴１１の底面に冷陰
極の材料を堆積していく。その堆積する過程において、
真空蒸着法による蒸着粒子の飛来方向を基板１ａの主面
に沿った方向に対して傾斜させる。すると、マスクパタ
ーン７ｂの上部に形成される堆積膜４ｂは基板１ａの主
面に沿った方向にも成長する。その結果、穴１１の上部
の開口部は、蒸着の進行に伴い開口部が徐々に小さくな
り、最終的に開口部は殆どなくなる。一方、穴１１内に
入る蒸着粒子の量は開口部が徐々に小さくなるため、徐
々に少なくなる。従って、穴１１の底部に形成される冷
陰極４ａの先端は電界電子放出に適した鋭角を有する。

【００５７】次に図１７を参照して、マスクパターン７
ｂをエッチングして除去する。即ち、マスクパターン７
ｂをスペーサとするリフトオフによりゲート電極金属５
上の不用な堆積膜４ｂを除去する。

【００５８】次に図１８を参照して、ＰＳＧ（Phospho-
Silicate Glass）からなる絶縁膜６を全面に形成する。
凹凸部（穴１１）に対応して冷陰極４ａの上方に位置す
る絶縁膜６の表面にも凹凸部６ａができる。次に、全面
にポジレジスト７を形成する。ポジレジスト７は流動性
がよく下地の絶縁膜６の凹凸部６ａに関係なく、図１９
に示すように平坦に形成される。

【００５９】次に図１９及び図２０を参照して、ポジレ
ジスト７の全表面に紫外線８を照射して現像する。ポジ
レジスト７は紫外線８の照射により分解して現像により
溶解するが紫外線８の当る表面から分解していくので、
紫外線８の照射条件を適切に行うことにより凹凸部６ａ
内のポジレジスト７は未分解のまま残すことができる。
凹凸部６ａ内のポジレジスト７をマスクパターン７ａと
する。

【００６０】次に図２１を参照して、マスクパターン７
ａをマスクとして絶縁膜６を反応性イオンエッチングに
より除去して、ゲート電極金属５の表面を露出させ、後
述するリフトオフのスペーサとなる絶縁膜６を残す。

【００６１】次に図２２を参照して、真空蒸着法により
ＳｉＯからなる絶縁膜９，制御電極金属１０を順に形成
する。真空蒸着法においては蒸発粒子の平均自由工程が
大きく、蒸着粒子は直進するので条件を適切に設定する
ことにより、順に形成したこれらの膜は段差形状により
図２２に示すようにマスクパターン７ａ上の積層構造
（絶縁膜９及び制御電極金属１０）とゲート電極金属５
上の積層構造とは分離され、不連続になる。また、図１
８において、絶縁膜６の厚さを適切に選ぶことにより、
マスクパターン７ａ上の積層構造とゲート電極金属５上
の積層構造の位置関係は自由に設定できる。実施の形態
２ではマスクパターン７ａの表面と制御電極金属１０の
表面とはほぼ同じ位置にする。

【００６２】次に図２３を参照して、絶縁膜６をエッチ
ングして除去する。即ち、絶縁膜６をスペーサとするリ
フトオフにより、絶縁膜６上の不用なマスクパターン７
ａ，絶縁膜９，制御電極金属１０を除去することで、冷
陰極素子が完成する。

【００６３】図１３〜図１７に示す工程より冷陰極形成
工程を構成する。図１８〜図２３に示す工程より制御電
極形成工程を構成する。

【００６４】図２３において冷陰極４ａが冷陰極、ゲー
ト電極金属５がゲート電極、制御電極金属１０が制御電
極であり、冷陰極とゲート電極の間に印加する電界が１
０⁷Ｖ／ｃｍを越えるようになると電界電子放出が生
じ、制御電極に印加する電圧により放出電子の軌道を制
御することにより集束性のよい冷陰極素子を得る。

【００６５】本実施の形態では、２回のリフトオフに分
けて冷陰極素子を形成し、かつ冷陰極素子の製造方法を
冷陰極形成工程と制御電極形成工程とに大別して、それ
ぞれの工程においてリフトオフを行うことにより、１回
のリフトオフで剥離される材料の量が少なくなり、剥離
された材料の再付着の確率が低くなることで、冷陰極素
子の歩留りが高くなる。

【００６６】また、凹凸部（穴１１）を利用して、自己
整合的に制御電極を形成できるため、冷陰極形成工程と
制御電極形成工程とを大別しても、両者の工程の位置合
わせのズレを防止でき、冷陰極素子の性能が低下するこ
とを防止できる。

【００６７】また、冷陰極形成工程と制御電極形成工程
とを分離し、図２２におけるスペーサである絶縁膜６の
高さを調整できるため、マスクパターン７ａ上の積層構
造とゲート電極金属５上の積層構造との不連続を保つた
めの蒸着条件の設定が容易になり冷陰極素子の設計の自
由度を拡大できる。

【００６８】また、図１６において、冷陰極４ａの高さ
は穴１１の底部の長さＬ１、穴１１の高さＬ２’（すな
わち絶縁膜３からゲート電極金属５及びマスクパターン
７ｂまでの高さ）と蒸着条件により決まるが、図３７〜
図４１に示す冷陰極素子の製造方法に比べて、絶縁膜９
及び制御電極金属１０がないため、穴１１の高さＬ２’
は短くなり、冷陰極４ａの高さの調整は容易になり、冷
陰極素子の設計の自由度を拡大できる。

【００６９】実施の形態３．図１において、マスクパタ
ーン２を直接基板１上に形成する場合について説明した
がリフトオフにおいて正常にマスクパターン２を除去す
るためにはなるべくマスクパターン２が厚いことが望ま
しい。しかし、マスクパターン２が厚くなると基板１と
マスクパターン２との間に発生するストレスの増加によ
りマスクパターン２にクラックが発生してマスクパター
ン２の形成が正常に行えなくなり、さらに図３における
絶縁膜３の形成においてもマスクパターン２にクラック
が発生する場合がある。

【００７０】この場合を回避するには、図２４を参照し
て、基板１を準備した後、基板１上に二酸化シリコン
（ＳｉＯ₂）からなる緩和膜である絶縁膜３ａ，Ｓｉ₃Ｎ
₄からなるマスクパターン２を順に形成する。以後の工
程は図２〜図１２と同様である。その場合、絶縁膜３ａ
の除去は図５のマスクパターン２の除去の後、あるいは
図１１の絶縁膜６の除去の後行ってもよい。

【００７１】本実施の形態では、マスクパターン２を厚
く形成できるため、リフトオフを正常に行うことがで
き、冷陰極素子の歩留りが高くなる。

【００７２】実施の形態４．実施の形態１においては自
己整合的に制御電極を形成する方法としてポジレジスト
７を用いる方法について述べたが、ポジレジスト７を流
動性のよいポリイミドのような有機薄膜あるいはシラノ
ールを主成分とするような無機薄膜に代えてもよい。こ
の場合は図７の工程において紫外線８の代わりにいわゆ
るエッチバックにより有機薄膜あるいは無機薄膜を除去
して凹凸部６ａ内のみに残す。

【００７３】本実施の形態では、実施の形態１と同様の
効果が得られる。

【００７４】実施の形態５．図２５〜図３０は本発明の
実施の形態５におけるリフトオフを用いた、電子を放出
する冷陰極と放出された電子の軌道を制御する制御電極
とを備えた冷陰極素子の製造方法である。

【００７５】まず、図２５を参照して、図１と同様に、
シリコンからなる基板１を準備する。その基板１上に窒
化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）からなる所望の形状のマスクパ
ターン２を形成する。次に、図２と同様に、マスクパタ
ーン２をマスクとしてマスクパターン２に覆われていな
い基板１の表面をエッチングして除去する。

【００７６】次に図２６を参照して、マスクパターン２
をマスクとして酸化雰囲気中において基板１の表面を酸
化して、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる絶縁膜３
を形成する。酸化は深さ方向だけでなく横方向にも進行
するので図２６に示すように絶縁膜３を形成すると共に
マスクパターン２の直下においてシリコンからなる基板
１を材料とした冷陰極４を形成する。また、図２５にお
いて、基板１のエッチングの深さを深くしているため、
二酸化シリコン膜３の表面は窒化シリコン膜２の裏面よ
り低い位置になる。

【００７７】次に図２７を参照して、真空蒸着法により
ゲート電極金属５を形成する。

【００７８】次に図２８を参照して、マスクパターン２
をエッチングして除去する。即ち、マスクパターン２を
スペーサとするリフトオフにより、マスクパターン２上
の不用なゲート電極金属５を除去する。また、ゲート電
極金属５の表面より絶縁膜３，冷陰極４が突出した凹凸
部５ａ（図２８においては凸面）が形成される。

【００７９】次に図２９を参照して、ＰＳＧからなる絶
縁膜６を全面に形成する。凹凸部５ａに対応して冷陰極
４の上方に位置する絶縁膜６の表面にも凹凸部６ａ（図
２９では凸面）ができる。その後、全面にネガレジスト
７ｃを形成する。

【００８０】次に図２９及び図３０を参照して、ネガレ
ジスト７ｃの全表面に紫外線８を照射して現像する。ネ
ガレジスト７ｃは、紫外線８の照射により架橋反応した
部分が現像の際残り、未反応の部分が溶解する。従って
本実施の形態のように絶縁膜６の表面の凹凸部６ａでは
架橋反応を完了させ、それ以外の部分に未反応部を残す
ように紫外線の照射条件を選ぶ。従って、図３０に示す
ように絶縁膜６の表面の凹凸部６ａのネガレジスト７ｃ
は残り、それ以外のネガレジスト７ｃは除去される。凹
凸部６ａ上のネガレジスト７ｃをマスクパターン７ｄと
する。

【００８１】以後の工程は図９〜図１２と同様である。

【００８２】図２８までの工程より冷陰極形成工程を構
成する。図２９から先の工程より制御電極形成工程を構
成する。

【００８３】また、冷陰極形成工程の最終の工程（図２
８）において、ゲート電極金属５の側壁より内側の絶縁
膜３が突出した凹凸部５ａを利用して、制御電極形成工
程の工程において、その凹凸部に基づいて形成されたマ
スクパターン７ｄをマスクとして制御電極金属１０を形
成しているため、制御電極金属１０の位置は冷陰極４上
方以外のゲート電極金属５上方に自己整合的に規正され
る。

【００８４】本実施の形態では、ネガレジストを用いて
も、自己整合的に制御電極を形成できるため、冷陰極形
成工程と制御電極形成工程とを大別しても、両者の工程
の位置合わせのズレを防止でき、冷陰極素子の性能が低
下することを防止できる。

【００８５】実施の形態６．図３１は本発明の実施の形
態６における冷陰極素子の製造方法を示す図である。ま
ず、図１〜図５までの工程を行う。

【００８６】次に、図３１を参照して、冷陰極４上の凹
凸部５ａにおいて露出している絶縁膜３の一部を弗酸系
の液を用いた化学エッチングにより除去して、冷陰極４
を露出させる。これにより、さらに凹凸部５ａ（凹面）
が強調される。

【００８７】以後の工程は図６〜図１２の工程と同様で
ある。なお、図３１の工程は制御電極形成工程に含まれ
る。

【００８８】本実施の形態では、図６における凹凸部６
ａの深さを調整でき、凹凸部６ａにポジレジスト７を残
すことが一層容易になる。

【００８９】なお、スペーサである絶縁膜６の材料とし
てＰＳＧを用いたが、ＳｉＯ₂、ＢＳＧ（Boro-Silicate
Glass）等の材料でもよい。同様に、絶縁膜９の材料と
してＳｉＯを用いたが、ＰＳＧあるいはＳｉＯ₂、ＢＳ
Ｇ等を用いてもよい。但し、絶縁膜６と絶縁膜９のエッ
チング速度が異なり、絶縁膜６を選択的にエッチングで
きる必要がある。

【００９０】また、ゲート電極金属５，制御電極金属１
０の材料としてはＭｏ，Ｗ，Ｎｂ，ＡｕあるいはＭｏＳ
ｉ₂、ＷＳｉ₂等各種の金属あるいはそれらの化合物，合
金等を用いてもよい。

【００９１】実施の形態１及び２における制御電極形成
工程において、図９，図２１の工程の後、マスクパター
ン７ａを除去して、絶縁膜９及び制御電極金属１０を形
成してもよい。

【００９２】尚、図１〜図５の工程と類似の工程の後、
冷陰極の周辺の絶縁膜を除去することにより、冷陰極と
ゲート電極とだけ有する冷陰極素子の製造方法が特開平
３−９５８２９号公報に開示されているが、本発明の各
実施の形態は、冷陰極，ゲート電極さらに制御電極を有
する冷陰極素子の製造方法である。

【００９３】

【発明の効果】本発明請求項１によると、１回のリフト
オフだけで冷陰極素子を形成するよりも、第１，第２の
リフトオフに分けて冷陰極素子を形成し、かつ冷陰極素
子の製造方法を冷陰極形成工程と制御電極形成工程とに
大別して、それぞれの工程において第１，第２のリフト
オフを行うことにより、１回のリフトオフで剥離される
材料の量が少なくなり、剥離された材料の再付着の確率
が低くなることで、冷陰極素子の歩留りが高くなるとい
う効果を奏す。

【００９４】本発明請求項２によると、基板を材料とし
て冷陰極を形成し、第１のリフトオフを含めて冷陰極と
ゲート電極とを備えた冷陰極素子の製造方法を適用する
ことができるという効果を奏す。

【００９５】本発明請求項３によると、基板以外の材料
より冷陰極を形成し、第１のリフトオフを含めて冷陰極
とゲート電極とを備えた冷陰極素子の製造方法を適用す
ることができるという効果を奏す。

【００９６】本発明請求項４によると、第１の凹凸部を
利用して、自己整合的に制御電極を形成できるため、冷
陰極形成工程と制御電極形成工程とを大別しても、両者
の工程の位置合わせのズレを防止でき、冷陰極素子の性
能が低下することを防止できるという効果を奏す。

【００９７】本発明請求項５によると、基板とマスクパ
ターンとの間に生じるストレスを緩和膜が緩和するた
め、マスクパターンを厚く形成することができるため、
第１のリフトオフをより正常に行うことができ、冷陰極
素子の歩留りが高くなるという効果を奏す。

【００９８】本発明請求項６によると、ポジレジストを
用いて容易に凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成
することができるという効果を奏す。

【００９９】本発明請求項７によると、流動性を有する
有機膜あるいは無機膜を用いて容易に凹凸部のみに第２
のマスクパターンを形成することができるという効果を
奏す。

【０１００】本発明請求項８によると、ネガレジストを
用いて容易に凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成
することができるという効果を奏す。

【０１０１】本発明請求項９によると、第１の凹凸部を
利用して、自己整合的に制御電極を形成できるため、冷
陰極形成工程と制御電極形成工程とを大別しても、両者
の工程の位置合わせのズレを防止でき、冷陰極素子の性
能が低下することを防止でき、さらに、凹凸部の深さを
調整して容易に凹凸部のみに第２のマスクパターンを形
成することができ、第１のリフトオフをより正常に行う
ことができ、冷陰極素子の歩留りが高くなるという効果
を奏す。

【０１０２】本発明請求項１０によると、第１及び第２
の絶縁膜を同時に除去することで工程数を減らすことが
できるという効果を奏す。

【０１０３】本発明請求項１１によると、予め第２のマ
スクパターンを除去することにより、第２のリフトオフ
で剥離される材料の量が少なくなり、剥離された材料の
再付着の確率が低くなることで、冷陰極素子の歩留りが
高くなるという効果を奏す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図４】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図５】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図８】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図９】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子の
製造方法を示す断面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１１】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１２】 本発明の実施の形態１における冷陰極素子
を示す断面図である。

【図１３】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１４】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１５】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１６】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１７】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１８】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図１９】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２０】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２１】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２２】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２３】 本発明の実施の形態２における冷陰極素子
を示す断面図である。

【図２４】 本発明の実施の形態３における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２５】 本発明の実施の形態５における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２６】 本発明の実施の形態５における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２７】 本発明の実施の形態５における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２８】 本発明の実施の形態５における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図２９】 本発明の実施の形態５における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図３０】 本発明の実施の形態５における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図３１】 本発明の実施の形態６における冷陰極素子
の製造方法を示す断面図である。

【図３２】 従来の冷陰極素子の製造方法の一例を示す
断面図である。

【図３３】 従来の冷陰極素子の製造方法の一例を示す
断面図である。

【図３４】 従来の冷陰極素子の製造方法の一例を示す
断面図である。

【図３５】 従来の冷陰極素子の製造方法の一例を示す
断面図である。

【図３６】 従来の冷陰極素子の一例を示す断面図であ
る。

【図３７】 従来の冷陰極素子の製造方法の他の例を示
す断面図である。

【図３８】 従来の冷陰極素子の製造方法の他の例を示
す断面図である。

【図３９】 従来の冷陰極素子の製造方法の他の例を示
す断面図である。

【図４０】 従来の冷陰極素子の製造方法の他の例を示
す断面図である。

【図４１】 従来の冷陰極素子の他の例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１，１ａ 基板、２ マスクパターン、３，３ａ 絶縁
膜、３ｂ マスクパターン、４，４ａ 冷陰極、４ｂ
堆積膜、５ ゲート電極金属、５ａ 凹凸部、６ 絶縁
膜、６ａ 凹凸部、７ ポジレジスト、７ａ，７ｂ マ
スクパターン、７ｃ ネガレジスト、７ｄ マスクパタ
ーン、８ 紫外線、９，９ａ 絶縁膜、１０ 制御電極
金属、１１ 穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森川 和敏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 細野 彰彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 川渕 真嗣 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷陰極とゲート電極との間に電界を印加
   することにより電界放出される電子の軌道を制御電極に
   よって制御する冷陰極素子をリフトオフを用いて製造す
   る冷陰極素子の製造方法であって、 前記リフトオフは、第１及び第２のリフトオフに分けて
   行われ、 前記第１のリフトオフを用いて、前記冷陰極及び前記ゲ
   ート電極を形成する冷陰極形成工程と、 前記冷陰極形成工程の後、前記第２のリフトオフを用い
   て、前記制御電極を形成する制御電極形成工程と、を備
   えた冷陰極素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記冷陰極形成工程は、 基板を準備する工程と、 前記基板上に第１のマスクパターンを形成する工程と、 前記第１のマスクパターンをマスクとして前記基板の表
   面の一部をエッチングして除去する工程と、 前記基板を酸化して第１の絶縁膜を形成すると共に前記
   第１のマスクパターンの直下に鋭角を有する前記冷陰極
   を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜及び前記第１のマスクパターン上に前
   記ゲート電極となる第１の金属膜を形成する工程と、 前記第１のマスクパターンを第１のスペーサとする前記
   第１のリフトオフを行う工程と、を備えた請求項１記載
   の冷陰極素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記冷陰極形成工程は、 基板を準備する工程と、 前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜上に前記ゲート電極となる第１の金属
   膜を形成する工程と、 前記第１の金属膜上に第１のマスクパターンを形成する
   工程と、 前記第１のマスクパターンをマスクとして、前記第１の
   絶縁膜及び前記第１の金属膜をエッチングして前記基板
   を露出させる工程と、 前記露出した基板上及び前記第１のマスクパターン上に
   前記冷陰極の材料を堆積させ、その際前記露出した基板
   上に堆積する前記材料を鋭角を有する形状に形成するこ
   とにより、前記冷陰極とする工程と、 前記第１のマスクパターンを第１のスペーサとする前記
   第１のリフトオフを行う工程と、を備えた請求項１記載
   の冷陰極素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記制御電極形成工程は、 前記第１の金属膜上と、前記冷陰極上に形成されている
   第１の凹凸部上とに第２の絶縁膜を形成すると共に、前
   記第２の絶縁膜の表面に前記第１の凹凸部に基づく第２
   の凹凸部を形成する工程と、 前記第２の凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成す
   る工程と、 前記第２のマスクパターンをマスクとして前記第２の絶
   縁膜をエッチングして前記第１の金属膜を露出させ、前
   記第２のマスクパターンの直下に前記第２の絶縁膜を残
   す工程と、 前記第２のマスクパターン上及び前記第１の金属膜上に
   第３の絶縁膜を形成する工程と、 前記第３の絶縁膜上に前記制御電極となる第２の金属膜
   を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜を第２のスペーサとする前記第２のリ
   フトオフを行う工程と、を備えた請求項２又は３記載の
   冷陰極素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記冷陰極形成工程は、 前記基板と前記第１のマスクパターンの間に前記基板と
   前記第１のマスクパターンとの間に生じるストレスを緩
   和する緩和膜を形成する工程をさらに備えた請求項２記
   載の冷陰極素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２の凹凸部は凹面であっ
   て、 前記第２の凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成す
   る工程は、 前記第２の絶縁膜上にポジレジストを形成する工程と、 前記ポジレジストに紫外線を照射して現像することによ
   り、前記凹面内のみに前記ポジレジストを前記第２のマ
   スクパターンとして残す工程と、を備えた請求項４記載
   の冷陰極素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第１及び第２の凹凸部は凹面であっ
   て、 前記第２の凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成す
   る工程は、 前記第２の絶縁膜上に流動性を有する有機膜あるいは無
   機膜を形成する工程と、 前記有機膜あるいは無機膜をエッチバックして、前記凹
   面内のみに前記有機膜あるいは無機膜を前記第２のマス
   クパターンとして残す工程と、を備えた請求項４記載の
   冷陰極素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２の凹凸部は凸面であっ
   て、 前記第２の凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成す
   る工程は、 前記第２の絶縁膜上にネガレジストを形成する工程と、 前記ネガレジストに紫外線を照射して現像することによ
   り、前記凸面上のみに前記ネガレジストを前記第２のマ
   スクパターンとして残す工程と、を備えた請求項４記載
   の冷陰極素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記制御電極形成工程は、 前記冷陰極上に形成されている第１の凹凸部において露
   出している前記第１の絶縁膜を除去する工程と、 前記第１の金属膜上と前記第１の凹凸部上とに第２の絶
   縁膜を形成すると共に、前記第２の絶縁膜の表面に前記
   第１の凹凸部に基づく第２の凹凸部を形成する工程と、 前記第２の凹凸部のみに第２のマスクパターンを形成す
   る工程と、 前記第２のマスクパターンをマスクとして前記第２の絶
   縁膜をエッチングして前記第１の金属膜を露出させ、前
   記第２のマスクパターンの直下に前記第２の絶縁膜を残
   す工程と、 前記第２のマスクパターン上及び前記第１の金属膜上に
   第３の絶縁膜を形成する工程と、 前記第３の絶縁膜上に前記制御電極となる第２の金属膜
   を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜を第２のスペーサとする前記第２のリ
   フトオフを行う工程と、を備えた請求項２記載の冷陰極
   素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第２のリフトオフを行う工程にお
    いて、前記第２の絶縁膜を除去すると共に、前記第１の
    絶縁膜も除去して、前記冷陰極の先端を露出させる請求
    項４記載の冷陰極素子の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記制御電極形成工程は、 前記第３の絶縁膜を形成する工程の前に、前記第２のマ
    スクパターンを除去する工程をさらに備えた請求項４記
    載の冷陰極素子の製造方法。