(57)【要約】【課題】  炭素ナノチューブエミッタを備える電界放出ディスプレイ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  ＣＮＴエミッタの周りに形成されたゲート積層物が前記ＣＮＴエミッタの周りのエミッタ電極を覆うマスク層、前記マスク層上に順次に形成されたゲート絶縁膜、ゲート電極、第１シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）及びフォーカスゲート電極を含み、非晶質シリコンよりなる前記マスク層は、前記ＣＮＴエミッタより高く備わったことを特徴とするＣＮＴ ＦＥＤ及びその製造方法である。前記第１シリコン酸化膜は、２μｍ以上、望ましくは３〜１５μｍの厚さを有する。前記第１シリコン酸化膜及び／または前記ゲート絶縁膜を製造する過程でシラン（ＳｉＨ４）のフロー率は５０〜７００ｓｃｃｍに保持し、窒酸（Ｎ２Ｏ）のフロー率は７００〜４,５００ｓｃｃｍに保持する。【選択図】            図２
2006040863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された透明電極と、前記透明電極上に形成されたエミッタ電極と、前記エミッタ電極上に形成されたＣＮＴエミッタと、前記ＣＮＴエミッタの周りに形成されて前記ＣＮＴエミッタから電子ビームを抽出し、抽出された電子ビームを与えられた位置にフォーカシングするゲート積層物と、前記ゲート積層物の上側に形成されており、情報が表示される前面パネル及び前記前面パネルの後面に塗布された蛍光膜と、を含むＣＮＴ ＦＥＤにおいて、
前記ゲート積層物は、前記ＣＮＴエミッタの周りの前記エミッタ電極を覆い、前記ＣＮＴエミッタより高く備わったマスク層を含むことを特徴とするＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項２】
前記マスク層は、導電性不純物がドーピングされた非晶質シリコン層であることを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項３】
前記マスク層は、前記ＣＮＴエミッタより０．１〜４μｍほど高いことを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項４】
前記マスク層の比抵抗は、１０２〜１０９Ωｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項５】
前記ゲート積層物は、前記マスク層上に順次に積層されたゲート絶縁膜、ゲート電極、シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）及びフォーカスゲート電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項６】
前記ゲート絶縁膜は、１〜５μｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）であることを特徴とする請求項５に記載のＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項７】
前記シリコン酸化膜の厚さは３〜１５μｍであることを特徴とする請求項５に記載のＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項８】
一つの前記フォーカスゲート電極の内側に前記ＣＮＴエミッタが複数個備わったことを特徴とする請求項５に記載のＣＮＴ ＦＥＤ。
【請求項９】
基板と、前記基板上に形成された透明電極と、前記透明電極上に形成されたエミッタ電極と、前記エミッタ電極上に形成されたＣＮＴエミッタと、前記ＣＮＴエミッタの周りに形成されて前記ＣＮＴエミッタから電子ビームを抽出し、抽出された電子ビームを与えられた位置にフォーカシングするゲート積層物と、前記ゲート積層物の上側に形成されており、情報が表示される前面パネルと、前記前面パネルの後面に塗布された蛍光膜と、を含むＣＮＴ ＦＥＤの製造方法において、
前記ゲート積層物は、前記ＣＮＴエミッタの周りの前記エミッタ電極上に形成されたマスク層を含むように形成し、前記ゲート積層物を形成した後、前記マスク層より低く前記ＣＮＴエミッタを形成することを特徴とするＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１０】
前記ゲート積層物は、
前記基板及び前記透明電極上に前記透明電極の一部が露出される貫通ホールが形成された、前記マスク層を形成する第１段階と、
前記マスク層上に前記貫通ホールを充填するゲート絶縁膜を形成する第２段階と、
前記貫通ホールの周りの前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する第３段階と、
前記ゲート電極及び前記ゲート絶縁膜上に第１シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）を形成する第４段階と、
前記貫通ホールの周りの前記第１シリコン酸化膜上にフォーカスゲート電極を形成する第５段階と、
前記ゲート電極の内側の前記第１シリコン酸化膜及び前記ゲート絶縁膜を除去する第６段階と、より形成することを特徴とする請求項９に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１１】
前記ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）または第２シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）より形成することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１２】
前記第１シリコン酸化膜は、３〜１５μｍの厚さに形成することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１３】
前記第２シリコン酸化膜は、１〜５μｍの厚さに形成することを特徴とする請求項１１に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１４】
前記第１シリコン酸化膜を形成する過程で、シラン（ＳｉＨ４）のフロー率を５０〜７００ｓｃｃｍに保持することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１５】
前記第１シリコン酸化膜を形成する過程で、窒酸（Ｎ２Ｏ）のフロー率を７００〜４,５００ｓｃｃｍに保持することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１６】
前記第１シリコン酸化膜を形成する過程で、工程圧力は６００〜１,２００ｍＴｏｒｒに保持することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１７】
前記第１シリコン酸化膜を形成する過程で、前記基板の温度は２５０〜４５０℃に保持することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１８】
前記第１シリコン酸化膜を形成する過程で、ＲＦパワーは１００〜３００Ｗに保持することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項１９】
前記第２シリコン酸化膜を形成する過程で、シラン（ＳｉＨ４）のフロー率を５０〜７００ｓｃｃｍに保持することを特徴とする請求項１１に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２０】
前記第２シリコン酸化膜を形成する過程で、窒酸（Ｎ２Ｏ）のフロー率を７００〜４,５００ｓｃｃｍに保持することを特徴とする請求項１１に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２１】
前記第６段階で前記第１シリコン酸化膜を除去する段階は、
前記フォーカスゲート電極及びその内側の前記第１シリコン酸化膜上に感光膜を塗布する段階と、
前記貫通ホールの上側に形成された前記感光膜を露光する段階と、
前記感光膜の露光された部分を除去する段階と、
前記露光された部分が除去された前記感光膜をエッチングマスクとして使用して前記第１シリコン酸化膜をウェットエッチングする段階と、
前記感光膜を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２２】
前記第１シリコン酸化膜を除去する前記全体段階を反復することを特徴とする請求項２１に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２３】
前記感光膜を露光する段階で、前記感光膜は前記基板下から紫外線を照射して露光することを特徴とする請求項２１に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２４】
前記感光膜を露光する段階は、
前記貫通ホールに対応する領域に投光窓が形成されたマスクを前記感光膜の上側に整列させる段階と、
前記マスクの上側から前記マスクに向かって光を照射する段階と、を含むことを特徴とする請求項２１に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２５】
前記ゲート絶縁膜を除去する段階は、
前記ゲート電極の内側の前記第１シリコン酸化膜が除去された結果物上に感光膜を塗布する段階と、
前記貫通ホールの上側に形成された前記感光膜を露光する段階と、
前記感光膜の露光された部分を除去する段階と、
前記露光された部分が除去された前記感光膜をエッチングマスクとして使用して前記ゲート絶縁膜をウェットエッチングする段階と、
前記感光膜を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２６】
前記ゲート絶縁膜を除去する前記全体段階を反復することを特徴とする請求項２５に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２７】
前記感光膜を露光する段階で、前記感光膜は前記基板下から紫外線を照射して露光することを特徴とする請求項２５に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２８】
前記感光膜を露光する段階は、
前記貫通ホールに対応する領域に投光窓が形成されたマスクを前記感光膜の上側に整列させる段階と、
前記マスクの上側から前記マスクに向かって光を照射する段階と、を含むことを特徴とする請求項２５に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項２９】
前記フォーカスゲート電極の内側に前記貫通ホールが複数個含まれるように前記フォーカスゲート電極を形成することを特徴とする請求項１０に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項３０】
前記ＣＮＴエミッタを前記マスク層より高く形成する段階と、
前記マスク層より高く形成された前記ＣＮＴエミッタの高さを、表面処理技法を利用して低める段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項３１】
前記マスク層と前記ＣＮＴエミッタ間の高さ差が０.１〜４μｍになるまで前記ＣＮＴエミッタの高さを低めることを特徴とする請求項９に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項３２】
前記マスク層は、比抵抗が１０２〜１０９Ωｃｍである物質層より形成することを特徴とする請求項９に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【請求項３３】
前記マスク層は、所定の導電性不純物がドーピングされた非晶質シリコン層より形成することを特徴とする請求項９に記載のＣＮＴ ＦＥＤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平板ディスプレイ及びその製造方法に係り、さらに詳細には炭素ナノチューブエミッタ（ＣＮＴエミッタという）を備える電界放出ディスプレイ（以下、ＣＮＴ ＦＥＤ）及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在まで広く普及された陰極線管に続いて平板ディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、光放出ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）などが情報ディスプレイ市場の主役として登場すると予想される。その中でも高画質、高効率及び低消費電力を長所として有しているＦＥＤは、次世代情報ディスプレイ素子として大きな注目を浴びている。
【０００３】
ＦＥＤの核心技術は、電子が放出されるエミッタチップの加工技術とその安定性とに基づいている。現在広く使われているＦＥＤ（以下、従来のＦＥＤという）でシリコンチップやモリブデンチップがエミッタチップとして使われている。
【０００４】
しかし、前記シリコンチップやモリブデンチップは、寿命が短く、安定性が低く、また電子放出効率が良くない。
【０００５】
また、従来技術によるＦＥＤの場合、フォーカスゲート電極とゲート電極間に形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）の段差部分でステップカバレージが良くない。これにより、前記段差部分に絶縁破壊を起こす電気的な欠陥、例えば、図１に示されたようなクラック１０が形成される。このような欠陥によって前記２つの電極間に相当な漏れ電流が発生しつつ前記段差部分からジュール熱が発生する。
【０００６】
図１で、４、６及び８はそれぞれゲート電極、シリコン酸化膜及びフォーカスゲート電極を表す。
【０００７】
シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）と関連した前記問題点は、シリコン酸化膜を厚く形成してある程度解消できるが、前記シリコン酸化膜を２μｍ以上の厚さに形成する場合、剥離現象が現れて所望の厚さを得難い。
【０００８】
一方、このような問題を回避するために、多様な構造を有する従来のＦＥＤが紹介されているが、埋め込みフォーカシング構造を有するＦＥＤと金属メッシュ構造を有するＦＥＤとが代表的である。
【０００９】
前者のＦＥＤの場合、フォーカスゲート電極と電子抽出用ゲート電極間にクラックが発生する恐れは非常に低いと見られるが、前記フォーカスゲート電極が有機物であるポリイミド上に形成されるため、前記ポリイミドから揮発されるガスを排出するための排出工程が必要である。
【００１０】
後者のＦＥＤの場合、チップの周りに金属メッシュを備えることによって、電子ビームフォーカシングを改善させうる。しかし、前記金属メッシュの加工及び接合が難しく、特に前記金属メッシュの整列が間違って電子ビームがシフトされる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする技術的課題は、電子ビームフォーカシングが優秀であり、フォーカスゲート電極とゲート電極間の漏れ電流を最小化できるＣＮＴ ＦＥＤを提供することである。
【００１２】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、製造工程を単純化でき、コストを節減できる前記ＣＮＴ ＦＥＤの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を達成するために本発明は、基板と、前記基板上に形成された透明電極と、前記透明電極上に形成されたエミッタ電極と、前記エミッタ電極上に形成されたＣＮＴエミッタと、前記ＣＮＴエミッタの周りに形成されて前記ＣＮＴエミッタから電子ビームを抽出し、抽出された電子ビームを与えられた位置にフォーカシングするゲート積層物と、前記ゲート積層物の上側に形成されており、情報が表示される前面パネル及び前記前面パネルの後面に塗布された蛍光膜と、を含むＣＮＴ ＦＥＤにおいて、前記ゲート積層物は、前記ＣＮＴエミッタの周りの前記エミッタ電極を覆い、前記ＣＮＴエミッタより高く備わったマスク層を含むことを特徴とするＣＮＴ ＦＥＤを提供する。
【００１４】
前記マスク層は 、導電性不純物がドーピングされた非晶質シリコン層でありうる。この時、前記マスク層の高さは前記ＣＮＴエミッタより０.１〜４μｍほど高いことが望ましいが、この範囲より大きいか、または小さいこともある。前記マスク層が他の物質層である時、前記マスク層と前記ＣＮＴエミッタとの間の望ましい段差範囲は前記範囲と異なりうる。
【００１５】
前記マスク層の比抵抗は１０２〜１０９Ωｃｍ、望ましくは、１０３Ωｃｍよりも小さい。
【００１６】
前記ゲート積層物は、前記マスク層上に順次に積層されたゲート絶縁膜、ゲート電極、シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）及びフォーカスゲート電極をさらに含みうる。
【００１７】
本発明の実施形態によれば、前記ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）または第２シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）でありうる。そして、前記第１シリコン酸化膜の厚さは２μｍでありうるが、望ましくは３〜１５μｍであり、さらに望ましくは６〜１５μｍである。また、前記第２シリコン酸化膜の厚さは１〜５μｍである。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、一つの前記フォーカスゲート電極の内側に複数の前記ＣＮＴエミッタが備わりうる。
【００１９】
前記他の課題を達成するために本発明は、前記特徴を有するＣＮＴ ＦＥＤの製造方法において、前記ゲート積層物は、前記ＣＮＴエミッタの周りの前記エミッタ電極上に形成されたマスク層を含むように形成し、前記ゲート積層物を形成した後、前記マスク層より低く前記ＣＮＴエミッタを形成することを特徴とするＣＮＴ ＦＥＤの製造方法を提供する。
【００２０】
ここで、前記ゲート積層物は、前記基板及び前記透明電極上に前記透明電極の一部が露出される貫通ホールが形成された、前記マスク層を形成する第１段階、前記マスク層上に前記貫通ホールを充填するゲート絶縁膜を形成する第２段階、前記貫通ホールの周りの前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する第３段階、前記ゲート電極及び前記ゲート絶縁膜上に第１シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）を形成する第４段階、前記貫通ホールの周りの前記第１シリコン酸化膜上にフォーカスゲート電極を形成する第５段階及び前記ゲート電極の内側の前記第１シリコン酸化膜及び前記ゲート絶縁膜を除去する第６段階より形成できる。
【００２１】
前記ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）または第２シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）より形成でき、前記第１シリコン酸化膜は、２μｍ以上、望ましくは３〜１５μｍ、さらに望ましくは６〜１５μｍの厚さに形成できる。
【００２２】
また、前記第１シリコン酸化膜を形成する過程で、シラン（ＳｉＨ４）のフロー率を５０〜７００ｓｃｃｍに保持でき、窒酸（Ｎ２Ｏ）のフロー率を７００〜４,５００ｓｃｃｍに保持できる。そして、工程圧力は６００〜１,２００ｍＴｏｒｒに保持でき、前記ガラス基板の温度は２５０〜４５０℃に保持できる。また、ＲＦパワーは１００〜３００Ｗに保持できる。
【００２３】
このような工程条件は、前記第２シリコン酸化膜を形成する過程に適用されうる。
【００２４】
また、前記第１シリコン酸化膜を除去する段階は、前記フォーカスゲート電極及びその内側の前記第１シリコン酸化膜上に感光膜を塗布する段階と、前記貫通ホールの上側に形成された前記感光膜を露光する段階と、前記感光膜の露光された部分を除去する段階と、前記露光された部分が除去された前記感光膜をエッチングマスクとして使用して前記第１シリコン酸化膜をウェットエッチングする段階と、前記感光膜を除去する段階と、を含みうる。この場合、前記全段階を反復できる。
【００２５】
前記感光膜を露光する段階で、前記感光膜は前記ガラス基板下から紫外線を照射して露光できる。
【００２６】
前記感光膜を露光する段階は、前記貫通ホールに対応する領域に投光窓が形成されたマスクを前記感光膜の上側に整列させる段階と、前記マスクの上側から前記マスクに向かって光を照射する段階とを含みうる。
【００２７】
前記第１シリコン酸化膜の除去と関連した全ての段階は、前記ゲート絶縁膜を除去する段階にそのまま適用できる。この時にも全体段階を反復できる。
【００２８】
前記フォーカスゲート電極を形成する過程で、前記フォーカスゲート電極の内側に複数の前記貫通ホールが含まれるように前記フォーカスゲート電極を形成できる。
【００２９】
また、前記ＣＮＴエミッタの高さを低める過程は、前記ＣＮＴエミッタを前記マスク層より高く形成する段階と、前記マスク層より高く形成された前記ＣＮＴエミッタの高さを、表面処理技法（表面活性化技法という）を利用して低める段階とをさらに含みうる。
【００３０】
前記ＣＮＴエミッタは、前記マスク層との高さ差が０.１〜４μｍになるまで低めうる。
【００３１】
前記マスク層は、比抵抗が１０２〜１０９Ωｃｍの物質層より形成できる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によるＣＮＴ ＦＥＤは、フォーカスゲート電極とゲート電極間に少なくとも２μｍ以上の厚さを有するフォーカスゲート絶縁膜を備える。この程度の厚さのフォーカスゲート絶縁膜は、段差部分でステップカバレージが優秀で、漏れ電流を増加させる欠陥、例えば、クラックなどが形成されない。また、フォーカスゲート絶縁膜が厚いため、自然にゲート積層物に形成されたホールの内面に沿って測定されるフォーカスゲート電極とゲート電極間の距離も長くなる。これにより、製造工程でフォーカスゲート絶縁膜の側面に付着される不純物粒子によるフォーカスゲート電極とゲート電極間の漏れ電流が減少する。結局、フォーカスゲート電極とゲート電極間の全体漏れ電流は、従来よりも大きく減少する。また、ＣＮＴエミッタは、その周りのマスク層より低いため、前記ＣＮＴエミッタから放出される電子ビームの集束度も高くなる。
【００３３】
一方、製造工程面で、透明電極とゲート絶縁膜間にＣＮＴエミッタが形成される透明電極領域を限定するマスク層を形成した後、前記透明電極の下側から紫外線を照射してＣＮＴエミッタが形成される領域上に塗布された感光膜をパターニングする。前記マスク層によって前記感光膜の露光される領域はあらかじめ決まるので、前記感光膜の前記露光される領域を限定するための別途のマスクは不要になる。すなわち、前記感光膜の前記露光される領域は、前記マスク層によって自己整列的に決定される。したがって、製造工程を単純にすることができ、露光工程に使用するマスクを別途に作る必要がないので、ＣＮＴ ＦＥＤの製造コストを節減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態によるＣＮＴ ＦＥＤ及びその製造方法を添付された図面を参照して詳細に説明する。この過程で図面に示された層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張して示した。
【００３５】
まず、ＣＮＴ ＦＥＤについて説明する。
【００３６】
図２を参照すれば、ガラス基板３０上に透明電極３２が形成されている。透明電極３２は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極であることが望ましい。透明電極３２は、エミッタ電極として使われる。ガラス基板３０上に透明電極３２の一部を覆うゲート積層物Ｓ１が形成されている。ゲート積層物Ｓ１間に透明電極３２が露出されるコンタクトホール４４が形成されている。コンタクトホール４４を通じて露出された透明電極３２上にＣＮＴエミッタ４６が形成されている。ＣＮＴエミッタ４６から電子が放出される。ＣＮＴエミッタ４６は、ゲート積層物Ｓ１と非接触状態に形成されている。ゲート積層物Ｓ１は、透明電極３２の一部を覆い、製造工程でバック露光用マスクとして使われた第１マスク層３４を備える。第１マスク層３４は、ＣＮＴエミッタ４６と離隔されている。第１マスク層３４は、所定の不純物、例えばリンＰがドーピングされた非晶質シリコン層でありうる。第１マスク層３４とＣＮＴエミッタ４６間に段差Ｈ、すなわち高さ差が存在する。第１マスク層３４の上面がＣＮＴエミッタ４６の上面より高い。段差Ｈは、例えば、０.１〜４μｍでありうる。第１マスク層３４とＣＮＴエミッタ４６間の段差Ｈは第１マスク層３４として使われる物質によって異なりうる。第１マスク層３４の比抵抗は１０２〜１０９Ωｃｍほどであるが、望ましくは１０３Ωｃｍより小さい。第１マスク層３４上にゲート絶縁膜３６、ゲート電極３８、フォーカスゲート絶縁膜４０及びフォーカスゲート電極４２が順次に積層されている。前記積層物３６,３８,４０,４２は、前記のように逐次的に形成されているが、上側に行くほど幅が狭くなっている。したがって、ゲート積層物Ｓ１の側面は階段型斜面となる。
【００３７】
一方、後述するが、図２に示したＣＮＴ ＦＥＤの製造工程でゲート積層物Ｓ１を構成する多くの要素が紫外線を利用したバック露光方式でパターニングされる。したがって、第１マスク層３４は、一般可視光線に対しては透明であるが、前記紫外線に対しては不透明な光学的な特性を有する物質層が望ましい。例えば、第１マスク層３４は、非晶質シリコン層となりうる。ゲート絶縁膜３６は第１シリコン酸化膜が望ましい。ゲート電極３８は第１クロム電極である。この時、ゲート電極３８の厚さは０.２５μｍほどである。ゲート電極３８は、導電性を有する他の電極であり、この時の厚さは０.２５μｍと異なりうる。ゲート電極３８とフォーカスゲート電極４２とを絶縁させるフォーカスゲート絶縁膜４０は、少なくとも２μｍより厚い、望ましくは３〜１５μｍの厚さを有する第２シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）であることが望ましい。この時、前記第２シリコン酸化膜の分子式で下添字“Ｘ”という２より小さいことが望ましい（Ｘ＜２）。フォーカスゲート絶縁膜４０はまた、前記第２シリコン酸化膜と同等なあるいは類似した物理的性質を有する絶縁膜でありうる。ＣＮＴエミッタ４６を中心として対称的に形成されたフォーカスゲート電極４２は所定の厚さを有する第２クロム電極である。フォーカスゲート電極４２は、導電性を有する他の電極であり、その時の厚さは前記第２クロム電極の厚さと異なりうる。
【００３８】
ゲート電極３８は、ＣＮＴエミッタ４６からの電子ビームの抽出に使われる。これにより、ゲート電極３８に所定の交流ゲート電圧Ｖｇ、例えば、＋８０Ｖの交流ゲート電圧が印加されうる。
【００３９】
また、フォーカスゲート電極４２は、ＣＮＴエミッタ４６から放出される電子ビームがＣＮＴエミッタ４６の上方の蛍光膜４８の与えられた位置に到達されるように前記電子ビームを集束する役割を行う。このために、フォーカスゲート電極４２に電子ビームと同じ極性を有するが、絶対値がゲート電圧Ｖｇより低いフォーカスゲート電圧Ｖｆｇが印加される。例えば、フォーカスゲート電極４２に−１０Ｖほどのフォーカスゲート電圧Ｖｆｇが印加されうる。
【００４０】
次いで、図２を参照すれば、ゲート積層物Ｓ１のフォーカスゲート電極４２から上方に与えられた距離Ｄだけ離隔された所に前面パネル５０が備わっている。前面パネル５０に多様な形態の情報が表示される。ゲート積層物Ｓ１と対面する前面パネル５０の後面に蛍光膜４８が付着されている。蛍光膜４８に前記電子ビームに励起されて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の光５２を発光する蛍光体が均一に分布されている。蛍光膜４８に直流電圧Ｖａが印加されている。
【００４１】
一方、図２で前面パネル５０と選択されたゲート積層物Ｓ１間にセル分離のためのスペーサと共にブラックマトリックスなどが図示されなければならないが、ここでは便宜上省略した。
【００４２】
後述する本発明の実施形態によるＣＮＴ ＦＥＤの製造方法について説明する。その中でもゲート積層物Ｓ１の形成過程について説明する。
【００４３】
この説明に先立って、ゲート積層物Ｓ１に含まれたゲート絶縁膜３６及び／またはフォーカスゲート絶縁膜４０の積層及びエッチング工程に適用されうる物質膜の積層及びエッチング工程について図３ないし図１１を参照して詳細に説明する。
【００４４】
まず、図３を参照すれば、基板８０上に第１電極８２を形成する。基板８０は、図２に示したＣＮＴ ＦＥＤ（以下、本発明のＦＥＤという）のガラス基板３０に対応しうる。そして、第１電極８２はＩＴＯ電極であって、前記本発明のＦＥＤの透明電極３２に対応しうる。第１電極８２上に第２マスク層８４を形成する。次いで、前記第２マスク層８４に第１電極８２が露出される貫通ホール８６を形成する。第２マスク層８４は、可視光線に対しては透明であるが、紫外線（ＵＶ）に対しては不透明な物質層、例えば、非晶質シリコン層より形成できる。したがって、第２マスク層８４は、前記本発明のＦＥＤの第１マスク層３４に対応しうる。
【００４５】
図４を参照すれば、第２マスク層８４上に貫通ホール８６を充填する絶縁膜８８を所定の厚さｔに形成する。絶縁膜８８は、通常のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）よりシリコン含量が多いシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）より形成することが望ましい。この時、絶縁膜８８は、２μｍ以上、望ましくは３〜１５μｍに形成するが、さらに望ましくは６〜１５μｍに形成できる。絶縁膜８８は、シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）と同等なあるいは類似した物質膜より形成できる。この時、絶縁膜８８はシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）の厚さと異なる厚さに形成できる。絶縁膜８８は、ＲＦを利用したプラズマ気相化学蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）方法で形成できる。しかし、厚さによってその形成方法が異なりうる。例えば、前記厚さ範囲で絶縁膜８８を相対的に薄く形成する場合、絶縁膜８８はスパッタリング方法で形成できる。そして、絶縁膜８８を前記厚さ範囲で相対的に厚く形成する場合、絶縁膜８８は電気メッキ法または熱蒸発法で形成できる。
【００４６】
前記ＰＥＣＶＤ方法を利用して絶縁膜８８をシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）より形成する場合についての具体的な工程条件は、次の通りである。
【００４７】
すなわち、シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）を形成する間、基板８０は２５０〜４５０℃、望ましくは３４０℃ほどに保持し、ＲＦパワーは１００〜３００Ｗ、望ましくは１６０Ｗほどに保持する。そして、チャンバー内の圧力は６００〜１,２００ｍＴｏｒｒ、望ましくは９００ｍＴｏｒｒほどに保持する。また、ソースガスのうちシラン（ＳｉＨ４）のフロー率は、蒸着率が、例えば４００ｎｍ／ｍｉｎ以上になるように保持することが望ましい。例えば、前記シランのフロー率は、通常のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する時のフロー率（１５ｓｃｃｍほど）よりはるかに多い５０〜７００ｓｃｃｍ、望ましくは３００ｓｃｃｍほどに保持する。また、前記ソースガスのうち窒酸（Ｎ２０）のフロー率は７００〜４,５００ｓｃｃｍ、望ましくは１,０００〜３,０００ｓｃｃｍほどを保持する。
【００４８】
前記シランのフロー率は、ＰＥＣＶＤ方法を利用して前記シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）をエッチングする工程にそのまま適用できる。この場合、図３２の第３グラフ６８に示されたように、前述した範囲のシランのフロー率でシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）のエッチング率は、従来の場合Ｃ１よりはるかに増加する。エッチング工程でのシランのフロー率は、前記シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）のエッチング率が１００ｎｍ／ｍｉｎ以上になるように保持することが望ましい。
【００４９】
前述した工程条件下でシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）を形成する場合、シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）は、前記厚さ範囲に属する厚さに形成される。したがって、従来よりも良好なステップカバレージが得られる。そして、図２９の第１グラフ６４に示されたように、蒸着率（Å／ｍｉｎ）が従来の場合Ｃよりはるかに増加することが分かる。
【００５０】
また、図３０の第２グラフ６６に示されたように、前記範囲で窒酸のフロー率を調節する場合、シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）のストレス（ＭＰａ）は１００ＭＰａより低くなることが分かる。
【００５１】
また、図３１に示されたように、窒酸のフロー率を一定にし、基板８０の温度を前記範囲で変化させた時にも前記シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）のストレスは１００ＭＰａより小さいことが分かる。
【００５２】
シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）のストレスがそのように低いということは、シリコン酸化膜の密度が通常のシリコン酸化膜の密度より低いということを意味する。すなわち、シリコン酸化膜は多孔性物質に近いということを意味する。
【００５３】
図３１で、ストレス値が正（＋）である場合は圧縮によるストレスを表し、負（−）である場合は張力によるストレスを表す。そして、“▲”、“●”、“■”及び“▼”はそれぞれ窒酸（Ｎ２Ｏ）のフロー率が２,７００ｓｃｃｍ、２,２００ｓｃｃｍ、１,８００ｓｃｃｍ及び１,５００ｓｃｃｍである場合を表す。
【００５４】
前述した工程条件下で形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）の場合、シリコンが通常のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）より豊富であり、ストレスが前記通常のシリコン酸化膜よりはるかに低い。したがって、前記シリコン酸化膜より形成された絶縁膜８８の所定部分、特に段差部分にクラックのような欠陥が発生する可能性は、前記通常のシリコン酸化膜に比べて極めて低い。したがって、前記工程で絶縁膜８８を形成する場合、後続工程で絶縁膜８８上に形成される電極と第１電極８２間に漏れ電流が発生する可能性も極めて低くなる。
【００５５】
一方、第２マスク層８４と絶縁膜８８間に第２マスク層８４を覆う他の絶縁膜（本発明のＦＥＤのゲート絶縁膜に対応）と他の電極（本発明のＦＥＤのゲート電極に対応）とを順次に形成できる。この場合、絶縁膜８８を前記工程条件で形成する場合、前記のような絶縁膜８８の特性によって、後続工程で絶縁膜８８上に形成される電極と前記他の電極間の漏れ電流は最小化する。
【００５６】
図５を参照すれば、絶縁膜８８上に第２電極９０を形成する。第２電極９０は、クロム電極より形成できるが、他の電極より形成することもある。第２電極９０は、本発明のＦＥＤのゲート積層物Ｓ１に含まれたフォーカスゲート電極４２に対応されうる。絶縁膜８８上に第２電極９０を覆う第１感光膜９２を形成する。第１感光膜９２は、ポジティブフォトレジスト膜より形成することが望ましい。第１感光膜９２を形成した後、基板８０の下方から基板８０に向かって紫外線９４を照射する、いわゆるバック露光を実施する。第２マスク層８４の紫外線遮断特性によって、前記バック露光で第２マスク層８４の貫通ホール８６を除外した他の領域は紫外線９４に露光されない。貫通ホール８６を通じて入射された紫外線９４は、絶縁膜８８も通過して第１感光膜９２の貫通ホール８６に対応する領域９２ａ（以下、露光された領域という）を露光させる。次いで、現像工程を実施する。前記現像工程で、第１感光膜９２の露光された領域９２ａが除去される。次いで、所定のべーキング工程を実施する。
【００５７】
図６は、前記現像工程及びベーキング工程を順次に経た結果物を表す。露光された領域９２ａの除去された部分を通じて絶縁膜８８が露出されることがわかる。
【００５８】
次いで、図７を参照すれば、絶縁膜８８の一部を露出させる第１感光膜９２をエッチングマスクとして使用して絶縁膜８８に対する１次エッチングを実施する。前記１次エッチングは、所定のエッチング液を使用するウェットエッチングであって、所定の時間進める。前記１次エッチングによって、絶縁膜８８の露出された部分に所定の深さに第１溝Ｇ１が形成される。第１溝Ｇ１が形成されつつ絶縁膜８８の第１溝Ｇ１が形成された部分の厚さｔ１は、前記１次エッチングに影響を受けない部分の厚さｔより薄くなる。第１溝Ｇ１はウェットエッチングの等方性特性によって第１感光膜９２の下方に拡張される。これにより、第１感光膜９２の下の方に第１アンダーカット９３が形成される。前記１次エッチング後、第１感光膜９２を除去する。
【００５９】
図８を参照すれば、第１感光膜９２を除去した後、第１溝Ｇ１が形成された絶縁膜８８上に第２電極９０を覆う第２感光膜９６を形成する。第２感光膜９６は、第１感光膜９２と同じポジティブフォトレジスト膜より形成する。第２感光膜９６を形成した後、２次バック露光を実施する。前記２次バック露光で第２感光膜９６のコンタクトホール８６に対応する領域９６ａが露光される。以後、現像工程を実施して前記露光された領域９６ａを除去し、その結果物をベーキングする。
【００６０】
図９は、第２感光膜９６に対する前記ベーキング後の結果物を表す。第２感光膜９６の前記露光された領域９６ａが除去された部分を通じて第１溝Ｇ１の一部が露出される。この状態で第２感光膜９６をエッチングマスクとして使用して第１溝Ｇ１が形成された絶縁膜８８を２次エッチングする。前記２次エッチングは、所定のエッチング液を使用して湿式で進める。前記２次エッチングは、図１０に示したように、第１電極８２が露出されるまで実施する。前記２次エッチングで絶縁膜８８に第１電極８２の所定領域が露出される貫通ホール９８が形成される。貫通ホール９８は、ウェットエッチングの特性上、第２感光膜９６の下方に拡張される。この結果、第２感光膜９６の下方に第２アンダーカット１００が形成される。前記２次エッチング後に第２感光膜９６をアッシングしかつストリップして除去する。次いで、所定の洗浄及び乾燥工程を実施する。
【００６１】
図１１は、前記洗浄及び乾燥工程後の結果物を表す。図１１を参照すれば、絶縁膜８８に第１電極８２が露出される貫通ホール９８が平滑に形成されたことがわかる。
【００６２】
図１２は、前記１次エッチング直後の結果物に対する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示した図であり、第１感光膜９２と第２電極９０及び絶縁膜８８が見られる。そして、絶縁膜８８に第１感光膜９２の下方に拡張された第１溝Ｇ１が見られる。
【００６３】
図１３は、図１２で第１感光膜９２を除去した結果物のＳＥＭ写真を示した図である。絶縁膜８８の上部の凹状の部分が、第１感光膜９２が形成された部分である。
【００６４】
一方、前述した絶縁膜８８に対して前記ウェットエッチングを２回以上実施できる。例えば、絶縁膜８８に形成された貫通ホール９８は、４回にわたるウェットエッチングで形成できる。この時、各ウェットエッチング工程は、前記１次エッチング工程の反復である。
【００６５】
図１４は、前記４回にわたるウェットエッチングのうち、２次ウェットエッチングを実施した直後の結果物に対するＳＥＭ写真を示した図である。図１４で、１０２は第２感光膜９６と絶縁膜８８との境界を表す。
【００６６】
図１５は、図１４で第２感光膜９６を除去し、所定の洗浄及び乾燥工程を経た結果物に対するＳＥＭ写真を示した図である。
【００６７】
図１５を参照すれば、第１溝Ｇ１の範囲内に第２溝Ｇ２が形成されたことが見られる。第１溝Ｇ１の上部の少し凹状の部分は第２感光膜９６が形成された部分である。
【００６８】
図１６は、前記４回にわたるウェットエッチングのうち、４次ウェットエッチングを実施した後の結果に対するＳＥＭ写真を示した図である。
【００６９】
図１６を参照すれば、絶縁膜８８に垂直のコンタクトホールが形成されたことがわかる。すなわち、前記コンタクトホールを全体的に見る時、その垂直プロファイルは優秀であることが分かる。ｔは、絶縁膜８８の厚さを表す。
【００７０】
他の一方、前記絶縁膜８８に対するエッチング過程で、前記バック露光の代わりに、感光膜の上側から光を照射する前方露光方法を利用できる。
【００７１】
図１７は、これについての一例を表す。
【００７２】
具体的に、図１７を参照すれば、第１感光膜９２と所定間隔に離隔された上側に、コンタクトホール８６に対応する位置にだけ投光窓ＴＡを有し、残りの領域は全て遮光領域であるマスクＭを位置させる。次いで、マスクＭの上側からマスクＭに向かって光１０２を照射する。マスクＭに照射された光１０２の一部は、マスクＭに形成された投光窓ＴＡを通じて第１感光膜９２に照射される。これにより、第１感光膜９２の所定領域９２ａが露光される。次いで、マスクＭを除去する。第１感光膜９２の現像、洗浄及びベーキングなどの工程と第１感光膜９２をマスクとして使用したウェットエッチングとは前述した通りである。前述した前方露光は、前記４次にわたる絶縁膜８８のパターニング工程の露光工程にそのまま適用できる。
【００７３】
次いで、前述した絶縁膜８８の蒸着及びエッチング工程が適用された、図２に示したＣＮＴ ＦＥＤの製造方法について説明する。
【００７４】
まず、図１８を参照すれば、ガラス基板３０に透明電極３２を形成する。透明電極３２はＩＴＯ電極より形成することが望ましいが、同等な他の電極より形成できる。ガラス基板３０上に透明電極３２を覆うバック露光用の第１マスク層３４を形成する。第１マスク層３４は、可視光線を透過させ、紫外線は遮断させる物質層、例えば、所定の導電性不純物がドーピングされた非晶質シリコン層より形成することが望ましい。第１マスク層３４を前記非晶質シリコン層より形成する時、厚さは１μｍほどに形成する。そして、蒸着温度は３４０℃ほどに保持し、ドーピング物質であるホスフィン（ＰＨ３）のフロー率とソース物質であるシラン（ＳｉＨ４）のフロー率とはそれぞれ７３ｓｃｃｍと１,０００ｓｃｃｍとに保持し、電力と圧力とはそれぞれ１００Ｗと７５０ｍＴｏｒｒとに保持する。
【００７５】
第１マスク層３４に透明電極３２の一部が露出される第１貫通ホールｈ１を形成する。第１貫通ホールｈ１を通じて露出される透明電極３２上にＣＮＴエミッタが形成される。
【００７６】
図１９を参照すれば、第１マスク層３４上に第１貫通ホールｈ１を充填するゲート絶縁膜３６を形成する。ゲート絶縁膜３６は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）より形成するが、１〜５μｍほどの厚さに形成する。ゲート絶縁膜３６は、通常のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）の代りにシリコン含量が多いシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）（Ｘ＜２）より形成することもある。この場合にゲート絶縁膜３６は、図３ないし図１１に示された絶縁膜８８の形成方法で形成できる。この時、露光工程は、バック露光を利用することが望ましいが、図１７に示されたように前方露光を利用できる。
【００７７】
図２０を参照すれば、ゲート絶縁膜３６上にゲート電極３８を形成する。ゲート電極３８は、第１クロム電極より形成する。この時、ゲート電極３８は０.２５μｍほどの厚さに形成する。ゲート電極３８をパターニングしてゲート電極３８に第２貫通ホールｈ２を形成する。第２貫通ホールｈ２を通じて少なくともゲート絶縁膜３６の第１貫通ホールｈ１を充填する部分が露出される。第２貫通ホールｈ２の直径は第１貫通ホールｈ１の直径より長い。
【００７８】
図２１を参照すれば、ゲート電極３８上に第２貫通ホールｈ２を充填するフォーカスゲート絶縁膜４０を形成する。フォーカスゲート絶縁膜４０は、図３ないし図１１に示した絶縁膜８８の形成方法で形成できる。この時、露光工程は前記バック露光を利用することが望ましいが、図１７に示したような前方露光を利用できる。
【００７９】
一方、厚さによるフォーカスゲート絶縁膜４０の漏れ電流の特性を表す図３４の第４グラフ７０を参照すれば、フォーカスゲート絶縁膜４０の厚さが６μｍに近接しつつ漏れ電流が急激に小さくなることが見られ、厚さが６μｍを超えてから前記漏れ電流はゼロ（０）と区分し難いほどゼロ（０）に近接することが見られる。
【００８０】
これにより、フォーカスゲート絶縁膜４０を少なくとも２μｍの厚さに形成できるが、望ましくは３〜１５μｍ、最も望ましくは６〜１５μｍの厚さに形成できる。
【００８１】
また、図２１を参照すれば、フォーカスゲート絶縁膜４０上にフォーカスゲート電極４２を形成する。フォーカスゲート電極４２は、第２クロム電極より形成する。次いで、図２２に示したように、フォーカスゲート電極４２に第３貫通ホールｈ３を形成する。第３貫通ホールｈ３を通じて第２貫通ホールｈ２とその周りのゲート電極３８の一部とを覆うフォーカスゲート絶縁膜４０が露出される。第３貫通ホールｈ３の直径は、第２貫通ホールｈ２の直径より長い。
【００８２】
一方、デザインレイアウトによって、フォーカスゲート電極４２とゲート電極３８とを多様な形態に形成できる。
【００８３】
例えば、フォーカスゲート電極４２に形成された第３貫通ホールｈ３の内側に複数の第２貫通ホールｈ２を形成できる。または、一つの第３貫通ホールｈ３の内側に一つの第２貫通ホールｈ２を形成できる。
【００８４】
図２３を参照すれば、フォーカスゲート電極４２上に第３貫通ホールｈ３を充填する第３感光膜Ｐ１を塗布する。次いで、バック露光工程を実施する。すなわち、ガラス基板３０の下面に紫外線５６を照射する。紫外線５６は、透明電極３２と第１貫通ホールｈ１とゲート絶縁膜３６、フォーカスゲート絶縁膜４０を経て第３感光膜Ｐ３に入射される。第１貫通ホールｈ１を除外した残りの部分に入射された紫外線５６は、バック露光用第１マスク層３４によって遮断される。したがって、第３感光膜Ｐ１のうち第１貫通ホールｈ１の上方に位置した部分だけが紫外線５６に露光される。第３感光膜Ｐ１の露光された部分は、現像工程を通じて除去される。前記露光された部分が除去された所を通じてフォーカスゲート絶縁膜４０の一部が露出される。第３感光膜Ｐ１をエッチングマスクとして使用してフォーカスゲート絶縁膜４０の露出された部分をウェットエッチングする。前記ウェットエッチングは、ゲート絶縁膜３６が露出されるまで実施するが、図６ないし図１１に示したエッチング過程によって実施することが望ましい。この時、前記ウェットエッチングは、２回あるいはそれ以上の回数に分けて順次に実施できる。
【００８５】
図２４は、第３感光膜Ｐ１と定義されたフォーカスゲート絶縁膜４０の露出された領域を前記ウェットエッチングで除去した後の姿を表す。
【００８６】
図２４を参照すれば、フォーカスゲート絶縁膜４０の前記露出された領域が除去された部分に溝５８が形成されたことが分かる。
【００８７】
図２５及び図２６は、溝５８を通じて露出されるゲート絶縁膜３６の一部を除去する過程を表す。この過程は、図２３及び図２４に示したフォーカスゲート絶縁膜４０の露出された部分を除去する過程と同じである。
【００８８】
図２６を参照すれば、ゲート絶縁膜３６の前記露出された部分が除去されつつ第２マスク層３４、ゲート絶縁膜３６、ゲート電極３８、フォーカスゲート絶縁膜４０及びフォーカスゲート電極４２よりなるゲート積層物に少なくとも透明電極３２が露出されるホール６０が形成される。ホール６０は、図２に示したコンタクトホール４４に対応する。以後、ゲート絶縁膜３６の露出された部分のウェットエッチングに使われた第４感光膜Ｐ２を除去する。
【００８９】
第４感光膜Ｐ２を除去した後、図２７に示されたように、ホール６０を通じて露出された透明電極３２上にＣＮＴエミッタ４６を形成する。ＣＮＴエミッタ４６は、スクリーンプリンティング法を利用して形成する。ＣＮＴエミッタ４６は、透明電極３２の露出された部分の中心領域に形成することが望ましく、周りの前記ゲート積層物と接触しないように形成することが望ましい。
【００９０】
このようにＣＮＴエミッタ４６を形成した後、図２８に示されたようにＣＮＴエミッタ４６の高さを第１マスク層３４より低くする。ＣＮＴエミッタ４６の高さは、表面処理技法を利用して低めるが、第１マスク層３４の高さとＣＮＴエミッタ４６間の段差Ｈ、すなわち高さ差が０.１〜４μｍほどになるまで低めることが望ましい。ＣＮＴエミッタ４６の高さをこのように低めることによって、フォーカスゲート電極の厚さが薄くなってもＣＮＴエミッタ４６から放出される電子の集束度を高めうる。
【００９１】
以後のＣＮＴ ＦＥＤの製造工程は、通常の工程によって進められる。
【００９２】
図３４は、前述した製造方法で形成した図２に示したＣＮＴ ＦＥＤのゲート電極とフォーカスゲート絶縁膜及びフォーカスゲート電極を含む相異なる部分に対するＳＥＭ写真を示した図である。
【００９３】
図３４で、Ａ１はゲート電極３８とフォーカスゲート電極４２との間の第１段差部分を表し、Ａ２は第２段差部分を表す。
【００９４】
図３４を参照すれば、第１及び第２段差部分Ａ１，Ａ２が平滑であってステップカバレージが優秀であることが分かる。また、第１及び第２段差部分Ａ１，Ａ２のどこにもクラックのような漏れ電流を誘発できる欠陥が形成されていないことが分かる。
【００９５】
前記で多くの事項が具体的に記載されているが、それは発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施形態の例示として解釈されなければならない。例えば、当業者ならば、フォーカスゲート絶縁膜として、シリコン酸化膜の代わりに、他の絶縁膜を厚く形成することもできる。また、ＣＮＴエミッタを中心としてフォーカスゲート電極を非対称的に形成することもできる。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態によって決定されず、特許請求の範囲に記載された技術的思想によって決定されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、各種情報が表示されるディスプレイに使用されうる。例えば、ＴＶ、コンピュータモニター、ゲーム機用モニター、通信機器のモニター、各種データ表示用モニター、計測器用モニター、携帯用家電製品のモニターなどに適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】従来技術による電界放出ディスプレイの問題点を示すＳＥＭ写真を示した図である。
【図２】本発明の実施形態による炭素ナノチューブエミッタを備える電界放出ディスプレイを示す断面図である。
【図３】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図４】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図５】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図６】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図７】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図８】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図９】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図１０】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図１１】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の形成過程に適用された酸化膜の積層及びエッチング工程を段階別に示す断面図である。
【図１２】図３ないし図１１に示した酸化膜の積層及びエッチング工程で酸化膜に対する１次ウェットエッチングが実施された直後の、感光膜が残っている結果物に対するＳＥＭ写真を示した図である。
【図１３】図１２で感光膜を除去した結果物のＳＥＭ写真を示した図である。
【図１４】図３ないし図１１に示した酸化膜の積層及びエッチング工程で酸化膜に対する２次ウェットエッチングが実施された直後の、感光膜が残っている結果物に対するＳＥＭ写真を示した図である。
【図１５】図１４で感光膜を除去した結果物のＳＥＭ写真を示した図である。
【図１６】図３ないし図１１に示した酸化膜の積層及びエッチング工程で酸化膜に対する４次にわたるウェットエッチングが全て完了した後、感光膜が除去された結果物に対するＳＥＭ写真を示した図である。
【図１７】図３ないし図１１に示した酸化膜の積層及びエッチング工程で表した露光方法と異なる露光方法で感光膜を露光する過程を示す断面図である。
【図１８】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図１９】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２０】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２１】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２２】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２３】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２４】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２５】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２６】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２７】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２８】図２に示した電界放出ディスプレイに対する製造方法のうちゲート積層物と炭素ナノチューブエミッタとを形成する過程を段階別に示す断面図である。
【図２９】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の蒸着率がシラン（ＳｉＨ４）のフロー率によってどのように変化するかを表すグラフである。
【図３０】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜のストレスが窒酸（Ｎ２Ｏ）のフロー率によってどのように変化するかを表すグラフである。
【図３１】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物が積層される基板の温度と窒酸のフロー率とによるフォーカスゲート絶縁膜のストレス変化を表すグラフである。
【図３２】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜のエッチング率のシラン（ＳｉＨ２）のフロー率による変化を表すグラフである。
【図３３】図２に示した電界放出ディスプレイのゲート積層物に含まれたフォーカスゲート絶縁膜の厚さによる漏れ電流特性を表すグラフである。
【図３４】図１８ないし図２８に示した電界放出ディスプレイの製造方法で形成した結果物のうちゲート電極、フォーカスゲート絶縁膜及びフォーカスゲート電極が積層された部分を示すＳＥＭ写真を示した図である。
【符号の説明】
【００９８】
３０    ガラス基板
３２    透明電極
３４    第１マスク層
３６    ゲート絶縁膜
３８    ゲート電極
４０    フォーカスゲート絶縁膜
４２    フォーカスゲート電極
４４    コンタクトホール
４６    ＣＮＴエミッタ
４８    蛍光膜
５０    前面パネル
５２    光
Ｓ１    ゲート積層物
Ｄ    距離
Ｖｇ    電圧
Ｖａ    直流電圧
Ｖｆｇ    フォーカスゲート電圧
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図３４】
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