(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面基板と、
前記背面基板上にストライプ状に所定の食刻液に対して所定の速度以上の第１食刻速度で食刻される物質で形成された接着層と、
前記接着層上にストライプ状に前記食刻液に食刻されないと共に前記接着層との内部応力差が所定の大きさ以上の金属で形成された陰極と、
前記陰極の所定の部分がそれぞれ三角形に食刻されて前記背面基板に対して反対方向である上部に曲がって突出するように形成されたマイクロチップと、
前記マイクロチップを除く陰極上に前記食刻液に対して少なくとも前記第１食刻速度未満の第２食刻速度で食刻される物質で形成されたマスク層と、
前記マスク層上にストライプ状に形成された絶縁体層と、
前記絶縁体層上にストライプ状に形成されたゲートと、
前記背面基板と所定の間隔に離隔されて対向された前面基板と、
前記背面基板と対向される前面基板上に前記陰極と交叉するストライプ状に形成された陽極とを具備してなることを特徴とする電界効果電子放出素子。
【請求項２】
前記接着層はチタンまたはアルミニウムを所定の厚さに蒸着して形成されることを特徴とする請求項１に記載の電界効果電子放出素子。
【請求項３】
前記陰極はタングステンを所定の厚さに蒸着して形成されることを特徴とする請求項１に記載の電界効果電子放出素子。
【請求項４】
前記マイクロチップは所定の突出角度を有することを特徴とする請求項１に記載の電界効果電子放出素子。
【請求項５】
前記突出角度は６０〜７０°であることを特徴とする請求項４に記載の電界効果電子放出素子。
【請求項６】
前記マスクはアルミニウム又はチタンを所定の厚さに蒸着させて形成されることを特徴とする請求項１に記載の電界効果電子放出素子。
【請求項７】
前記ゲートはクロムを蒸着させて形成されることを特徴とする請求項１に記載の電界効果電子放出素子。
【請求項８】
背面基板上に所定の食刻液に対して所定の速度以上の第１食刻速度で食刻される物質よりなる接着層、前記接着層との内部応力差が所定の大きさ以上であり、前記食刻液に対して食刻されない金属の陰極層及び前記食刻液に対して前記第１速度未満である第２食刻速度で食刻される物質よりなるマスク層を順次に積層する段階と、
前記マスク層をパタニングして三角形のマスクを形成する段階と、
前記マスクを使用して陰極の露出された部分を食刻してマイクロチップとなる部分を形成する段階と、
前記マスク及びマイクロチップとなる部分の形成された背面基板上に絶縁体層を形成する段階と、
前記絶縁体層上にリフトオフ法で蒸着しパタニングしてゲートを形成する段階と、
前記ゲートをマスクとして用いて絶縁体層を選択的に食刻して前記マスク及びマイクロチップとなる部分を露出させる段階と、
前記マイクロチップとなる部分の下部及び上部の前記接着層及びマスクを所定の時間以内に食刻することにより前記マイクロチップとなる部分が前記内部応力により前記背面基板に対して反対方向である上部に曲がって突出されるようにするマイクロチップ突出段階と、
前記マイクロチップの形成された前記背面基板と所定の間隔に離隔されて相互対向されるように前記陰極と交叉するストライプ状の陽極の形成された前面基板を設け、その縁部を密封して内部空気を排気させて所定の真空度以上の真空状態として素子を完成する段階とを含むことを特徴とする電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項９】
前記接着層を積層する段階はチタン又はアルミニウムを所定の厚さに蒸着することを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１０】
前記陰極層を積層する段階はタングステンを所定の厚さにＤＣマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１１】
前記マスク層を積層する段階はアルミニウム又はチタンを所定の厚さにマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】
前記マスク層を形成する段階は、前記マスク層に所定のフォトレジストマスクを形成する段階及び該フォトレジストマスクを用いて塩素系列のリアクチブイオンエッチング法を使用して食刻する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１３】
前記マスクを形成する段階はリフトオフ法によりなることを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１４】
前記マイクロチップとなる部分を形成する段階は前記マスクを用いて前記陰極をＣＦ4 ／Ｏ2 プラズマで食刻することを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ゲートを形成する段階はゲート層を蒸着し写真食刻法で食刻して形成することを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１６】
前記マイクロチップ突出段階はＢＯＥ法で食刻することを特徴とする請求項８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１７】
前記ＢＯＥ法はＨＦ：ＮＨ4 Ｆの比が７：１〜１０：１である溶液を使用することを特徴とする請求項１６に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１８】
背面基板上に所定の食刻液に対して所定の速度以上の第１食刻速度で食刻される物質よりなる接着層、前記接着層との内部応力差が所定の大きさ以上であり、前記食刻液に対して食刻されない金属の陰極層、前記食刻液に対して前記第１速度未満である第２食刻速度で食刻される物質よりなるマスク層、絶縁体層及びゲート電極層を順次に積層する段階と、
前記ゲート電極層をパタニングしてストライプ状のゲートを形成する段階と、
前記ゲートをマスクとして絶縁層を選択的に食刻する段階と、
前記マスク層をパタニングして三角形のマスクを形成する段階と、
前記マスクを使用して陰極の露出された部分を食刻してマイクロチップとなる部分を形成する段階と、
前記マイクロチップとなる部分の下部及び上部の前記接着層及びマスクを所定の時間以内に食刻することにより前記マイクロチップとなる部分が前記内部応力により前記背面基板に対して反対方向である上部に曲がって突出されるようにするマイクロチップ突出段階と、
前記マイクロチップの形成された前記背面基板と所定の間隔に離隔されて相互対向されるように前記陰極と交叉するストライプ状の陽極の形成された前面基板を設け、その縁部を密封して内部の空気を排気させて所定の真空度以上の真空状態として素子を完成する段階とを含むことを特徴とする電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項１９】
前記接着層を積層する段階はチタン又はアルミニウムを所定の厚さに蒸着することを特徴とする請求項１８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項２０】
前記陰極層を積層する段階はタングステンを所定の厚さにＤＣマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することを特徴とする請求項１８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項２１】
前記マスク層を積層する段階はアルミニウム又はチタンを所定の厚さにマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することを特徴とする請求項１８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項２２】
前記ゲートを形成する段階はゲート層を蒸着し写真食刻法で食刻して形成することを特徴とする請求項１８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項２３】
前記マスクを形成する段階は、前記マスク層上に所定のフォトレジストマスクを形成する段階及び該フォトレジストマスクを用いて塩素系列のリアクチブイオンエッチング法を使用して食刻する段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項２４】
前記マイクロチップとなる部分を形成する段階は前記マスクを用いて前記陰極をＣＦ4 ／Ｏ2 プラズマで食刻することを特徴とする請求項１８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項２５】
前記マイクロチップ突出段階はＢＯＥ法で食刻することを特徴とする請求項１８に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【請求項２６】
前記ＢＯＥ法はＨＦ：ＮＨ4 Ｆの比が７：１〜１０：１の溶液を使用することを特徴とする請求項２５に記載の電界効果電子放出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電界効果により電子を放出するマイクロチップの形成を容易にする電界効果電子放出素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のＴＶ受像機のＣＲＴを代替しうる画像表示装置としての平板型画像表示素子の開発が壁掛け用ＴＶ及びＨＤＴＶ用画像表示装置に適用するために活発に行われている。このような平板型画像表示素子としては液晶表示素子、プラズマ表示パネル、電界効果放出素子などがあり、このうち画面の明るさ及び低消費電力の利点のため電界効果電子放出素子は注目の的になっている。
【０００３】
図１を参照して従来の垂直構造の電界効果電子放出素子の構造を調べると次の通りである。
【０００４】
垂直構造の電界効果電子放出素子は、背面ガラス基板１と、該ガラス基板１上に形成された陰極２と、該陰極２上に形成された電界放出用のマイクロチップ４と、該マイクロチップ４を取り囲むように前記陰極２上にホール３′を有するように形成された絶縁体層３と、マイクロチップ４の上部に電界効果による電子放出を可能にする開口５′を有するように絶縁体層３上に形成されたゲート５と、前記マイクロチップ４から放出される電子が適当な運動エネルギーで蛍光体層７にぶつかるように引っ張る陽極６と、そして蛍光体７が塗布され陽極６がストライプ状に形成された前面ガラス基板１０とより構成されている。
【０００５】
また、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、従来の水平構造の電界効果電子放出素子は図１に示したような垂直構造の電界効果電子放出素子とは異なり電子を基板１と水平に放出するように陰極２と陽極６が基板１に水平な構造を有する。その実際の構造は次の通りである。
【０００６】
ガラス基板１上に絶縁体層３が形成されており、該絶縁体層３上に適当な間隔離隔して陰極２及び陽極６が積層されている。該陰極２及び陽極６間の絶縁体層３には適当な深さにホール３′が形成されており、該ホール３′内にゲート電極５が備えられて陰極２から陽極６への電子放出を制御するようになっている。
【０００７】
しかしながら、図１に示したような単一チップを使用する垂直構造の電界放出素子で電子ビームの流れはゲートの開口６′のサイズにより決められるので、数十ｎｍ単位のマイクロチップの形成技術が求められる。すなわち、チップのサイブ（半径）及びゲートホール開口のサイズによるゲート開口（gate aperature) を形成する技術にはにサブミクロン単位の高度微細工程を要するので、工程上の均一性及び大面積応用時の収率に多くの問題が発生する。そして、マイクロチップの形成時、開口が大きくなるとゲートバイアス電圧のレベルが高くなり高電圧を要する。
【０００８】
また、図２Ａの水平構造の電界効果電子放出素子は製造工程において、垂直構造の電界効果電子放出素子に比して収率が高く均一な構造としうるが、電界効果の水平的な影響は多方向への電子ビーム放出の応用を困難にする。すなわち、電子ビームの流れが同一な水平面内に極度に制限されるので、電子ビームの応用がとても難しいという短所があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を改善しようとして創案されたものであり、均一に電子を放出することができ、大面積に製作する時も収率の高い電界放出素子及びその製造方法を提供するにその目的がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するために本発明による電界効果電子放出素子は、背面基板と、前記背面基板上にストライプ状に所定の食刻液に対して所定の速度以上の第１食刻速度で食刻される物質で形成された接着層と、前記接着層上にストライプ状に前記食刻液に食刻されないと共に前記接着層との内部応力差が所定の大きさ以上の金属で形成された陰極と、前記陰極の所定の部分がそれぞれ三角形に食刻されて前記背面基板に対して反対方向である上部に曲がって突出するように形成されたマイクロチップと、前記マイクロチップを除く陰極上に前記食刻液に対して少なくとも前記第１食刻速度未満の第２食刻速度で食刻される物質で形成されたマスク層と、前記マスク層上にストライプ状に形成された絶縁体層と、前記絶縁体層上にストライプ状に形成されたゲートと、前記背面基板と所定の間隔に離隔されて対向された前面基板と、前記背面基板と対向される前面基板上に前記陰極と交叉する方向のストライプ状に形成された陽極とを具備してなることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記接着層はチタン又はアルミニウムを２０００Åの厚さに形成し、前記マスクは１５００〜２０００Åの厚さに形成し、前記はタングステンを１μｍの厚さに形成することが望ましく、前記マイクロチップは前記背面基板から６０〜７０°の突出角度を有することが望ましい。
【００１２】
また、前記のような目的を達成するために本発明による電界効果電子放出素子の製造方法は、背面基板上に所定の食刻液に対して所定の速度以上の第１食刻速度で食刻される物質よりなる接着層、前記接着層との内部応力差が所定の大きさ以上であり、前記食刻液に対して食刻されない金属の陰極層及び前記食刻液に対して前記第１速度未満である第２食刻速度で食刻される物質よりなるマスク層を順次に積層する段階と、前記マスク層をパタニングして三角形のマスクを形成する段階と、前記マスクを使用して陰極の露出された部分を食刻してマイクロチップとなる部分を形成する段階と、前記マスク及びマイクロチップとなる部分の形成された背面基板上に絶縁体層を形成する段階と、前記絶縁体層上にリフトオフ法で蒸着しパタニングしてゲートを形成する段階と、前記ゲートをマスクとして用いて絶縁体層を選択的に食刻して前記マスク及びマイクロチップとなる部分を露出させる段階と、前記マイクロチップとなる部分の下部及び上部の前記接着層及びマスクを所定の時間以内に食刻することにより前記マイクロチップとなる部分が前記内部応力により前記背面基板に対して反対方向である上部に曲がって突出されるようにするマイクロチップ突出段階と、前記マイクロチップの形成された前記背面基板と所定の間隔に離隔されて相互対向されるように前記陰極と交叉するストライプ状の陽極の形成された前面基板を設け、その縁部を密封して内部空気を排気させて所定の真空度以上の真空状態として素子を完成する段階とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明において、前記接着層を積層する段階はチタン又はアルミニウムを２０００Åの厚さに蒸着することが望ましく、前記陰極層を積層する段階はタングステンを１μｍの厚さにＤＣマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することが望ましく、前記マスク層を積層する段階はアルミニウム又はチタンを１５００〜２０００Åの厚さにマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することが望ましい。また、前記マスクを形成する段階は、前記マスク層に所定のフォトレジストマスクを形成する段階及び該フォトレジストマスクを用いて塩素系列のリアクチブイオンエッチング法を使用して食刻する段階を含むことが望ましく、前記マスクを形成する段階はリフトオフ法によりなることが望ましく、前記マイクロチップとなる部分を形成する段階は前記マスクを用いて前記陰極をＣＦ4 ／Ｏ2 プラズマで食刻することが望ましく、前記ゲートを形成する段階はゲート層を蒸着し写真食刻法で食刻して形成することが望ましく、前記マイクロチップ突出段階はＢＯＥ（buffered oxide etching) 法で食刻することが望ましく、前記ＢＯＥ法はＨＦ：ＮＨ4 Ｆの比が７：１〜１０：１である溶液を使用することが望ましい。
【００１４】
また、前記のような目的を達成するために本発明によるさらに他の電界効果放出素子の製造方法は、背面基板上に所定の食刻液に対して所定の速度以上の第１食刻速度で食刻される物質よりなる接着層、前記接着層との内部応力が所定の大きさ以上であり、前記食刻液に対して食刻されない金属の陰極層、前記食刻液に対して前記第１速度以下である第２食刻速度で食刻される物質よりなるマスク層、絶縁体層及びゲート電極層を順次に積層する段階と、前記ゲート電極層をパタニングしてストライプ状のゲートを形成する段階と、前記ゲートをマスクとして絶縁層を選択的に食刻する段階と、前記マスク層をパタニングして三角形のマスクを形成する段階と、前記マスクを使用して陰極の露出された部分を食刻してマイクロチップとなる部分を形成する段階と、前記マイクロチップとなる部分の下部及び上部の前記接着層及びマスクを所定の時間以内に食刻することにより前記マイクロチップとなる部分が前記内部応力により前記背面基板に対して反対方向である上部に曲がって突出されるようにするマイクロチップ突出段階と、前記マイクロチップの形成された前記背面基板と所定の間隔に離隔されて相互対向されるように前記陰極と交叉するストライプ状の陽極の形成された前面基板を設け、その縁部を密封して内部の空気を排気させて所定の真空度以上の真空状態として素子を完成する段階とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記接着層を積層する段階はチタン又はアルミニウムを所定の厚さに蒸着することが望ましく、前記陰極層を積層する段階はタングステンを所定の厚さにＤＣマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することが望ましい。かつ、前記マスク層を形成する段階はアルミニウム又はチタンを所定の厚さにマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で蒸着することが望ましく、前記ゲートを形成する段階はゲート層を蒸着し写真食刻法で食刻して形成することが望ましく、前記マスクを形成する段階は、前記マスク層上に所定のフォトレジストマスクを形成する段階及び該フォトレジストマスクを用いて塩素系列のリアクチブイオンエッチング法を使用して食刻する段階を含むことが望ましく、前記マイクロチップとなる部分を形成する段階は前記マスクを用いて前記陰極をＣＦ4 ／Ｏ2 プラズマで食刻することが望ましい。かつ、前記マイクロチップ突出段階はＢＯＥ法で食刻することが望ましく、前記ＢＯＥ法はＨＦ：ＮＨ4 Ｈの比が７：１〜１０：１の溶液を使用することが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１７】
まず、図３Ａ及び図３Ｂを参照して電界効果電子放出素子の構造を調べると次の通りである。
【００１８】
本発明の電界効果電子放出素子はガラス基板である背面基板１１上に接着層１２、陰極１３及びマイクロチップ１３′、マスク１４、絶縁体層１５及びゲート１８がストライプ状に順次に積層された構造よりなる。ここで、陰極１３にはマイクロチップ１３′が連続的なアレイ形態に上方に突出されるように形成される。接着層１２はチタン又はアルミニウムを２０００Åの厚さに蒸着して形成し、チタンよりはアルミニウムで形成する方が有利である。これはチタンの食刻速度がアルミニウムの食刻速度より速いからである。陰極１３はタングステンを１μｍの厚さに蒸着して形成され、マイクロチップ１３′は陰極１３の一部を三角形にパタニングして６０〜７０°角度に上方に突出されるように形成される。マスク層１４は前記接着層１２と同様にチタン又はアルミニウムを蒸着しパタニングして形成されるが、チタンよりは食刻速度が若干遅いアルミニウムで形成することが有利であり、その厚さは１５００〜２０００Å程度に形成される。絶縁層１５は電気的に陰極１３とゲート１８を隔離する。そして、ゲート１８はクロムを蒸着しパタニングして形成される。
【００１９】
チタン接着層１２及びアルミニウムマスク層１４間の陰極１３物質であるタングステンＷはこれと強い内部応力の差を有する。かつ、このＴｉ及びＡｌが食刻される間、タングステンＷは殆ど食刻されない。ＴｉとＡｌはチタン側の食刻速度がより速いので下部の接着層１２はチタンで、上部のマスクはアルミニウムで形成することが望ましい。マイクロチップ１３′はこの陰極及び接着層とマスク層の激しい食刻速度の差と内部応力の差を用いてパタニングされた三角形のマイクロチップ構造の下部接着層を瞬間的に食刻すると共にタングステンの強い応力により上方に突出して形成される。
【００２０】
そして、マイクロチップ１３′の上部には図３Ａに示されたように陰極１３と交叉するストライプ状に陽極１６の形成された前面基板１９が備えられて素子が完成される。
【００２１】
この構造の電界効果電子放出素子の製造方法は次の通りである。
【００２２】
まず、図４Ａに示したように、ガラス基板である背面基板１１上にチタン（Ｔｉ）を２０００Å程度の厚さに蒸着した接着層１２を形成した後、タングステン（Ｗ）をＤＣマグネトロンスパッタリング法を使用して１μｍの厚さに蒸着して陰極層１３を形成する。その後、アルミニウムをＤＣマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法を使用して１５００〜２０００Åの厚さに蒸着してマスク層１４を形成する。ここで、陰極層１３は工程の条件に応じて非常に強い応力を有する層となり、この強い内部応力は接着層により潜在的に内在されてから接着層の急速な食刻時に陰極層１３のチップパターン１３′を前記潜在されていた内部応力により非常に強く突出させるに用いられる。
【００２３】
次に、図４Ｂに示したように、アルミニウムマスク層１４をＲＩＥ法（Reactive ion etching) （リフトオフ法を使用する場合もある）で食刻してマイクロチップ形成用マスク１４′を形成する。この際、マスク１４′の平面積は図９に示したように鋭利な三角形状に形成し、形成されるチップの鋭利な程度はこのマスクの形状により左右される。
【００２４】
次に、図５Ｃに示したようにアルミニウムマスク１４′を用いてＣＦ4 ／Ｏ2 プラズマでタングステン陰極層１３を選択的に食刻してマイクロチップ１３′を形成する。
【００２５】
図５Ｄに示したように前記三角形のマスク１４′及びマイクロチップ１３′の上部に絶縁層１５を形成した後、図６Ｅに示したようにクロムを蒸着しパタニングしたゲート１８を形成する。
【００２６】
次に、図６Ｆに示したようにゲート１８をマスクとして用いて絶縁層１５を選択的に食刻して既に形成されたアルミニウムマスク１４′及びマイクロチップ１３′を露出させる。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂに示したように露出されたマスク１４′及びマイクロチップ１３′をＢＯＥ法でチタン接着層１２及びアルミニウムマスク１４′を瞬間的に選択食刻してマイクロチップ１３′を形成する。この際、接着層１２が瞬間的に食刻されれば、タングステンの内部応力により分離されたチップ１３′が跳ね上がってマイクロチップ１３′が形成される。このチタン接着層１２の食刻速度は非常に速いので、短時間に食刻を完了するように制御することが大事である。この際、ＢＯＥに使用される食刻溶液はＨＦ：ＮＨ4 Ｆが７：１〜１０：１の比率に混ぜられた溶液を使用する。
【００２８】
次に、マイクロチップ１３′の形成された背面基板１１と適当な間隔に離隔され、背面基板１１との対向面上に陰極１３と交叉するストライプ状の陽極１６の形成された前面基板１９を配置し（陽極及び前面基板上には蛍光体１７が塗布される）、その縁部を密封して内部空気を排気させて真空状態として素子を完成する。この際の真空度は１０-6ｔｏｒｒ以上になるようにする。
【００２９】
また、前記のような構造の電界効果電子放出素子のさらに他の製造方法は次の通りである。
【００３０】
まず、図７Ａに示したようにガラス基板である背面基板１１上にチタンを２０００Å程度の厚さに蒸着した接着層１２を形成する。次にタングステンＷをＤＣマグネトロンスパッタリング法を使用して１μｍの厚さに蒸着して陰極層１３を形成し、その後にアルミニウムをＤＣマグネトロンスパッタリング法又は電子ビーム蒸着法を使用して１５００〜２０００Åの厚さに蒸着してマスク層１４を形成する。次に、絶縁体層１５を形成し、この絶縁体層１５上にリフトオフ法を使用してクロムゲート１８を形成したり、蒸着法でクロム層を形成してから写真食刻法などでパタニングしてゲート１８を形成する。
【００３１】
次に、図７Ｂに示したようにゲート１８をマスクとして絶縁層１５を選択的に食刻してアルミニウム層１４を露出させる。
【００３２】
次に、図８Ｃに示したようにアルミニウムマスク層１４をＲＩＥ法（リフトオフ法を使用する場合もある）で食刻してマイクロチップ形成用マスク１４′を形成する。この際、マスク１４′の平面的な形状は図９のように三角形の鋭利な形状になるように食刻する。マイクロチップの鋭利な程度はこのマスク１４′のパターン方法により決められる。
【００３３】
次に、図８Ｄに示したようにアルミニウムマスク１４′を用いてＣＦ4 ／Ｏ2 プラズマでタングステン陰極層１３を食刻してマイクロチップ１３′を形成する。
【００３４】
次に、図３Ａ及び図３Ｂに示したように露出されたマスク１４′及びマイクロチップ１３′を前記の製造方法と同一にＢＯＥ法でチタン接着層１２及びアルミニウムマスク１４′を瞬間的に選択食刻してマイクロチップ１３′を形成した後、マイクロチップ１３′の形成された背面基板１１と適当な間隔に離隔された前面基板１９を配置し、その縁部を密封して内部空気を排気して真空状態として素子を完成する。
【００３５】
以上のような二つの方法で製作された電界効果電子放出素子は、実際に図１０に示したように背面基板１１上の陰極１３を接地とし、ゲート１８に適切な制御電圧Ｖｇを印加してスキャニングしながら、陽極１６に適当な電源電圧Ｖａを印加すれば、ゲート１８に加えられた強い電気場の影響により突出されたタングステンマイクロチップ１３′から量子力学的な貫通効果により電子が放出される。この時、電子はその縁部の密封された陽極と陰極の離隔された真空空間を通過するようになり、この真空状態を通過した放出電子が蛍光体１７を打ちつけて発光するようになり所望の光を得ることができる。このような原理により電界放出素子は多様な応用に応じて任意に平板表示素子、高出力マイクロ波素子、電子ビーム応用のＳＥＭ、Ｅービーム応用システム素子及びマルチプルビーム放出による（圧力）センサとしても使用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電界効果電子放出素子及びその製造方法は、タングステン陰極及びその下部のチタン接着層と上部のアルミニウムマスク間の食刻速度の差及び内部応力の差を極大化して接着層及びマスクを瞬間的に食刻するとき、タングステンマイクロチップが内部応力により跳ね上がるようにしてマイクロチップを形成する方法で工程上チップの端部のサイズを任意に調整することができ、かつ、製造工程自体がタングステンの内部応力とＢＯＥの特性を用いるので再現性も優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の電界効果電子放出素子の垂直断面図である。
【図２】  （Ａ）は従来の水平構造の電界効果電子放出素子の垂直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の水平構造電界効果電子放出素子の平面図である。
【図３】（Ａ）は本発明による水平構造電界効果電子放出素子の垂直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の電界効果電子放出素子の抜粋斜視図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明による電界効果電子放出素子の製造段階別の垂直断面図である。
【図５】（Ｃ）及び（Ｄ）は本発明による電界効果電子放出素子の製造段階別の垂直断面図である。
【図６】（Ｅ）及び（Ｆ）は本発明による電界効果電子放出素子の製造段階別の垂直断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明による電界効果電子放出素子のさらに他の製造段階別垂直断面図である。
【図８】（Ｃ）及び（Ｄ）は本発明による電界効果電子放出素子のさらに他の製造段階別垂直断面図である。
【図９】図６（Ｆ）及び図８（Ｄ）に示された素子の斜視図であり、マイクロチップの突出前の形状を示す斜視図である。
【図１０】本発明による電界効果電子放出素子のアレイ構造を示す抜粋斜視図である。
【図１】
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【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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