DE69402118T2

DE69402118T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von nadelförmigen Materialien sowie Verfahren zur Herstellung von Mikroemittern

Info

Publication number: DE69402118T2
Application number: DE69402118T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Akama
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2014-05-19
Also published as: EP0632480B1; EP0632480A1; JP3212755B2; DE69402118D1; JPH06333497A; US5509843A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Emitterelektroden als nadelähnliche Materialien, die auf einem Mikroemitter (elektrisches Feld emittierenden Element), der zum Beispiel eine Art von Vakuumelement bildet, anzubringen sind, und ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroemitters, wie oben angegeben.
Im Stand der Technik wurde ein Vakuumelement mit einem Vakuum als Medium für den Ladungsträgertransport erforscht. Ein Mikroemitter ist als ein derartiges Vakuumelement be kannt. Als Verfahren zur Herstellung eines derartigen Mikroemitters bedient man sich eines Verfahrens zur Durchführung einer Feinbearbeitung an diesem unter Verwendung eines Ätzprozesses oder eines Verfahrens zum Bewirken einer schräg einfallenden Ablagerung eines schichtbildenden Materials durch Sputtern bzw. Vakuumzerstäubung.
Ein Spint- oder Keiltyp ist als typischer Mikroemitter bekannt. Im Fall des Spint-Typs nimmt die Emitterelektrode eine quadratisch pyramidenformige oder konische Konfiguration an. Bei der Herstellung des Spint-Mikroemitters wird ein Si-Substrat unter Verwendung einer quadratischen oder kreisformigen Abdeckungsmaske anisotrop oder isotrop geätzt.
Einzelne Emitterelektroden haben andererseits beim Spint-Mikroemitter schärfer definierte Vorderenden als beim Keil-Mikroemitter, aber es ist nicht einfach, die einzelnen Emitterelektroden gleichmäßig scharf zu definieren, da es schwierig ist, die Ätzbedingungen, unter denen eine Vielzahl von Emitterelektroden gleichmäßig geätzt wird, einzustellen.
Ferner wird ein Emissionsstrom um so effektiver emittiert, je kleiner der Spitzenwinkel der Emitterelektrode ist. In dem Fall, in dem die Emitterelektrode unter Verwendung des anisotropen Ätzens hergestellt wird, ist es nicht möglich, die Emitterelektrode uneingeschränkt scharf zu definieren, da der Spitzenwinkel in seiner Flächenorientierungsposition bestimmt ist. Wird die Emitterelektrode unter Verwendung des isotropen Ätzens hergestellt, ist es ebenfalls schwierig, den Spitzenwinkel zu steuern.
Beim Keil-Mikroemitter hängt das scharfe Definieren der Spitze andererseits yon der Genauigkeit ab, mit der das Mustern mit einer Ätzmaske (zum Beispiel einer Abdeckungsmaske) durchgeführt wird. Das scharfe Definieren der Spitze wird somit durch die Auflösung einer Mustervorrichtung beschränkt.
WO-A-93/05530 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Feldemissionselements, das eine Vielzahl von auf einem Substrat bereitgestellten nadelähnlichen Emitterelektroden umfaßt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte: Fokussieren eines Anregungsstrahls und Richten von diesem in eine hermetisch abgeschlossene Atmosphäre, die elektrisch leitende Moleküle enthält, und Zerlegen bzw. Aufspalten der elektrisch leitenden Moleküle durch Anregung mittels des Strahls, dadurch Formen von nadelähnlichen Materialien als abgelagerte Materialien auf dem Substrat, um Emitterelektroden bereitzustellen. Eine Vielzahl von Strahlen kann gleichzeitig verwendet werden, um eine Vielzahl von Punkten oder Spitzen zu erzeugen.
Es ist folglich das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einfachen Herstellung scharf definierter nadelähnlicher Materialien bereitzustellen und ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroemitters mit Emitterelektroden als nadelähnliche Materialien bereitzustellen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen von nadelähnlichen Materialien auf einem Substrat, das in einer hermetisch abgeschlossenen Atmosphäre gelegen ist, die folgenden Schritte:
Teilen oder Zerlegen eines Anregungsstrahls, dessen Energieverteilung im wesentlichen gleichförmig gemacht ist, in eine Vielzahl von Anregungsstrahlen,
Fokussieren der jeweiligen Strahlen und Richten dieser Strahlen in die hermetisch abgeschlossene Atmosphäre, in welcher elektrisch leitende Moleküle vorhanden sind; und
Zerlegen der elektrisch leitenden Moleküle durch Anre gung mittels der jeweiligen, in die hermetisch abgeschlossene Atmosphäre gerichteten Strahlen, um nadelähnliche Materialien sich auf dem Substrat ablagern zu lassen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Gerät zum Herstellen von nadelähnlichen Materialien als abgelagerte Materialien auf einem Substrat durch Zerlegen von elektrisch leitenden Molekülen in einer Gasatmosphäre durch Anregung mittels eines Anregungsstrahls:
eine Quelle zum Ausgeben eines Anregungsstrahls;
eine Energieverteilungs-Uniformiereinrichtung, um im wesentlichen den durch die Quelle ausgegebenen Anregungsstrahl gleichförmig zu machen;
eine Zerlegungseinrichtung zum Zerlegen des Anregungsstrahls, dessen Energieverteilung durch die Energieverteilungs-uniformiereinrichtung gleichmäßig gemacht ist, in mehrere Strahlen;
eine Fokussiereinrichtung zum Fokussieren dieser durch Zerlegen erhaltenen Strahlen; und
eine Kammer, in der die elektrisch leitenden Moleküle und das Substrat gehalten werden können und wo die durch die Fokussiereinrichtung fokussierten Strahlen auf das Substrat gerichtet sind, um nadelähnliche Materialien sich auf dem Substrat ablagern zu lassen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Feldemissionselements mit einer Vielzahl von nadelähnlichen Emitterelektroden auf einem Arraysubstrat die folgenden Schritte:
Teilen oder Zerlegen eines Anregungsstrahls, dessen Energieverteilung gleichförmig gemacht ist, in eine Vielzahl von Anregungsstrahlen;
Fokussieren dieser durch Teilen oder Zerlegen erhaltenen Strahlen und Richten der Strahlen in eine elektrisch leitende Moleküle enthaltende hermetisch abgeschlossene Atmosphäre, und
zerlegen der elektrisch leitenden Moleküle durch Anregung mittels der jeweiligen, in die hermetisch abgeschlosse ne Atmosphäre gerichteten Strahlen und Bilden von nadelähnlichen Materialien als abgelagerte Materialien auf dem Arraysubstrat, um Emitterelektroden zu liefern.
Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung zur Herstellung der oben erwähnten Mikroemitters können gleichzeitig viele nadelähnliche Materialien auf dem Substrat gebildet werden.
Gemäß dem Herstellungsverfahren für Mikroemitter ist es möglich, einen Mikroemitter mit vielen auf einem Substrat geformten Emitterelektroden herzustellen, wobei die Emitterelektroden höchst ähnliche Vorderenden aufweisen, deren Krümmungsradien klein sind.
Diese Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
FIG. 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung zur Herstellung von Emitterelektroden gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
FIG. 2 ist eine erläuternde Ansicht, welche die Funktion eines Maskensubstrats in FIG. 1 zeigt;
FIG. 3 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Prinzip darstellt, nach dem eine Emitterelektrode hergestellt wird;
Fig. 4A ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Form des Vorderendes der Emitterelektrode und der Energiedichteverteilung eines Lichtstrahls zeigt; und
FIG. 4B ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Form des Vorderendes der Emitterelektrode und der Energiedichteverteilung eines Lichtstrahls zeigt;
FIG. 5A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Substrat für ein Mikroemitter-Array zeigt; und
FIG. 5B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in FIG. 5A;
FIG. 6A ist eine erläuternde Ansicht, die einen Herstellungsschritt eines Substrats für das Mikroemitter-Array zeigt;
FIG. 6B ist eine erläuternde Ansicht, die einen weiteren Schritt eines Herstellungsprozesses zeigt;
FIG. 6C ist eine erläuternde Ansicht, die einen weiteren Schritt des Herstellungsprozesses zeigt;
FIG. 6D ist eine erläuternde Ansicht, die einen weiteren Schritt des Herstellungsprozesses zeigt; und
FIG. 6E ist eine erläuternde Ansicht, die einen weiteren Schritt des Herstellungsprozesses zeigt;
FIG. 7 ist eine erläuternde Ansicht, welche die Art und Weise zeigt, auf die Emitterelektroden auf einem Substrat fur ein Mikroemitter-Array hergestellt werden;
FIG. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Mikroemitter zeigt;
FIG. 9 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zur Herstellung von Emitterelektroden einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
FIG. 10 ist eine erläuternde Ansicht zum Zerlegen eines Ionenstrahls;
FIG. 11 zeigt ein modifiziertes Verfahren zur Herstellung von Emitterelektroden einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
FIG. 12 ist eine erläuternde Ansicht, die das Zerlegen eines Ionenstrahls in eine Vielzahl von Strahlen zeigt;
FIG. 13A ist eine erläuternde Ansicht, die einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Substrats für ein Mikroemitter-Array einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
FIG. 13B ist eine erläuternde Ansicht, die einen weiteren Schritt der Herstellung des Substrats zeigt;
FIG. 13C ist eine erläuternde Ansicht, die einen weiteren Schritt der Herstellung des Substrats zeigt; und
FIG. 13D ist eine erläuternde Ansicht, die einen weiteren Schritt der Herstellung des Substrats zeigt;
FIG. 14 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zur Herstellung von Emitterelektroden einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
FIG. 15 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrelektroden-Vakuumröhre einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Ausführungsformen der Erfindung werden unten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
FIG. 1 bis 8 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Bezugsziffer 1 in FIG. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Emitterelektroden (nadelähnlichen Materialien) für einen Mikroemitter. Die Vorrichtung zur Herstellung von Emitterelektroden 1 enthält eine Lichtquelle 2, ein erstes optisches System 3, eine Strahlzerteilungsplatte 4, ein zweites optisches System 5 und eine Kammer 6.
Die Lichtquelle 2 besteht aus einer Laservorrichtung wie beispielsweise einem Excimer-Laser oder YAG-Laser, oder einer Silberlampe und gibt einen Lichtstrahl 7 als angereg ten Strahl ab. Der Lichtstrahl 7 bildet einen kreisförmigen Strahl ausreichender Größe mit einer ausreichend hohen Leistung an Energie. Falls von der Lichtquelle 2 kein großer Lichtstrahl 7 abgegeben werden kann, muß der Strahl nur durch Verwendung eines Strahlaufweiters aufgeweitet werden.
Der von der Lichtquelle 2 abgegebene Lichtstrahl 7 nimmt eine Energieverteilung (Lichtintensitätsverteilung) mit einem relativ zu seinen Seitenbereichen in der Mitte auftretenden Spitzenpegel an, die Gauß-Verteilung, wie in einer Grafik 8 in FIG. 1 oben gezeigt.
Das erste optische System 3 läßt den Lichtstrahl 7, wie in einer Grafik 9 an der Seite von FIG. 1 in der Mitte gezeigt, in der Querschnittsfläche des Lichtstrahls eine Energieverteilung von im wesentlichen gleichförmiger Höhe annehmen. Als erstes optisches System wird zum Beispiel eine gewöhnliche Gaußsche Kompensationsplatte, ein Kaleidoskop, usw. verwendet.
Die Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 ist von einem Typ, bei dem, wie in FIG. 2 teilweise gezeigt, auf einer Glasplatte 10 mit einer Vielzahl von darin geformten kreisförmigen Öffnungen ein Lichtabschirmfilm 12 mit einem Muster aufgebracht ist. Die Glasplatte 10 besitzt eine Licht-Durchlaßeigenschaft, um den aus der Lichtquelle 2 kommenden Lichtstrahl 7a durchzulassen. Die kreisförmigen Öffnungen 11 sind regelmäßig angeordnet, so daß sie mit einem Array aus herzustellenden Emitterelektroden übereinstimmen.
Ein Teil des die Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 hinter dem ersten optischen System 3 erreichenden Lichtstrahls 7a wird durch den Lichtabschirmfilm 12 abgeschirmt. Der durch die kreisförmigen Öffnungen 11 auf die Glasplatte 10 gelangte Lichtstrahl 7a läuft durch die Glasplatte 10. Das bedeutet, der Lichtstrahl 7a mit seiner durch das erste optische System 3 gleichförmig gemachten Energieverteilung wird in eine Vielzahl von Lichtstrahlen 7b geteilt, und diese fallen als parallele Strahlen auf das zweite optische System 5 ein. Zu diesem Zeitpunkt erfahren die jeweiligen Lichtstrahlen 7b an den Kantenbereichen der kreisförmigen Öffnungen 11 der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 eine Beugung. Aus diesem Grund weist die Energie-Intensitätsverteilung der jeweiligen durch die entsprechenden Öffnungen 11 der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 gelangten Lichtstrahlen die Gaußsche Energieverteilung auf, wobei, wie in einer Grafik 9a in FIG. 1 unten gezeigt, jeder Spitzenpegel relativ zu den Seitenbereichen in der Mitte auftritt.
Das zweite optische System 5 besteht aus einer Kombination von Linsen usw. und ermöglicht, sowohl die Durchmesser der Lichtstrahlen 7b als auch die Entfernungen zwischen den jeweiligen benachbarten Lichtstrahlen 7b mit einer vorbestimmten Rate zu verringern. Die aus dem zweiten optischen System 5 austretenden jeweiligen Lichtstrahlen 7c treten in die Kammer 6 ein, wo ein Substrat 13 für ein Mikroemitter-Array, wie unten ausgeführt werden wird, gelegen ist und mit den Lichtstrahlen 7c belichtet wird.
Die Kammer 6 wird durch eine nicht gezeigte Pumpe bis auf einen Vakuumzustand evakuiert, und ein vorbestimmte elektrisch leitende Moleküle wie beispielsweise WF&sub6; enthaltendes Gas wird in die Kammer 6 eingebracht. Wie in FIG. 3 gezeigt, werden diese elektrisch leitenden Moleküle 14 in der Kammer 6 durch Anregung mittels der in die Kammer 6 einfallenden Lichtstrahlen 7c aufgebrochen.
Wie in FIG. 5A und 5B gezeigt, besteht das Substrat 13 (im folgenden als Arraysubstrat bezeichnet) für ein Mikroemitter-Array aus einem Si-Substrat 15 mit einem Isolierfum 16 und einem als gestapelte Struktur darauf geformten elektrisch leitenden Film 17. In dieser Ausführungsform wird SiO&sub2; als Material für den Isolierfilm 16 verwendet, und WSi ist ein Material für den elektrisch leitenden Film 17.
Das Si-Substrat 15 hat eine genau kreisförmige Konfiguration, und die Oberfläche der Si-Substratstruktur ist mit großer Genauigkeit plan gemacht. Eine Vielzahl von Hohlräu men 18 ist im Arraysubstrat 13 für die Herstellung von Emitterelektroden bereitgestellt und in einem regelmäßigen Array angeordnet. Die Hohlräume 18 sind zum elektrisch leitenden Film 17 hin mit einem genau kreisformigen Umriß geöffnet. Ferner verlaufen die Hohlräume 18 durch den elektrisch lei tenden Film 17 und den Isolierfilm 16, wobei ihre Unterseiten zur Oberfläche des Si-Substrats 15 hin geöffnet sind.
Das oben erwähnte Arraysubstrat 13 wird, wie in FIG. 6A bis 6E gezeigt, hergestellt.
Für die Herstellung desarraysubstrats 13 wird eine Maske mit einem im wesentlichen genau kreisförmigen Resistbzw. Abdeckungsmuster mit einer Vielzahl von Öffnungen von im wesentlichen genau kreisförmiger Konfiguration verwendet. Entsprechend der Anzahl herzustellender Emitterelektroden ist im Abdeckungsmuster eine entsprechende Anzahl derartiger Öffnungen in Abständen, die denen der Hohlräume 18 entsprechen, bereitgestellt. Zunächst wird, wie in FIG. 6A gezeigt, ein anisotroper Ätzvorgang unter Verwendung des Abdeckungsmusters 19 als Maske durchgeführt, und der Isolierfilm 16 wird zu einer Konfiguration, wie in FIG. 6B gezeigt, geformt.
Wie in FIG. 6C gezeigt, wird beispielsweise mittels Sputtern oder CVD ein elektrisch leitender Film 17 geformt. Zu diesem Zeitpunkt wird der elektrisch leitende Film 17 auch auf derjenigen Oberfläche des Si-Substrats 15 geformt, die vom Isolierfum 16 freigelegt ist. Dann wird, wie in FIG. 6D gezeigt, abgesehen von einem mit dem auf dem Si-Substrat 15 liegenden elektrisch leitenden Film 17 abgedeckten Bereich, eine Abdeckung bzw. ein Resist 20 mit einem Muster aufgebracht.
Nach dem Mustern werden der elektrisch leitende Film 17 anisotrop und der Isolierfilm 16 isotrop zu einer in FIG. 6E gezeigten Form geätzt.
Unten werden sowohl die vorher erwähnte Vorrichtung 1 zur Herstellung von Emitterelektroden als auch das Verfahren zur Herstellung von Emitterelektroden auf dem Arraysubstrat 13 erläutert.
Ein von der Lichtquelle 2 abgegebener Lichtstrahl 7 läuft durch das erste optische System 3, und seine Energieverteilung wird von der Gauß-Verteilung, wie in der Grafik 8 in FIG. 1 aufgetragen, zu der gleichförmigen Verteilung, wie in der Grafik 9 in FIG. 1 aufgetragen, umgewandelt. Diese Umwandlung erfolgt derart, daß, wenn ein Lichtstrahl 7a in eine Vielzahl von Lichtstrahlen zerlegt wird, die Energieverteilung der jeweiligen geteilten Lichtstrahlen 7b die im wesentlichen einheitliche Gauß-Verteilung annehmen kann.
Der aus dem ersten optischen System 3 austretende Lichtstrahl 7a wird durch die Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 in eine Vielzahl von Lichtstrahlen zerlegt. Läuft der Lichtstrahl 7a durch die kreisformigen Öffnungen 11 in der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4, tritt an den Kantenbereichen der kreisförmigen Öffnungen 11 eine Beugung auf. Dadurch wird die Intensität der durch die kreisförmigen Öffnungen 11 laufenden Lichtstrahlen 7b in den Kantenbereichen mehr geschwächt als in den in der Mitte liegenden Bereichen der kreisförmigen Öffnungen in der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4, so daß die Energieverteilung der jeweiligen zerlegten Lichtstrahlen 7b die Gauß-Verteilung hat.
Die jeweiligen, die Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 verlassenden zerlegten Lichtstrahlen 7b treten in das zweite optische System 5 ein, während sie ihre Intensitätsverteilung aufrechterhalten, so daß sowohl der Strahldurchmesser als auch der Abstand zwischen benachbarten Lichtstrahlen 7b verringert werden. Die jeweiligen Lichtstrahlen 7c fallen in die Kammer 6 ein und beleuchten ein in der Kammer 6 gehaltenes Arraysubstrat 13. Das bedeutet, jeder Lichtstrahl 7c beleuchtet einen in der Mitte liegenden Bereich eines entsprechenden Hohlraums 18 des Arraysubstrats 13 in einer zum Si-Substrat 15 vertikalen Richtung.
Wie in FIG. 7 gezeigt, werden die jeweiligen Lichtstrahlen 7c auf die entsprechenden Hohlräume 18 des Arraysubstrats 13 gerichtet und der Strahldurchmesser D&sub1; des jeweiligen Lichtstrahls 7c so eingestellt, daß er kleiner als der Durchmesser D&sub2; des jeweiligen Hohlraums 18 ist.
Ein elektrisch leitende Moleküle 14 enthaltendes Gas wird in die Kammer 6 eingebracht, und, wie in FIG. 3 gezeigt, werden die elektrisch leitenden Moleküle 14 in der Gasatmosphäre, die in dieser Ausführungsform Wolfram (W) enthalten, durch Anregung mittels der Lichtstrahlen 7c zer legt. Wolfram aus den elektrisch leitenden Molekülen wird auf dem Si-Substrat 14 entlang den Lichtstrahlen 7c abgelagert.
Durch anhaltende Beleuchtung mittels der Lichtstrahlen 7c auf dem Si-Substrat 15 wird nach und nach ein jeweiliger Belag gewachsen. Der Bereich, auf dem Wolframatome aus den elektrisch leitenden Molekülen 14 abgelagert werden, ist auf einen Bereich beschränkt, auf den der jeweilige Lichtstrahl 7c zur Beleuchtung gerichtet ist. Als Ergebnis davon werden Emitterelektroden 21 als Filament- oder nadelähnliche Ablägerungen auf dem Si-Substrat 15 geformt, wobei die nadelähnliche Ablagerung als nadelähnliche Elektrode dient.
Da auf diese Art und Weise viele von einem Lichtstrahl 7 ausgehende Lichtstrahlen 7c über jeweilige Hohlräume 18 auf das Si-Substrat 15 eingestrahlt werden, ist es möglich, auf dem Substrat gleichzeitig viele Emitterelektroden 21 zu erzeugen. Für die Lichtstrahlen 7c, deren Energieverteilung eine Gauß-Verteilung annimmt, gilt, vorausgesetzt, daß ihre Energieintegrationswerte einander gleich sind, daß die Emitterelektroden 21 um so schärfer definiert werden, je kleiner deren Halbwertsbreite ist.
Die Querschnittsform der jeweiligen Emitterelektrode 21 wird als genau kreisförmige Konfiguration geformt, die der Punktgröße des Lichtstrahls 7c entspricht, d.h. der Durchmesser D&sub2; der Emitterelektrode 21 stimmt im wesentlichen mit dem Strahldurchmesser D&sub1; des Lichtstrahls 7c überein. Die Länge der jeweiligen Emitterelektrode 21, d.h. die Höhe der vom Si-Substrat 15 abstehenden Emitterelektrode 21 nimmt proportional zur Belichtungszeit des Lichtstrahls 7c zu.
Die Form eines Vorderendes 22 der Emitterelektrode 21, wie in FIG. 3 gezeigt, besitzt eine Korrelation zu der Energiedichteverteilung des Lichtstrahls 7c. Anders ausgedrückt, weist der Krümmungsradius γ des Vorderendes 22 der Emitterelektrode 21, wie in FIG. 4A gezeigt, ein im wesentlichen ähnliches Verhältnis zu der Krümmung einer Energiedichteverteilungskurve 23 des Lichtstrahls 7c, wie in FIG. 48 ge zeigt, auf. Der Krümmungsradius γ des Vorderendes 22 der Elektrode 21 beträgt ferner etwa 1/10 des Strahldurchmessers D&sub1; des Lichtstrahls 7c.
Der Krümmungsradius γ des Vorderendes 22 der Emitterelektrode 21 kann somit durch Kondensieren des Lichtstrahls 7c, dessen Energieverteilung die Gauß-Verteilung annimmt, mittels des zweiten optischen Systems 5 ausreichend klein gemacht werden. In dieser Ausführungsform kann der Krümmungsradius γ des Vorderendes 22 der Elektrode 21 kleiner als zum Beispiel 1000 Å gemacht werden.
Auf diese Art und Weise werden die Emitterelektroden 21 auf dem Arraysubstrat 13 bei den den Hohlräumen 18 entsprechenden Positionen geformt. Wie in FIG. 7 gezeigt, bilden die jeweiligen Emitterelektroden 21 Mikroemitter 21, und eine Vielzahl von Mikroemittern 24 bilden ein Mikroemitter- Array 25. Die Zahl der auf dem Mikroemitter-Array 25 geformten Mikroemitter 24 wird durch die Zahl der kreisförmigen Öffnungen 11 in der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 und die Größe (den Durchmesser) des Lichtstrahls 24 bestimmt.
Die jeweiligen Mikroemitter 24 können in Abständen hoher Dichte geformt werden, indem die Entfernung zwischen den kreisförmigen Öffnungen 11 der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 verringert oder der Aperturwinkel des zweiten optischen Systems 5 vergrößert wird.
Als Mittel zum Zerlegen des Lichtstrahls 7a kann statt dessen eine optische Faser und Linse verwendet werden. Gemäß dem Verfahren zur Herstellung von Emitterelektroden können im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Emitterelektroden die folgenden Vorteile erreicht werden.

(1) Die Ähnlichkeit der Formen der Vorderenden vieler Emitterelektroden zueinander

Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren für Emitterelektroden hängt die Formgenauigkeit der Emitterelektroden von der Genauigkeit ab, mit der das Aufbringen der Maske durchgeführt wird. Es ist deshalb schwierig, viele Emitter elektroden mit gleichmäßiger Form herzustellen. Falls eine 1 Veränderung der Form der jeweiligen Emitterelektroden vorhanden ist, ergeben sich Emissionsströme unterschiedlicher Höhen, auch wenn an diese Emitterelektroden dasselbe elektrische Feld angelegt wird.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hängen die Formen der Vorderenden 22 der Emitterelektroden 21 von der Energieverteilung der jeweiligen, durch die Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 erhaltenen Lichtstrahlen 7c ab. Die jeweiligen Lichtstrahlen 7c werden durch Vereinheitlichen der Energieverteilung mittels des optischen Systems3 und dann Zerlegen des Lichtstrahls 7a in Lichtstrahlen 7b mittels der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 erhalten.
Da die Energieverteilung der jeweiligen Lichtstrahlen 7c nicht durch die Mustergenauigkeit der Strahlteilungs bzw. zerlegungsplatte 4 beeinflußt wird, ist es möglich, auf dem Substrat gleichzeitig viele Emitterelektroden 21 herzustellen, von denen jede ein spitzes Vorderende aufweist. Der durch das erste optische System 3 und die Strahlteilungsbzw. zerlegungsplatte 4geleitete Lichtstrahl 7 wird als Lichtstrahlen 7b geliefert, und das Arraysubstrat 13 wird mit durch das zweite optische System 5 geleiteten Lichtstrahlen 7c belichtet. Als Ergebnis davon können ohne weniger Formgenauigkeit Emitterelektroden 21 mit gleichmäßiger Form erhalten werden, und es ist ebenfalls möglich, die hohe Ähnlichkeit zu erreichen, mit der die Formen der einen Enden der jeweiligen Emitterelektroden 21 geformt werden.

(2) Feldeffekt-Emissionscharakteristik

Die zur Erhöhung des Emissionsstroms nötigen Anforderungen sind im allgemeinen: kleiner Spitzenwinkel der Emit terelektrode, richtiges Ausmaß, um das das vordere Ende der Emitterelektrode von einer Gate-Elektrode, d.h. dem zweiten leitenden Film 17 in dieser Ausführungsform, absteht, kleiner Krümmungsradius des Vorderendes der Emitterelektrode. Bei einem herkömmlichen Spint-Mikroemitter weist die Emitte relektrode einen größeren Spitzenwinkel auf, und zusätzlich kann man das Vorderende der Emitterelektrode nicht frei von der Gate-Elektrode abstehen lassen. Bei einem herkömmlichen Keil-Mikroemitter ist es auch schwierig, ein Elektron unmittelbar darüber zu emittieren.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Krümmung des Vorderendes 22 der Emitterelektrode 21 durch die Energieverteilung des Lichtstrahls 7c gesteuert werden, und es ist möglich, die Leichtigkeit, mit der das Vorderende 22 der Emitterelektrode 21 scharf definiert wird, zu vereinfachen. Die Länge der Emitterelektrode 21 wird ferner durch die Zeitdauer der Belichtung mit den Lichtstrahlen 7c bestimmt, und es ist leicht möglich, die Emitterelektrode 21 frei vom elektrisch leitenden Film 17 abstehen zu lassen. Es ist leicht möglich, einen hohen Wirkungsgrad der Freisetzung von Emissionsstrom und einen Emissionsstrom mit hohem Pegel zu erhalten.

(3) Emissionsstromdichte

Je höher die Emissionsstromdichte, desto höher ist im allgemeinen die Anzahl von Emitterelektroden in einem vorbestimmten Bereich. Beim herkömmlichen Mikroemitter ist es schwierig, diese Emitterelektroden näher beieinander herzustellen, weil eine Beschränkung der Mikro-Miniaturisierung des Spitzenwinkels der Emitterelektrode vorhanden ist. Ein Emissionsstrom wird ferner auch durch die Entfernung beschränkt, in der die benachbarte Emitterelektrode gelegen ist. Für den Fall des Spint-Mikroemitters gilt, je größer die Entfernung zwischen dem Substrat und der Gate-Elektrode, desto höher der Emissionsstrom, so daß der Emitter so eingestellt wird, daß er eine größere Unterseite hat und folglich ist zwischen den vorderen Enden der benachbarten Emitterelektroden eine größere Entfernung erforderlich.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hat die Emitterelektrode 21 eine Filament- oder nadelähnliche Form, und der Krümmungsradius des Vorderendes 22 der Emitterelektrode 21 kann kleiner als 1000 Å gemacht werden. Aus diesem Grund kann die Entfernung zwischen den benachbarten Emitterelektroden 21 näher an die Musterbegrenzung des elektrisch leitenden Films gebracht werden, das heißt, ausreichend kleiner als bei der herkömmlichen Vorrichtung gemacht werden, so daß es möglich ist, einen hohen Emissionsstrom zu erhalten.

(4) Durchführbarkeit

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist, nachdem die Emitterelektroden hergestellt wurden, kein Zurückätzen erforderlich, es erfordert somit im Herstellungsprozeß weniger Schritte. Da der jeweilige Strahl 7c zu jedem entsprechenden Hohlraum 18 des Arraysubstrats 13 geführt wird, ist es möglich, Emitterelektroden 21 unabhängig von der Tiefe des Hohlraums 18 herzustellen und folglich die Emitterelektroden 21 an diesen Bereichen mit hohem Seitenverhältnis zu formen.
Es können verschiedene Veränderungen oder Modifikationen der vorliegenden Erfindung erfolgen, ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die Patentansprüche definiert ist.
Obwohl der Strahl 7a in der oben erwähnten Ausführungsform durch die Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 in die Lichtstrahlen 7b zerlegt wird, können dieselben Wirkungen unter Verwendung von Linsen oder optischen Fasern, die der Anzahl nach den vorher erwähnten kreisförmigen Öffnungen 11 entsprechen, anstelle der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 4 erreicht werden. In diesem Fall nimmt die Energieverteilung der Lichtstrahlen 7b die Gauß-Verteilung an.
Obwohl in der oben erwähnten Ausführungsform in Verbindung mit dem elektrisch leitenden Molekül Wolfram eingesetzt wird, können verschiedene elektrisch leitende Moleküle verwendet werden, falls sie durch Anregung zerlegt werden können. Falls zum Beispiel ein Oxid des Rhenium (Re) als elektrisch leitendes Molekül eingesetzt wird, kann es als nadelähnliches Material auf dem Substrat abgelagert werden, ohne auf der Innenwand der Kammer 6 abgelagert zu werden, da Re kaum mit anderen Materialien reagiert.
Obwohl der Lichtstrahl 7 in der vorliegenden Ausführungsform als Anregungsstrahl verwendet wird, kann wie in einer Vorrichtung 31 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in FIG. 9 gezeigt, zum Beispiel ein Ionenstrahl 32 eingesetzt werden. Die Vorrichtung 31 ist mit einer Ionenstrahlquelle 33 und einer Ionenstrahl- Teilungs/Fokussiereinheit 34 ausgestattet. Die Apertur des Ionenstrahls 32 wird ausreichend groß und die Strahlenergie ausreichend hoch gemacht. Wie in einer Grafik 35 in FIG. 9 gezeigt, ist ferner die Energieverteilung (Ionenenergieverteilung) des Ionenstrahls 32 im wesentlichen gleichförmig. Die Ionenstrahl-Teilungs/Fokussiereinheit 34 umfaßt, wie teilweise in FIG. 10 gezeigt, eine Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 36 mit einer Vielzahl von kreisförmigen Durchgangsöffnungen 36a und eine auf der Lichtdurchlaßseite der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 36 angeordnete elektrische Feld- oder elektromagnetische Objektivlinsenplatte 38. In der Objektivlinsenplatte 38 ist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 38a bereitgestellt, die den Durchgangsöffnungen 38a entsprechen.
Die Durchgangsöffnungen 36a befinden sich in einem regelmäßigen Array, um so einem herzustellenden Emitterelektrodenarray zu entsprechen. Eine Leistungsquelle 37 ist zwischen die Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 36 und die Objektivlinsenplatte 38 geschaltet. Die durch die Durchgangsöffnungen 36a laufenden Ionenstrahlen 32 werden gemäß einem angelegten Spannungspegel beschleunigt oder abgebremst. Die Objektivlinsenplatte 38 fokussiert jeweilige, durch die entsprechenden Durchgangsöffnungen 38a laufende Ionenstrahlen 32a.
Der durch die kreisförmigen Öffnungen 36a in der Strahlteilungs- bzw. zerlegungsplatte 36 laufende Ionenstrahl 32 wird in eine Vielzahl von Ionenstrahlen zerlegt bzw. geteilt. Die zerlegten bzw. geteilten Ionenstrahlen 32 nehmen, wie in einer Grafik 35a in FIG. 9 gezeigt, die Gaußsche Intensitätsverteilung an und werden durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen 38a in der Objektivlinsenplatte 38 fokussiert und treten in die Kammer 6 ein, wo diese Strahlen das Arraysubstrat 13 erreichen. Die Ionenstrahlen 32a beleuchten das Si-Substrat 15, und in einem elektrisch leitende Moleküle 14 enthaltenden Gas wird Wolfram an den beleuchteten Bereichen auf dem Si-Substrat 15 abgelagert, so daß auf dem Si-Substrat gleichzeitig viele Emitterelektroden 21 hergestellt werden können.
Als Ionenstrahlquelle 33 kann zum Beispiel eine Kaufmann-Ionenquelle eingesetzt werden.
FIG. 11 zeigt eine Vorrichtung 41 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Vorrichtung 41 werden Elektronenstrahlen 42 als Anregungsstrahlen verwendet. Die Vorrichtung 41 enthält, wie in FIG. 12 gezeigt, sowohl eine Elektronenstrahlquelle 43 zum Emittieren einer Vielzahl von Elektronenstrahlen 42 als auch ein Linsensystem 53 zur Strahikondensierung. Die Elektronenstrahlquelle 43 besitzt eine Vielzahl von Kathoden 43a. Die Elektronenstrahlen 42 werden aus den entsprechenden Kathoden 43a emittiert und fallen über in der Steuerplatte 43b der Elektronenstrahiquelle 43 vorgesehene Durchgangsöffnungen 43c auf das Linsensystem 53 ein.
Das Linsensystem 53 zur Strahlkondensierung umfaßt einen Fokussierlinsenabschnitt 54 mit Durchgangsöffnungen 54a zum Fokussieren von einfallenden Strahlen 42, eine Aperturplatte 55 mit Aperturöffnungen SSA, um den Durchgang eines gegebenen Teils des jeweiligen, aus dem Fokussierlinsenabschnitt 54 austretenden Elektronenstrahls 42 zu erlauben, und einen Objektivlinsenabschnitt 56 mit Fokussieröffnungen 56a zum Fokussieren jeweiliger, durch die Aperturplatte 55 laufender Elektronenstrahlen 42. Der Fokussierlinsenabschnitt 54 und der Objektivlinsenabschnitt 56 können von einem elektrisches Feld-, magnetischen Feld- oder elektromagnetischen Feldtyp sein und sind, wie in FIG. 11 gezeigt, mit einer Leistungsquelle 37 verbunden.
Die Energieverteilung des von der jeweiligen Kathode 43a emittierten Elektronenstrahls 42 hat, wie in einer Grafik 44 in FIG. 11 gezeigt, die Gauß-Verteilung, und da der Elektronenstrahl 42 durch den Fokussierlinsenabschnitt 54 fokussiert wird, wird, wie in einer Grafik 45 in FIG. 11 angegeben, die Gauß-Verteilung mit kleiner Halbwertsbreite erhalten.
Die durch das Licht kondensierende Linsensystem 53 austretenden jeweiligen Elektronenstrahlen 42a treten in die Kammer 6 ein, wo elektrisch leitende Moleküle eines elektrisch leitende Moleküle enthaltenden Gases durch Anregung zerteilt bzw. zerlegt werden, damit Wolfram auf einem Si- Substrat abgelagert werden kann, so daß auf dem Si-Substrat 15 gleichzeitig viele Emitterelektroden 21 geformt werden.
In dieser Ausführungsform kann eine Quelle zur Emission eines einzelnen Elektronenstrahls als Elektronenstrahlquelle 43 eingesetzt werden. Der von der Elektronenstrahlquelle 43 emittierte einzelne Elektronenstrahl, der durch eine elektrostatische Linse (nicht gezeigt) in eine gleichförmige Energieverteilung umgewandelt wird, wird in diesem Fall in eine Vielzahl von Elektronenstrahlen 42a zerlegt.
Falls ferner der verlangsamte Elektronenstrahl 42 in die Kammer 6 gerichtet wird, ist es möglich, einen von einem Elektronenstrahl hoher Energie verursachten nachteiligen Effekt wie ein Springen des Elektronenstrahls zu verhindern.
FIG. 13A bis 13D zeigen ein modifiziertes Verfahren für die Herstellung eines Arraysubstrats 13, wie es einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht. Beim vorliegenden Verfahren dieser Erfindung werden, wie in FIG. 13A gezeigt, ein Isolierfilm 16 und ein elektrisch leitender Film 17 in dieser Reihenfolge über einem Si- Substrat 15 geformt und dann ein Abdeckungsmuster 51, wie in FIG. 13B gezeigt, auf der sich ergebenden Struktur ausgerichtet. Dann wird der elektrisch leitende Film 17, wie in FIG. 13C gezeigt, anisotrop geätzt und der Isolierfilm 16 wird, wie in FIG. 13D gezeigt, isotrop geätzt.
Es mag in Betracht gezogen werden, daß beim Durchführen des anisotropen Ätzens das Abdeckungsmuster 51 während dieses Ätzens verschwinden wird; falls der elektrisch leitende Film 17 jedoch anfänglich ziemlich dick geformt wird, ist es möglich, den leitenden Film 17 als Maske zu verwenden. FIG. 14 zeigt eine fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist eine Leistungsquelle 37 mit einem elektrisch leitenden Film 17 verbunden, um dort eine Spannung anzulegen. Dadurch wird ein Anregungsstrahl wie beispielsweise ein Ionenstrahl 32a oder ein Elektronenstrahl 42a in einem entsprechenden Hohlraum 18 eines Arraysubstrats 13 fokussiert. In diesem Fall kann der Anregungsstrahl genau auf den bzw. am entsprechenden Hohlraum 18 fokussiert werden. Deshalb ist es möglich, die Leichtigkeit, mit der eine Ausrichtung gegenüber dem Arraysubstrat 13 erfolgt, zu vereinfachen und eine verbesserte Produktivität sicherzustellen.
FIG. 15 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform werden eine Vielzahl von Isolierfilmen 16 und eine Vielzahl von elektrisch leitenden Filmen 17 abwechselnd übereinander geformt, um so nadelähnliche Emitterelektroden bereitzustellen. Gemäß diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine Mehrelektroden-Vakuumröhre 61 und ein Mehrelektroden-Vakuumarray 62 zu erhalten.
Viele Gruppen von Mikroemittern 25 können ferner zu einer Zwei-Elektroden-Vakuumröhrenarrayeinheit kombiniert werden, so daß diese als Leistungsversorgungsquelle für eine Flachbildschirm-Anzeigevorrichtung eingesetzt werden kann. Das Mikroemitter-Array ist in diesem Fall von dem in FIG. 8 gezeigten Typ, und das Zwei-Elektroden-Vakuumröhrenarray kann für jeden kleinen Bereich der Flachbildschirmanzeige so angeordnet werden, daß ein Leuchtstoffschirm durch das Abtasten dieses jeweiligen kleinen Bereichs mittels eines Elektronenstrahis Licht emittiert.
Die Mehrelektroden-Vakuumröhren 61, wie in FIG. 15 gezeigt, können auch als Leistungsquelle für ein Rasterelektronenmikroskop eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von nadelähnlichen Materialien auf einem Substrat (15), das in einer hermetisch abgeschlossenen Atmosphäre gelegen ist, umfassend die folgenden Schritte:

Teilen oder Zerlegen eines Anregungsstrahles (7a), dessen Energieverteilung im wesentlichen gleichförmig gemacht ist, in eine Vielzahl von Anregungsstrahlen (7b)

Fokussieren der jeweiligen Strahlen und Richten dieser Strahlen (7c) in die hermetisch abgeschlossene Atmosphäre, in welcher elektrisch leitende Moleküle vorhanden sind, und

Zerlegen der elektrisch leitenden Moleküle durch Anregung mittels der jeweiligen, in die hermetisch abgeschlossene Atmosphäre gerichteten Strahlen, um sich nadelähnliche Materialien auf dem Substrat ablagern zu lassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Teilen oder Zerlegen erhaltenen Strahlen ihre in eine Gauss-Verteilung umgewandelte Energieverteilung haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anregungsstrahl aus einem Ionenstrahl (32) besteht.

4. Gerät zum Herstellen von nadelähnlichen Materialien als abgelagerte Materialien auf einem Substrat (15) durch Zerlegen von elektrisch leitenden Molekülen in einer Gasatmosphäre durch Anregung mittels eines Anregungsstrahles, umfassend:

eine Quelle (2) zum Ausgeben des Anregungsstrah les,

eine Energieverteilung-Uniformiereinrichtung (3), um im wesentlichen den durch die Quelle (2) ausgegebenen Anregungsstrahl gleichmäßig zu machen,

eine Zerlegungseinrichtung (4) zum Zerlegen des Anregungsstrahles, dessen Energieverteilung durch die Energieverteilung-Uniformiereinrichtung (3) gleichmäßig gemacht ist, in mehrere Strahlen,

eine Fokussiereinrichtung (5) zum Fokussieren dieser durch Zerlegen erhaltenen Strahlen, und

eine Kammer (6), in der die elektrisch leitenden Moleküle und das Substrat (15) gehalten werden können und wo die durch die Fokussiereinrichtung (5) fokussierten Strahlen auf das Substrat (15) gerichtet sind, um sich nadelähnliche Materialien auf dem Substrat (15) ablagern zu lassen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anregungsstrahl aus einem Lichtstrahl (7) besteht, und daß die Energieverteilung-Uniformierein richtung (3) zwischen der Quelle (2) und der Zerlegungseinrichtung (4) angeordnet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegungseinrichtung (4) eine Platte (10), die aus einem für einen Lichtstrahl durchlässigen Material hergestellt ist, und einen Lichtabschirmfilm (12), der auf der Platte (10) vorgesehen ist, wobei dort den Lichtstrahl durchlassende Bereiche (11) belassen sind, umfaßt.

7. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anregungsstrahl aus einem Ionenstrahl (32) besteht, und daß die Zerlegungseinrichtung (34) eine Strahlzerlegungsplatte (36) mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern (36a) hat, durch die der von der Quelle (43) ausgegebene Ionenstrahl (32) verläuft.

8. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anregungsstrahl ein Ionenstrahl (32) ist, und daß die Energieverteilung-Uniformiereinrichtung (3) bezüglich der Quelle (33) verdoppelt, um den Ionenstrahl auszugeben.

9. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Feldemissionselementes mit einer Vielzahl von nädelähnlichen Emitterelektroden (21) auf einem Arraysubstrat (15), umfassend die folgenden Schritte:

Teilen oder Zerlegen eines Anregungsstrahles (7a), dessen Energieverteilung gleichförmig gemacht ist, in eine Vielzahl von Anregungsstrahlen (7b),

Fokussieren dieser durch Teilen oder Zerlegen erhaltenen Strahlen und Richten der Strahlen (7c) in eine elektrisch leitende Moleküle enthaltende hermetisch abgeschlossene Atmosphäre, und

Zerlegen der elektrisch leitenden Moleküle durch Anregung mittels der jeweiligen, in die hermetisch abgeschlossene Atmosphäre gerichteten Strahlen und Bilden von nadelähnlichen Materialien als abgelagerte Materialien auf dem Arraysubstrat (15), um Emitterelektroden (21) zu liefern.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anordnungssubstrat (13) ein Siliziumsubstrat (15), einen auf dem Siliziumsubstrat vorgesehenen Isolierfum (16) und einen den Isolierfum (16) bedeckenden elektrisch leitenden Film (17) aufweist, wobei der Isolierfilm (16) und der elektrisch leitende Film (17) teilweise durch Ätzen entfernt sind, um Hohlräume (18), wo elektrisch leitende Moleküle abgelagert sind, als Emitterelektroden (21) in einer eineindeutigen Entsprechung zu jedem Hohlraum (18) zu liefern.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch weiterhin ein Anlegen einer Spannung an den elektrisch leitenden Film und Ablagern der elektrisch leitenden Moleküle über den Hohlraum (18) auf das Arraysubstrat (15), um Emitterelektroden (21) zu liefern.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Arraysubstrat (13) ein Substrat (15), einen auf dem Substrat (15) vorgesehenen Isolierfilm (16) und einen den Isolierfilm (16) bedeckenden elektrisch leitenden Film (17) umfaßt, wobei Hohlräume (18) durch teuweises Entfernen des Isolierfilmes (16) und des elektrisch leitenden Filmes (17) durch Ätzen gebildet sind, um darin Emitterelektroden (21) zu bilden.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Arraysubstrat (13) ein Siliziumsubstrat (15) und eine abwechselnde Schichtstruktur von Isolierfilmen (16) und elektrisch leitenden Filmen (17), die auf dem Siliziumsubstrat (15) gebildet ist, umfaßt, wobei Hohlräume (18) durch teilweises Entfernen der Isolierfilme (16) und der elektrisch leitenden Filme (17) durch Ätzen gebildet sind, so daß Emitterelektroden (21) in den Hohlräumen erzeugt sind.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fokussiermuster eines Elektronenstrahles (42) oder eines Ionenstrahles (32) durch Anlegen einer Spannung an den elektrisch leitenden Film (17) gebildet ist.