JPH07122179A

JPH07122179A - 電界放出カソード及び電界放出カソードの製造方法

Info

Publication number: JPH07122179A
Application number: JP28726493A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ito; 茂生伊藤; Takehiro Niiyama; 剛宏新山; Teruo Watanabe; 照男渡辺; Masateru Taniguchi; 昌照谷口
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1995-05-12
Anticipated expiration: 2017-01-15
Also published as: JP3246137B2

Abstract

(57)【要約】【目的】集束電極を有する電界放出カソードをなるべ
く簡易に製造すること。【構成】基板１上にカソード電極層２，抵抗層３，第
１絶縁層４，ゲート電極層５，マスク層６を積層し、マ
スク層６をエッチングしてリング状マスク層８とする。
次いで、その上に第２絶縁層９，集束電極層１０を積層
し、リング状マスク層８に合わせてゲート電極５まで第
１開口部１２を形成する。次に、リング状マスク層８を
マスクとして抵抗層まで第２開口部１３を形成する。そ
して、第２開口部１３内にエミッタコーン１６を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコールドカソードとして
知られている電界放出カソードに係るものであり、特に
集束電極を有する電界放出カソード及びその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属または半導体表面の印加電界を１０
⁹ ［Ｖ／ｍ］程度にすると、トンネル効果により電子が
障壁を通過して、常温でも真空中に電子放出が行われる
ようになる。これを電界放出（Field Emission）と呼
び、このような原理で電子を放出するカソードを電界放
出カソード（Field Emission Cathode）、あるいは電界
放出素子と呼んでいる。

【０００３】近年、半導体微細加工技術を駆使して、ミ
クロンサイズの電界放出カソードからなる面放出型の電
界放出カソードを作製することが可能となっており、電
界放出カソードを基板上に多数個形成したものは、その
各エミッタから放出された電子を蛍光面に照射すること
によって平面型の表示装置や各種の電子装置を構成する
電子供給手段として期待されている。

【０００４】このような電界放出カソードの一例とし
て、スピント(Spindt)型と呼ばれる電界放出カソード
（以下、ＦＥＣと記す）の斜視図を図９に示す。この図
において、基板１１１上にカソード電極１１２が形成さ
れており、このカソード電極１１２の上に絶縁層１１３
及びゲート電極１１４が順次形成されている。そして、
ゲート電極１１４と絶縁層１１３とに形成された開口部
１１６内にエミッタコーン１１５が形成され、このエミ
ッタコーン１１５の先端部分が開口部１１６から臨んで
いる。このＦＥＣにおいては、微細加工技術を用いるこ
とによりエミッタコーン１１５とゲート電極１１４との
距離をサブミクロンとすることができるため、エミッタ
コーン１１５とゲート電極１１４間に僅か数十ボルトの
電圧を印加することにより、エミッタコーン１１５から
電子を放出させることができるようになる。

【０００５】したがって、図９に示すように、上記のＦ
ＥＣがアレイ状に多数個形成されている基板１１１の上
方に蛍光材料が塗布されているアノード基板１１７を配
置し、電圧Ｖ_GE、Ｖ_A を印加すると放出された電子によ
って蛍光材を発光させることができ、表示装置とするこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示すＦＥＣにおける電子の放出角度は、一般にエミッタ
コーンとゲート電極との相対位置関係、ゲート印加電圧
及びエミッタコーンの先端曲率半径によって変化し、集
束性を上げることが困難であるという問題点があった。
また、アノード電圧が高電圧（数十ｋＶ）の場合、その
影響がエミッタコーンに対して大きいため、カソード電
極とアノード電極間にある程度のギャップが必要であっ
た。

【０００７】これを解決するために、図１０に示すよう
な集束電極を有するＦＥＣが本件出願人によって、特願
平５−１９１８４８号として出願されている。この図１
０に示すＦＥＣは、ガラス等の基板１０１の上にカソー
ド電極１０２の導体がスパッタにより形成され、このカ
ソード電極１０２の一部あるいは全部の上に抵抗層１０
３が形成されている。この抵抗層１０３の上には第１絶
縁層１０４及びゲート電極１０５がスパッタ等により形
成され、さらにその上に第２絶縁層１０６及び集束電極
１０７がスパッタ等により形成されている。

【０００８】また、第１絶縁層１０４及びゲート電極１
０５に形成された第２開口部１０９の中にはエミッタコ
ーン１０８が形成されている。そして、第２絶縁層１０
６と集束電極１０７には第１開口部１１０が形成されて
おり、エミッタ１０８から放出された電子はこの第１開
口部１１０を通り、集束電極により集束されて上方へ放
出されるようにされている。この第２絶縁層１０６と集
束電極１０７に形成された第１開口部１１０の径Ｄ₂
は、図示するようにエミッタコーン１０８が形成されて
いる第２開口部１０９の径Ｄ₁ の１．２〜２．０倍と一
回り大きく形成されている。これは、集束性を向上する
ためである。

【０００９】ところが、このＦＥＣは図示するように、
径の異なる第１開口部及び第２開口部を有していること
から、その製造方法が複雑になるという問題点があっ
た。そこで、本発明は集束電極を有する電界放出カソー
ドをなるべく容易に製造することを目的としている。さ
らに、本発明は集束電極を有する他の構成の電界放出カ
ソード及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電界放出カソードの製造方法においては、
径の小さい第２開口部を形成するために、予めリング状
のマスクをゲート電極上に形成するようにしたものであ
る。さらに、本発明の電界放出カソードは複数のエミッ
タコーンが形成されるブロック毎に集束電極を設けるよ
うにしたものである。

【００１１】

【作用】本発明の製造方法によれば、集束電極を有する
電界放出カソードを容易に製造することができる。ま
た、複数のエミッタコーンからなるブロック毎に集束電
極を設けるようにすると、さらに容易に製造することが
できるようになる。本発明の集束電極を有する電界放出
カソードによれば、エミッタから放出された電子の広が
りを集束電極の径程度に押さえられるため、アノード電
極をカソード電極に近づける必要がなくなる。このた
め、アノード・カソード間の耐電圧を低下させることな
くクロストークを防止できる。従って、本発明の集束電
極を有する電界放出カソードを画像表示装置に用いる
と、高精細かつ高輝度の画像を得ることが出来るように
なる。

【００１２】

【実施例】図１ないし図３に、本発明の第１実施例の集
束電極を有する電界放出カソードの製造方法を示すが、
この製造方法によって作成される電界放出カソードは、
ほぼ図１０に示す構成となる。まず、ガラス等の絶縁基
板１の上にスパッタ法によりカソード電極層２の導体膜
を成膜し、さらに均一な抵抗層３をカソード電極２上の
全面に形成する。この抵抗層３の上には第１絶縁層４と
ゲート電極層５の導体膜を積層する。なお、第１絶縁層
４は、例えばスパッタ法あるいはＳｉＨ₄ とＮ₂ Ｏ及び
Ｎ₂ をガス種として使用してプラズマＣＶＤ法により作
製したＳｉＯ₂ 膜により成膜されている。この第１絶縁
層４の厚さは例えば約１．０ミクロンとされている。

【００１３】また、ゲート電極層５の導体膜の材料とし
てはＴｉ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等のいずれかを使用し
て、この材料をスパッタ法等により例えば約０．４ミク
ロンの厚さで第１絶縁層４の上に、図１（ａ）に示すよ
うに成膜されている。このゲート電極層５の上に、第１
絶縁層４及びゲート電極層５を加工する際に使用するエ
ッチャントに対し耐性のある材料からなるマスク層６
を、同図（ｂ）に示すように物理蒸着法（ＰＶＤ法）あ
るいは化学蒸着法（ＣＶＤ法）により形成する。このマ
スク層６の材料は、例えば、ゲート電極５がＮｂの場合
はＳＦ₆ 等を用いたドライエッチング法により、第１絶
縁層４がＳｉＯ₂ の場合はＣＨＦ₃ 等を用いたドライエ
ッチング法により加工し、アルミニウムをマスク材とし
て用いる。

【００１４】このマスク層６の上にはレジスト層７が塗
布されパターニングされた後、エッチングすることによ
り同図（ｃ）に示すようにリング状のレジスト層７とす
る。次いで、基板１の上方からＣｌ₂ ，ＢＣｌ₃ 等を用
いてドライエッチングすることにより、マスク層６は同
図（ｄ）に示すようにリング状マスク８に加工されるよ
うになる。そして、基板１の上から第２絶縁層９及び集
束電極層１０を、前記第１絶縁層４及びゲート電極層５
と同様な方法により、図２（ａ）に示すように積層す
る。次に、この集束電極層１０上にレジスト層１１を塗
布し、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、
前記リング状マスクの外径に合わせて開口を設け、基板
１の上からＳＦ₆ 等を用いて集束電極層１０をドライエ
ッチングし、さらにＣＨＦ₃ 等を用いて第２絶縁層９を
ドライエッチングすることにより、集束電極層１０及び
第２絶縁層９に第１開口部１２が、同図（ｂ）に示すよ
うに形成される。この第１開口部１２の開口径は約１．
５μｍ程度とされている。

【００１５】このとき、第１開口部１０の底部にはエッ
チングの選択性によりリング状マスク８及びゲート電極
層５の導体膜の表面が露出される。次に、この露出した
リング状マスク８をマスクとして、ゲート電極層５がＮ
ｂの場合ＳＦ₆ 等を用いてドライエッチングし、さらに
第１絶縁層４がＳｉＯ₂ の場合ＣＨＦ₃ を用いてドライ
エッチングすることにより、同図（ｃ）に示すように第
２開口部１３がゲート電極層５及び第１絶縁層４に形成
される。そして、従来のスピント型のＦＥＣと同様に剥
離層１４を、レジスト層１１の上平面及び第１開口部１
２の側面に斜め蒸着により被着させ、第１開口部１２の
開口面積を第２開口部１３の開口面積とほぼ同じとす
る。次に、剥離層１４の上からモリブデン（Ｍｏ）等の
エミッタ材料を電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）等により、
基板１に対し垂直方向から正蒸着を行う。すると、エミ
ッタ材料層１５が剥離層１４の上に形成されるに伴い、
開口部１３内の抵抗層３上に円錐状のエミッタコーン１
６が、図３（ａ）に示すように形成される。

【００１６】そして、基板１をリン酸中に浸し、剥離層
１４と共にエミッタ材料層１３を共に除去すると共に、
レジスト層１１も除去する。これにより、同図（ｂ）に
示すような集束電極を有するＦＥＣを得ることができ
る。このＦＥＣを上面から見ると図５に示すように、集
束電極層１０に形成されて第１開口部１２内にリング状
マスク８とエミッタコーン１６を臨くことができる。こ
の基板１上には数万から数１０万個のエミッタを同時に
作製することができ、集束性に優れたＦＥＣとすること
ができるため、表示装置に用いて好適なものとなる。ま
た、前記リング状マスク８の外径と第１開口部１２の径
とは必ずしも一致させる必要はなく、図４に示すように
リング状マスク８の外形を大きくして、第１開口部１２
を形成してもよい。このようにすると、第１開口部１２
の位置合わせの精度を幾分下げることができる。

【００１７】ところで、集束電極層１０に設けた第１開
口部１２の径をゲート電極５に設けた第２開口部１３の
径より大きくするのは、第１開口部の径Ｄ₂ の第２開口
部１３の径Ｄ₁ に対する条件を変えると、エミッタコー
ン１６から放出された電子の軌跡がかなり変化し、径Ｄ
₂ が径Ｄ₁ の１．２倍から２倍に設定した時に無効電流
が少なくなると共に、クロストークが発生しない良好な
特性が得られるためである。なお、集束電極層１０とゲ
ート電極層５との距離を変化させてもエミッタコーン１
６から放出された電子の軌跡が変化することから、この
距離も変えるようにして無効電流をより減らし、より多
くの電子を集束電極層１０により上方に向かわせるよう
にしてもよい。

【００１８】ところで、カソード電極層２の上に抵抗層
３を設ける理由は次の通りである。一般的なＦＥＣにお
いてはコーン状のエミッタの先端とゲートとの距離がサ
ブミクロンという極めて短い距離とされていると共に、
数万個のエミッタが一枚の基板上に設けられるため、製
造の過程において塵埃等によりエミッタとゲートとが短
絡してしまうことがある。ゲートとエミッタとのひとつ
でも短絡していると、カソードとゲートとが短絡したこ
とになるため、すべてのエミッタに電圧が印加されなく
なり動作不能のＦＥＣとなってしまう欠点があった。

【００１９】また、ＦＥＣの初期の動作時に局部的な脱
ガスが生じ、このガスによりエミッタとゲートあるいは
アノード間が放電を起こすことがあり、このため大電流
がカソードに流れてカソードを破壊することがあった。
さらに、多数のエミッタのうち電子の放出しやすいエミ
ッタから集中して電子が放出されやすいため、そのエミ
ッタに電流が集中することになり、画面上に異常に明る
いスポットが発生することがあった。これらの欠点を防
ぐために、エミッタの下全面あるいは直下のみに抵抗を
設けるようにしている。

【００２０】すなわち、前記したように抵抗層３の上に
エミッタコーン１６を形成すると、エミッタコーン１６
の放出電子が多くなると、電流に応じて抵抗層３での電
圧降下が大きくなるために、エミッタコーン１６とゲー
ト電極層５間の印加電圧が低下し、エミッタコーン１６
の電子放出を抑制する方向になり、エミッタコーン１６
の電子放出の暴走を食い止めることによってエミッタコ
ーン１６の破壊が抑えられる。

【００２１】さらに、あるエミッタに電流が集中した場
合はそのエミッタの下に設けられている抵抗層での電圧
降下が大きくなるため、そのエミッタ電位が上昇し、こ
のためゲート・エミッタ間の電圧が下降し、電流の集中
を防止することができるようになる。したがって、抵抗
をエミッタとカソードとの間に設けることにより、ＦＥ
Ｃの製造上の歩留りが向上したり、安定な動作を行わせ
たりすることができるようになる。

【００２２】次に、本発明に係る電界放出カソードの第
２実施例の構成を図６及び図７に示す。これらの図に示
す電界放出カソードは、複数のエミッタコーンの形成さ
れたブロック毎に集束電極を設けるようにしたものであ
る。図６はＦＥＣの断面を示しており、ガラス等の絶縁
基板２１の上にカソード電極層２２の導体膜がスパッタ
法等により形成され、このカソード電極層２２の一部あ
るいは全部の上に抵抗層２３が形成されている。この抵
抗層２３の上には第１絶縁層２４及びゲート電極層２５
がスパッタ法等により形成され、さらにその上に第２絶
縁層２６及び集束電極層２７がスパッタ法等により形成
されている。

【００２３】また、第２絶縁層２６と集束電極層２７に
は長方形状の第１開口部３０が形成されており、この第
１開口部３０の底部に形成されているマスク層２８には
複数の第２開口部３１が、抵抗層２３に達するよう形成
されている。この第１絶縁層２４及びゲート電極２５に
形成された複数の第２開口部３１の中にはエミッタコー
ン２９がそれぞれ形成されており、複数のエミッタコー
ン２９から放出された電子は第１開口部３０の周囲に形
成されている集束電極層２７により集束されて、図示す
るように上方へ放出されている。そこで、図示するよう
に集束電極層２７上に蛍光体層３２を塗布したアノード
電極３３を設けるようにすると、アノード電極３３に捕
集された電子により蛍光体層３２が発光され、表示装置
とすることができる。このように、この実施例において
は、第１開口部３０により複数のエミッタコーン２９か
らなるブロックが構成されている。

【００２４】図７は図６に示すＦＥＣの斜視図であり、
集束電極層２７は第１開口部３０が形成されることによ
り格子状に形成され、この格子の中のマスク層２８に複
数の第２開口部３１が設けられており、この第２開口部
３１からエミッタコーン２９の先端が臨んでいるのが分
かる。このようなＦＥＣにおいては、集束電極層２７に
より区切られた、１ブロック内の複数のエミッタコーン
２９から放出される電子の軌道は、そのブロックを取り
囲んでいる集束電極層２７により上方に向かうよう修正
されるようになるため、電子の集束度を効率的に向上す
ることができる。また、集束電極はエミッタコーンの各
々に設ける場合に比べ、ブロック毎に設けるようにした
ので格子状の集束電極層２７の寸法が大きくなるため、
製造を容易に行うことができる。

【００２５】なお、このような構成のＦＥＣは前記図１
ないし図３に示す製造方法において、集束電極層および
第２絶縁層を複数のエミッタコーンからなるブロックに
区切れるようエッチングを行うようにして、ブロックに
対応する第１開口部を設けることにより、前記第１実施
例の製造方法と同様に製造することができる。この製造
方法の概略を述べると、絶縁基板２１上にカソード電極
層２２、第１絶縁層２４、ゲート電極層２５，マスク層
２８を順次成膜し、絶縁基板２１の表面に第１レジスト
層を形成し、この第１レジスト層を島状にパターニング
すると共に、この島状の中に複数のホールをパターニン
グした後、エッチングを行い上記マスク層２８を多数の
ホールの形成された島状とする第１の工程。

【００２６】第１の工程により得られた島状の上記マス
ク層２８の上方より第２絶縁層２６と集束電極層２７を
順次成膜した後、その上に第２レジスト層を形成し、こ
の第２レジスト層に、少なくとも島状のマスク層の外周
辺に一致するような開口をパターニングした後、異方性
エッチングにより集束電極層２７、第２絶縁層２６に第
１開口部３０を形成すると共に、この第１の開口部３０
の底部にマスク層２８及びゲート電極層２５とを露出さ
せる第２工程と、マスク層２８をマスクとして、ゲート
電極層２５及び第１絶縁層２４に異方性エッチングを施
し、複数の第２開口部３１を形成する第３の工程と、絶
縁基板２１の表面に剥離層を形成した後、エミッタ電極
材料を正蒸着して、複数の上記第２開口部３１内にエミ
ッタコーン２９を形成すると共に、剥離層を除去する第
４工程とにより上記第２実施例の電界放出カソードを製
造することができる。

【００２７】次に、集束電極を有する電界放出カソード
の第３実施例の製造方法を図８を参照しながら説明す
る。まず、（ａ）に示すようにガラス等の絶縁基板４１
上に、カソード電極層４２，抵抗層４３，第絶縁層４
４，ゲート電極層４５，マスク層４６，第２絶縁層４
７，集束電極層４８を前記第１実施例を同様の方法で順
次積層する。次に、集束電極層４８上にレジスト層４９
を塗布し、フォトリソグラフィ法およびエッチング法に
より開口部をレジスト層４９に形成し、集束電極層４８
がＮｂの場合は基板４１の上からＳＦ₆ 等を用いて集束
電極層４８をドライエッチングし、第２絶縁層４７がＳ
ｉＯ₂ の場合はさらにＣＨＦ₃ 等を用いて第２絶縁層４
７をドライエッチングすることにより、集束電極層４８
及び第２絶縁層４７に第１開口部５０が、同図（ｂ）に
示すように形成される。なお、この第１開口部５０の径
は最終開口径より若干小さめに設定しておく。

【００２８】次いで、等方性エッチングによりアルミニ
ウム製のマスク層４６をエッチングすると、マスク層４
８に開口部が設けられると共に、第１開口部５０の側面
もエッチングされることにより第１開口部５０の径が若
干広がるようになる。そして、開口の形成されたマスク
層４６をマスクとして、ゲート電極層がＮｂ等の場合は
ゲート電極層４５をＳＦ₆ 等を用いてドライエッチング
し、さらに第１絶縁層４４がＳｉＯ₂ の場合は第１絶縁
層４４をＣＨＦ₃ 等を用いてドライエッチングすること
により、同図（ｃ）に示すように第１開口部５０に連接
して、第１開口部５０より径の小さい第２開口部５１が
抵抗層４３に達するように形成される。

【００２９】そして、従来のスピント型のＦＥＣと同様
に剥離層を、レジスト層４９の上平面及び第１開口部５
０の側面に斜め蒸着により被着させ、第１開口部５０の
開口面積を第２開口部５１の開口面積とほぼ同じとす
る。次に、剥離層の上からモリブデン（Ｍｏ）等のエミ
ッタ材料を電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）等により、基板
４１に対し垂直方向から正蒸着を行う。すると、エミッ
タ材料層が剥離層の上に形成されるに伴い、第２開口部
５１内の抵抗層４３上にコーン状のエミッタ５２が形成
される。そして、剥離層およびレジスト層４９を除去す
ることにより同図（ｄ）に示すＦＥＣを製造することが
できる。この製造方法によれば、マスク層のエッチング
と同時に第１開口部を形成するようにしたため、セルフ
アラインメントを行うことが可能になると共に、工程数
を削減することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の電界放出カソードの製造方法に
よれば、集束電極を有する電界放出カソードを容易に製
造することができる。また、複数のエミッタコーンから
なるブロック毎に集束電極を設けるようにすると、さら
に容易に製造することができるようになる。また、本発
明の集束電極を有する電界放出カソードによれば、エミ
ッタから放出された電子の広がりを集束電極の径程度に
押さえられるため、アノード電極をカソード電極に近づ
ける必要がなくなる。このため、アノード・カソード間
の耐電圧を低下させることなくクロストークを防止する
ことができる。従って、本発明の集束電極を有する電界
放出カソードを画像表示装置に用いると、高精細かつ高
輝度の画像を得ることが出来るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集束電極を有する電界放出カソードの
第１実施例の製造方法を示す図である。

【図２】本発明の集束電極を有する電界放出カソードの
第１実施例の製造方法を示す図である。

【図３】本発明の集束電極を有する電界放出カソードの
第１実施例の製造方法を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例の変形例を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例の上面図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例の斜視図である。

【図８】本発明の第３実施例の製造方法を示す図であ
る。

【図９】従来の電界放出カソードの斜視図である。

【図１０】従来の集束電極を有する電界放出カソードの
断面図である。

【符号の説明】

１，２１，４１，１１１，１０１基板２，２２，４２，１１２，１０２カソード電極層３，２３，４３，１０３抵抗層４，２４，４４，１０４第１絶縁層５，２５，４５，１１４，１０５ゲート電極層６，２８，４６マスク層７，１１，４９レジスト層８リング状マスク９，２６，４７，１０６第２絶縁層１０，２７，４８，１０７集束電極層１２，３０，５０，１１０第１開口部１３，３１，５１，１０９第２開口部１４剥離層１５エミッタ材料層１６，２９，５２，１１５，１０８エミッタコーン３２蛍光体層３３，１１７アノード電極１１３絶縁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷口昌照千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、絶縁基板上にカソード電極
層、第１絶縁層、ゲート電極層，マスク層を順次成膜し
た積層基板に対して、上記積層基板の表面に第１レジスト層を形成し、この第
１レジスト層をリング状にパターニングした後、エッチ
ングを行い上記マスク層をリング状とする第１の工程
と、該第１の工程により得られたリング状の上記マスク層の
上方より第２絶縁層と集束電極層を順次成膜した後、そ
の上に第２レジスト層を形成し、この第２レジスト層
に、少なくともリング状の上記マスク層の周辺部が含ま
れるような開口部をパターニングした後、異方性エッチ
ングにより上記集束電極層、上記第２絶縁層に第１開口
部を形成すると共に、この第１開口部の底部に上記マス
ク層及び上記ゲート電極層を露出させる第２工程と、上記マスク層でマスクされていない上記ゲート電極層及
び上記第１絶縁層の部分に異方性エッチングを施し、第
２開口部を形成する第３の工程と、上記基板の表面に剥離層を形成した後、エミッタ電極材
料を正蒸着して、上記第２開口部内にコーン状のエミッ
タを形成すると共に、上記剥離層を除去する第４の工程
とからなることを特徴とする電界放出カソードの製造方
法。
【請求項２】少なくとも、基板上にカソード電極層，第
１絶縁層，ゲート電極層，マスク層，第２絶縁層，集束
電極層が順次成膜されており、上記集束電極層及び第２
絶縁層に第１開口部が形成されることにより、上記集束
電極層及び上記第２絶縁層が格子状とされ、上記第１開
口部の底面を構成する上記ゲート電極層及び上記第１絶
縁層に、上記マスク層をマスクとして形成された複数の
第２開口部の中にそれぞれコーン状のエミッタが形成さ
れていることを特徴とする電界放出カソード。
【請求項３】少なくとも、絶縁基板上にカソード電極
層、第１絶縁層、ゲート電極層，マスク層を順次成膜し
た積層基板に対して、上記積層基板の表面に第１レジスト層を形成し、この第
１レジスト層を島状にパターニングすると共に、この島
状の中に複数のホールをパターニングした後、エッチン
グを行い上記マスク層を多数のホールの形成された島状
とする第１の工程と、該第１の工程により得られた島状の上記マスク層の上方
より第２絶縁層と集束電極層を順次成膜した後、その上
に第２レジスト層を形成し、この第２レジスト層に、少
なくとも島状の上記マスク層の周辺部が含まれるような
開口部をパターニングした後、異方性エッチングにより
上記集束電極層、上記第２絶縁層に第１開口部を形成す
ると共に、この第１の開口部の底部に上記マスク層及び
上記ゲート電極層とを露出させる第２工程と、上記マスク層をマスクとして、上記ゲート電極層及び上
記第１絶縁層に異方性エッチングを施し、複数の第２開
口部を形成する第３の工程と、上記基板の表面に剥離層を形成した後、エミッタ電極材
料を正蒸着して、上記複数の上記第２開口部内にコーン
状のエミッタを形成すると共に、上記剥離層を除去する
第４工程とからなることを特徴とする電界放出カソード
の製造方法。
【請求項４】上記基板とカソード電極層の間に抵抗層を
成膜する工程を含むことを特徴とする請求項１あるいは
３記載の電界放出カソードの製造方法。
【請求項５】上記基板とカソード電極との間に抵抗層が
形成されていることを特徴とする請求項２記載の電界放
出カソード。