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Dokumentenidentifikation DE602004000693T2 03.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001441038
Titel Sinterkörper und Verfahren zur Herstellung eines Films unter Verwendung derselben
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Sato, Toru, Tokyo, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Aktenzeichen 602004000693
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.01.2004
EP-Aktenzeichen 040011835
EP-Offenlegungsdatum 28.07.2004
EP date of grant 26.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse C22C 1/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse C23C 14/34(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H01J 29/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H01J 31/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen gesinterten Körper und insbesondere eine Mischung für einen gesinterten Körper aus Germanium (Ge) und Wolfram (W) sowie ein Schichtausbildungsverfahren unter Verwendung einer derartigen gesinterten Mischung.

Bei einer Flachanzeige unter Verwendung von Elektronenemissionsvorrichtungen wird gemäß der Offenbarung der Druckschrift JP-A-H10-284286 (1998) ein Abstandshalter als atmosphärendrucksicheres Strukturstützelement verwendet, das Abstandshalter oder Rippe genannt wird, damit das Innere der Anzeige in einem Hochvakuumzustand gehalten wird.

14 zeigt eine Schnittansicht eines Bildausbildungsgerätes unter Verwendung einer Anzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen. Das Bezugszeichen 101 bezeichnet eine Rückplatte; das Bezugszeichen 102 bezeichnet eine Seitenwand; und das Bezugszeichen 103 bezeichnet eine Frontplatte. Durch die Rückplatte 101, die Seitenwand 102 und die Frontplatte 103 wird ein luftdichter Behälter ausgebildet. Für einen Abstandshalter 107b, der als ein atmosphärendrucksicheres Strukturstützelement des luftdichten Behälters dient, werden Schichten 110 mit geringem Widerstand bereitgestellt. Der Abstandshalter 107b ist mit einer Leiterbahn 109 durch eine leitende Glasurmasse 108 verbunden.

Auf der Rückplatte 101 sind Elektronenemissionsvorrichtungen 104 ausgebildet. Auf der Frontplatte sind ein Leuchtstoff 105 und ein Metallrücken 106 ausgebildet. Die Gründe für die Bereitstellung des Metallrückens 106 sind, weil ein Teil des durch den Leuchtstoff 105 emittierten Lichts durch eine Spiegeloberfläche reflektiert wird, um dadurch die Lichtverwendungseffizienz zu verbessern, der Leuchtstoff 105 wird vor einer Kollision mit negativen Ionen beschützt, der Metallrücken 106 wird für die Wirkung als Elektrode zum Anlegen einer Elektronenstrahlbeschleunigungsspannung ausgebildet, der Leuchtstoff 105 wird für eine Wirkung als leitender Pfad für angeregte Elektronen ausgebildet, und dergleichen.

Für den Abstandshalter 107a ist ein Ladungszustand des Abstandshalters gezeigt, sowie ein Zustand, bei dem ein Teil der von einer benachbarten Elektronenquelle emittierten Elektronen mit dem Abstandshalter kollidieren, so dass eine verursachte Aufladung (in der Zeichnung eine positive Aufladung) gezeigt ist. Bezüglich des Abstandshalters 107a ist ein Ladungszustand des Abstandshalters für den Fall gezeigt, bei dem keine Antistatikschicht 112 bereitgestellt ist. Im Hinblick auf die Dicke der Niederwiderstandsschicht ist zur Vereinfachung der Darstellung die Schichtdicke als die Niederwiderstandsschicht 110 gezeigt, die sich in Kontakt mit der antistatischen Schicht 112 des Abstandshalters 107b befindet.

Wenn nach vorstehender Beschreibung der Abstandshalter 107a mit positiven Ladungen aufgeladen ist, werden die von den Elektronenemissionsvorrichtungen 104 als Elektronenquelle emittierten Elektronen zu dem Abstandshalter hin angezogen, beispielsweise wie die Elektronenflugbahn 111a, so dass die Qualität des Anzeigebildes verschlechtert wird.

Zur Lösung dieses Problems wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die antistatische Schicht 112 für den Abstandshalter 107b bereitgestellt ist, so dass in der Oberfläche ein Mikrostrom fließt, wodurch der Abstandshalter entelektrifiziert wird, und die Elektronen eine vorbestimmte Ortskurve ziehen, ohne zu dem Abstandshalter hingezogen zu werden, wie es durch die Elektronenlaufbahn 111b gezeigt ist.

Gemäß der Druckschrift JP-A-2001-143620 wurde ein Verfahren vorgeschlagen, durch das die Oberfläche eines Abstandshalterglassubstrats in einem aufgerauten Zustand ausgebildet wird, wodurch die effektive sekundäre Elektronenemissionseffizienz auf einen Wert kleiner als in dem Fall reduziert wird, wo die Abstandshalteroberfläche glatt ist, und wodurch das Aufladen der Abstandshalteroberfläche effektiv unterdrückt wird.

Ferner wurde in der Druckschrift JP-A-2000-192017 ein Abstandshalter vorgeschlagen, der mit einer Ladungsrelaxationsschicht mit Übergangsmetallen wie etwa Chrom, Germanium, und dergleichen oder deren Nitride und Germaniumnitrid beschichtet ist, in dem gleichzeitig unter Verwendung eines Chromtargets und eines Germaniumtargets zerstäubt wird.

Bei den bekannten Abstandshaltern wurde jedoch klargestellt, dass eine Variation im Leistungsfähigkeitsunterschied unter den Funktionen zum Entelektrifizieren der Ladungen auftritt. Gemäß den bekannten Verfahren zum Ausbilden der Antistatikschicht mit einer Vielzahl von Elementzusammensetzungen durch gleichzeitiges Zerstäuben (beispielsweise binäres Zerstäuben unter Verwendung von zwei Metallarten) einer Vielzahl von verschiedenen Materialtargets gibt es einen Fall, bei dem selbst wenn die Schichtausbildungsbedingungen (der Hintergrund, der Zerstäubungsdruck, die Gasflussrate und die elektrische Targeteingangsleistung) gleich eingestellt sind, eine Variation bei dem spezifischen Widerstand der Antistatikschicht für jede Schichtausbildungscharge auftritt.

Zur Angleichung des spezifischen Widerstands ist es nötig, jede der elektrischen Targeteingangsleistungen einzustellen, die den verschiedenen Materialtargets zugeführt werden. Daher ist dies mühselig und die Reproduzierbarkeit ist nicht immer hoch.

Folglich gibt es ein Risiko, dass falls der Schichtausbildungsvorgang mehrere Male auf die Vorder- und Rückoberflächen des Abstandshalters ausgeübt wird, sich die Eigenschaften der Schichten auf den Vorder- und Rückoberflächen unterscheiden.

Die Druckschrift US-A-6073830 offenbart eine Zerstäubungstarget-/Stützplattenbaugruppe und ein Verfahren zu deren Herstellung. Im Einzelnen ist eine verbesserte verbundene Zerstäubungstarget/-Stützplattenbaugruppe und ein Verfahren zur Ausbildung dieser Baugruppen beschrieben. Die Baugruppe beinhaltet ein Zerstäubungstarget mit Verbindungsoberflächen an der Seite und auf dem Boden, die innerhalb einer Vertiefung in einer darunter liegenden Stützplatte verbunden sind, wobei die Vertiefung Verbindungsoberflächen oben und an der Seite aufweist. Das Verfahren zum Ausbilden der verbundenen Baugruppe beinhaltet das Behandeln der Verbindungsoberflächen von entweder dem Zerstäubungstarget oder der Stützplattenvertiefung durch Aufrauen von zumindest einem Abschnitt der Verbindungsoberflächen zum Erzeugen eines aufgerauten Abschnitts mit einer Oberflächenrauigkeit (Ra) von zumindest etwa 120 Mikrozoll. Das Verfahren beinhaltet ferner ein Ausrichten des Zerstäubungstargets innerhalb der Stützplattenvertiefung zum Ausbilden einer Baugruppe mit einer durch die Verbindungsoberflächen auf der Oberseite und auf der Unterseite definierten parallelen Schnittstelle und einer durch die Verbindungsoberflächen an der Seite definierten Seitenschnittstelle, ein Aussetzen der Baugruppe an eine gesteuerte Atmosphäre, ein Erwärmen der Baugruppe, und ein Pressen der Baugruppe zum Verbinden der Verbindungsoberflächen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Widerstandsschicht mit einer hohen Reproduzierbarkeit und einem ausgezeichnet steuerbaren Widerstandswert auszubilden. Ferner wird ein gesinterter Körper bereitgestellt, der eine Widerstandsschicht mit hoher Reproduzierbarkeit und einem ausgezeichnet steuerbaren Widerstandswert ausbilden kann.

Die Aufgabe wird durch den in den beigefügten unabhängigen Patentansprüchen definierten Gegenstand gelöst. Vorteilhaften Abwandlungen sind in den beigefügten abhängigen Patentansprüchen angegeben.

1 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Bildanzeigegerätes, wobei ein Teil des Anzeigefeldes weggeschnitten ist;

2 zeigt eine Konstruktionsansicht eines Hochfrequenzzerstäubungsgerätes, bei dem ein erfindungsgemäßer gesinterter Körper angeordnet wird, und das zum Bereitstellen einer Antistatikschicht für ein Abstandshalterbasiselement verwendet wird;

3 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem spezifischen Widerstand einer erfindungsgemäßen nitrierten Schicht aus einer Wolframgermaniummischung und einer Stickstoffflussrate;

4 zeigt eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem spezifischen Widerstand der erfindungsgemäßen Nitridschicht aus einer Wolframgermaniummischung und einem Zerstäubungsgasvolldruck;

5 zeigt eine grafische Darstellung eines Zusammenhangs zwischen einer Substratbeförderungsbehälterposition zum Zeitpunkt der Ausbildung der erfindungsgemäßen Nitridschicht aus einer Wolframgermaniummischung und einer Gleichhochspannung (Vdc);

6 zeigt eine grafische Darstellung eines Zusammenhangs zwischen dem spezifischen Widerstand der erfindungsgemäßen Nitridschicht aus einer Wolframgermaniummischung und einem Wolframgermaniumgewichtsverhältnis;

7 zeigt eine grafische Darstellung eines Zusammenhangs zwischen dem spezifischen Widerstand der erfindungsgemäßen Nitridschicht aus einer Wolframgermaniummischung und der Stickstoffgasflussrate;

8 zeigt eine grafische Darstellung eines Zusammenhangs zwischen einer Wolfram enthaltenden Menge und einer realen Dichte eines gesinterten Wolframgermaniumkörpers;

9 zeigt eine Darstellung einer Variation beim spezifischen Widerstand der Nitridschicht aus einer Wolframgermaniummischung;

10 zeigt, dass eine durch ein Mischtarget ausgebildete Schicht noch vortrefflicher ist, als die durch einen binären gleichzeitigen Zerstäubungsvorgang bezüglich einer Variation bei dem Widerstand des Abstandshalters ausgebildete, für den die erfindungsgemäße antistatische Schicht bereitgestellt wurde;

11 zeigt eine Darstellung des Aufbaus einer Leuchtstoffschicht;

Die 12A und 12B zeigen eine Schnittansicht und eine Draufsicht des erfindungsgemäßen aufgerauten Abstandshalterbasiselementes;

13 zeigt den Aufbau eines Hochfrequenzzerstäubungsgerätes (mit einem Substratrotationsmechanismus), das zum Bereitstellen der Antistatikschicht für das Abstandshalterbasiselement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird; und

14 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bildausbildungsgerätes unter Verwendung von Elektronenemissionsvorrichtungen zum Beschreiben eines Aufladungsmechanismus des Abstandshalters.

Erfindungsgemäß ist ein gesinterter Körper ein dadurch gekennzeichneter gesinterter Körper, dass er 95 Gew.-% oder mehr Germanium und Wolfram enthält.

Gemäß dem gesinterter Körper der Erfindung sind Germanium und Wolfram als Hauptbestandteile enthalten. Im Einzelnen sind 95 Gew.-% oder mehr Germanium und Wolfram enthalten. Vorzugsweise ist es wünschenswert, dass der gesinterte Körper nur Germanium und Wolfram enthält.

Der gesinterte Körper gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise als Target insbesondere eines PVD-Gerätes (Physical Vapor Deposition – Physische Gasphasenabscheidung) wie etwa einem Elektronenstrahlverdampfungsabscheidegerät, einem Zerstäubungsgerät oder dergleichen verwendet werden. Falls ein derartiger gesinterter Körper als Target für das PVD-Gerät verwendet wird, kann eine Widerstandsschicht mit hoher Reproduzierbarkeit und ausgezeichneter Steuerbarkeit des Widerstandswertes ausgebildet werden.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen gesinterten Körper liegt das Gewichtsverhältnis von Wolfram zu Germanium innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 10, ein Füllfaktor von Germanium und Wolfram ist gleich oder größer als 60%, der gesinterte Körper wird als Target des PVD-Gerätes verwendet, und der gesinterte Körper wird als Target für einen Zerstäubungsvorgang verwendet. Die vorstehend beschriebenen Einzelheiten beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Schichtausbildungsverfahren für eine Widerstandsschicht, wodurch die Widerstandsschicht auf einem Substrat durch Zerstäuben des vorstehend beschriebenen gesinterten Körpers ausgebildet wird.

Gemäß dem Schichtausbildungsverfahren für die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Widerstandsschicht wird die Widerstandsschicht mit einem vorbestimmten spezifischen Widerstand durch Ändern des Gewichtsverhältnisses von Wolfram zu Germanium für den gesinterten Körper ausgebildet, der vorbestimmte spezifische Widerstand &rgr; ist gleich 103 bis 109 &OHgr;m, und der Zerstäubungsvorgang wird in einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt. Die vorstehend beschriebenen Einzelheiten beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele.

Weiterhin wird ein Herstellungsverfahren für die Stützstruktur eines luftdichten Behälters bereitgestellt, welche in den luftdichten Behälter mit einer Elektronenquelle und einem Bestrahlungskörper angeordnet ist, auf den von der Elektronenquelle emittierte Elektronen bestrahlt werden, das Verfahren umfasst dabei einen Schichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer Widerstandsschicht auf einer Oberfläche eines Substrates, wobei der Schichtausbildungsschritt durch das vorstehend beschriebene Schichtausbildungsverfahren ausgeführt wird.

Ferner wird ein Herstellungsverfahren für ein Elektronenerzeugungsgerät bereitgestellt, bei dem eine Elektronenquelle und ein Bestrahlungskörper, auf den von der Elektronenquelle emittierte Elektronen gestrahlt werden, in einem luftdichten Behälter bereitgestellt sind, das Verfahren umfasst dabei einen Schichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer Widerstandsschicht auf einer Oberfläche eines isolierenden Elementes in dem luftdichten Behälter, wobei der Schichtausbildungsschritt durch das vorstehend beschriebene Schichtausbildungsverfahren ausgeführt wird.

Weiterhin wird ein Herstellungsverfahren für ein Bildanzeigegerät bereitgestellt, bei dem eine Elektronenquelle und ein Leuchtstoff, auf den von der Elektronenquelle emittierten Elektronen gestrahlt werden, in einem luftdichten Behälter bereitgestellt sind, das Verfahren umfasst dabei einen Schichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer Widerstandsschicht auf einer Oberfläche eines isolierenden Elementes in dem luftdichten Behälter, wobei der Schichtausbildungsschritt durch das vorstehend beschriebene Schichtausbildungsverfahren ausgeführt wird.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel für das Herstellungsverfahren für das vorstehend beschriebene Bildanzeigegerät ist das isolierende Element die Stützstruktur des luftdichten Behälters.

Die vorstehend beschriebene Widerstandsschicht ist beispielsweise eine Schicht zur Vermeidung einer Aufladung, die auf der Oberfläche des isolierenden Elementes in dem Bildanzeigegerät bereitgestellt ist. Insbesondere kann die Widerstandsschicht, bei der eine gewünschte Widerstandssteuerung erfolgen kann, und die eine hohe Reproduzierbarkeit aufweist, durch das vorstehend beschriebene Verfahren ausgebildet werden.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Zunächst ist ein Zerstäubungsgerät beschrieben, bei dem ein erfindungsgemäßer gesinterter Körper angeordnet ist.

(Zerstäubungsgerät)

2 zeigt den Aufbau eines bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Hochfrequenzzerstäubungsgerätes. Nachstehend ist ein Überblick eines Vorgangs zum Ausbilden der Widerstandsschicht unter Verwendung eines derartigen Gerätes beschrieben.

Zunächst wird ein Substrat 201 auf einen Schichtausbildungsbehälter 202 gesetzt, und in eine Reserveabsaugkammer 203 eingefügt. Die Reserveabsaugkammer wird auf einen Vakuumgrad von 5 × 10–4 Pa oder weniger unter Verwendung von Vakuumpumpen 204 evakuiert, und danach wird der Schichtausbildungsbehälter 202 in eine Schichtausbildungskammer 206 durch Beförderungsrollen 205 bewegt. Die Schichtausbildungskammer 206 wird dabei auf einen Vakuumgrad von 5 × 10–5 Pa oder weniger evakuiert. Nach Bestätigung, dass der Vakuumgrad einen vorbestimmten Wert erreicht hat, werden Mischgase aus Argon und Stickstoff mit einer vorbestimmten Quantität von einem Gaseinlassrohr 207 zugeführt. Eine (nicht gezeigte) Öffnung wird so eingestellt, dass ein Zerstäubungsgasvolldruck einen vorbestimmten Druck erreicht. Nachdem die Atmosphäre (Zerstäubungsgasvolldruck, Mischgasflussrate) stabilisiert wurde, wird eine vorbestimmte elektrische Leistung in einer Hochfrequenzenergieversorgungsquelle 206 umgesetzt. Zur Ausbildung der Widerstandsschicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats 201 wird nach Beginn der Zerstäubungsentladung der Schichtausbildungsbehälter 202 in die durch einen Pfeil in der Zeichnung dargestellte Richtung mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/min durch die Beförderungsrollen 206 bewegt, so dass genau unter einem Wolframgermaniummischtarget 206 verfahren wird. Der Abstand zwischen dem Substrat und dem Wolframgermaniummischtarget wird auf 200 mm eingestellt.

Eine an dem Wolframgermaniummischtarget 209 angelegte Gleichhochspannung wird durch die Hochfrequenzenergieversorgungsquelle 206 eingestellt, so dass die mit der Beförderung des Substrats einhergehende Fluktuation unterdrückt wird.

Die Bewegungsrichtung des Substrates ist nicht auf eine Richtung beschränkt, sondern das Substrat kann so bewegt werden, dass es einmal oder mehrere Male hin- und herbewegt wird. Die Schicht kann außerdem auf der gesamten Oberfläche durch Drehen des Substrates genau unter dem Target in Abhängigkeit von dem Aufbau des Gerätes ausgebildet werden.

Durch die vorstehend beschriebenen Verarbeitungsschritte kann eine Wolframgermaniummischnitridschicht auf dem Substrat ausgebildet werden.

Als eine Anwendung der Ausbildung der Wolframgermaniummischnitridschicht auf dem Substrat beispielsweise im Fall der Verwendung des vorstehend angeführten Substrates als Abstandshalterbasiselement, das nachstehend beschrieben ist, wird die Wolframgermaniummischnitridschicht auch auf der Rückoberfläche des Substrates ausgebildet.

Genauer wird der Schichtausbildungsbehälter 202 in die Reserveabsaugkammer 203 zurückgeführt, und das Substrat 201 wird herausgenommen.

Nachdem bei dem Substrat 201 Vorder- und Rückseite vertauscht wurden, wird die Wolframgermaniummischnitridschicht auch auf der Rückoberfläche (zweite Oberfläche) auf einer zu der Vorderoberfläche (ersten Oberfläche) ähnlichen Weise ausgebildet.

Unter Verwendung des Mischtargets nach vorstehender Beschreibung kann eine Anzahl von Substraten jeweils mit einer guten Widerstandsschicht stabil hergestellt werden.

Durch Ändern eines Zusammensetzungsdichteverhältnisses der Mischung, die als Target verwendet wird, kann die Widerstandsschicht mit einem gewünschten Widerstandsbereich ausgebildet werden. Als Verfahren zum Ändern des Zusammensetzungsdichteverhältnisses der Mischung wird gewechselt, wenn das Targetmaterial gesintert wird.

(Verfahren für das Target)

Nachstehend ist ein Herstellungsverfahren für das Mischtarget beschrieben.

1) Mischung

Zunächst werden ein Wolframpulver und ein Germaniumpulver gemischt, deren Mengen gemäß verschiedener Zusammensetzungsdichteverhältnisse gemessen wurden. Obwohl die Mischeinrichtung nicht besonders beschränkt ist, ist es ausreichend, sie durch eine Kugelmühle oder dergleichen zu mischen. Der Mischvorgang wird in einer nicht oxidierenden Atmosphäre wie etwa Stickstoffgas, Argongas oder dergleichen ausgeführt. Nach dem Mischvorgang kann eine Klassifizierung durch Sieben oder dergleichen nach Bedarf vorgenommen werden.

2) Zeitweiliges Sintern

Das Mischpulver wird in einer Inertgasatmosphäre wie etwa Stickstoffgas, Argongas oder dergleichen oder in einem Vakuum zeitweise gesintert. Es kann außerdem in einer reduzierenden Atmosphäre wie etwa Wasserstoff oder dergleichen zeitweise gesintert werden. Vorzugsweise wird es auf 800 bis 1500°C erwärmt und zeitweise gesintert.

3) Mahlen

Der nach vorstehender Beschreibung ausgebildete Feststoff wird gemahlen. Obwohl die Mahleinrichtung nicht besonders beschränkt ist, ist es ausreichend, mit einer Kugelmühle oder dergleichen zu mahlen. Der Mahlvorgang wird in einer nicht oxidierenden Atmosphäre wie etwa unter Stickstoffgas, Argongas oder dergleichen durchgeführt. Nach dem Mahlvorgang kann eine Klassifizierung durch Sieben oder dergleichen nach Bedarf vorgenommen werden.

4) Tatsächlicher Sintervorgang

Das durch den Mahlvorgang erhaltene Mischpulver wird in einer Inertgasatmosphäre wie etwa unter Stickstoffgas, Argongas oder dergleichen oder in Vakuum gepresst und gesintert, so dass ein gesinterter Körper erhalten wird. Es kann ebenso in einer reduzierenden Gasatmosphäre wie etwa Wasserstoff oder dergleichen gepresst und gesintert werden. Vorzugsweise wird ein Heißpressverfahren als Verfahren zum Pressen und Sintern des Mischpulvers verwendet. Ein Mischtarget aus dem gesinterten Körper wird erhalten, indem die Verarbeitungsschritte des tatsächlichen Sintervorgangs derart ausgeführt werden, dass das Mischpulver gegossen wird, so dass eine vorbestimmte Plattendicke und -form als Zerstäubungstarget erhalten wird, und vorzugsweise wird es auf 800 bis 1500°C bei einem Druck von 1 bis 2 MPa erwärmt.

Nach vorstehender Beschreibung werden Mischtargets aus dem gesinterten Körper ausgebildet, deren Gewichtsverhältnis von Wolfram zu Germanium innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 15 liegt. Nachfolgend wurde ein Target mit 8 Atom-% Wolfram und 92 Atom-% Germanium unter den Mischtargets aus dem gesinterten Körper in das vorstehend beschriebene Zerstäubungsgerät eingesetzt, und die Herstellungsbedingungen für die Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung wurden gemäß nachstehender Beschreibung untersucht.

(Bestimmungsverfahren für die Stickstoffflussrate)

Als weiteres Verfahren zum Ändern des Widerstandes der Widerstandsschicht kann ein Verfahren zum Ändern des Zerstäubungsgasvolldrucks zum Zeitpunkt der Ausbildung einer Antistatikschicht oder eines Verfahrens zum Ändern einer Stickstoffflussrate angeführt werden.

Der spezifische Widerstand der Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung, die durch Zerstäuben des Mischtargets aus Wolfram und Germanium (8 Atom-% Wolfram und 92 Atom-% Germanium) unter Verwendung der Hochfrequenzenergieversorgungsquelle ausgebildet ist, wurde bei jeder Bedingung untersucht, bei der der Zerstäubungsgasvolldruck und die Stickstoffflussrate verändert wurden, so dass das in 3 gezeigte Ergebnis erhalten wurde. Die Argonflussrate wurde auf 50 sccm fixiert, und die an der Wolframgermaniummischung umgesetzte elektrische Leistung wurde auf 1500 W fixiert.

Folglich ist ersichtlich, dass unter Verwendung einer Stickstoffflussrate von 24 sccm der spezifische Widerstand der Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung in einem Bereich liegt, wo er gegenüber einer Fluktuation bei der Stickstoffflussrate unempfindlich ist.

Der Zusammenhang zwischen dem Zerstäubungsgasvolldruck und der Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung ist in 4 gezeigt. Die Flussrate der Mischgase wurde für Argon auf 50 sccm und für Stickstoff auf 24 sccm fixiert, und die an der Wolframgermaniummischung umgesetzte elektrische Leistung wurde auf 1500 W fixiert.

Das Substrat mit diesen Schichten wurde als Abstandshalterbasiselement verwendet, der Abstandshalter wurde nahe einer Multielektronenstrahlquelle angeordnet, die nachstehend beschrieben ist, und dessen Entelektrifizierungsbefähigung wurde verglichen. Mithin war der Abstandshalter mit der bei einem Zerstäubungsgasvolldruck von 1,5 Pa ausgebildeten Antistatikschicht der beste.

(Hochgleichspannungsstabilisierung)

Ferner wurde zur Unterdrückung einer Variation beim Widerstand der Widerstandsschicht die Fluktuation in der Hochgleichspannung (Vdc) auf einen Bereich von ±20% unterdrückt, die an das Target angelegt wurde.

In Verbindung mit der Bewegung oder der Rotation des Substrates, die zur Ausbildung der Schicht auf der gesamten Oberfläche des Substrates ausgeführt wird, schwankt die Hochgleichspannung (Vdc) aufgrund der Änderung in der Kapazität zwischen dem Zerstäubungstarget und dem Substratbewegungsbehälter. Um dies zu vermeiden, wurde ein Mechanismus zum Unterdrücken der Fluktuation für eine Hochfrequenzenergieversorgungsquelle (208 in 2) bereitgestellt. Somit ist der Zusammenhang zwischen der Substratbewegungsbehälterposition und der Hochgleichspannung (Vdc) gemäß 5, und die Variation im Widerstand der Widerstandsschicht konnte unterdrückt werden.

6 zeigt ein Beispiel des spezifischen Widerstands der unter Verwendung des Mischtargets aus dem gesinterten Körper ausgebildeten Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung, dessen Wolfram/Germanium-Gewichtsverhältnis innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 15 liegt. Es ist ersichtlich, dass wenn das Wolfram/Germanium-Gewichtsverhältnis innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 10 liegt, die Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung erhalten werden kann, deren spezifischer Widerstand innerhalb eines Bereiches von 40 bis 1010 &OHgr;m liegt, und wenn der spezifische Widerstand innerhalb eines Bereiches on 40 bis 1010 &OHgr; liegt, noch bevorzugter zwischen 103 bis 109 &OHgr;m, ändert sich der spezifische Widerstand in Verbindung mit einem Anstieg bei Wolfram, und es kann eine Widerstandsschicht mit einer vorzüglichen Steuerbarkeit erhalten werden.

Der gesamte Aufbau eines Bildanzeigegerätes, welches das mit der vorstehend beschriebenen Widerstandsschicht ausgebildete Substrat als Abstandshalter verwendet, und in das dieser Abstandshalter eingefügt wurde, ist nachstehend beschrieben.

(Feldaufbau)

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Anzeigefeldes des Bildausbildungsgerätes nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Zur Darstellung der inneren Struktur ist ein Teil des Feldes weggeschnitten.

In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 915 eine Rückplatte; das Bezugszeichen 916 eine Seitenwand; und das Bezugszeichen 917 eine Vorderplatte. Durch die Rückplatte 915, die Seitenwand 916 und die Vorderplatte 917 wird ein luftdichter Behälter ausgebildet, um das Innere des Anzeigefeldes in einem Vakuumzustand zu bewahren. Wenn der luftdichte Behälter zusammengefügt wird, ist es nötig, jedes Element zu versiegeln, deren Verbindungsabschnitte eine ausreichende Festigkeit und Luftdichtigkeit bewahren. Das Versiegeln wurde beispielsweise durch ein Verfahren erreicht, bei dem ein Verbindungsabschnitt mit einem Frittglas beschichtet und unter Luftatmosphäre oder einer Stickstoffatmosphäre bei 400 bis 500°C für 10 min oder länger gesintert wird. Ein Verfahren zum Absaugen des Inneren des luftdichten Behälters in einem Vakuumzustand ist nachstehend beschrieben.

Da das Innere des luftdichten Behälters in einem Vakuumzustand von etwa 10–4 Pa gehalten wird, wird ein Abstandshalter 920 als atmosphärendruckbeständige Struktur bereitgestellt, damit der luftdichte Behälter vor einem Bruch durch den Atmosphärendruck, einem unerwarteten Schock oder dergleichen bewahrt wird. Als derartiger Abstandshalter wird ein Substrat mit der Widerstandsschicht unter Verwendung des Targets aus der Mischung (dem gesinterten Körper) verwendet, das aus einer Vielzahl von Elementen besteht, wenn die Schicht ausgebildet wird.

Das Substrat 911 wird mit der Rückplatte 915 fixiert. (N × M) Elektronenemissionsvorrichtungen 912 in Oberflächenleitungsbauart sind auf dem Substrat 911 ausgebildet. N und M bezeichnen positive ganze Zahlen größer oder gleich 2, die gemäß der Zielanzahl der Anzeigebildelemente eingestellt werden. Bei einem Anzeigegerät, welches die Anzeige für hochauflösende Television (HDTV) erreicht, ist es wünschenswert, N ≥ 3000 und M ≥ 1000 einzustellen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist N = 3072 und M = 1024.

Die (N × M) Elektronenemissionsvorrichtungen in Oberflächenleitungsbauart sind in einfacher Matrixform durch M Leiterbahnen 913 in Zeilenrichtung und N Leiterbahnen 914 in Spaltenrichtung verschaltet. Der durch das Substrat 911, die Elektronenemissionsvorrichtung 912 in Oberflächenleitungsbauart, die Leiterbahnen 913 in Zeilenrichtung, und die Leiterbahnen 914 in Spaltenrichtung aufgebaute Abschnitt wird Elektronenquellensubstrat genannt.

Ein Fluoreszenzschirm 918 ist auf der unteren Oberfläche der Vorderplatte 917 ausgebildet. Ein auf dem Gebiet der Kathodenstrahlröhren gut bekannter Metallrücken 919 wird auf der Oberfläche der Rückseite des Fluoreszenzschirms 918 bereitgestellt.

Dx1 bis Dxm, Dy1 bis Dyn und Hv bezeichnen elektrische Verbindungsanschlüsse der luftdichten Struktur, die zum elektrischen Verbinden des Anzeigefeldes mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Schaltung vorgesehen sind.

Die Anschlüsse Dx1 bis Dxm sind mit den Leiterbahnen 913 in Zeilenrichtung der Elektronenemissionsvorrichtungen in Oberflächenleitungsbauart elektrisch verbunden. Die Anschlüsse Dy1 bis Dyn sind mit den Leiterbahnen 914 in Spaltenrichtung der Elektronenemissionsvorrichtung in Oberflächenleitungsbauart elektrisch verbunden. Der Anschluss Hv ist mit dem Metallrücken (Metallschicht) 919 der Vorderplatte elektrisch verbunden.

Nachdem der luftdichte Behälter zusammengebaut wurde, werden zum Absaugen des Inneren des luftdichten Behälters in einen Vakuumzustand ein Absaugrohr und eine Vakuumpumpe (die nicht gezeigt sind) verbunden, und das Innere des luftdichten Behälters wird auf einen Vakuumgrad von 10–5 Pa oder weniger abgesaugt. Danach wird das Absaugrohr versiegelt. Um den Vakuumgrad in dem luftdichten Behälter zu bewahren, wird eine (nicht gezeigte) Einfangschicht (sogenannte „Getterschicht") an einer vorbestimmten Position in dem luftdichten Behälter kurz vor oder nach dem Versiegelungsvorgang ausgebildet. Die Einfangschicht ist eine beispielsweise durch ein Verfahren ausgebildete Schicht, bei dem ein hauptsächlich aus Barium bestehendes Einfangmaterial erwärmt, unter Verdampfung abgeschieden und durch ein Heizelement oder durch ein Hochfrequenzerhitzen ausgebildet wird. Das Innere des luftdichten Behälters wird auf einen Vakuumgrad in einem Bereich von 1 × 10–3 bis 1 × 10–5 Pa aufgrund der Adsorptionsfunktion der Einfangschicht bewahrt.

Gemäß dem Bildausbildungsgerät unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Anzeigefeldes werden Elektronen von den Elektronenemissionsvorrichtungen 912 in Oberflächenleitungsbauart emittiert, wenn eine Spannung an die Elektronenemissionsvorrichtungen 912 in Oberflächenleitungsbauart über die externen Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn des Behälters angelegt wird. Gleichzeitig wird eine Hochspannung im Bereich von Hunderten von V bis einigen kV an den Metallrücken (Metallschicht) 919 über den externen Anschluss Hv des Behälters angelegt, und die emittierten Elektronen werden beschleunigt und zur Kollision mit der inneren Oberfläche des Vorderplatte 917 gebracht. Somit wird der Leuchtstoff jeder den Fluoreszenzschirm 918 bildenden Farbe zur Emission von Licht angeregt, so dass ein Bild angezeigt wird.

Gewöhnlich liegt die an die erfindungsgemäßen Elektronenemissionsvorrichtungen 912 in Oberflächenleitungsbauart angelegte Spannung innerhalb eines Bereichs von etwa 12 bis 16 V. Ein Abstand d zwischen dem Metallrücken (Metallschicht) 919 und einer Elektronenemissionsvorrichtung 912 in Oberflächenleitungsbauart liegt innerhalb eines Bereichs von etwa 0,1 bis 8 mm. Die Spannung über dem Metallrücken (Metallschicht) 919 und der Elektronenemissionsvorrichtung 912 in Oberflächenleitungsbauart liegt innerhalb eines Bereiches von etwa 0,1 bis 12 kV.

Das Bildanzeigegerät und der als Stützstruktur dienende Abstandshalter, der für ein derartiges Gerät verwendet wird und die auf der Oberfläche ausgebildete Widerstandsschicht (Antistatikschicht) umfasst, sind vorstehend beschrieben. Erfindungsgemäß gibt es jedoch keine Beschränkung auf ein Bildanzeigegerät, sondern die Erfindung kann ebenso als alternative Lichtemissionsquelle wie etwa eine Lichtemissionsdiode oder dergleichen eines Lichtdruckers mit einer lichtempfindlichen Trommel, einer Lichtemissionsdiode oder dergleichen verwendet werden. Dabei kann die Erfindung durch geeignete Auswahl der M Leiterbahnen in Zeilenrichtung und den N Leiterbahnen in Spaltenrichtung nicht nur auf eine zeilenförmige Lichtemissionsquelle sondern auch auf eine zweidimensionale Lichtemissionsquelle angewendet werden. Dabei ist ein Bestrahlungskörper, auf den die Elektronen bestrahlt werden, nicht auf ein Material wie etwa einen Leuchtstoff beschränkt, der das Licht direkt emittiert, sondern ein Element, bei dem ein latentes Bild durch das Aufladen mit den Elektronen ausgebildet wird, kann ebenfalls verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann wie beispielsweise ein Elektronenmikroskop auch bezüglich eines Gerätes, bei dem der Bestrahlungskörper der von einer Elektronenquelle bestrahlten Elektronen kein Bildausbildungselement wie etwa ein Leuchtstoff oder dergleichen ist, als Elektronenerzeugungsquelle angewendet werden.

Einzelne Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend beschrieben. Ein Atom-% gibt das Verhältnis der Anzahl von Monoatomen an. Das Gewichtsverhältnis von Wolfram zu Germanium ist berechnet zu (Atom-% von Wolfram × Atomgewicht von Wolfram)/(Atom-% von Germanium × Atomgewicht von Germanium).

(Ausführungsbeispiel 1)

Zunächst wurden Wolframpulver und Germaniumpulver gemischt, deren Mengen so abgemessen wurden, dass das Zusammensetzungsverhältnis so eingestellt ist, dass W = 10 Atom-% und Ge = 90 Atom-% ist (das Gewichtsverhältnis von Wolfram zu Germanium = 0,28). Der Mischvorgang wurde in einer nicht oxidierenden Atmosphäre unter Stickstoffgas bei Verwendung einer Kugelmühle ausgeführt.

Nach dem Mischvorgang wurden die Pulver durch Sieben klassifiziert, wodurch die Korngrößen weiter homogenisiert wurden. Das Mischpulver wurde zeitweilig in Vakuum gesintert.

Der nach vorstehender Beschreibung ausgebildete Feststoff wurde gemahlen. Der Mahlvorgang wurde in nicht oxidierender Atmosphäre in Stickstoffgas unter Verwendung der Kugelmühle durchgeführt. Nach dem Mahlvorgang wurde die Korngröße weiter homogenisiert, indem sie durch einen Siebvorgang klassifiziert wurde.

Das durch den Mahlvorgang erhaltene gemischte Pulver wurde in Vakuum gepresst und gesintert, so dass ein gesinterter Körper erhalten wurde. Für den Drucksintervorgang wurde ein Heißpressverfahren zum Erwärmen des gemischten Pulvers auf 1500°C bei einem Druck von 2 MPa verwendet. Das gemischte Pulver wurde geformt, so dass es eine vorbestimmte Plattendicke und -form als Zerstäubungstarget aufweist, wodurch ein Mischtarget aus einem gesinterten Körper aus Wolfram und Germanium erhalten wurde. Das Target aus einem gesinterten Körper aus Wolfram und Germanium wies eine Zusammensetzung von Wolfram: 21,6 Gew.-% und Germanium: 78,0 Gew.-%, eine Dichte von 5,32 g/cm3, und einen Füllfaktor von 79% auf.

Der gesinterte Körper aus Wolfram und Germanium wurde als Target des in 2 gezeigten Hochfrequenzzerstäubungsgeräts eingesetzt, der Volldruck wurde auf 1,5 Pa fixiert, die Argonflussrate wurde auf 50 sccm fixiert, die N2-Flussrate verändert und eine Nitridschicht aus einer Wolframgermaniummischung wurde ausgebildet. Der spezifische Widerstand der erhaltenen Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung ist in 7 gezeigt und bei einer N2-Flussrate von 25 sccm oder mehr auf 1 × 106 &OHgr;m stabilisiert.

Die Zusammensetzungen der nach vorstehender Beschreibung ausgebildeten Nitridschicht aus einer Wolframgermaniummischung wurden unter Verwendung eines RBS-Verfahrens (Rutherford-Rückstreuung) analysiert, so dass sich die in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen ergaben. Die Dichte der Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung war gleich 6,0 g/cm3.

(Ausführungsbeispiel 2)

In ähnlicher Weise zu Ausführungsbeispiel 1 wurden die Mengen abgemessen, so dass das Zusammensetzungsverhältnis auf W = 8 Atom-% und Ge = 92 Atom-% (das Gewichtsverhältnis von Wolfram zu Germanium ist gleich 0,22) eingestellt ist, und der Mischvorgang, der zeitweilige Sintervorgang, der Mahlvorgang, und der Drucksintervorgang wurden ausgeführt, wodurch das Mischtarget aus dem gesinterten Körper aus Wolfram und Germanium erhalten wurde. Das Target aus dem gesinterten Körper aus Wolfram und Germanium wies eine Zusammensetzung von W: 17,6 Gew.-% und Ge: 82,0 Gew.-%, eine Dichte von 4,75 g/cm3 und einen Füllfaktor von 74% auf.

Eine Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung wurde auf ähnliche Weise zu Ausführungsbeispiel 1 ausgebildet, so dass sich der spezifische Widerstand gemäß 7 ergab und bei einer N2-Flussrate von 25 sccm oder mehr auf 2 × 106 &OHgr;m stabilisiert war.

Die Zusammensetzungen der gemäß vorstehender Beschreibung ausgebildeten Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung wurden unter Verwendung des RBS-Verfahrens (Rutherford-Rückstreuung) analysiert, so dass sich Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 ergaben. Die Dichte der Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung war gleich 5,4 g/cm3.

(Ausführungsbeispiel 3)

Mischtargets aus dem gesinterten Körper aus Wolfram und Germanium wurden auf eine ähnliche Weise wie bei Ausführungsbeispiel 1 unter Verwendung von Mischungen ausgebildet, bei denen das Zusammensetzungsverhältnis von Wolfram und Germanium verändert wurde. Die Dichten jener gesinterten Körper aus Wolfram und Germanium wurden gemessen, so dass sie sich gemäß 8 ergaben. Die Füllfaktoren (tatsächlich gemessene Dichte/ideale Dichte) der gesinterten Körper aus Wolfram und Germanium waren größer oder gleich 60%.

(Vergleichsbeispiel 1)

Ein Target aus Monowolfram und ein Target aus Monogermanium wurden individuell hergestellt. Auf ähnliche Weise wie bei Ausführungsbeispiel 1 wurde dieses Wolframtarget bzw. dieses Germaniumtarget als Target des Hochfrequenzzerstäubungsgerätes eingesetzt. Die an diesen Targets umgesetzte elektrische Leistung wurde unter Bedingungen eingestellt, bei denen der Volldruck gleich 1,5 Pa, die Argonflussrate gleich 50 sccm und die N2-Flussrate gleich 25 sccm ist, wodurch die Zusammensetzungen der ausgebildeten Schicht eingestellt wurden, so dass W = 10 Atom-% und Ge = 90 Atom-% war.

Die Schichten wurden wiederholt unter denselben Bedingungen ausgebildet, welche nach vorstehender Beschreibung eingestellt wurden, so dass der spezifische Widerstand der ausgebildeten Nitridschichten aus der Wolframgermaniummischung gemäß 9 variierte.

(Vergleichsbeispiel 2)

Ein Target aus Monowolfram und ein Target aus Monogermanium wurden individuell hergestellt. Auf ähnliche Weise wie bei Ausführungsbeispiel 1 wurde dieses Wolframtarget und dieses Germaniumtarget als Target des Hochfrequenzzerstäubungsgerätes eingesetzt. Die an jedem dieser Targets umgesetzte elektrische Leistung wurde unter Bedingungen eingestellt, bei denen der Volldruck gleich 1,5 Pa, die Argonflussrate gleich 50 sccm und die N2-Flussrate gleich 25 sccm ist, wodurch die Zusammensetzungen der ausgebildeten Schicht eingestellt wurden, so dass W = 8 Atom-% und Ge = 92 Atom-% ist.

Die Schichten wurden wiederholt unter denselben Bedingungen ausgebildet, die nach vorstehender Beschreibung eingestellt wurden, so dass der spezifische Widerstand der ausgebildeten Nitridschichten aus der Wolframgermaniummischung nach 9 variierte.

Bei jedem der Ausführungsbeispiele, die nachstehend beschrieben sind, wurde als Multielektronenstrahlquelle eine Elektronenstrahlquelle verwendet, bei der (N × M) Elektronenemissionsvorrichtungen in Oberflächenleitungsbauart (mit N = 3072, und M = 1024) in einer Bauart, bei der der Elektronenemissionsabschnitt für die leitende Schicht zwischen den vorstehend beschriebenen Elektroden bereitgestellt ist, durch die M Leiterbahnen in Zeilenrichtung und die N Leiterbahnen in Spaltenrichtungen in einer Matrix angeordnet sind.

(Ausführungsbeispiel 4)

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Antistatikschicht auf der Oberfläche des Abstandshalterbasiselementes ausgebildet, wie nachstehend beschrieben ist.

Als Abstandshalterbasiselement wurde ein Glas mit einem hohen Schmelzpunkt (PD200 von Asahi Glass Co., Ltd.) verwendet, das in einen Querschnitt mit der Form eines Rechtecks von 0,2 × 1,6 mm durch ein Heißziehverfahren gedehnt und auf eine Länge von 400 mm geschnitten wurde. Dieses Element wird geglättetes Abstandshalterbasiselement genannt.

Das geglättete Abstandshalterbasiselement mit einer Länge von 40 mm wurde durch eine Ultraschallwelle unter Verwendung eines Reinigungsmittels des Hydrokarbonsystems, Azeton und Ethanol gereinigt.

Nachfolgend wurde ein Mischtarget aus Wolfram und Germanium (8 Atom-% Wolfram, 92 Atom-% Germanium) auf die Oberfläche des geglätteten Abstandshalterbasiselementes unter Verwendung des in 2 gezeigten Hochfrequenzzerstäubungsgerätes zerstäubt, wodurch eine Antistatikschicht mit einer Dicke von 1,5 &mgr;m ausgebildet wurde. Die Antistatikschicht wurde einer RBS-Analyse unterzogen (Rutherford-Rückstreuungszusammensetzungsanalyse). Dabei ergab sich, dass die Antistatikschicht eine Zusammensetzung von N: 56,0 Atom-%, Ge: 40,5 Atom-% und W: 3,5 Atom-% sowie eine Dichte von 5,4 g/cm3 aufwies, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist.

Das geglättete Abstandshalterbasiselement 201 wurde auf den Schichtausbildungsbehälter 202 gesetzt, und in die Reserveabsaugkammer 203 eingefügt. Die Reserveabsaugkammer wurde auf einen Vakuumgrad von 5 × 10–4 Pa oder weniger unter Verwendung der Vakuumpumpen 204 abgesaugt, und danach wurde der Schichtausbildungsbehälter 202 in die Schichtausbildungskammer 206 durch die Beförderungsrollen 205 bewegt. Die Schichtausbildungskammer 206 war auf einen Vakuumgrad von 5 × 10–5 Pa oder weniger abgesaugt. Nach der Bestätigung, dass der Vakuumgrad einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wurden Mischgase aus Argon mit 50 sccm und Stickstoff mit 24 sccm aus dem Gaseinlassrohr 207 zugeführt. Eine (nicht gezeigte) Öffnung wurde so eingestellt, dass der Zerstäubungsgasvolldruck 1,5 Pa erreichte. Nachdem die Atmosphäre (Zerstäubungsgasvolldruck, Mischgasflussrate) stabilisiert war, wurde an der Hochfrequenzenergieversorgungsquelle 206 eine elektrische Leistung von 1500 W umgesetzt. Zur Ausbildung der Antistatikschicht auf der gesamten Oberfläche des Abstandshaltersubstrates 207 wurde nach Beginn der Zerstäubungsentladung der Schichtausbildungsbehälter 202 in die durch den Pfeil in der Figur gezeigte Richtung durch die Beförderungsrollen 205 mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/min bewegt, so dass genau unter dem Mischtarget 209 aus Wolfram und Germanium verfahren wurde. Der Abstand zwischen dem geglätteten Abstandshalterbasiselement und dem Mischtarget aus Wolfram und Germanium wurde auf 200 mm eingestellt.

Eine an das Mischtarget 209 aus Wolfram und Germanium angelegte Gleichhochspannung wurde durch die Hochfrequenzenergieversorgungsquelle 208 so eingestellt, dass die mit der Bewegung des Abstandshalterbasiselementes einhergehende Fluktuation unterdrückt wurde.

Nachdem die Schicht auf der Vorderoberfläche (erste Oberfläche) ausgebildet war, wurde der Schichtausbildungsbehälter 202 in die Reserveabsaugkammer 203 zurückgeführt, und das geglättete Abstandshalterbasiselement 201 wurde herausgenommen.

Nachdem die Vorder- und Rückseite des geglätteten Abstandshalterbasiselementes vertauscht wurden, wurde die Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung auch auf der Rückoberfläche (zweite Oberfläche) auf ähnliche Weise wie bei der Vorderoberfläche (erste Oberfläche) ausgebildet.

Der Schichtausbildungsvorgang der vorstehend angeführten Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung wurde bezüglich einer Vielzahl von geglätteten Abstandshalterbasiselementen wiederholt ausgeführt, und die Reproduzierbarkeit des Widerstands jedes der erhaltenen geglätteten Abstandshalter wurde bestätigt. Somit konnte im Vergleich zu dem Fall, wo Binärtargets aus Wolfram und Germanium verwendet wurden, die Variation bei den Widerständen unter Verwendung des Mischtargets aus Wolfram und Germanium auf einen kleineren Wert gedrückt (vergleiche 10(a)).

Das vorstehend beschriebene und in 1 gezeigte Anzeigefeld wurde unter Verwendung des nach vorstehender Beschreibung erhaltenen geglätteten Abstandshalterelementes ausgebildet.

Das Substrat 911 mit den darauf im Voraus ausgebildeten Leiterbahnelektroden 913 in Zeilenrichtung, den Leiterbahnelektroden 914 in Spaltenrichtung, den (nicht gezeigten) isolierenden Schichten zwischen den Elektroden, den Vorrichtungselektroden der Elektronenemissionsvorrichtungen in Oberflächeleitungsbauart und einer leitenden Dünnschicht wurde mit der Rückplatte 914 fixiert. Nachfolgend wurde der Abstandshalter als Abstandshalter 920 verwendet. Die Vorderplatte 917, deren innere Oberfläche mit dem Fluoreszenzschirm 918 beschichtet wurde, und der Metallrücken 919 wurden an einer Position von 5 mm über dem Substrat 911 über der Seitenwand 916 angeordnet. Die Verbindungsabschnitte der Rückplatte 915, der Vorderplatte 917, der Seitenwand 916 und des Abstandshalters 920 wurden fixiert. Der Verbindungsabschnitt des Substrats 911 und der Rückplatte 915, der Verbindungsabschnitt der Rückplatte 915 und der Seitenwand 916, und der Verbindungsabschnitt der Vorderplatte 917 und der Seitenwand 916 wurden durch eine Beschichtung mit einem (nicht gezeigten) Frittglas versiegelt und unter Luftatmosphäre bei Temperaturen von 400 bis 500°C für neun Minuten oder länger gesintert. Auf der Seite des Substrates 911 wurde der Abstandshalter 920 auf den Leiterbahnen 913 in Zeilenrichtung abgeordnet. Auf der Seite der Vorderplatte 917 wurde der Abstandshalter 920 auf dem Metallrücken 919 über das (nicht gezeigte) leitende Frittglas angeordnet, bei dem ein leitendes Füllmaterial oder ein leitendes Material wie etwa Metall oder dergleichen gemischt wurde.

Gleichzeitig mit der Versiegelung des luftdichten Behälters wurde der Abstandshalter durch Sinterung unter Luftatmosphäre bei Temperaturen von 400 bis 500°C für zehn Minuten oder länger angehaftet und elektrisch verbunden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein derart aufgebauter Fluoreszenzschirm als Fluoreszenzschirm 918 verwendet, dass ein Leuchtstoff 5a jeder Farbe in der Spaltenrichtung (y-Richtung) in Streifenform verlängert ist, und ein schwarzer Leiter 5b so angeordnet ist, dass nicht nur die Farbleuchtstoffe (R, G, B) 5a sondern auch die Bildelemente in der y-Richtung getrennt werden. Der Abstandshalter 920 wurde in den Bereichen der schwarzen Leiter 5a angeordnet, die parallel zu der Zeilenrichtung (x-Richtung) über dem Metallrücken 919 liegen. Wenn der vorstehend beschriebene Versiegelungsvorgang ausgeführt wird, sind die Rückplatte 915, die Vorderplatte 917 und der Abstandshalter 920 genau positioniert, da die Farbleuchtstoffe 5a und die auf dem Substrat 911 angeordneten Vorrichtungen einander korrespondierend ausgebildet sind.

Das Innere des nach vorstehender Beschreibung komplettierten luftdichten Behälters wurde durch eine Vakuumpumpe über ein (nicht gezeigtes) Absaugrohr evakuiert. Nachdem das Innere des Luftdichten Behälters den ausreichenden Vakuumgrad erreichte, wurde jede Vorrichtung über die externen Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn des Behälters über die Leiterbahnen 913 in Zeilenrichtung und weiter die Leiterbahnen 914 in Spaltenrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Durch Ausführen eines Stromzufuhrausbildungsvorgangs und eines Stromzufuhraktivierungsvorgangs wurde die Multielektronenstrahlquelle hergestellt. Nachfolgend wurde durch Erwärmen des (nicht gezeigten) Absaugrohrs durch einen Gasbrenner bei einem Vakuumgrad von etwa 10–5 Pa verschmolzen, und eine Ummantelung (luftdichter Behälter) wurde versiegelt. Schließlich wurde der Einfangvorgang ausgeführt, um den Vakuumgrad nach der Versiegelung zu bewahren.

Bei dem in 1 gezeigten Bildausbildungsgerät unter Verwendung eines Anzeigefeldes, das nach vorstehender Beschreibung komplettiert wurde, werden durch die Zufuhr von Abtastsignalen und Modulationssignalen an die Kaltkathodenvorrichtungen 912 (Elektronenemissionsvorrichtungen in Oberflächenleitungsbauart) von (nicht gezeigten) Signalerzeugungseinrichtungen über die externen Anschlüsse Dx1 bis Dxm bzw. Dy1 bis Dyn des Behälters Elektronen von den Vorrichtungen 912 emittiert. Der emittierte Elektronenstrahl wird durch Anlegen einer Hochspannung an den Metallrücken 919 über den Hochspannungsanschluss Hv beschleunigt. Die Elektronen werden zur Kollision mit dem Fluoreszenzschirm 918 gebracht, und die Farbleuchtstoffe 5a werden zur Emission von Licht angeregt, wodurch ein Bild angezeigt wird. Eine an den Hochspannungsanschluss Hv angelegte Spannung Va wird auf einen Wert innerhalb eines Bereiches von 3 bis 12 kV eingestellt: Eine über die Leiterbahnen 913 und 914 angelegte Spannung Vf wird auf 14 V eingestellt.

Gemäß dem nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hergestellten Bildausbildungsgerät werden Lichtemissionspunktzüge in regelmäßigen Intervallen in einer zweidimensionalen Form ausgebildet, während die Lichtemissionspunkte beinhaltet sind, die durch die von den an den Positionen nahe dem Abstandshalter vorliegenden Kaltkathodenvorrichtungen 912 emittierten Elektronen ausgebildet sind. Somit konnte ein klares Farbbild mit ausgezeichneter Farbreproduzierbarkeit angezeigt werden. Dies bedeutet, dass selbst falls der Abstandshalter angeordnet wird, eine Störung im elektrischen Feld als Einfluss auf eine Elektronenlaufbahn nicht auftritt.

(Ausführungsbeispiel 5)

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Antistatikschicht auf der Oberfläche des Abstandshalterbasiselementes ausgebildet, wie nachstehend beschrieben ist.

Ein Glas mit einem hohem Schmelzpunkt (PD200 von Asahi Glass Co., Ltd.), dessen Oberfläche durch ein Heißziehverfahren aufgeraut wurde, wurde als Abstandshaltersubstrat verwendet. Der Grund hierfür ist, dass eine Reduktion eines effektiven Sekundärelektronenemissionskoeffizienten auf einen kleineren Wert als im Falle der geglätteten Abstandshalteroberfläche und ein Unterdrücken der Aufladung der Abstandshalteroberfläche beabsichtigt ist. Die externen Dimensionen des Abstandshalterbasiselementes sind auf 0,2 × 1,6 mm eingestellt, und seine Länge ist auf eine ähnliche Weise wie bei Ausführungsbeispiel 1 auf 40 mm eingestellt. Die Periode der durch das Heißziehverfahren verarbeiteten aufgerauten Oberflächenform ist auf 30 &mgr;m eingestellt, und die Amplitude ist auf 8 &mgr;m eingestellt. Ein derartiges Abstandshalterbasiselement wird aufgerautes Abstandshalterbasiselement genannt. 12A zeigt eine Schnittansicht des Abstandshalterbasiselementes und 12B zeigt eine Draufsicht. Unter Verwendung des auf einer zu Ausführungsbeispiel 1 ähnlichen Weise eingestellten Hochfrequenzzerstäubungsgerätes wurde unter derselben Bedingung wie bei Ausführungsbeispiel 2 die Nitridschicht mit der Wolframgermaniummischung auf der Vorder- und der Rückoberfläche des aufgerauten Abstandshalterbasiselementes mit einem Mischtarget aus Wolfram und Germanium ausgebildet (W: 8 Atom-% und Ge: 92 Atom-%).

Die Antistatikschicht wurde einer RBS-Analyse (Rutherford-Rückstreuungszusammensetzungsanalyse) unterzogen. Dabei ergab sich, dass die Antistatikschicht eine Zusammensetzung von N: 56,0 Atom-%, Ge: 40,5 Atom-% und W: 3,5 Atom-% und eine Dichte von 5,4 g/cm3 aufwies, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist.

Die Reproduzierbarkeit des Widerstandes des nach vorstehender Beschreibung erhaltenen aufgerauten Abstandshalters wurde bestätigt. Somit kann im Vergleich zu dem Fall der Verwendung der binären Targets aus Wolfram und Germanium die Variation beim Widerstand im Falle der Verwendung des Mischtargets aus Wolfram und Germanium stärker unterdrückt werden (vergleiche 10(b)).

Der nach vorstehender Beschreibung erhaltene Abstandshalter wurde in das Bildausbildungsgerät auf eine zu Ausführungsbeispiel 1 ähnliche Weise eingebaut, und die Bildqualität wurde bewertet. Mithin wurden die Lichtemissionspunktzüge homogener auf der gesamten Oberfläche des Anzeigeschirms ausgebildet.

(Ausführungsbeispiel 6)

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die Antistatikschicht auf der Oberfläche des Abstandshalterbasiselementes ausgebildet, wie nachstehend beschrieben ist.

Unter Verwendung des in 2 gezeigten Hochfrequenzzerstäubungsgerätes wurde auf eine zu Ausführungsbeispiel 1 ähnliche Weise die Nitridschicht aus der Wolframgermaniummischung auf den Vorder- und Rückoberflächen des aufgerauten Abschnittshalterbasiselementes mit dem Mischtarget aus Wolfram und Germanium (W: 8 Atom-% und Ge: 92 Atom-%) ausgebildet.

Die Antistatikschicht wurde einer RBS-Analyse (Rutherford-Rückstreuungszusammensetzungsanalyse) unterzogen. Dabei ergab sich, dass die Antistatikschicht eine Zusammensetzung von N: 56,0 Atom-%, Ge: 40,5 Atom-% und W: 3,5 Atom-% sowie eine Dichte von 5,4 g/cm3 aufwies, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist.

Die Schichtausbildungsbedingungen wurden auf eine zu Ausführungsbeispiel 1 ähnliche Weise eingestellt, und nachdem die Zerstäubungsentladung gestartet wurde, wurde der Ausbildungsbehälter 202 in die durch einen Pfeil in der Figur gezeigte Richtung durch die Beförderungsrollen 205 mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min bewegt, so dass genau unter dem Mischtarget 209 aus Wolfram und Germanium verfahren wurde. Danach wurde die Bewegungsrichtung umgekehrt, und der Schichtausbildungsbehälter 202 wurde erneut bewegt, und zwar in die zu der durch den Pfeil in der Figur gezeigten Richtung entgegengesetzten Richtung, so dass genau unter dem Mischtarget 209 aus Wolfram und Germanium verfahren wurde.

Der Abstand zwischen dem Abstandshalterbasiselement und dem Mischtarget aus Wolfram und Germanium wurde auf 200 mm eingestellt.

Die an das Mischtarget 209 aus Wolfram und Germanium angelegte Hochgleichspannung wurde durch die Hochfrequenzenergieversorgungsquelle 208 eingestellt, so dass die mit der Beförderung des Abstandshalterbasiselementes einhergehende Fluktuation unterdrückt wurde.

Durch Hin- und Herbewegen des Schichtausbildungsbehälters 202 wurde der Effekt der Unterdrückung einer Variation bei der beschichteten Schicht erhalten, die entlang der aufgerauten Form verursacht wird.

Der nach vorstehender Beschreibung erhaltene Abstandshalter wurde in das Bildausbildungsgerät auf eine zu Ausführungsbeispiel 1 ähnlichen Weise eingebaut, und die Bildqualität wurde bewertet. Mithin wurden die Lichtemissionspunktzüge noch homogener auf der gesamten Oberfläche des Anzeigeschirms ausgebildet.

(Ausführungsbeispiel 7)

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die Antistatikschicht auf der Oberfläche des Abstandshalterbasiselementes ausgebildet, wie nachstehend beschrieben ist.

Die Antistatikschichten mit einer Dicke von 1,5 &mgr;m wurden auf den Vorder- und Rückoberflächen des aufgerauten Abstandshalterbasiselementes durch Zerstäuben des Mischtargets aus Wolfram und Germanium (8 Atom-% Wolfram, 92 Atom-% Germanium) unter Verwendung des Hochfrequenzzerstäubungsgerätes bei dem in 13 gezeigten Mechanismus zum Drehen des Beförderungsbehälters ausgebildet.

Die Antistatikschicht wurde einer RBS-Analyse (Rutherford-Rückstreuungszusammensetzungsanalyse) unterzogen. Dabei ergab sich, dass die Antistatikschicht eine Zusammensetzung aus N: 56,0 Atom-%, Ge: 40,5 Atom-% und W: 3,5 Atom-% sowie eine Dichte von 5,4 g/cm3 aufwies.

Ein aufgerautes Abstandshalterbasiselement 1001 wurde auf einen Schichtausbildungsbehälter 102 gesetzt und in eine Reserveabsaugkammer 1003 eingefügt. Die Reserveabsaugkammer 1003 wurde auf einen Vakuumgrad von 5 × 10–4 Pa oder weniger unter Verwendung von Vakuumpumpen 1004 abgesaugt, und danach wurde der Schichtausbildungsbehälter 1002 durch Beförderungsrollen 1005 in eine Schichtausbildungskammer 1006 bewegt. Die Schichtausbildungskammer 1006 wurde dabei auf einen Vakuumgrad von 5 × 10–5 Pa oder weniger abgesaugt. Nach Bestätigung, dass der Vakuumgrad einen vorbestimmten Wert erreichte, wurden Mischgase aus Argon mit 50 sccm und Stickstoff mit 24 sccm von einem Gaseinlassrohr 1007 zugeführt. Eine (nicht gezeigte) Öffnung wurde so eingestellt, dass der Zerstäubungsgasvolldruck gleich 1,5 Pa ist. Nachdem die Atmosphäre (Zerstäubungsgasvolldruck, Mischgasflussrate) stabilisiert wurde, wurde an der Hochfrequenzenergieversorgungsquelle 1008 eine elektrische Leistung von 1500 W umgesetzt. Zur Ausbildung der Antistatikschicht auf der gesamten Oberfläche des aufgerauten Abstandshalterbasiselementes 1001 wurde der Schichtausbildungsbehälter 1002 mit einer Geschwindigkeit von 5 U/min unter Verwendung eines Behälterdrehmechanismus 1010 gedreht. Der Abstand zwischen dem aufgerauten Abstandshalterbasiselement und dem Mischtarget aus Wolfram und Germanium wurde auf 200 mm eingestellt. Die an das Mischtarget 1009 aus Wolfram und Germanium angelegte Hochgleichspannung wurde durch die Hochfrequenzenergieversorgungsquelle 1008 zur Unterdrückung der mit der Drehung des Abstandshalterbasiselementes einhergehenden Fluktuation eingestellt.

Nachdem die Schicht auf der Vorderoberfläche (erster Oberfläche) ausgebildet wurde, wurde der Schichtausbildungsbehälter 1002 in die Reserveabsaugkammer 1003 zurückgebracht, und das aufgeraute Abstandshalterbasiselement 1001 wurde herausgenommen.

Nachdem das aufgeraute Abstandshalterbasiselement bezüglich seiner Vorder- und Rückseite umgedreht wurde, wurde die Nitridschicht mit der Wolframgermaniummischung auch auf der Rückoberfläche (zweite Oberfläche) in ähnlicher Weise zu der Vorderoberfläche (erste Oberfläche) ausgebildet.

Durch Drehen des Abstandshalterbasiselementes wurde der Effekt der Unterdrückung der Variation bei der beschichteten Schicht erhalten, der entlang der aufgerauten Form verursacht wird.

Der gemäß vorstehender Beschreibung erhaltene Abstandshalter wurde in das Bildausbildungsgerät auf eine zu Ausführungsbeispiel 1 ähnlichen Weise eingebaut, und die Bildqualität wurde bewertet. Dann wurden die Lichtemissionspunktzüge auf der gesamten Oberfläche des Anzeigeschirms noch homogener ausgebildet.

Nach vorstehender Beschreibung konnte erfindungsgemäß die Widerstandsschicht mit hoher Reproduzierbarkeit und ausgezeichneter Steuerbarkeit des Widerstandswertes leicht und stabil hergestellt werden.

Daher konnte bei dem Bildausbildungsgerät unter Verwendung der mit der relevanten Widerstandsschicht ausgebildeten Stützstruktur (Abstandshalter) ein homogenes Bild um den Abstandshalter ausgebildet und die Bildqualität verbessert werden.

So ist vorstehend ein gesinterter Körper mit 95 Gew.-% oder mehr Germanium und Wolfram beschrieben. Ein Zerstäubungsvorgang wird unter Verwendung des gesinterten Körpers als Target ausgeführt, wodurch eine Widerstandsschicht auf einen Abstandshalter für ein Bildausbildungsgerät unter Verwendung von Elektronenstrahlemissionsvorrichtungen und dergleichen ausgebildet wird. Mithin kann eine Widerstandsschicht mit einer ausgezeichneten Steuerbarkeit und hoher Reproduzierbarkeit stabil ausgebildet werden.


Anspruch[de]
Gesinterter Körper mit 95 Gew.-% oder mehr Germanium und Wolfram, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewichtsverhältnis von Wolfram zu Germanium innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 10 liegt. Gesinterter Körper nach Anspruch 1, wobei ein Füllfaktor von Germanium und Wolfram größer oder gleich 60% ist. Gesinterter Körper nach Anspruch 1, wobei der gesinterte Körper bei einem PVD-Gerät als Ziel in Verwendung ist. Gesinterter Körper nach Anspruch 3, wobei der gesinterte Körper bei einem Zerstäubungsvorgang als Ziel (209) in Verwendung ist. Schichtausbildungsverfahren für eine Widerstandsschicht, wodurch die Widerstandsschicht auf einem Substrat (201, 1002) durch Zerstäuben des gesinterten Körpers gemäß Anspruch 1 ausgebildet wird. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Widerstandsschicht mit einem vorbestimmten spezifischen Widerstand durch Ändern eines Gewichtsverhältnisses von Wolfram zu Germanium bei dem gesinterten Körper ausgebildet wird. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der vorbestimmte spezifische Widerstand &rgr; bei &rgr; = 103 bis 109 &OHgr;m liegt. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Zerstäubungsvorgang in einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt wird. Herstellungsverfahren für eine Stützstruktur (107b, 112, 110, 108) eines luftdichten Behälters, die in dem luftdichten Behälter mit einer Elektronenquelle (104) und einem Bestrahlungskörper (105, 106) angeordnet ist, auf den von der Elektronenquelle (104) emittierte Elektronen gestrahlt werden, mit

einem Schichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer Widerstandsschicht auf einer Oberfläche eines Substrats (201, 1002),

wobei der Schichtausbildungsschritt durch das Schichtausbildungsverfahren gemäß Anspruch 5 ausgeführt wird.
Herstellungsverfahren eines Elektronenerzeugungsgerätes, bei dem eine Elektronenquelle (104) und ein Bestrahlungskörper (105, 106), auf den von der Elektronenquelle (104) emittierte Elektronen gestrahlt werden, in einem luftdichten Behälter bereitgestellt werden, mit

einem Schichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer Widerstandsschicht auf einer Oberfläche eines isolierenden Elements (107b) in dem luftdichten Behälter,

wobei der Schichtausbildungsschritt durch das Schichtausbildungsverfahren gemäß Anspruch 5 ausgeführt wird.
Herstellungsverfahren für ein Bildanzeigegerät, bei dem eine Elektronenquelle (104) und ein Leuchtstoff (105), auf den von der Elektronenquelle (104) emittierte Elektronen gestrahlt werden, in einem luftdichten Behälter bereitgestellt werden, mit

einem Schichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer Widerstandsschicht auf einer Oberfläche eines isolierenden Elements (107b) in dem luftdichten Behälter,

wobei der Schichtausbildungsschritt durch das Schichtausbildungsverfahren gemäß Anspruch 5 ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das isolierende Element (107b) eine Stützstruktur des luftdichten Behälters ist.






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