ES2370507T3 - PROCEDURE FOR MANUFACTURE OF ELECTRONIC SOURCE OF THE FIELD ISSUANCE TYPE. - Google Patents

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ES2370507T3 ES06025503T ES06025503T ES2370507T3 ES 2370507 T3 ES2370507 T3 ES 2370507T3 ES 06025503 T ES06025503 T ES 06025503T ES 06025503 T ES06025503 T ES 06025503T ES 2370507 T3 ES2370507 T3 ES 2370507T3
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Takashi Hatai
Takuya Komoda
Yoshiaki Honda
Koichi Aizawa
Yoshifumi Watabe
Tsutomu Ichihara
Yukihiro Kondo
Nobuyoshi Koshida
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

Un procedimiento para fabricar una fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) que comprende un sustrato eléctricamente conductor (1), una capa impulsora del campo fuerte (6) formada sobre la superficie del sustrato eléctricamente conductor (1), capa impulsora (6) que comprende granos de silicio policristalino en forma de columna (61), películas finas de óxido de silicio (62) formadas sobre las superficies de los granos de silicio policristalino (61), capas de silicio cristalino fino (63) de orden nanométrico que se ponen entre los granos de silicio policristalino (61) y películas de óxido de silicio (64) formadas sobre las superficies de las capas de silicio cristalino fino (63), siendo cada una de las películas (64) una película aislante que tiene un espesor más pequeño que el diámetro de una partícula de cristal de la capa de silicio cristalino fino (63), y una película fina eléctricamente conductora (7) formada sobre la capa impulsora del campo fuerte (6), en la que los electrones, que se inyectan en el sustrato eléctricamente conductor (1), impulsan en la capa impulsora del campo fuerte (6) para que se emitan hacia el exterior a través de la película fina eléctricamente conductora (7) aplicando un voltaje entre la película fina eléctricamente conductora (7) y el sustrato eléctricamente conductor (1), comprendiendo el procedimiento una etapa principal de oxidación de formación de la capa impulsora del campo fuerte (6) mediante la oxidación de una capa semiconductora porosa por medio de al menos uno de un tratamiento que aplica radiación ultravioleta a la capa semiconductora porosa en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono, un tratamiento que calienta la capa semiconductora porosa en una atmósfera de gas que contiene ozono, un tratamiento que aplica radiación ultravioleta a la capa semiconductora porosa y calienta la capa semiconductora porosa en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono y calienta la capa semiconductora porosa.A process for manufacturing an electron source of the field emission type (10) comprising an electrically conductive substrate (1), a strong field driving layer (6) formed on the surface of the electrically conductive substrate (1), driving layer ( 6) comprising column-shaped polycrystalline silicon grains (61), thin films of silicon oxide (62) formed on the surfaces of polycrystalline silicon grains (61), layers of fine crystalline silicon (63) of nanometric order which are placed between the polycrystalline silicon grains (61) and silicon oxide films (64) formed on the surfaces of the thin crystalline silicon layers (63), each of the films (64) being an insulating film having a thickness smaller than the diameter of a crystal particle of the thin crystalline silicon layer (63), and an electrically conductive thin film (7) formed on the driving layer of the strong field (6), and n that the electrons, which are injected into the electrically conductive substrate (1), propel in the driving layer of the strong field (6) so that they are emitted outward through the electrically conductive thin film (7) by applying a voltage between the electrically conductive thin film (7) and the electrically conductive substrate (1), the process comprising a major oxidation stage of the strong field driving layer formation (6) by the oxidation of a porous semiconductor layer by means of the minus one of a treatment that applies ultraviolet radiation to the porous semiconductor layer in a gas atmosphere that contains at least one of oxygen and ozone, a treatment that heats the porous semiconductor layer in an ozone-containing gas atmosphere, a treatment that applies ultraviolet radiation to the porous semiconductor layer and heats the porous semiconductor layer in a gas atmosphere containing at least one of o Oxygen and ozone and heats the porous semiconductor layer.

Description

Procedimiento de fabricación de fuente de electrones del tipo emisión de campo Manufacturing procedure of electron source of field emission type

Antecedentes de la invención Background of the invention

1. Campo de la invención 1. Field of the invention

La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricar una fuente de electrones del tipo emisión de campo. The present invention relates to a method of manufacturing a source of electrons of the field emission type.

2. Descripción de la técnica anterior 2. Description of the prior art

Convencionalmente, como una fuente electrónica de tipo emisión de campo, se conoce bien un electrodo tipo Spindt así denominado que se desvela, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos Nº 3.665.241, y otras equivalentes. Se proporciona el electrodo tipo Spindt sobre un sustrato sobre el cual se disponen muchos chips emisores pequeños (finos) con forma de pirámide triangular, agujeros de salida para exponer los ápices de los chips emisores al exterior, y capas compuerta dispuestas de tal manera que se pueden aislar respecto del chip emisor. De esta manera, el electrodo tipo Spindt puede emitir haces de electrones desde los ápices de los chips emisores al exterior a través de los agujeros de salida aplicando un voltaje alto entre los chips emisores y las capas compuerta bajo atmósfera de vacío de tal manera que los chips emisores se convierten electrodos negativos frente a las capas compuerta. Conventionally, as an electronic source of field emission type, a so-called Spindt type electrode is well known which is disclosed, for example, in US Patent No. 3,665,241, and other equivalents. The Spindt type electrode is provided on a substrate on which many small (thin) emitting chips in the shape of a triangular pyramid are arranged, outlet holes for exposing the apexes of the emitting chips to the outside, and gate layers arranged in such a way that They can isolate from the emitting chip. In this way, the Spindt type electrode can emit electron beams from the apexes of the emitting chips to the outside through the exit holes by applying a high voltage between the emitting chips and the gate layers under vacuum atmosphere such that the emitting chips become negative electrodes in front of the gate layers.

Sin embargo, en el electrodo tipo Spindt, existe tal problema que cuando se aplica éste, por ejemplo, a un emisor de luz plana o a una pantalla, es difícil aumentar su área (área de emisión de electrones), debido a que se complica el procedimiento de fabricación del electrodo, y, de manera adicional, es difícil producir muchos chips emisores de forma triangular con mayor eficiencia. Mientras tanto, en el electrodo tipo Spindt, el campo eléctrico converge en los ápices de los chips emisores. Por lo tanto, cuando el grado de vacío alrededor de los ápices de los chips emisores es más bajo que el del gas residual que existe alrededor, el gas residual se ioniza mediante los electrones emitidos para volver positivos los iones de tal forma que los iones positivos choquen con los ápices de los chips emisores. De acuerdo con esto, los ápices de los chips emisores sufren daños (por ejemplo, daños debidos a los impactos de los iones) de tal manera que se puede producir un problema tal que la densidad o eficiencia de la corriente de los electrones emitidos se vuelva inestable, o se acorten las vidas de los chips emisores. Por tanto, debe usarse el electrodo tipo Spindt bajo una atmósfera de vacío más alto (aproximadamente 10-5 Pa a aproximadamente 10-6 Pa) con el fin de evitar la ocurrencia del problema anteriormente mencionado. De acuerdo con esto, se puede producir una desventaja tal que el coste de fabricación del electrodo se aumente y de manera adicional, el procedimiento de tratamiento del electrodo sea dificultoso. However, in the Spindt type electrode, there is such a problem that when it is applied, for example, to a flat light emitter or to a screen, it is difficult to increase its area (electron emission area), because it complicates the electrode manufacturing process, and, additionally, it is difficult to produce many triangular shaped emitting chips with greater efficiency. Meanwhile, in the Spindt type electrode, the electric field converges at the apex of the emitting chips. Therefore, when the degree of vacuum around the apexes of the emitting chips is lower than that of the residual gas that exists around, the residual gas is ionized by the electrons emitted to make the ions positive so that the positive ions clash with the apex of the emitting chips. Accordingly, the apexes of the emitting chips are damaged (for example, damage due to the impacts of the ions) such that a problem can occur such that the density or efficiency of the current of the emitted electrons becomes unstable, or the lives of the emitting chips are shortened. Therefore, the Spindt type electrode should be used under a higher vacuum atmosphere (approximately 10-5 Pa to approximately 10-6 Pa) in order to avoid the occurrence of the aforementioned problem. Accordingly, a disadvantage may occur such that the cost of manufacturing the electrode is increased and additionally, the electrode treatment process is difficult.

Con el fin de mejorar la desventaja anteriormente mencionada, se ha propuesto una fuente de electrones del tipoemisión de campo de estilo MIM (Metal Aislante Metal) o MOS (Semiconductor Óxido Metal). El primero es una fuente de electrones del tipo emisión de campo plano que tiene una estructura laminada de (metal) – (película aislante) – (metal), mientras que el último es una fuente de electrones del tipo emisión de campo plano que tiene una estructura laminada de (semiconductor) – (película de óxido) – (metal). Con el fin de aumentar la eficiencia de emisión de electrones de la fuente de electrones del tipo emisión de campo del tipo mencionado (esto es, con el fin de emitir más electrones) es necesario reducir el espesor de la película aislante o película de óxido. Sin embargo, si el espesor de la película aislante o película de óxido llega a ser más delgado en exceso, se teme que se produzca la interrupción dieléctrica cuando se aplique el voltaje entre los electrodos superior e inferior de la estructura laminada. Por tanto, puede haber una cierta restricción sobre la reducción del espesor de la película aislante o película de óxido. De esta manera, existe una desventaja tal que no se puede aumentar demasiado su eficiencia emisora de electrones (eficiencia de extracción de electrones), debido a que se debe evitar la interrupción dieléctrica anteriormente mencionada. In order to improve the aforementioned disadvantage, an electron source of the field emission type of MIM (Metal Insulating Metal) or MOS (Metal Oxide Semiconductor) style has been proposed. The first is a source of electrons of the flat-field emission type having a laminated structure of (metal) - (insulating film) - (metal), while the latter is a source of electrons of the flat-field emission type that has a laminated structure of (semiconductor) - (oxide film) - (metal). In order to increase the electron emission efficiency of the electron source of the field emission type of the mentioned type (that is, in order to emit more electrons) it is necessary to reduce the thickness of the insulating film or oxide film. However, if the thickness of the insulating film or oxide film becomes thinner in excess, it is feared that dielectric interruption will occur when the voltage between the upper and lower electrodes of the laminated structure is applied. Therefore, there may be a certain restriction on reducing the thickness of the insulating film or oxide film. In this way, there is a disadvantage that its electron emitting efficiency (electron extraction efficiency) cannot be increased too much, because the aforementioned dielectric interruption must be avoided.

Además, en años recientes, tal como se describe en la Publicación de patente Japonesa Abierta a Consulta por el Público Nº 8-250766, se ha propuesto otra fuente de electrones del tipo emisión de campo (elemento semiconductor para emitir electrones fríos), en la que se forma una capa semiconductora porosa (capa de silicio poroso) llevando a cabo la oxidación anódica en una superficie de un sustrato semiconductor monocristalino tal como un sustrato de silicio con el fin de aumentar su eficiencia de emisión electrónica, formándose una película delgada de metal sobre la capa porosa del semiconductor. Dicho esto, la fuente electrónica puede emitir electrones cuando se aplica el voltaje entre el sustrato semiconductor y la película delgada de metal, In addition, in recent years, as described in Japanese Patent Publication Open for Consultation by the Public No. 8-250766, another source of electrons of the field emission type (semiconductor element for emitting cold electrons) has been proposed in the that a porous semiconductor layer (porous silicon layer) is formed by carrying out anodic oxidation on a surface of a monocrystalline semiconductor substrate such as a silicon substrate in order to increase its electronic emission efficiency, forming a thin metal film over the porous layer of the semiconductor. That said, the electronic source can emit electrons when the voltage between the semiconductor substrate and the thin metal film is applied,

Sin embargo, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo descrita en la Publicación de Patente japonesa Abierta a Consulta por el Público Nº 8-250766, existe una desventaja tal que es difícil aumentar su área y disminuir su coste de fabricación, debido a que puede restringirse el material del sustrato al semiconductor. Mientras tanto, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo, debido a que se produce fácilmente un fenómeno de chasquido así denominado cuando se emiten los electrones, la cantidad de electrones emitidos tiende a volverse inestable. De acuerdo con esto, cuando se aplica la fuente electrónica a un emisor de luz plana o a una pantalla, se puede producir una desventaja tal que la emisión de luz se vuelva inestable. However, in the source of electrons of the field emission type described in Japanese Patent Publication Open for Consultation by Public No. 8-250766, there is a disadvantage such that it is difficult to increase its area and decrease its manufacturing cost, due to that the substrate material can be restricted to the semiconductor. Meanwhile, in the electron source of the field emission type, because a so-called snapping phenomenon easily occurs when electrons are emitted, the amount of emitted electrons tends to become unstable. Accordingly, when the electronic source is applied to a flat light emitter or a screen, a disadvantage may occur such that the light emission becomes unstable.

De esta manera, en las Solicitudes de Patente Japonesa Nº 10-272340, Nº 10-272342 y Nº 10-271876, etc., los autores de la presente solicitud han propuesto otra fuente de electrodos de tipo emisión de campo que incluye una capa impulsora de campo fuerte que puede impulsar los electrones inyectados a partir de un sustrato eléctricamente conductor, estando la capa dispuesta entre el sustrato eléctricamente conductor y una película delgada de metal, y estando la capa formada mediante la oxidación de una capa porosa de silicio policristalino, por medio del procedimiento de Oxidación Térmica Rápida (procedimiento RTO). Thus, in Japanese Patent Applications No. 10-272340, No. 10-272342 and No. 10-271876, etc., the authors of the present application have proposed another source of field emission type electrodes that includes a driving layer of strong field that can drive the injected electrons from an electrically conductive substrate, the layer being disposed between the electrically conductive substrate and a thin metal film, and the layer being formed by oxidation of a porous layer of polycrystalline silicon, by medium of the Rapid Thermal Oxidation procedure (RTO procedure).

Dicho esto, se forma la capa de silicio poroso policristalino fabricando una capa de silicio policristalino sobre un sustrato poroso eléctricamente conductor por medio de un tratamiento de oxidación anódica. Mientras tanto, se lleva a cabo la oxidación de la capa porosa de silicio policristalino mediante el procedimiento RTO en una atmósfera de oxígeno seco usando un equipo de templado de lámparas. En este caso, la temperatura de la oxidación puede ser de 800-900º C, y el tiempo de oxidación puede ser de 30-120 minutos (Solicitud de Patente Japonesa nº 10-271876. De manera adicional se forma la película delgada de metal usando una película delgada de oro de aproximadamente 10 nm de espesor, debido a que los electrones (se considera a los electrones como electrones calientes), que han alcanzado la superficie de la capa impulsora del campo fuerte, deben emitirse en la atmósfera de vacío de tal manera que pasan a través de la película delgada de metal sin dispersarse en ella. En la fuente de electrones del tipo emisión de campo, se pueden emitir de manera estable los electrones, debido a que su propiedad de emisión de electrones tiene una dependencia menor con el grado de vacío, y adicionalmente no se produce un fenómeno de chasquido cuando se emiten los electrones. De manera adicional, además de un sustrato semiconductor tal como un sustrato de silicio monocristalino, se puede usar un sustrato en el que se proporciona una película eléctricamente conductora (por ejemplo, película ITO) sobre una superficie de un sustrato de vidrio o similar, tal como el sustrato eléctricamente conductor anteriormente mencionado. Por lo tanto, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo, se puede aumentar su área y se puede disminuir su coste de fabricación, en comparación con la fuente electrónica convencional que utiliza la capa porosa de semiconductor producida fabricando el sustrato poroso del semiconductor, o el electrodo tipo Spindt. Dicho esto, cuando se produce una pantalla usando este tipo de fuente electrónica de emisión de campo, se debe diseñar la película delgada de metal con una forma predeterminada. That said, the polycrystalline porous silicon layer is formed by manufacturing a polycrystalline silicon layer on an electrically conductive porous substrate by means of an anodic oxidation treatment. Meanwhile, oxidation of the polycrystalline silicon porous layer is carried out by the RTO process in a dry oxygen atmosphere using a lamp tempering equipment. In this case, the oxidation temperature may be 800-900 ° C, and the oxidation time may be 30-120 minutes (Japanese Patent Application No. 10-271876. Additionally, the thin metal film is formed using a thin gold film approximately 10 nm thick, because electrons (electrons are considered hot electrons), which have reached the surface of the strong field's driving layer, must be emitted in the vacuum atmosphere of such so that they pass through the thin metal film without dispersing in it. In the electron source of the field emission type, electrons can be emitted stably, because their electron emission property has a minor dependence on the degree of vacuum, and additionally there is no clicking phenomenon when electrons are emitted, additionally, in addition to a semiconductor substrate such as a monocrystalline silicon substrate , a substrate may be used in which an electrically conductive film (eg, ITO film) is provided on a surface of a glass substrate or the like, such as the electrically conductive substrate mentioned above. Therefore, in the electron source of the field emission type, its area can be increased and its manufacturing cost can be reduced, compared to the conventional electronic source that uses the porous semiconductor layer produced by manufacturing the porous semiconductor substrate , or the Spindt electrode. That said, when a screen is produced using this type of electronic field emission source, the thin metal film should be designed with a predetermined shape.

Sin embargo, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo descrita en las Solicitudes de Patente japonesa Nº 10-272340, Nº 10-272342 o Nº 10-271876, no se puede aumentar la temperatura de oxidación mediante el procedimiento RTO por encima de la temperatura de resistencia térmica del sustrato eléctricamente conductor. Por lo tanto, existe una desventaja tal que se restringen los materiales del sustrato o la película eléctricamente conductora de tal manera que se restringe también el aumento del diámetro (área) del sustrato. However, in the electron source of the field emission type described in Japanese Patent Applications No. 10-272340, No. 10-272342 or No. 10-271876, the oxidation temperature cannot be increased by the RTO method above The thermal resistance temperature of the electrically conductive substrate. Therefore, there is a disadvantage such that the substrate materials or the electrically conductive film are restricted so that the increase in the diameter (area) of the substrate is also restricted.

Mientras tanto, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo descrita en las Solicitudes de Patente Japonesa Nº 10-272340, Nº 10-272342 o Nº 10-271876, la capa porosa de silicio policristalino, que se ha formado mediante la oxidación de la capa de silicio policristalino por medio del tratamiento de oxidación anódica, se oxida por medio del procedimiento RTO. Dicho esto, ya que se usa una solución de electrolito en el tratamiento de oxidación anódica, se puede usar una solución en la que se mezclan una solución acuosa de fluoruro de hidrógeno y etanol conjuntamente en la relación de 1:1. Meanwhile, in the electron source of the field emission type described in Japanese Patent Applications No. 10-272340, No. 10-272342 or No. 10-271876, the porous layer of polycrystalline silicon, which has been formed by oxidation of The polycrystalline silicon layer by means of anodic oxidation treatment is oxidized by means of the RTO process. That said, since an electrolyte solution is used in the anodic oxidation treatment, a solution can be used in which an aqueous solution of hydrogen fluoride and ethanol is mixed together in the ratio of 1: 1.

Dicho esto, en la capa porosa de semiconductor (capa porosa de silicio policristalino o capa porosa de silicio monocristalino) formada mediante el tratamiento de oxidación anódica, los átomos de silicio se terminan mediante átomos de hidrógeno. Por lo tanto, tal como se revela en las Solicitudes de Patente Japonesa Nº 10-272340, Nº 10272342 o Nº 10-271876, si se hace crecer una película oxidada mediante el procedimiento RTO en la capa porosa del semiconductor mediante el tratamiento de oxidación anódica, los átomos de hidrógeno pueden permanecer en la película oxidada, o se pueden producir enlaces Si-OH. En consecuencia, existe una desventaja tal que es difícil formar una película oxidada instantánea que tenga una estructura de SiO2, de tal manera que se disminuya su voltaje de interrupción. De manera adicional, debido a que la capa impulsora del campo fuerte contiene relativamente mucho hidrógeno, la distribución de hidrógeno en la capa impulsora del campo fuerte puede cambiar con el lapso de tiempo (por ejemplo, átomos de hidrógeno que se desprenden de la superficie de la capa impulsora del campo fuerte.). Por lo tanto, se teme que se deteriore la estabilidad de la eficiencia de emisión de electrones a medida que pasa el tiempo. That said, in the porous semiconductor layer (porous layer of polycrystalline silicon or porous layer of monocrystalline silicon) formed by anodic oxidation treatment, silicon atoms are terminated by hydrogen atoms. Therefore, as disclosed in Japanese Patent Applications No. 10-272340, No. 10272342 or No. 10-271876, if an oxidized film is grown by the RTO process in the porous layer of the semiconductor by anodic oxidation treatment , hydrogen atoms can remain in the oxidized film, or Si-OH bonds can be produced. Consequently, there is a disadvantage such that it is difficult to form an instant oxidized film having a SiO2 structure, such that its interruption voltage is decreased. Additionally, because the strong field driving layer contains relatively much hydrogen, the distribution of hydrogen in the strong field driving layer may change over time (for example, hydrogen atoms that come off the surface of the the driving layer of the strong field.). Therefore, it is feared that the stability of electron emission efficiency will deteriorate as time passes.

El documento EP-A-0913849 revela un procedimiento de elaborar una fuente de electrones del tipo emisión de campo que incluye un sustrato eléctricamente conductor, una capa impulsora del campo fuerte formada en la superficie del sustrato conductor eléctricamente y una película delgada conductora eléctricamente formada en la capa impulsora del campo fuerte, en la que el procedimiento comprende una etapa de oxidación principal de formar la capa impulsora del campo fuerte oxidando una capa porosa del semiconductor por medio de un tratamiento que aplica la capa porosa del semiconductor a plasma en una atmósfera de gas que contiene oxígeno. EP-A-0913849 discloses a method of developing an electron source of the field emission type that includes an electrically conductive substrate, a strong field driving layer formed on the surface of the electrically conductive substrate and a thin electrically conductive thin film formed in the strong field driving layer, in which the process comprises a major oxidation step of forming the strong field driving layer by oxidizing a porous layer of the semiconductor by means of a treatment that applies the porous layer of the semiconductor to plasma in an atmosphere of oxygen-containing gas

El documento EP-A-0874384 revela una fuente de electrones, en la que la capa semiconductora porosa se oxida por tratamiento en un plasma de oxígeno antes de que un electrodo metálico de película fina se coloque formando una capa sobre ella. EP-A-0874384 discloses a source of electrons, in which the porous semiconductor layer is oxidized by treatment in an oxygen plasma before a thin film metal electrode is placed forming a layer on it.

El documento JP-B2-2966842 revela un procedimiento de formar una fuente de electrones del tipo emisión que comprende una etapa de oxidación principal de formar una capa impulsora del campo fuerte por un procedimiento de oxidación térmica rápido de una capa semiconductora porosa, en la que la oxidación puede llevarse a cabo también usando oxidación de plasma de oxígeno. JP-B2-2966842 discloses a method of forming an electron source of the emission type comprising a major oxidation stage of forming a strong field driving layer by a rapid thermal oxidation process of a porous semiconductor layer, in which Oxidation can also be carried out using oxygen plasma oxidation.

De esta manera, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo descrita en las Solicitudes de patente japonesa Nº 10-272340, Nº 10-272342 o Nº 10-271876, aunque se pueda disminuir su coste y se puedan emitir de manera estable los electrones con eficiencia elevada en comparación con la fuente de electrones del tipo emisión de campo descrita en la Publicación de Patente Japonesa abierta a consulta por el Público Nº 8-250766, se espera mejorar la eficiencia de emisión de electrones adicionalmente más. Thus, in the source of electrons of the field emission type described in Japanese Patent Applications No. 10-272340, No. 10-272342 or No. 10-271876, although their cost can be reduced and the batteries can be emitted stably electrons with high efficiency compared to the electron source of the field emission type described in Japanese Patent Publication opened for consultation by Public No. 8-250766, it is hoped to improve the efficiency of electron emission further.

Resumen de la invención Summary of the Invention

La presente invención, que se ha llevado a cabo para resolver los problemas descritos anteriormente, tiene un objetivo de proporcionar una fuente de electrones del tipo emisión de campo que puede aumentar fácilmente su área (área de emisión de electrones) y disminuir su coste y un procedimiento de elaboración de la misma. The present invention, which has been carried out to solve the problems described above, has the objective of providing an electron source of the field emission type that can easily increase its area (electron emission area) and decrease its cost and procedure of elaboration of the same.

De manera adicional, la presente invención tiene otro objetivo de proporcionar una fuente de electrones del tipo emisión de campo en la que el cambio de la eficiencia de emisión de electrones sea más pequeño según pasa el tiempo y su voltaje de interrupción sea más elevado, y un procedimiento de fabricación de la misma. Additionally, the present invention has another objective of providing an electron source of the field emission type in which the change in electron emission efficiency is smaller as time passes and its interruption voltage is higher, and a manufacturing process thereof.

Además, la presente invención tiene un objetivo adicional de proporcionar una fuente de electrones del tipo emisión de campo de coste inferior que pueda emitir de manera estable electrones con eficiencia elevada, y un procedimiento de elaboración de la misma. In addition, the present invention has a further objective of providing a source of electrons of the lower cost field emission type that can stably emit electrons with high efficiency, and a process thereof.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de elaborar una fuente de electrones del tipo emisión de campo que incluye un sustrato eléctricamente conductor, una capa impulsora de campo fuerte formada sobre la superficie del sustrato eléctricamente conductor, capa impulsora que incluye granos de silicio policristalino con forma de columna, películas de óxido de silicio finas en las superficies de los granos de silicio policristalinos, capas de silicio cristalinas finas del orden de nanómetros que existen entre los granos de silicio policristalino y películas de óxido de silicio formadas sobre las superficies de las capas de silicio cristalino finas, siendo cada una de las películas una película de aislamiento que tiene un grosor menor que el diámetro de la partícula de cristal de la capa de silicio cristalina fina y una película delgada conductora eléctricamente formada sobre la capa impulsora de campo fuerte, en la que los electrones, que se inyectan en el sustrato eléctricamente conductor, se impulsan en la capa impulsora del campo fuerte para ser emitidos hacia el exterior mediante la película delgada eléctricamente conductora aplicando voltaje entre la capa delgada eléctricamente conductora y el sustrato eléctricamente conductor de tal manera que la película delgada eléctricamente conductora actúa como un electrodo positivo frente al sustrato eléctricamente conductor, incluyendo el procedimiento una etapa de oxidación principal de formar una capa impulsora del campo fuerte oxidando una capa porosa del semiconductor a temperatura relativamente baja. In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a method of developing an electron source of the field emission type that includes an electrically conductive substrate, a strong field driving layer formed on the surface of the electrically conductive substrate, driving layer that it includes polycrystalline column-shaped silicon grains, fine silicon oxide films on the surfaces of polycrystalline silicon grains, thin crystalline silicon layers of the order of nanometers that exist between polycrystalline silicon grains and silicon oxide films formed on the surfaces of the thin crystalline silicon layers, each of the films being an insulation film having a thickness less than the diameter of the crystal particle of the thin crystalline silicon layer and a thin electrically conductive thin film formed on the strong field driving layer, in which the electron that is, they are injected into the electrically conductive substrate, they are propelled into the driving layer of the strong field to be emitted outwardly by the electrically conductive thin film by applying voltage between the electrically conductive thin layer and the electrically conductive substrate such that the Electrically conductive thin film acts as a positive electrode against the electrically conductive substrate, the process including a major oxidation step of forming a strong field driving layer by oxidizing a porous layer of the semiconductor at relatively low temperature.

De manera adicional, se puede llevar a cabo una etapa suplementaria de oxidación por medio de un procedimiento térmico (de manera preferible un procedimiento térmico rápido, que en consecuencia, se denomina a partir de ahora en el presente documento procedimiento térmico rápido aunque incluye un procedimiento térmico simple) antes y/o después de la etapa principal de oxidación. Additionally, a supplementary oxidation step can be carried out by means of a thermal process (preferably a rapid thermal process, which consequently is hereinafter referred to as a rapid thermal process although it includes a process simple thermal) before and / or after the main oxidation stage.

Entre tanto, antes de la etapa principal de oxidación o antes de la etapa principal de oxidación y la etapa suplementaria de oxidación, se puede llevar a cabo una etapa de preoxidación para oxidar la capa porosa del semiconductor usando una solución oxidante. En este caso, los átomos de hidrógeno, que finalizan el grupo de átomos en la superficie de la capa porosa del semiconductor, formada, por ejemplo, mediante una oxidación anódica, se sustituyen con átomos de oxígeno mediante la solución oxidante. De acuerdo con esto, la cantidad de hidrógeno contenido en la capa impulsora del campo fuerte llega a ser inferior. En consecuencia, se vuelve más pequeño el cambio dependiente del tiempo de la distribución del hidrógeno de tal manera que se puede mejorar la estabilidad dependiente del tiempo de la fuente de electrones del tipo emisión de campo. Meanwhile, before the main oxidation stage or before the main oxidation stage and the supplementary oxidation stage, a pre-oxidation stage can be carried out to oxidize the porous layer of the semiconductor using an oxidizing solution. In this case, the hydrogen atoms, which terminate the group of atoms on the surface of the porous layer of the semiconductor, formed, for example, by anodic oxidation, are replaced with oxygen atoms by the oxidizing solution. Accordingly, the amount of hydrogen contained in the driving layer of the strong field becomes less. Consequently, the time-dependent change of hydrogen distribution becomes smaller so that the time-dependent stability of the electron source of the field emission type can be improved.

Además, en la principal etapa de oxidación, se oxida la capa porosa del semiconductor por medio de al menos uno de un tratamiento que aplica rayos ultravioleta a la capa porosa del semiconductor en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono, un tratamiento que calienta la capa porosa del semiconductor en una atmósfera de gas que contiene ozono, un tratamiento que aplica rayos ultravioleta a la capa porosa del semiconductor y calienta la capa porosa del semiconductor, y un tratamiento que aplica rayos ultravioleta a la capa porosa del semiconductor en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono y calienta la capa porosa del semiconductor. En este caso, se puede aumentar la eficiencia de emisión de electrones de la fuente de electrones en comparación con la de la fuente de electrones fabricada mediante el procedimiento de fabricación convencional, en el que se forma la capa impulsora del campo fuerte mediante oxidación de la capa porosa del semiconductor usando el procedimiento RTO. De manera adicional, debido a que la temperatura del proceso es menor, llega a ser más pequeña la restricción para los materiales utilizables por el sustrato eléctricamente conductor de tal manera que se pueda fabricar a un menor coste una fuente de electrones del tipo emisión de campo con un área más grande de emisión de electrones. In addition, in the main oxidation stage, the porous layer of the semiconductor is oxidized by means of at least one of a treatment that applies ultraviolet rays to the porous layer of the semiconductor in an atmosphere of gas containing at least one of oxygen and ozone, a treatment that heats the porous layer of the semiconductor in an ozone-containing gas atmosphere, a treatment that applies ultraviolet rays to the porous layer of the semiconductor and heats the porous layer of the semiconductor, and a treatment that applies ultraviolet rays to the porous layer of the semiconductor in a gas atmosphere that contains at least one of oxygen and ozone and heats the porous layer of the semiconductor. In this case, the electron emission efficiency of the electron source can be increased compared to that of the electron source manufactured by the conventional manufacturing process, in which the strong field driving layer is formed by oxidation of the Porous semiconductor layer using the RTO procedure. Additionally, because the process temperature is lower, the restriction for the materials usable by the electrically conductive substrate becomes smaller so that a source of electrons of the field emission type can be manufactured at a lower cost with a larger area of electron emission.

De manera adicional, si se lleva a cabo la principal etapa de oxidación después que se ha formado la película delgada eléctricamente conductora, se puede eliminar la contaminación debida a los materiales orgánicos producidos en los procesos antes de la presente oxidación. En consecuencia, se puede obtener un efecto tal que se mejore la propiedad de emisión de electrones. Additionally, if the main oxidation stage is carried out after the electrically conductive thin film has formed, contamination due to the organic materials produced in the processes can be eliminated before the present oxidation. Consequently, an effect can be obtained such that the electron emission property is improved.

Dicho esto, antes y/o después de la etapa principal de oxidación, se puede llevar a cabo una etapa suplementaria de oxidación para oxidar la capa porosa del semiconductor por medio de un proceso térmico rápido, una etapa suplementaria de oxidación para oxidar la capa porosa del semiconductor usando una solución ácida, o ambas etapas suplementarias de oxidación descritas anteriormente. En este caso, se puede aumentar mucho más la eficiencia de emisión de electrones. That said, before and / or after the main oxidation stage, a supplementary oxidation stage can be carried out to oxidize the porous layer of the semiconductor by means of a rapid thermal process, a supplementary oxidation stage to oxidize the porous layer of the semiconductor using an acid solution, or both supplementary oxidation steps described above. In this case, the efficiency of electron emission can be greatly increased.

De manera adicional, antes de la etapa principal de oxidación (en el caso de no incluir oxidación suplementaria), o antes de la etapa principal de oxidación y la(s) etapa(s) suplementaria(s) de oxidación, se puede llevar a cabo una etapa de preoxidación de oxidar la capa porosa del semiconductor usando una solución oxidante. En este caso, tal como se ha descrito anteriormente, debido a que los átomos de hidrógeno, que finalizan el grupo de átomos sobre la superficie de la capa porosa del semiconductor se sustituyen con átomos de oxígeno mediante la solución oxidante, llega a ser inferior la cantidad de hidrógeno contenida en la capa impulsora del campo fuerte de tal manera que se puede mejorar la estabilidad dependiente del tiempo de la fuente de electrones del tipo emisión de campo. Additionally, before the main oxidation stage (in the case of not including supplementary oxidation), or before the main oxidation stage and the supplementary oxidation stage (s), it can be carried out Perform a pre-oxidation step of oxidizing the porous layer of the semiconductor using an oxidizing solution. In this case, as described above, because the hydrogen atoms, which terminate the group of atoms on the surface of the porous layer of the semiconductor are replaced with oxygen atoms by the oxidizing solution, the amount of hydrogen contained in the strong field driving layer such that the time-dependent stability of the electron source of the field emission type can be improved.

Entre tanto, se puede llevar a cabo la etapa de preoxidación antes de la etapa de oxidación por medio de un procedimiento térmico rápido. Meanwhile, the pre-oxidation stage can be carried out before the oxidation stage by means of a rapid thermal process.

En cada uno de los procedimientos de fabricación anteriormente mencionados, la capa porosa del semiconductor puede ser una capa porosa de silicio monocristalino o una capa porosa de silicio policristalino. El sustrato eléctricamente conductor puede ser un sustrato de silicio de tipo n. De manera adicional, el sustrato eléctricamente conductor puede ser un sustrato en el que se forme una película eléctricamente conductora sobre una superficie de una placa aislante, tal como, por ejemplo, una placa de vidrio, una placa de cerámica o similar. Se puede formar la capa porosa del semiconductor llevando a cabo una oxidación anódica en una capa del semiconductor. In each of the above-mentioned manufacturing processes, the porous layer of the semiconductor may be a porous layer of monocrystalline silicon or a porous layer of polycrystalline silicon. The electrically conductive substrate can be a n-type silicon substrate. Additionally, the electrically conductive substrate may be a substrate in which an electrically conductive film is formed on a surface of an insulating plate, such as, for example, a glass plate, a ceramic plate or the like. The porous layer of the semiconductor can be formed by performing an anodic oxidation in a layer of the semiconductor.

En cada uno de los procedimientos de fabricación anteriormente mencionados, es preferible que la solución ácida, que se usa en la etapa suplementaria de oxidación, se diluya en ácido nítrico, se diluya en ácido sulfúrico o en agua regia. De manera adicional, es preferible que la solución oxidante, que se usa en la etapa de preoxidación, sea una cualquiera de o una mezcla de varios de ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado, ácido clorhídrico y peróxido de hidrógeno. Dicho esto, es preferible que se use la solución oxidante en estado calentado con el fin de acortar el tiempo de procesamiento de la etapa de preoxidación de tal manera que se mejore su rendimiento. In each of the above-mentioned manufacturing processes, it is preferable that the acid solution, which is used in the supplementary oxidation stage, is diluted in nitric acid, diluted in sulfuric acid or in royal water. Additionally, it is preferable that the oxidizing solution, which is used in the pre-oxidation stage, is any one or several mixtures of concentrated nitric acid, concentrated sulfuric acid, hydrochloric acid and hydrogen peroxide. That said, it is preferable that the oxidized solution is used in a heated state in order to shorten the processing time of the pre-oxidation stage such that its performance is improved.

Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings

La presente invención llegará a ser más completamente comprendida a partir de la descripción detallada dada a continuación y los dibujos que la acompañan, en los que: The present invention will become more fully understood from the detailed description given below and the accompanying drawings, in which:

La Fig. 1A es una vista en alzado de una sección de una fuente de electrones del tipo emisión de campo, en la que el sustrato eléctricamente conductor está compuesto por un sustrato de silicio de tipo n; Fig. 1A is an elevation view of a section of an electron source of the field emission type, in which the electrically conductive substrate is composed of a n-type silicon substrate;

La Fig. 1B es una vista en alzado de una sección de una fuente de electrones del tipo emisión de campo, en la que el sustrato eléctricamente conductor está compuesto por un sustrato en el que se forma una película eléctricamente conductora sobre una placa de vidrio; Fig. 1B is an elevation view of a section of an electron source of the field emission type, in which the electrically conductive substrate is composed of a substrate in which an electrically conductive film is formed on a glass plate;

Las Figs. 2A a 2D son vistas en alzado de una sección de los productos intermedios o un producto final en las etapas principales del procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo que se muestra en la Fig. 1A; Figs. 2A to 2D are elevational views of a section of the intermediate products or an end product in the main stages of the manufacturing process of the electron source of the field emission type shown in Fig. 1A;

La Fig. 3 es una vista en esquema que muestra un esbozo de un procedimiento de oxidación electroquímica en un silicio poroso; Fig. 3 is a schematic view showing an outline of an electrochemical oxidation process in a porous silicon;

La Fig. 4 es una vista que muestra un principio de un mecanismo de emisión de electrones en la fuente de electrones del tipo emisión de campo que se muestra en la Fig. 1A; Fig. 4 is a view showing a principle of an electron emission mechanism in the electron source of the field emission type shown in Fig. 1A;

La Fig. 5 es una vista que muestra una acción de emisión de electrones de la fuente de electrones del tipo emisión de campo mostrada en la Fig. 1A; Fig. 5 is a view showing an electron emission action of the electron source of the field emission type shown in Fig. 1A;

La Fig. 6A es una vista en alzado de una sección de otra fuente de electrones del tipo emisión de campo, en la que el sustrato eléctricamente conductor está compuesto por un sustrato de silicio de tipo n; Fig. 6A is an elevational view of a section of another electron source of the field emission type, in which the electrically conductive substrate is composed of a n-type silicon substrate;

La Fig. 6B es una vista en alzado de una sección de otra fuente de electrones del tipo emisión de campo, en la que el sustrato eléctricamente conductor está compuesto por un sustrato en el que se forma una película eléctricamente conductora sobre una placa de vidrio; Fig. 6B is an elevation view of a section of another electron source of the field emission type, in which the electrically conductive substrate is composed of a substrate in which an electrically conductive film is formed on a glass plate;

Las Figs. 7A a 7D son vistas en alzado de una sección de los productos intermedios o un producto final en las etapas principales del procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo que se muestra en la Fig. 6A; Figs. 7A to 7D are elevational views of a section of the intermediate products or an end product in the main stages of the manufacturing process of the electron source of the field emission type shown in Fig. 6A;

La Fig. 8 es una vista que muestra un principio para medir las propiedades activas de la fuente de electrones del tipo emisión de campo que se muestra en la Fig. 6A; Fig. 8 is a view showing a principle for measuring the active properties of the electron source of the field emission type shown in Fig. 6A;

La Fig. 9 es un gráfico que muestra las relaciones entre el voltaje y la densidad de corriente (voltaje-propiedad de la corriente) en la fuente de electrones del tipo emisión de campo elaborada de acuerdo con un procedimiento de la presente invención y la fuente de electrones del tipo emisión de campo de un ejemplo comparativo; Fig. 9 is a graph showing the relationships between voltage and current density (current-voltage property) in the electron source of the field emission type made in accordance with a method of the present invention and the source of electrons of the field emission type of a comparative example;

Las Figs. 10A y 10B son vistas que muestran los estados oxidados de una capa de silicio nanocristalino; Figs. 10A and 10B are views showing the oxidized states of a nanocrystalline silicon layer;

La Fig. 11 es una vista en perspectiva poco precisa de una pantalla que utiliza una fuente de electrones del tipo emisión de campo que usa un sustrato de silicio de tipo n; Fig. 11 is an inaccurate perspective view of a screen using an electron source of the field emission type using a n-type silicon substrate;

La Fig. 12 es una vista en alzado de una sección de una pantalla que utiliza una fuente de electrones del tipo emisión de campo que usa un sustrato de vidrio; Fig. 12 is an elevational view of a section of a screen using an electron source of the field emission type using a glass substrate;

La Fig. 13 es un gráfico que muestra una característica de funcionamiento de una fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con el Ejemplo 5 en la forma de realización 14; Fig. 13 is a graph showing an operating characteristic of an electron source of the field emission type according to Example 5 in the embodiment 14;

La Fig. 14 es un gráfico que muestra una característica de funcionamiento de una fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con el Ejemplo 2; y Fig. 14 is a graph showing an operating characteristic of an electron source of the field emission type according to Example 2; Y

La Fig. 15 es un gráfico que muestra una característica de funcionamiento de una fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con el Ejemplo 3. Fig. 15 is a graph showing an operating characteristic of an electron source of the field emission type according to Example 3.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas Detailed description of the preferred embodiments

A partir de ahora en el presente documento, se describirán de manera concreta las formas de realización de la presente invención. From now on in this document, the embodiments of the present invention will be specifically described.

En lo siguiente sólo las realizaciones 6 a 14 están de acuerdo con la invención. Las realizaciones 1 a 5 sirven meramente para propósitos ilustrativos. In the following only embodiments 6 to 14 are in accordance with the invention. Embodiments 1 to 5 serve merely for illustrative purposes.

(Forma de realización 1) (no de acuerdo con la invención) (Embodiment 1) (not according to the invention)

La Fig. 1A muestra una sección en alzado de una de una fuente de electrones del tipo emisión de campo en la que el sustrato eléctricamente conductor está compuesto por un sustrato de silicio de tipo n. Dicho esto, el sustrato de silicio de tipo n está compuesto por un sustrato (100) cuya resistividad eléctrica es aproximadamente de 0,1 0 cm. Tal como se muestra en la Fig. 1A, se proporciona la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 con un sustrato de silicio de tipo n 1, una capa de silicio policristalino 3 no dopado formada sobre una superficie del sustrato de silicio de tipo n 1, una capa impulsora del campo fuerte 6 formada sobre la capa de silicio policristalino 3, y una película delgada eléctricamente conductora 7 formada sobre la capa impulsora del campo fuerte 6, estando la película delgada 7 compuesta por una película delgada de oro. De manera adicional, se proporciona un electrodo óhmico 2 sobre la superficie posterior del sustrato de silicio de tipo n 1. Fig. 1A shows an elevational section of one of an electron source of the field emission type in which the electrically conductive substrate is composed of a n-type silicon substrate. That said, the n-type silicon substrate is composed of a substrate (100) whose electrical resistivity is approximately 0.1 0 cm. As shown in Fig. 1A, the source of electrons of the field emission type 10 is provided with a silicon substrate of type n 1, a layer of non-doped polycrystalline silicon 3 formed on a surface of the silicon substrate of type 1, a strong field driving layer 6 formed on the polycrystalline silicon layer 3, and an electrically conductive thin film 7 formed on the strong field driving layer 6, the thin film 7 being composed of a thin gold film. Additionally, an ohmic electrode 2 is provided on the back surface of the silicon substrate type n 1.

De esta manera, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10, se usa el sustrato 1 de silicio de tipo n como un sustrato eléctricamente conductor. Dicho esto, se desea el sustrato eléctricamente conductor para construir un electrodo negativo de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10, para respaldar la capa impulsora del campo fuerte 6 en un espacio vacío y adicionalmente para inyectar electrones dentro de la capa impulsora del campo fuerte 6. Por lo tanto, el sustrato eléctricamente conductor no necesita estar restringido al sustrato de silicio de tipo n, si sólo es capaz de construir el electrodo negativo de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 y soportar la capa impulsora del campo fuerte 6. Por ejemplo, el sustrato eléctricamente conductor puede estar compuesto de metal tal como cromo. Thus, in the electron source of the field emission type 10, silicon substrate 1 of type n is used as an electrically conductive substrate. That said, the electrically conductive substrate is desired to construct a negative electrode of the electron source of the field emission type 10, to support the driving layer of the strong field 6 in an empty space and additionally to inject electrons into the driving layer of the strong field 6. Therefore, the electrically conductive substrate does not need to be restricted to the n-type silicon substrate, if it is only capable of constructing the negative electrode of the electron source of the field emission type 10 and supporting the driving layer of the strong field 6. For example, the electrically conductive substrate may be composed of metal such as chromium.

Además, tal como se muestra en la Fig. 1B, el sustrato eléctricamente conductor puede estar compuesto por un sustrato en el que se forma una película eléctricamente conductora 12 (por ejemplo, película ITO) sobre una superficie de una placa aislante 11 tal como una placa de vidrio (o una placa cerámica). En este caso, sería posible aumentar el área de emisión de electrones de la fuente de electrones del tipo emisión de campo y disminuir el coste de fabricación de la fuente, en comparación con el caso que usa el sustrato semiconductor. In addition, as shown in Fig. 1B, the electrically conductive substrate may be composed of a substrate in which an electrically conductive film 12 (eg, ITO film) is formed on a surface of an insulating plate 11 such as a glass plate (or a ceramic plate). In this case, it would be possible to increase the electron emission area of the electron source of the field emission type and decrease the manufacturing cost of the source, compared to the case using the semiconductor substrate.

La capa impulsora del campo fuerte 6, que se forma oxidando un silicio poroso policristalino usando una solución ácida, es una capa en la que se inyectan los electrones cuando se aplica voltaje entre el sustrato eléctricamente conductor y la película delgada eléctricamente conductora (película delgada de metal). La capa impulsora del campo fuerte 6 está compuesta de un cuerpo policristalino que incluye muchos granos. Sobre la superficie de cada uno de los granos, existe una estructura de orden nanométrico que tiene una película de óxido (denominándose, a partir de ahora en el presente documento como “nanoestructura”). Se requiere que la dimensión de la nanoestructura sea más pequeña que el recorrido libre medio del electrón en el silicio monocristalino, que es aproximadamente de 50 nm, con el fin de que los electrones inyectados producidos en la capa impulsora del campo fuerte 6 alcancen la superficie de la capa impulsora del campo fuerte 6 sin chocar los electrones con la nanoestructura (esto es, sin producir la dispersión de los electrones). De manera concreta, es preferible que la dimensión de la estructura sea The driving layer of the strong field 6, which is formed by oxidizing a polycrystalline porous silicon using an acid solution, is a layer in which electrons are injected when voltage is applied between the electrically conductive substrate and the electrically conductive thin film (thin film of metal). The driving layer of the strong field 6 is composed of a polycrystalline body that includes many grains. On the surface of each of the grains, there is a nanometric structure that has an oxide film (hereinafter referred to as "nanostructure"). The size of the nanostructure is required to be smaller than the average free path of the electron in the monocrystalline silicon, which is approximately 50 nm, in order for the injected electrons produced in the driving layer of the strong field 6 to reach the surface of the driving layer of the strong field 6 without colliding the electrons with the nanostructure (that is, without producing the dispersion of the electrons). Specifically, it is preferable that the dimension of the structure is

más pequeña de 10 nm, y, de manera adicional, es más preferible que la dimensión sea más pequeñas de 5 nm. smaller than 10 nm, and, additionally, it is more preferable that the dimension be smaller than 5 nm.

En una Forma de realización 1, la película delgada eléctricamente conductora 7 (película delgada de metal) está compuesta por una película delgada de oro. Se desea la película delgada eléctricamente conductora 7 para construir un electrodo positivo de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 y para aplicar campo eléctrico a la 5 capa impulsora del campo fuerte 6. Los electrones, que han alcanzado la superficie de la capa impulsora del campo fuerte 6 aplicando el campo eléctrico, se emiten hacia el exterior de la superficie de la película delgada eléctricamente conductora 7 por medio del efecto túnel. Dicho esto, una energía ideal de los electrones emitidos es la diferencia de energía obtenida sustrayendo la energía de la función de trabajo de la película delgada eléctricamente conductora 7 de la energía de los electrones obtenida aplicando el voltaje CC entre el sustrato In one embodiment 1, the electrically conductive thin film 7 (thin metal film) is composed of a thin gold film. The electrically conductive thin film 7 is desired to construct a positive electrode of the electron source of the field emission type 10 and to apply an electric field to the driving layer of the strong field 6. The electrons, which have reached the surface of the layer driving the strong field 6 by applying the electric field, they are emitted outward from the surface of the electrically conductive thin film 7 by means of the tunnel effect. That said, an ideal energy of the emitted electrons is the difference in energy obtained by subtracting the energy of the work function of the electrically conductive thin film 7 from the energy of the electrons obtained by applying the DC voltage between the substrate

10 eléctricamente conductor y la película delgada eléctricamente conductora 7. Por lo tanto, es más deseable el mínimo de la función de trabajo de la película delgada eléctricamente conductora 7. 10 electrically conductive and electrically conductive thin film 7. Therefore, the minimum of the working function of electrically conductive thin film 7 is more desirable.

En la Forma de Realización 1, aunque se usa oro como material de la película delgada eléctricamente conductora 7, el material no está necesariamente restringido a oro. Se puede usar cualquier metal como material, si sólo su función de trabajo es pequeña. Por ejemplo, se pueden usar, aluminio, cromo, tungsteno, níquel, platino o similares. In Embodiment 1, although gold is used as the electrically conductive thin film material 7, the material is not necessarily restricted to gold. Any metal can be used as material, if only its work function is small. For example, aluminum, chromium, tungsten, nickel, platinum or the like can be used.

15 La función trabajo de cada uno de los metales descritos anteriormente es como sigue. 15 The work function of each of the metals described above is as follows.

Oro: 5,10 eV Aluminio: 4,28 eV Gold: 5.10 eV Aluminum: 4.28 eV

Cromo: 4,50 eV Tungsteno: 4,55 e V Chrome: 4.50 eV Tungsten: 4.55 e V

Níquel: 5,15 eV Platino: 5,65 eV Nickel: 5.15 eV Platinum: 5.65 eV

A partir de ahora en el presente documento, se describirá un procedimiento de elaboración de una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10, haciendo referencia mientras a las Figs. 2A a 2D. From now on in this document, a process for preparing an electron source of the field emission type 10 will be described, while referring to Figs. 2A to 2D.

En el procedimiento de elaboración, después que se ha formado un electrodo óhmico 2 en la superficie posterior del 20 sustrato de silicio de tipo n 1 en primer lugar, se forma una capa de silicio policristalino no dopado 3 de In the manufacturing process, after an ohmic electrode 2 has been formed on the back surface of the silicon substrate of type n 1 first, a layer of non-doped polycrystalline silicon 3 of

aproximadamente 1,5 !m de espesor sobre la capade silicio de tipon1de forma quese obtiene la estructura que approximately 1.5 µm thick on the tipon silicon layer so that the structure that

se muestra en la Fig. 2A. Se lleva a cabo el procedimiento de fabricación de la película de la capa de silicio policristalino 3 por medio del procedimiento LPCVD. En el procedimiento de fabricación de la película, se ajusta el grado de vacío a 20 Pa, se ajusta la temperatura del sustrato a 640ºC, y se ajusta el caudal del gas monosilano a is shown in Fig. 2A. The process of manufacturing the film of the polycrystalline silicon layer 3 is carried out by means of the LPCVD process. In the film manufacturing process, the degree of vacuum is adjusted to 20 Pa, the substrate temperature is adjusted to 640 ° C, and the monosilane gas flow rate is adjusted to

25 600 scm3/m. Dicho esto, si el sustrato eléctricamente conductor es un semiconductor, se puede llevar a cabo el procedimiento de fabricación de la película de la capa de silicio policristalino 3 por medio del procedimiento LPCVD o del procedimiento de chisporroteo. De manera alternativa, se puede llevar a cabo el procedimiento de fabricación de la película mediante templado en una película de silicio amorfo de tal manera que se cristaliza, habiéndose formado la película de silicio amorfo mediante el procedimiento CVD de plasma. 25 600 scm3 / m. That said, if the electrically conductive substrate is a semiconductor, the process of manufacturing the film of the polycrystalline silicon layer 3 can be carried out by means of the LPCVD process or the sizzling process. Alternatively, the film manufacturing process can be carried out by tempering in an amorphous silicon film in such a way that it crystallizes, the amorphous silicon film having been formed by the plasma CVD process.

30 Si el sustrato eléctricamente conductor es un sustrato en el que se forma una película eléctricamente conductora sobre una placa de vidrio, se puede formar la capa de silicio policristalino mediante templado de una película de silicio amorfa usando un láser excimer, habiéndose formado la película de silicio amorfo sobre la película eléctricamente conductora mediante el procedimiento CVD. Debido a que el procedimiento para formar la capa de silicio policristalino 3 sobre la película eléctricamente conductora no necesita restringirse al procedimiento CVD, se 30 If the electrically conductive substrate is a substrate in which an electrically conductive film is formed on a glass plate, the polycrystalline silicon layer can be formed by tempering an amorphous silicon film using an excimer laser, the film having formed amorphous silicon on the electrically conductive film by the CVD procedure. Because the process for forming the polycrystalline silicon layer 3 on the electrically conductive film does not need to be restricted to the CVD procedure,

35 puede usar, por ejemplo, el procedimiento CGS (Silicona de Grano Continuo) o el procedimiento CVD catalítico. 35 you can use, for example, the CGS (Continuous Grain Silicone) procedure or the catalytic CVD procedure.

Después que se ha formado la capa de silicio policristalino no dopado 3, se forma una capa porosa de silicio policristalino 4 llevando a cabo un tratamiento de oxidación anódica de la capa de silicio policristalino 3 usando un tanque de procesamiento de oxidación anódica que contiene un electrolito compuesto de una mezcla en la que se mezclan conjuntamente una solución acuosa de fluoruro de hidrógeno del 55% en peso y etanol en la relación de 40 casi 1:1. Se lleva a cabo el tratamiento de oxidación anódica con corriente constante aplicando mientras luz a la capa 3 de tal manera que un electrodo de platino (no se muestra) actúa como electrodo negativo y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2), actúa como electrodo positivo. De esta manera, se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 2B. Dicho esto, en el tratamiento de oxidación anódica, se ajusta la densidad de la corriente al valor constante de 10 mA/cm2, y se ajusta el tiempo de la etapa de oxidación anódica a 30 segundos. De manera After the non-doped polycrystalline silicon layer 3 has formed, a porous layer of polycrystalline silicon 4 is formed by performing an anodic oxidation treatment of the polycrystalline silicon layer 3 using an anodic oxidation processing tank containing an electrolyte composed of a mixture in which an aqueous solution of hydrogen fluoride of 55% by weight and ethanol are mixed together in the ratio of almost 1: 1. The anodic oxidation treatment is carried out with constant current while applying light to the layer 3 in such a way that a platinum electrode (not shown) acts as a negative electrode and the silicon substrate of type n 1 (ohmic electrode 2) , acts as a positive electrode. In this way, the structure shown in Fig. 2B is obtained. That said, in the anodic oxidation treatment, the density of the current is adjusted to the constant value of 10 mA / cm2, and the time of the anodic oxidation stage is adjusted to 30 seconds. By way of

45 adicional, durante el tratamiento de oxidación anódica, se aplica luz a la superficie de la capa de silicio policristalino 3 usando una lámpara de tungsteno de 500 W. En consecuencia, se forma la capa porosa de silicio policristalino 4 de casi 1 !m de espesor. Aunque sólo una parte de la capa de silicio policristalino 3 se cristaliz a en este caso, se puede cristalizar la capa completa de silicio policristalino 3. In addition, during the anodic oxidation treatment, light is applied to the surface of the polycrystalline silicon layer 3 using a 500 W tungsten lamp. Accordingly, the porous layer of polycrystalline silicon 4 of almost 1 µm is formed. thickness. Although only a part of the polycrystalline silicon layer 3 crystallizes in this case, the entire polycrystalline silicon layer 3 can be crystallized.

Después que se ha completado el tratamiento de oxidación anódica, se retira el electrolito del tanque de After the anodic oxidation treatment is completed, the electrolyte is removed from the

50 procesamiento de oxidación anódica y después el ácido nítrico diluido de concentración próxima al 10 % se introduce nuevamente en el tanque de procesamiento de oxidación anódica. Después, usando el tanque de procesamiento de oxidación anódica que contiene ácido nítrico diluido, se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 dejando el flujo de corriente constante entre el electrodo de platino (no se muestra) y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino actúa como un electrodo negativo y el sustrato de silicio 1 actúa como un electrodo positivo. De esta manera, se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 2C. En la Fig. 2C, el número 6 denota una capa impulsora del campo fuerte formada mediante oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 usando ácido (ácido nítrico diluido en este caso). Anodic oxidation processing and then the diluted nitric acid of concentration close to 10% is introduced back into the anodic oxidation processing tank. Then, using the anodic oxidation processing tank containing dilute nitric acid, the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized leaving the constant current flow between the platinum electrode (not shown) and the n 1 type silicon substrate (ohmic electrode 2) such that the platinum electrode acts as a negative electrode and the silicon substrate 1 acts as a positive electrode. In this way, the structure shown in Fig. 2C is obtained. In Fig. 2C, the number 6 denotes a strong field driving layer formed by oxidation of the porous layer of polycrystalline silicon 4 using acid (nitric acid diluted in this case).

Dicho esto, se puede considerar que cuando se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 mediante el ácido nítrico diluido, se producen dichas reacciones tal como se muestra mediante las siguientes fórmulas de reacción 1 y That said, it can be considered that when the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized by dilute nitric acid, such reactions occur as shown by the following reaction formulas 1 and

2. En las fórmulas de reacción, h+ denota un hueco, y e-denota un electrón. 2. In the reaction formulas, h + denotes a hole, and e-denotes an electron.

(Electrodo negativo) (Negative electrode)

HNO3 + 3H+ - NO + 2H2O + 3h+……………fórmula de reacción 1 HNO3 + 3H + - NO + 2H2O + 3h + …………… reaction formula 1

(Electrodo positivo) (Positive electrode)

3h++ Si + 2H2O - SiO2 + 4H+ + e-………….fórmula de reacción 2 3h ++ Si + 2H2O - SiO2 + 4H + + e- …………. Reaction formula 2

Tal como se muestra de manera esquemática en la Fig. 3, se forma óxido de silicio (SiO2) sobre la superficie de los poros de la capa porosa de silicio policristalino 4 debido a las reacciones anteriormente mencionadas. De manera adicional, se puede cambiar de manera conveniente la concentración del ácido nítrico diluido o la densidad de corriente (valor constante) en correspondencia con cualquier espesor o calidad deseada, etc., de la capa porosa de silicio policristalino 4 que se va a oxidar. As shown schematically in Fig. 3, silicon oxide (SiO2) is formed on the surface of the pores of the porous layer of polycrystalline silicon 4 due to the aforementioned reactions. Additionally, the concentration of the diluted nitric acid or the current density (constant value) in correspondence with any desired thickness or quality, etc., of the porous layer of polycrystalline silicon 4 to be oxidized can be conveniently changed. .

De manera adicional, puede ajustarse el voltaje potencial en el punto final a un valor preferible (óptimo), por ejemplo, en el intervalo de varios V a varias decenas de V. Más aún, se pueden ajustar de manera conveniente la luz aplicada Additionally, the potential voltage at the end point can be adjusted to a preferable (optimal) value, for example, in the range of several V to several tens of V. Moreover, the applied light can be conveniently adjusted

o la temperatura a un valor preferible. or the temperature at a preferable value.

Dicho esto, en cuanto a la capa impulsora del campo fuerte 6, se puede considerar que la superficie del cristal de silicio fino, compuesto de la nanoestructura, que se forma por medio del tratamiento de oxidación anódica, se oxida mediante el ácido nítrico diluido. That said, as regards the driving layer of the strong field 6, it can be considered that the surface of the fine silicon crystal, composed of the nanostructure, which is formed by means of anodic oxidation treatment, is oxidized by dilute nitric acid.

Tal como se muestra en la Fig. 4, se puede considerar que la capa impulsora del campo fuerte 6 incluye al menos granos de silicio policristalino con forma de columna 61, la película delgada de óxido de silicio 62 formada sobre las superficies de los granos de silicio policristalino 61, las capas finas de silicio cristalino 63 que existen entre los granos de silicio policristalino 61 y las películas de óxido de silicio 64 formadas sobre las superficies de las capas finas de silicio cristalino 63. As shown in Fig. 4, it can be considered that the driving layer of the strong field 6 includes at least column-shaped polycrystalline silicon grains 61, the thin silicon oxide film 62 formed on the grain surfaces of polycrystalline silicon 61, the thin layers of crystalline silicon 63 that exist between the polycrystalline silicon grains 61 and the silicon oxide films 64 formed on the surfaces of the thin layers of crystalline silicon 63.

En la Forma de Realización 1, debido a que la capa porosa de silicio policristalino 4 se oxida usando ácido (ácido nítrico diluido), la temperatura del proceso es más baja que la del procedimiento de fabricación convencional (revelado en las Solicitudes de Patente japonesa Nº 10-272340, Nº 10-272342 o Nº 10-271876 por los autores de la presente solicitud), en la que la capa impulsora del campo fuerte se forma oxidando la capa porosa del semiconductor por medio del procedimiento RTO. De acuerdo con esto, llega a ser más pequeña la restricción de materiales utilizables por el sustrato eléctricamente conductor de tal manera que la fuente de electrones del tipo emisión de campo puede tener un área más grande de emisión de electrones y se puede fabricar a menor coste. De manera adicional, debido a que la capa porosa de silicio policristalino 4 se oxida por medio del procedimiento húmedo después del tratamiento de oxidación anódica, se puede simplificar el procedimiento de elaboración en comparación con el caso de oxidar la capa 4 por medio del procedimiento RTO tras el tratamiento de oxidación anódica. In Embodiment 1, because the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized using acid (dilute nitric acid), the process temperature is lower than that of the conventional manufacturing process (disclosed in Japanese Patent Applications No. 10-272340, No. 10-272342 or No. 10-271876 by the authors of the present application), in which the driving layer of the strong field is formed by oxidizing the porous layer of the semiconductor by means of the RTO procedure. Accordingly, the restriction of materials usable by the electrically conductive substrate becomes smaller so that the electron source of the field emission type can have a larger area of electron emission and can be manufactured at a lower cost . Additionally, because the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized by means of the wet process after the anodic oxidation treatment, the manufacturing process can be simplified compared to the case of oxidizing layer 4 by means of the RTO process after anodic oxidation treatment.

Después que se ha formado la capa impulsora del campo fuerte 6, se forma una película delgada eléctricamente conductora 7, que está compuesta por una película delgada de oro, sobre la capa impulsora del campo fuerte 6, por ejemplo, por medio del procedimiento de depósito con vapor. De esta manera, se obtiene una fuente de electrones tal del tipo emisión de campo 10 que tiene la estructura que se muestra en la Fig. 2D (Fig. 1A). Aunque se ajusta el espesor de la película delgada eléctricamente conductora 7 a casi 10 nm en la Forma de Realización 1, no necesita restringirse el espesor a esto. Dicho esto, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10, se forma un diodo en el que la película delgada eléctricamente conductora actúa como un electrodo positivo (ánodo) mientras que el electrodo óhmico 2 actúa como un electrodo negativo (cátodo). Entre tanto, aunque se forma en la Forma de Realización 1 la película delgada eléctricamente conductora 7 (película delgada de oro) por medio del procedimiento de depósito con vapor, no necesita restringirse el procedimiento de formación de la película delgada eléctricamente conductora 7 al procedimiento de depósito con vapor. Por ejemplo, se puede usar el procedimiento de chisporroteo. After the driving layer of the strong field 6 has been formed, an electrically conductive thin film 7 is formed, which is composed of a thin gold film, on the driving layer of the strong field 6, for example, by means of the deposition process with steam In this way, such an electron source of the field emission type 10 is obtained which has the structure shown in Fig. 2D (Fig. 1A). Although the thickness of the electrically conductive thin film 7 is adjusted to almost 10 nm in Embodiment 1, the thickness need not be restricted to this. That said, in the electron source of the field emission type 10, a diode is formed in which the electrically conductive thin film acts as a positive electrode (anode) while the ohmic electrode 2 acts as a negative electrode (cathode). In the meantime, although the electrically conductive thin film 7 (thin gold film) is formed in the Embodiment Form 1 by means of the steam deposition process, the process of forming the electrically conductive thin film 7 need not be restricted to the process of steam tank. For example, the sizzle procedure can be used.

Se puede considerar que en la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 de la Forma de Realización 1, los electrones se emiten de acuerdo con el siguiente modelo. It can be considered that in the electron source of the field emission type 10 of Embodiment 1, the electrons are emitted according to the following model.

Esto es, tal como se muestra en la Fig. 5, nos hace suponer que un electrodo colector 21 está dispuesto de tal manera que se enfrenta a la película delgada eléctricamente conductora 7, se aplica voltaje Vps en CC entre la película delgada eléctricamente conductora 7 y el electrodo óhmico 2 y se aplica el voltaje Vc en CC entre el electrodo colector 21 y la película delgada eléctricamente conductora 7. En esta condición, cuando el voltaje en CC, que se aplica a la película delgada eléctricamente conductora 7 de tal manera que la película delgada 7 llega a ser un electrodo positivo frente al sustrato de silicio de tipo n 1, alcanza un valor predeterminado (valor crítico), los electrones e-se inyectan desde el sustrato de silicio de tipo n 1 al lado de la capa impulsora del campo fuerte 6 por medio de la excitación térmica. Por otra parte, debido a que el campo eléctrico, que se aplica a la capa impulsora del campo fuerte 6, se aplica en su mayor parte a las películas de óxido de silicio 64, los electrones inyectados se aceleran mediante el campo eléctrico fuerte aplicado a las películas de óxido de silicio 64. De esta manera, en el interior de la capa impulsora del campo fuerte 6, se impulsan los electrones en la dirección indicada mediante una flecha A en la Fig. 4 en el espacio entre los granos de silicio policristalino 61 hacia la superficie de la capa 6. Después, los electrones pasan a través de la película delgada eléctricamente conductora 7 para emitirse en el vacío después de pasar a través de la capa de óxido en la superficie más externa de la capa impulsora del campo fuerte 6. That is, as shown in Fig. 5, it makes us assume that a collector electrode 21 is arranged in such a way that it faces the electrically conductive thin film 7, DC voltage Vps is applied between the electrically conductive thin film 7 and the ohmic electrode 2 and the DC voltage Vc is applied between the collector electrode 21 and the electrically conductive thin film 7. In this condition, when the DC voltage, which is applied to the electrically conductive thin film 7 such that the thin film 7 becomes a positive electrode against the silicon substrate of type n 1, reaches a predetermined value (critical value), the electrons e-are injected from the silicon substrate of type n 1 next to the driving layer of the strong field 6 by means of thermal excitation. On the other hand, because the electric field, which is applied to the driving layer of the strong field 6, is mostly applied to silicon oxide films 64, the injected electrons are accelerated by the strong electric field applied to the silicon oxide films 64. In this way, inside the driving layer of the strong field 6, electrons are driven in the direction indicated by an arrow A in Fig. 4 in the space between the polycrystalline silicon grains 61 towards the surface of the layer 6. Next, the electrons pass through the electrically conductive thin film 7 to emit in a vacuum after passing through the oxide layer on the outermost surface of the strong field driving layer 6.

En la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 elaborada de acuerdo con el procedimiento anteriormente mencionado, en el mismo caso de la fuente de electrones del tipo emisión de campo propuesta en las Solicitudes de Patente japonesa de Nº 10-272340, Nº 10-272342 o Nº 10-271876 por los autores de la presente solicitud, se pueden emitir de manera estable los electrones, debido a que su propiedad de emisión de electrones tiene una dependencia más pequeña con el grado de vacío, y de manera adicional, no se produce un fenómeno de chasquido cuando se emiten los electrones. De manera adicional, en adición a un sustrato semiconductor tal como un sustrato de silicio monocristalino, se puede usar un sustrato en el que se proporcione una película delgada eléctricamente conductora (por ejemplo, película ITO) sobre una superficie de una placa de vidrio o similar, como el sustrato eléctricamente conductor. Por lo tanto, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo, se puede aumentar su área de emisión de electrones y se puede disminuir su coste de fabricación, en comparación con el electrodo de tipo Spindt. In the source of electrons of the field emission type 10 elaborated in accordance with the aforementioned procedure, in the same case of the source of electrons of the field emission type proposed in Japanese Patent Applications No. 10-272340, No. 10- 272342 or No. 10-271876 by the authors of the present application, electrons can be emitted stably, because their electron emission property has a smaller dependence on the degree of vacuum, and additionally, it cannot be It produces a clicking phenomenon when electrons are emitted. Additionally, in addition to a semiconductor substrate such as a monocrystalline silicon substrate, a substrate can be used in which an electrically conductive thin film (for example, ITO film) is provided on a surface of a glass plate or the like , as the electrically conductive substrate. Therefore, in the electron source of the field emission type, its electron emission area can be increased and its manufacturing cost can be reduced, compared to the Spindt type electrode.

Aunque se lleven a cabo tanto el tratamiento de oxidación anódica como el tratamiento de oxidación que usa ácido tras el tratamiento de oxidación anódica usando el mismo tanque de procesamiento de oxidación anódica en la Forma de Realización 1, se da por supuesto que se pueden llevar a cabo cada uno de los tratamientos usando su tanque de procesamiento de oxidación anódica individual. Although both the anodic oxidation treatment and the acid-used oxidation treatment are carried out after the anodic oxidation treatment using the same anodic oxidation processing tank in Embodiment 1, it is of course assumed that they can be carried out. Perform each of the treatments using your individual anodic oxidation processing tank.

(Forma de Realización 2) no de acuerdo con la invención (Embodiment 2) not according to the invention

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 2. Dicho esto, la construcción fundamental de la fuente de electrones del tipo emisión de campo y el procedimiento de fabricación de la misma de acuerdo con la Forma de Realización 2 son casi los mismos como aquellos de la Forma de Realización 1 excepto los temas siguientes. From now on in this document, the Form of Embodiment 2 will be described. That said, the fundamental construction of the source of electrons of the field emission type and the manufacturing process thereof according to the Embodiment Form 2 are almost the same as those of Form 1, except the following topics.

Particularmente, en la Forma de Realización 2, después que se ha completado el tratamiento de oxidación anódica, se retira el electrolito procedente del tanque de procesamiento de oxidación anódica y a continuación se introduce nuevamente ácido sulfúrico de concentración de casi el 10% en el tanque de procesamiento de oxidación anódica. Después, usando el tanque de procesamiento que contiene ácido sulfúrico diluido, se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 dejando constante el flujo de corriente entre el electrodo de platino (no se muestra) y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino actúa como un electrodo negativo y el sustrato de silicio 1 actúa como un electrodo positivo. Esto es, en la Forma de Realización 2, se oxida la superficie del cristal fino de silicio compuesto de la nanoestructura, que se forma por medio del tratamiento de oxidación anódica, mediante el ácido sulfúrico diluido. Particularly, in Embodiment 2, after the anodic oxidation treatment has been completed, the electrolyte from the anodic oxidation processing tank is removed and then sulfuric acid of almost 10% concentration is introduced again into the tank of anodic oxidation processing. Then, using the processing tank containing dilute sulfuric acid, the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized leaving constant the flow of current between the platinum electrode (not shown) and the n 1 type silicon substrate (ohmic electrode 2) such that the platinum electrode acts as a negative electrode and the silicon substrate 1 acts as a positive electrode. That is, in Embodiment 2, the surface of the thin silicon crystal composed of the nanostructure is oxidized, which is formed by means of anodic oxidation treatment, by dilute sulfuric acid.

Dicho esto, se puede considerar que cuando se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 mediante el ácido sulfúrico diluido, se producen dichas reacciones tal como se muestra mediante las siguientes fórmulas de reacción 3 y 4. En las fórmulas de reacción, h+ denota un hueco, y e-denota un electrón. That said, it can be considered that when the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized by dilute sulfuric acid, such reactions occur as shown by the following reaction formulas 3 and 4. In the reaction formulas, h + denotes a hollow, and e-denotes an electron.

(Electrodo negativo) (Negative electrode)

H2SO4 + 2H+ - SO2 + 2H2O + 2h+ fórmula de reacción 3 H2SO4 + 2H + - SO2 + 2H2O + 2h + reaction formula 3

(Electrodo positivo) (Positive electrode)

2h++ Si + 2H2O - SiO2 + 4H + 2e-fórmula de reacción 4 2h ++ Si + 2H2O - SiO2 + 4H + 2e-reaction formula 4

Dicho esto, se puede cambiar de manera conveniente la concentración del ácido sulfúrico diluido o la densidad de corriente en correspondencia con cualquier espesor o calidad deseada, etc., de la capa porosa de silicio policristalino 4 que se va a oxidar. That said, the concentration of the diluted sulfuric acid or the current density corresponding to any desired thickness or quality, etc., of the porous layer of polycrystalline silicon 4 to be oxidized can be conveniently changed.

De manera adicional, se puede ajustar el voltaje potencial en el punto final a un valor preferible (óptimo), por ejemplo, en el intervalo de varias V a varias decenas de V. más aún, se pueden ajustar de manera conveniente la luz aplicada Additionally, the potential voltage at the end point can be adjusted to a preferable (optimal) value, for example, in the range of several V to several tens of V. Moreover, the applied light can be conveniently adjusted

o la temperatura a un valor preferible. or the temperature at a preferable value.

(Forma de Realización 3) (no de acuerdo con la invención) (Embodiment Form 3) (not according to the invention)

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 3. Dicho esto, la construcción fundamental de la fuente de electrones del tipo emisión de campo y el procedimiento de fabricación de la misma de acuerdo con la Forma de Realización 3 son casi los mismos que aquellos de la Forma de Realización 1, excepto los temas siguientes. From now on in this document, the Form of Embodiment 3 will be described. That said, the fundamental construction of the electron source of the field emission type and the manufacturing process thereof according to the Embodiment Form 3 are almost the same as those of Form 1, except the following topics.

Particularmente, en la Forma de Realización 3, después que se ha completado el tratamiento de oxidación anódica, se retira el electrolito procedente del tanque de procesamiento de oxidación anódica, y a continuación se introduce nuevamente agua regia ((ácido clorhídrico concentrado) : (ácido nítrico concentrado) = 3:1) en el tanque de procesamiento de oxidación anódica. De esta manera, se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 mediante el agua regia. Debido a que el silicio se oxida de forma gradual en el agua regia, la superficie del cristal fino de silicio se oxida mediante el agua regia que ha perneado en los poros de la capa porosa de silicio policristalino 4 en la Forma de Realización 3. Particularly, in the Embodiment Form 3, after the anodic oxidation treatment has been completed, the electrolyte from the anodic oxidation processing tank is removed, and then royal water is introduced again ((concentrated hydrochloric acid): (nitric acid concentrate) = 3: 1) in the anodic oxidation processing tank. In this way, the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized by royal water. Because the silicon oxidizes gradually in the royal water, the surface of the thin silicon crystal is oxidized by the royal water that has permeated the pores of the porous layer of polycrystalline silicon 4 in Embodiment 3.

De esta manera, en las Formas de Realización 1 a 3, la porosidad de la capa porosa de silicio policristalino 4 es casi uniforme en la dirección del espesor de la capa produciendo la densidad de corriente constante durante la etapa de oxidación anódica. Sin embargo, cambiando la densidad de corriente durante la etapa de oxidación anódica, se puede producir una estructura tal que se laminen por turnos las capas porosas de silicio policristalino con porosidad más grande y la capa porosa de silicio policristalino con porosidad más pequeña, o una estructura tal cambia sucesivamente la porosidad en la dirección del espesor de la capa. Thus, in Embodiments 1 to 3, the porosity of the porous layer of polycrystalline silicon 4 is almost uniform in the direction of the thickness of the layer producing the constant current density during the anodic oxidation stage. However, by changing the current density during the anodic oxidation stage, a structure can be produced such that the porous layers of polycrystalline silicon with larger porosity and the porous layer of polycrystalline silicon with smaller porosity, or a porous layer, or a Such structure successively changes the porosity in the direction of the thickness of the layer.

Entre tanto, en las Formas de Realización 1 a 3, se forma la capa impulsora del campo fuerte 6 mediante oxidación de la capa porosa de silicio policristalino usando ácido. Sin embargo, se puede formar la capa impulsora del campo fuerte usando ácido oxidando el silicio poroso policristalino que se forma fabricando silicio poroso monocristalino por medio del tratamiento de oxidación anódica. Meanwhile, in Embodiments 1 to 3, the driving layer of the strong field 6 is formed by oxidation of the porous layer of polycrystalline silicon using acid. However, the strong field driving layer can be formed using acid by oxidizing polycrystalline porous silicon that is formed by manufacturing monocrystalline porous silicon by means of anodic oxidation treatment.

(Forma de Realización 4) (no de acuerdo con la invención) (Embodiment Form 4) (not according to the invention)

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 4. En la fuente de electrones del tipo emisión de campo10 de acuerdo con una cualquiera de las Formas de Realización 1 a 3, se forma la capa impulsora del campo fuerte 6 oxidando la capa porosa del semiconductor (capa porosa de silicio policristalino 4 o capa porosa de silicio monocristalino), que se ha formado por medio del tratamiento de oxidación anódica, usando ácido. De manera adicional, debido a que la solución de la mezcla, en la que se mezclan conjuntamente solución acuosa de fluoruro de hidrógeno y etanol, se usa como un electrolito en el tratamiento de oxidación anódica, los átomos de silicio en la capa porosa del semiconductor se finalizan por átomos de hidrógeno. De acuerdo con esto, debido a que el contenido de hidrógeno en la capa impulsora del campo fuerte 6 llega a ser comparativamente más alto, la distribución de los átomos de hidrógeno cambia con el lapso de tiempo de tal manera que se puede deteriorar la estabilidad de la eficiencia de emisión de electrones con el paso del tiempo. Por ejemplo, cuando se modela la película delgada eléctricamente conductora 7 (película delgada de oro) sobre la capa impulsora del campo fuerte 6, los átomos de hidrógeno pueden desprenderse de la capa impulsora del campo fuerte 6 de tal manera que puede deteriorarse la estabilidad con el paso del tiempo. De manera adicional, debido a que los átomos de silicio en la capa porosa del semiconductor se finalizan por átomos de hidrógeno, puede ser difícil formar una película instantánea de óxido tal como SiO2. From now on in this document, Embodiment Form 4 will be described. In the source of electrons of the field emission type 10 according to any one of Embodiment Forms 1 to 3, the driving layer of the strong field 6 is formed. oxidizing the porous layer of the semiconductor (porous layer of polycrystalline silicon 4 or porous layer of monocrystalline silicon), which has been formed by means of anodic oxidation treatment, using acid. Additionally, because the solution of the mixture, in which aqueous solution of hydrogen fluoride and ethanol is mixed together, is used as an electrolyte in the treatment of anodic oxidation, the silicon atoms in the porous layer of the semiconductor They are terminated by hydrogen atoms. Accordingly, because the hydrogen content in the driving layer of the strong field 6 becomes comparatively higher, the distribution of the hydrogen atoms changes over time so that the stability of The efficiency of electron emission over time. For example, when the electrically conductive thin film 7 (thin gold film) is modeled on the driving layer of the strong field 6, the hydrogen atoms can be released from the driving layer of the strong field 6 such that stability can deteriorate with Over time. Additionally, because the silicon atoms in the porous layer of the semiconductor are terminated by hydrogen atoms, it can be difficult to form an instant oxide film such as SiO2.

Por otra parte, en la Forma de Realización 4, antes de que se oxide la capa porosa del semiconductor (capa porosa de silicio policristalino 4 o capa porosa de silicio monocristalino) que se ha formado por medio del tratamiento de oxidación anódica, usando ácido (por ejemplo, ácido nítrico diluido, ácido sulfúrico diluido o agua regia), particularmente antes que se forme electroquímicamente la película de óxido de silicio, los átomos de hidrógeno que finalizan los átomos de silicio se sustituyen con átomos de oxígeno sumergiendo la capa porosa del semiconductor en una solución oxidante durante un tiempo capaz de oxidar su capa muy superficial. Dicho esto, como la solución oxidante anteriormente mencionada, es preferible usar una cualquiera o una mezcla de varias seleccionadas en un grupo de oxidantes compuestos por ácido nítrico (HNO3), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorhídrico (HCl) y peróxido de hidrógeno (H2O2). On the other hand, in Embodiment 4, before the porous layer of the semiconductor is oxidized (porous layer of polycrystalline silicon 4 or porous layer of monocrystalline silicon) that has been formed by means of anodic oxidation treatment, using acid ( for example, dilute nitric acid, dilute sulfuric acid or royal water), particularly before the silicon oxide film is electrochemically formed, the hydrogen atoms that terminate the silicon atoms are replaced with oxygen atoms by submerging the porous layer of the semiconductor in an oxidizing solution for a time capable of oxidizing its very superficial layer. That said, as the above-mentioned oxidant solution, it is preferable to use any one or a mixture of several selected in a group of oxidants composed of nitric acid (HNO3), sulfuric acid (H2SO4), hydrochloric acid (HCl) and hydrogen peroxide ( H2O2).

De esta manera, en la Forma de Realización 4, tal como se muestra en la Fig. 6A, se forma la capa impulsora del campo fuerte 6 oxidando la capa porosa del semiconductor, cuya capa muy superficial se ha oxidado mediante la solución oxidante, usando ácido. De acuerdo con esto, cuando se forma la capa porosa del semiconductor, por medio del tratamiento de oxidación anódica, los átomos de hidrógeno, que finalizan los átomos de la superficie de la capa porosa del semiconductor, se sustituyen con átomos de oxígeno mediante la solución oxidante. En consecuencia, el contenido de hidrógeno en la capa impulsora del campo fuerte 6 llega a ser más pequeño, por lo tanto el cambio dependiente del tiempo de la distribución de hidrógeno en la capa impulsora del campo fuerte 6 se vuelve más pequeño de tal manera que se puede mejorar la estabilidad de la capa. De manera adicional, en la Forma de Realización 4, debido a que la película de óxido producida oxidando la capa porosa del semiconductor usando ácido tiende a formar una estructura de SiO2 o una estructura similar a la estructura de SiO2, se puede mejorar la pequeñez y calidad de la película de óxido de tal manera que se mejore la eficiencia de emisión de electrones y de manera adicional se aumente la interrupción del voltaje. Dicho esto, la función de la capa impulsora del campo fuerte 6 es igual que la de la capa impulsora del campo fuerte 6 en la Forma de Realización 1. Thus, in Embodiment 4, as shown in Fig. 6A, the driving layer of the strong field 6 is formed by oxidizing the porous layer of the semiconductor, whose very superficial layer has been oxidized by the oxidizing solution, using acid. Accordingly, when the porous layer of the semiconductor is formed, by means of anodic oxidation treatment, the hydrogen atoms, which terminate the surface atoms of the porous layer of the semiconductor, are replaced with oxygen atoms by the solution oxidizing Consequently, the hydrogen content in the driving layer of the strong field 6 becomes smaller, therefore the time-dependent change of the hydrogen distribution in the driving layer of the strong field 6 becomes smaller in such a way that The stability of the layer can be improved. Additionally, in Embodiment 4, because the oxide film produced by oxidizing the porous layer of the semiconductor using acid tends to form a SiO2 structure or a structure similar to the SiO2 structure, smallness can be improved and quality of the oxide film in such a way that the efficiency of electron emission is improved and additionally the voltage interruption is increased. That said, the function of the driving layer of the strong field 6 is the same as that of the driving layer of the strong field 6 in Embodiment 1.

Dicho esto, si se calienta la solución oxidante, se puede acortar el tiempo del proceso del tratamiento de oxidación por medio de la solución oxidante de tal manera que se puede mejorar su rendimiento. That said, if the oxidant solution is heated, the oxidation treatment process time can be shortened by means of the oxidant solution so that its performance can be improved.

Además, como se muestra en la Fig. 6B, como el sustrato eléctricamente conductor, se puede usar un sustrato en el que se forme la película eléctricamente conductora 12 (por ejemplo, película ITO) sobre una placa aislante 11 tal como una placa de vidrio (o placa cerámica). En este caso, se puede conseguir más fácilmente aumentar el área de emisión de electrones de la fuente de electrones del tipo emisión de campo y disminuir el coste de elaboración de la fuente en comparación con el caso que usa un sustrato semiconductor. In addition, as shown in Fig. 6B, as the electrically conductive substrate, a substrate can be used in which the electrically conductive film 12 (for example, ITO film) is formed on an insulating plate 11 such as a glass plate (or ceramic plate). In this case, it is more easily possible to increase the area of electron emission of the electron source of the field emission type and decrease the cost of processing the source compared to the case using a semiconductor substrate.

A continuación, se describirá como un ejemplo un procedimiento de elaboración de una fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de realización 4, haciendo referencia mientras a las Figs. 7A a 7D. Sin embargo, debido a que el procedimiento de fabricación es casi el mismo que el procedimiento de fabricación descrito en la Forma de Realización 1 (Figs 2A-2D), se dan los miembros que corresponden a los miembros de la Forma de Realización 1 con el mismo número al igual que aquellos de la Forma de realización 1 de forma que se omitirá la descripción detallada acerca de ellos. De manera adicional, como las etapas son las mismas que las descritas en la Forma de Realización 1, se simplificará u omitirá la descripción acerca de ellas. In the following, a process for preparing an electron source of the field emission type according to Embodiment 4 will be described as an example, while referring to Figs. 7A to 7D. However, because the manufacturing process is almost the same as the manufacturing procedure described in Embodiment 1 (Figs 2A-2D), the members corresponding to the members of Embodiment 1 are given with the same number as those of Embodiment 1 so that the detailed description about them will be omitted. Additionally, since the stages are the same as those described in Embodiment 1, the description about them will be simplified or omitted.

En el procedimiento de elaboración de acuerdo con la Forma de Realización 4, al igual que en el caso de la Forma de Realización 1, después que se ha formado un electrodo óhmico 2 sobre la superficie posterior de un sustrato de silicio de tipo n 1, se forma una capa de silicio policristalino no dopado 3 de aproximadamente 1,5 !m de espesor sobre la superficie frontal de la capa de silicio de tipo n 1 por medio del procedimiento LPCVD de tal manera que se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7A. En la Forma de Realización 4, el sustrato de silicio de tipo n 1 (tipo de sustrato (100)), que se usa como sustrato eléctricamente conductor, tiene una resistividad eléctrica de 0,01 In the manufacturing process according to Embodiment Form 4, as in the case of Embodiment Form 1, after an ohmic electrode 2 has been formed on the back surface of a silicon substrate of type 1, a layer of non-doped polycrystalline silicon 3 of approximately 1.5 µm thick is formed on the front surface of the n 1 type silicon layer by means of the LPCVD process such that the structure shown in the Fig. 7A. In Embodiment 4, the silicon substrate of type n 1 (substrate type (100)), which is used as an electrically conductive substrate, has an electrical resistivity of 0.01

a 0,02 0 cm y un espesor de 525 !m. at 0.02 0 cm and a thickness of 525 µm.

A continuación, se forma una capa porosa de silicio policristalino 4 llevando a cabo un tratamiento de oxidación anódica en la capa de silicio policristalino 3 usando un tanque de procesamiento de oxidación anódica que contiene electrolito compuesto por una mezcla en la que se mezclan conjuntamente una solución acuosa de fluoruro de hidrógeno del 55% en peso y etanol en la relación de casi 1:1. Se lleva a cabo el tratamiento de oxidación anódica con corriente constante aplicando a la vez luz a la capa 3 de tal manera que el electrodo de platino (no se muestra) actúa como un electrodo negativo y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) actúa como un electrodo positivo. De esta manera, se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7B. En el tratamiento de oxidación anódica, se ajusta la densidad de la corriente al valor constante de 30 mA/cm2, y se ajusta el tiempo de la etapa de oxidación anódica a 10 segundos. De manera adicional, durante el tratamiento de oxidación anódica, se aplica luz a la superficie de la capa de silicio policristalino 3 usando una lámpara de tungsteno de 500 W. Dicho esto, en la Forma de Realización 4, se lleva a cabo el tratamiento de oxidación anódica de tal manera que sólo un área cuyo diámetro es 10 mm en la superficie de la capa de silicio policristalino 3 contacta con el electrolito, mientras que el otro área se sella de tal manera que se evita el contacto con el electrolito. De manera adicional, en la Forma de Realización 4, la capa de silicio policristalino 3 se hace completamente porosa. Next, a porous layer of polycrystalline silicon 4 is formed by carrying out an anodic oxidation treatment in the polycrystalline silicon layer 3 using an electrolyte-containing anodic oxidation processing tank composed of a mixture in which a solution is mixed together Hydrogen fluoride aqueous 55% by weight and ethanol in the ratio of almost 1: 1. The anodic oxidation treatment is carried out with constant current while applying light to layer 3 in such a way that the platinum electrode (not shown) acts as a negative electrode and the silicon substrate of type 1 (electrode Ohmic 2) acts as a positive electrode. In this way, the structure shown in Fig. 7B is obtained. In the anodic oxidation treatment, the density of the current is adjusted to the constant value of 30 mA / cm2, and the time of the anodic oxidation stage is adjusted to 10 seconds. Additionally, during the anodic oxidation treatment, light is applied to the surface of the polycrystalline silicon layer 3 using a 500 W tungsten lamp. That said, in Embodiment Form 4, the treatment of anodic oxidation such that only an area whose diameter is 10 mm on the surface of the polycrystalline silicon layer 3 contacts the electrolyte, while the other area is sealed in such a way that contact with the electrolyte is avoided. Additionally, in Embodiment 4, the polycrystalline silicon layer 3 is made completely porous.

A continuación, se oxida la capa muy superficial de la capa porosa de silicio 3 mediante una solución oxidante. En la Forma de Realización 4, como solución oxidante, se usa ácido nítrico (ácido nítrico concentrado) calentado hasta 115ºC, cuya concentración es de casi un 70 %. El tiempo de oxidación es de 10 minutos. Next, the very superficial layer of the porous silicon layer 3 is oxidized by an oxidizing solution. In Embodiment 4, as an oxidizing solution, nitric acid (concentrated nitric acid) heated to 115 ° C is used, the concentration of which is almost 70%. The oxidation time is 10 minutes.

Después, el ácido nítrico diluido de casi un 10% de concentración se introduce nuevamente en el tanque de procesamiento de oxidación anódica. De esta manera, usando el tanque de procesamiento de oxidación anódica que contiene ácido nítrico diluido, se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 dejando constante el flujo de la corriente entre el electrodo de platino y el sustrato de silicio de tipo n 1 de tal manera que el electrodo de platino actúa como un electrodo negativo y el sustrato de silicio 1 actúa como un electrodo positivo. De esta manera, se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7C. En la Fig. 7C el número 6 denota una capa impulsora del campo fuerte formada oxidando la capa porosa de silicio policristalino 4, cuya verdadera capa superficial se ha oxidado mediante la solución oxidante, usando ácido (aunque en la Forma de Realización 4 se usa ácido nítrico diluido, se pueden usar ácido sulfúrico o agua regia). Then, the diluted nitric acid of almost 10% concentration is introduced back into the anodic oxidation processing tank. In this way, using the anodic oxidation processing tank containing diluted nitric acid, the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized, leaving constant the flow of the current between the platinum electrode and the silicon substrate of type 1 of such so that the platinum electrode acts as a negative electrode and the silicon substrate 1 acts as a positive electrode. In this way, the structure shown in Fig. 7C is obtained. In Fig. 7C the number 6 denotes a driving layer of the strong field formed by oxidizing the porous layer of polycrystalline silicon 4, whose true surface layer has been oxidized by the oxidizing solution, using acid (although in Embodiment Form 4 acid is used diluted nitric, sulfuric acid or royal water can be used).

Después que se ha formado la capa impulsora del campo fuerte 6, se forma una película delgada eléctricamente conductora 7, que está compuesta por una película delgada de oro, sobre la capa impulsora del campo fuerte 6. De esta manera, se obtiene una fuente de electrones tal del tipo emisión de campo 10 que tiene la estructura mostrada en la Fig. 7D. Aunque se ajusta el espesor de la película delgada eléctricamente conductora 7 a casi 15 nm en la Forma de Realización 4, no necesita restringirse el espesor a esto. After the driving layer of the strong field 6 has been formed, an electrically conductive thin film 7 is formed, which is composed of a thin gold film, on the driving layer of the strong field 6. In this way, a source of such electrons of the field emission type 10 having the structure shown in Fig. 7D. Although the thickness of the electrically conductive thin film 7 is adjusted to almost 15 nm in Embodiment 4, the thickness need not be restricted to this.

(Forma de Realización 5) (no de acuerdo con la invención) (Embodiment Form 5) (not according to the invention)

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 5. Sin embargo, debido a que la construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 5 son casi los mismos que aquellos de la Forma de Realización 4 (de manera adicional la Forma de Realización 1), como también los elementos constructivos y la etapa de elaboración, que corresponden a los de la Forma de Realización 4, se simplificara u omitirá una descripción detallada acerca de los mismos. De esta manera, se describirán principalmente las diferencias con la Forma de Realización 4. Se describirá la Forma de Realización 5, en referencia a las Figs. 6A-6B, Figs. 7A-7D, Fig. 8 y Fig. 9. En la Forma de Realización 5, como el sustrato eléctricamente conductor, se usa un sustrato de silicio de tipo n monocristalino 1 cuya resistividad eléctrica está comparativamente cerca a aquella de un conductor eléctrico (por ejemplo el tipo de sustrato (100) cuya resistividad eléctrica es aproximadamente de 0,1 0 cm). From now on in this document, the Form of Embodiment 5 will be described. However, because the fundamental construction and manufacturing procedure of the electron source of the field emission type according to Embodiment Form 5 are almost the same as those of the Form of Embodiment 4 (additionally the Embodiment Form 1), as well as the construction elements and the elaboration stage, which correspond to those of the Embodiment Form 4, a description will be simplified or omitted Detailed about them. In this way, the differences with the Form of Embodiment 4 will be described mainly. The Embodiment Form 5 will be described, referring to Figs. 6A-6B, Figs. 7A-7D, Fig. 8 and Fig. 9. In Embodiment 5, as the electrically conductive substrate, a monocrystalline n-type silicon substrate 1 is used whose electrical resistivity is comparatively close to that of an electrical conductor (by example the type of substrate (100) whose electrical resistivity is approximately 0.1 0 cm).

En la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 mostrado en la Fig. 6A de acuerdo con la Forma de Realización 5, también, al igual que en el caso de la Forma de Realización 4, los electrones inyectados desde el sustrato de silicio de tipo n 1 a la capa impulsora del campo fuerte 6 se impulsan a la capa 6 y a continuación pasan a través de la película delgada eléctricamente conductora 7 (electrodo superficial) para ser emitidos hacia el exterior. La fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 se caracteriza porque la capa impulsora del campo fuerte 6 tiene una película instantánea de óxido en la que el contenido de hidrógeno (entrada) es menor en comparación con el caso convencional. Dicho esto, la película de óxido es una película muy diminuta que tiene una estructura de SiO2 In the electron source of the field emission type 10 shown in Fig. 6A according to Embodiment 5, also, as in the case of Embodiment 4, electrons injected from the silicon substrate of Type n 1 to the driving layer of the strong field 6 is driven to the layer 6 and then pass through the electrically conductive thin film 7 (surface electrode) to be emitted outward. The electron source of the field emission type 10 is characterized in that the driving layer of the strong field 6 has an instantaneous oxide film in which the hydrogen content (input) is lower compared to the conventional case. That said, the oxide film is a very tiny film that has a SiO2 structure

o una estructura más cercana a la estructura de SiO2. En la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10, debido a que es menor el contenido de hidrógeno (entrada) en la capa impulsora del campo fuerte 6, es menor el deterioro de la eficiencia de emisión de electrones debido al cambio dependiente de tiempo de la distribución de hidrógeno en comparación con el caso convencional. De manera adicional, debido a que la película de óxido es muy instantánea en comparación con el caso convencional, es más alta la interrupción del voltaje por aislamiento de la fuente. or a structure closer to the structure of SiO2. In the electron source of the field emission type 10, because the hydrogen content (input) in the driving layer of the strong field 6 is less, the deterioration of the electron emission efficiency due to the time-dependent change is less of hydrogen distribution compared to the conventional case. Additionally, because the oxide film is very instantaneous compared to the conventional case, the interruption of the voltage by source isolation is higher.

Además, en la Forma de realización 5, aunque la capa impulsora del campo fuerte 6 está compuesta por la capa porosa de silicio policristalino, la capa 6 puede estar compuesta por silicio poroso monocristalino oxidado. In addition, in Embodiment 5, although the driving layer of the strong field 6 is composed of the porous layer of polycrystalline silicon, the layer 6 may be composed of oxidized monocrystalline porous silicon.

A continuación, se describirá como ejemplo un procedimiento de fabricación de una fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 5, haciendo referencia a las Figs. 7A a 7D. Sin embargo, debido a que el procedimiento de fabricación es casi el mismo que el procedimiento de fabricación es casi el mismo que el procedimiento de fabricación descrito en la Forma de Realización 4 (Figs. 7A-7D), se proporcionan los miembros que corresponden a los miembros en la Forma de realización 4 con los mismos números al igual que los de la Forma de Realización 4 de tal manera que se simplificará u omitirá la descripción detallada acerca de los mismos. De manera adicional, como las etapas son las mismas que aquellas de la Forma de Realización 4, se simplificará u omitirá la descripción acerca de las mismas. Next, a manufacturing method of an electron source of the field emission type according to Embodiment 5 will be described as an example, referring to Figs. 7A to 7D. However, because the manufacturing process is almost the same as the manufacturing process is almost the same as the manufacturing procedure described in Embodiment 4 (Figs. 7A-7D), the members corresponding to the members in the Embodiment 4 with the same numbers as those in the Embodiment Form 4 such that the detailed description about them will be simplified or omitted. Additionally, since the stages are the same as those of Embodiment Form 4, the description about them will be simplified or omitted.

En el procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de Realización 5, al igual que en el caso de la Forma de Realización 4, después que se ha formado un electrodo óhmico 2 sobre la superficie posterior de un sustrato de silicio de tipo n 1, se forma una capa de silicio policristalino no dopado 3 con un espesor predeterminado (por In the manufacturing process according to Embodiment Form 5, as in the case of Embodiment Form 4, after an ohmic electrode 2 has been formed on the back surface of a silicon substrate of type 1, a layer of non-doped polycrystalline silicon 3 with a predetermined thickness is formed (by

ejemplo 1,5 !m), que es una de las capas de semiconductor, sobre la superficie frontal de la capa de silicio de tipo n example 1.5 µm), which is one of the semiconductor layers, on the front surface of the n-type silicon layer

1 de tal manera que se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7A. Dicho esto, al igual que en el caso de la Forma de Realización 4 (Forma de Realización 1), cuando el sustrato eléctricamente conductor es un sustrato semiconductor, se puede formar la capa de silicio policristalino 3 por medio del procedimiento LPCVD, el procedimiento de chisporroteo o similar. Mientras tanto, cuando el sustrato eléctricamente conductor es un sustrato en el que se forma una película eléctricamente conductora sobre una placa de vidrio, se puede formar una capa de silicio policristalino 3 por medio del procedimiento similar a aquel de la Forma de Realización 4. 1 such that the structure shown in Fig. 7A is obtained. That said, as in the case of Embodiment Form 4 (Embodiment Form 1), when the electrically conductive substrate is a semiconductor substrate, the polycrystalline silicon layer 3 can be formed by means of the LPCVD procedure, the process of crackling or similar. Meanwhile, when the electrically conductive substrate is a substrate in which an electrically conductive film is formed on a glass plate, a layer of polycrystalline silicon 3 can be formed by the procedure similar to that of Embodiment 4.

Después que se ha formado la capa de silicio policristalino no dopado 3, al igual que en el caso de la Forma de Realización 4, se forma una capa porosa de silicio policristalino 4 llevando a cabo el tratamiento de oxidación anódica de tal manera que se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7B. Aunque la intensidad de la luz aplicada a la capa de silicio policristalino 3 y la densidad de la corriente son constantes durante el procedimiento de oxidación anódica en el tratamiento de oxidación anódica en la Forma de realización 5, se pueden cambiar aquellas de manera conveniente durante el procedimiento (por ejemplo, se puede cambiar la densidad de la corriente). After the non-doped polycrystalline silicon layer 3 has been formed, as in the case of Embodiment 4, a porous layer of polycrystalline silicon 4 is formed by carrying out the anodic oxidation treatment such that it is obtained the structure shown in Fig. 7B. Although the intensity of the light applied to the polycrystalline silicon layer 3 and the current density are constant during the anodic oxidation process in the anodic oxidation treatment in Embodiment 5, those conveniently can be changed during the procedure (for example, the density of the current can be changed).

Después que se ha completado la oxidación anódica, se oxida la capa muy superficial de la capa porosa de silicio policristalino 4 usando una solución oxidante. De manera adicional, la capa 4 se oxida por medio de un procedimiento RTO da tal manera que se forma una capa impulsora del campo fuerte 6. De esta manera, se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7C. En breve, en la Forma de Realización 5, los átomos de hidrógeno, que finalizan los átomos de silicio en la capa porosa de silicio policristalino 4 formada por medio del tratamiento de oxidación anódica, se sustituyen con átomos de oxígeno mediante la solución oxidante. Dicho esto, como la solución oxidante, se puede usar una cualquiera o una mezcla de varias seleccionadas en un grupo de oxidantes compuestos por ácido nítrico (HNO3), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorhídrico (HCl) y peróxido de hidrógeno (H2O2). After the anodic oxidation is complete, the very superficial layer of the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized using an oxidizing solution. Additionally, the layer 4 is oxidized by means of an RTO process such that a strong field driving layer 6 is formed. In this way, the structure shown in Fig. 7C is obtained. In short, in Embodiment 5, the hydrogen atoms, which terminate the silicon atoms in the porous layer of polycrystalline silicon 4 formed by means of the anodic oxidation treatment, are replaced with oxygen atoms by the oxidizing solution. That said, as the oxidizing solution, any one or a mixture of several selected in a group of oxidants composed of nitric acid (HNO3), sulfuric acid (H2SO4), hydrochloric acid (HCl) and hydrogen peroxide (H2O2) can be used .

Después que se ha formado la capa impulsora del campo fuerte 6, se forma una película delgada eléctricamente conductora 7, que está compuesta de una película delgada de oro, sobre la capa impulsora del campo fuerte 6, por ejemplo, por medio del procedimiento de depósito con vapor. De esta manera, se obtiene una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 tal que tiene la estructura que se muestra en la Fig. 7D. Dicho esto, no necesita restringirse el espesor de la película delgada eléctricamente conductora 7 a un valor concreto, puede ser cualquier valor deseable si sólo los electrones, que han pasado a través de la capa impulsora del campo fuerte 6, pueden pasar a través de la película 7. De manera adicional, aunque se forme la película delgada eléctricamente conductora 7 por medio del procedimiento de depósito con vapor en la Forma de Realización 5, no necesita restringirse el procedimiento de formar la película delgada eléctricamente conductora 7 para el procedimiento de depósito con vapor. Se puede usar, por ejemplo el procedimiento de chisporroteo. After the driving layer of the strong field 6 has been formed, an electrically conductive thin film 7, which is composed of a thin gold film, is formed on the driving layer of the strong field 6, for example, by means of the deposition process with steam In this way, an electron source of the field emission type 10 is obtained such that it has the structure shown in Fig. 7D. That said, the thickness of the electrically conductive thin film 7 does not need to be restricted to a specific value, it can be any desirable value if only the electrons, which have passed through the driving layer of the strong field 6, can pass through the film 7. Additionally, even if the electrically conductive thin film 7 is formed by means of the steam deposition process in Embodiment 5, the process of forming the electrically conductive thin film 7 for the deposition process is not restricted. steam. It can be used, for example the sizzle procedure.

De esta manera, en el procedimiento de fabricación anteriormente mencionado, se lleva a cabo el procedimiento RTO en una capa muy superficial de la capa porosa de silicio policristalino 4 formada por medio del tratamiento de oxidación anódica tras el procedimiento de oxidación usando la solución oxidante, por tanto el contenido de hidrógeno en la capa impulsora del campo fuerte 6 llega a ser más pequeño de tal manera que se forma una película pequeña de óxido que tiene una estructura de SiO2 o una estructura más cercana a la estructura de SiO2. En consecuencia, se puede obtener la fuente de electrones del tipo emisión de campo, en la que el cambio dependiente del tiempo de la eficiencia de emisión de electrones es menor y de manera adicional la interrupción del voltaje es más alta. Thus, in the above-mentioned manufacturing process, the RTO process is carried out on a very superficial layer of the porous layer of polycrystalline silicon 4 formed by means of the anodic oxidation treatment after the oxidation process using the oxidizing solution, therefore the hydrogen content in the driving layer of the strong field 6 becomes smaller in such a way that a small oxide film having a SiO2 structure or a structure closer to the SiO2 structure is formed. Consequently, the source of electrons of the field emission type can be obtained, in which the time-dependent change of the electron emission efficiency is smaller and additionally the voltage interruption is higher.

Además, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 elaborada de acuerdo con el procedimiento de elaboración anteriormente mencionado, al igual que en la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 de acuerdo con la Forma de Realización 4, se pueden emitir los electrones de manera estable, debido a que su propiedad de emisión de electrones tiene una dependencia más pequeña con el grado de vacío, y de manera adicional, no se produce un fenómeno de chasquido cuando se emiten los electrones. De manera adicional, además de un sustrato semiconductor tal como un sustrato de silicio monocristalino, se puede usar un sustrato en el que se proporciona una película eléctricamente conductora (por ejemplo, película ITO) sobre una superficie de una placa de vidrio o similar, como sustrato eléctricamente conductor. Por lo tanto, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo, se puede aumentar su área de emisión de electrones y se puede disminuir su coste de elaboración, en comparación con el electrodo de tipo Spindt. In addition, in the source of electrons of the field emission type 10 elaborated in accordance with the aforementioned processing procedure, as in the source of electrons of the field emission type 10 in accordance with Embodiment 4, they can be emitted electrons stably, because their electron emission property has a smaller dependence on the degree of vacuum, and additionally, there is no clicking phenomenon when electrons are emitted. Additionally, in addition to a semiconductor substrate such as a monocrystalline silicon substrate, a substrate can be used in which an electrically conductive film (eg, ITO film) is provided on a surface of a glass plate or the like, such as electrically conductive substrate. Therefore, in the electron source of the field emission type, its electron emission area can be increased and its processing cost can be reduced, compared to the Spindt type electrode.

Ejemplo 1 Example 1

A partir de ahora, como Ejemplo 1, se describirá una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 fabricada bajo las siguientes condiciones, por medio del procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de Realización From now on, as Example 1, an electron source of the field emission type 10 manufactured under the following conditions will be described, by means of the manufacturing process according to the Embodiment Form

5. 5.

En el Ejemplo 1, tal como en el sustrato 1 de silicio de tipo n, se usó un sustrato de tipo silicio (100), en el que la resistividad eléctrica fue de 0,01-0,02 0 cm y el espesor fue de 525 !m. Se formIn Example 1, as in the n-type silicon substrate 1, a silicon-type substrate (100) was used, in which the electrical resistivity was 0.01-0.02 0 cm and the thickness was 525 m. It formed

ó la capa de silicio policristalino 3 (véase Fig. 7A), por medio del procedimiento LPCVD. En el procedimiento de formación de la película, el grado de vacío fue de 20 Pa, la temperatura del sustrato fue de 640º C, y el caudal del gas monosilano fue de 600 scm3/m. or the polycrystalline silicon layer 3 (see Fig. 7A), by means of the LPCVD procedure. In the film formation process, the vacuum degree was 20 Pa, the substrate temperature was 640 ° C, and the monosilane gas flow rate was 600 scm3 / m.

En el tratamiento de oxidación anódica, se usó un electrolito en el que se mezclaron conjuntamente la solución acuosa de fluoruro de hidrógeno de un 55 % en peso y etanol en la relación próxima a 1:1. En el tratamiento de oxidación anódica, únicamente una región de 10 mm de diámetro en la superficie de la capa de silicio policristalino 3 hizo contacto con el electrolito, mientras que la otra región de la superficie se selló, de tal manera que no hizo contacto con el electrolito. De manera adicional, se sumergió un electrodo de platino en el electrolito, y a continuación se hizo fluir una corriente predeterminada entre el electrodo de platino y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino se volvió un electrodo negativo y el sustrato 1 se volvió un electrodo positivo, aplicando a la vez luz con una energía luminosa constante (intensidad) a la capa de silicio policristalino 3 usando una lámpara de tungsteno de 500 W. Dicho esto, la densidad de la corriente tuvo un valor constante de 30 mA/cm2, y el tiempo del procedimiento de oxidación anódica fue de 10 segundos. In the anodic oxidation treatment, an electrolyte was used in which the 55% by weight aqueous solution of hydrogen fluoride and ethanol were mixed together in the ratio close to 1: 1. In the anodic oxidation treatment, only a region of 10 mm in diameter on the surface of the polycrystalline silicon layer 3 made contact with the electrolyte, while the other region of the surface was sealed, so that it did not make contact with The electrolyte Additionally, a platinum electrode was immersed in the electrolyte, and then a predetermined current was flowed between the platinum electrode and the n 1-type silicon substrate (ohmic electrode 2) such that the platinum electrode is a negative electrode turned and the substrate 1 became a positive electrode, while applying light with a constant light energy (intensity) to the polycrystalline silicon layer 3 using a 500 W tungsten lamp. That said, the density of the current had a constant value of 30 mA / cm2, and the time of the anodic oxidation procedure was 10 seconds.

Como solución oxidante, se usó ácido nítrico (siendo su concentración al 70 %) calentado hasta 115º C. Cabe mencionar que, si se calienta la solución oxidante, se aumenta la velocidad de oxidación de tal manera que se puede acortar el tiempo del procedimiento de oxidación usando la solución oxidante. As an oxidizing solution, nitric acid (with its 70% concentration) being heated to 115 ° C was used. It should be mentioned that, if the oxidizing solution is heated, the oxidation rate is increased in such a way that the process time can be shortened. oxidation using the oxidizing solution.

En el procedimiento RTO para oxidar la capa porosa de silicio policristalino 4, el caudal del gas oxígeno fue de 300 scm3/m, la temperatura de oxidación fue de 900º C, y el tiempo de oxidación fue de 1 hora. Se formó la película delgada eléctricamente conductora 7 (película delgada de oro 7) por medio del procedimiento de depósito con vapor, siendo el espesor de la película de 15 nm. In the RTO process to oxidize the porous layer of polycrystalline silicon 4, the flow rate of the oxygen gas was 300 scm3 / m, the oxidation temperature was 900 ° C, and the oxidation time was 1 hour. The electrically conductive thin film 7 (thin gold film 7) was formed by the steam deposition process, the thickness of the film being 15 nm.

Se introdujo la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 en una cámara de vacío (no se muestra), y a continuación se dispuso un electrodo colector 21 (electrodo para recoger los electrones emitidos) en una posición enfrentada a la película delgada eléctricamente conductora 7 tal como se muestra en la Fig. 8. A continuación, se ajustó el grado de vacío en la cámara de vacío a 5 x 10-5 Pa, se aplicó voltaje Vps con CC entre la película delgada eléctricamente conductora 7 (ánodo) y el electrodo óhmico 2 (cátodo), y de manera adicional, se aplicó voltaje Vc con CC de 100 V entre el electrodo colector 21 y la película delgada eléctricamente conductora 7. De esta manera, se midieron la corriente Ips del diodo que fluye entre la película delgada eléctricamente conductora 7 y el electrodo óhmico 2, y la corriente Ie de electrones emitidos que fluye entre el electrodo colector 21 y la película delgada eléctricamente conductora 7 debido a que los electrones e-emitidos desde la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 atraviesan la película delgada eléctricamente conductora 7 (La línea rayada en la Fig. 8 muestra la corriente de los electrones emitidos.). The electron source of the field emission type 10 was introduced into a vacuum chamber (not shown), and then a collecting electrode 21 (electrode for collecting the emitted electrons) was placed in a position facing the electrically conductive thin film 7 as shown in Fig. 8. Next, the degree of vacuum in the vacuum chamber was adjusted to 5 x 10-5 Pa, Vps voltage with DC was applied between the electrically conductive thin film 7 (anode) and the Ohmic electrode 2 (cathode), and additionally, Vc voltage with 100 V DC was applied between the collecting electrode 21 and the electrically conductive thin film 7. In this way, the Ips current of the diode flowing between the film was measured electrically conductive thin 7 and the ohmic electrode 2, and the current Ie of emitted electrons flowing between the collecting electrode 21 and the electrically conductive thin film 7 because the electrons ee measured from the source of electrons of the field emission type 10 pass through the electrically conductive thin film 7 (The dashed line in Fig. 8 shows the current of the emitted electrons.).

La Fig. 9 muestra el resultado de la medida. En la Fig. 9, el eje horizontal muestra el voltaje Vps con CC, y el eje vertical muestra la densidad de la corriente. De manera adicional, en la Fig 9, las marcas 0 (�) y • (�) muestran la corriente Ips del diodo y la corriente Ie de los electrones emitidos en el Ejemplo 1, respectivamente. Fig. 9 shows the measurement result. In Fig. 9, the horizontal axis shows the voltage Vps with DC, and the vertical axis shows the density of the current. Additionally, in Fig 9, the marks 0 (�) and • (�) show the current Ips of the diode and the current Ie of the electrons emitted in Example 1, respectively.

Además, en la Fig. 9, como ejemplo para comparación, se muestra también el resultado obtenido llevando a cabo una medida similar a la de la medida anteriormente mencionada así como una fuente de electrones del tipo emisión de campo, que se fabricó bajo las mismas condiciones que aquellas del Ejemplo 1 excepto que se omitió la oxidación usando la solución oxidante antes del procedimiento RTO. En la Fig. 9, las marcas • (�) y • (�) muestran la corriente Ips del diodo y la corriente Ie de los electrones emitidos en el ejemplo para comparación, respectivamente. In addition, in Fig. 9, as an example for comparison, the result obtained by carrying out a measurement similar to that of the aforementioned measurement as well as an electron source of the field emission type, which was manufactured under them, is also shown. conditions than those of Example 1 except that oxidation was omitted using the oxidizing solution before the RTO procedure. In Fig. 9, the • (�) and • (�) marks show the current Ips of the diode and the current Ie of the electrons emitted in the example for comparison, respectively.

Como es evidente a partir de la Fig 9, cuando se compara el Ejemplo 1 con el ejemplo para comparación, la corriente Ips del diodo del Ejemplo 1 es menor que la del ejemplo para comparación aunque las corriente Ie de electrones emitidos de ambos sean casi iguales. Debido a que la eficiencia de emisión de electrones se expresa mediante la relación de la corriente Ie de electrones emitidos a la corriente Ips del diodo, esto es Ie/Ips, puede ser comprensible que la eficiencia de emisión de electrones de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 de acuerdo con el Ejemplo 1 sea más alta que la del ejemplo para comparación. De manera adicional, se produce una interrupción dieléctrica en un punto en el que el voltaje Vps con CC es 22 en el ejemplo para comparación, mientras que no se produce dicha interrupción dieléctrica en el Ejemplo 1 incluso si se aumenta el voltaje Vps con CC hasta 28 V. Esto es, el voltaje de interrupción del Ejemplo 1 es más alto que el del ejemplo para comparación. As is evident from Fig. 9, when Example 1 is compared with the example for comparison, the current Ips of the diode of Example 1 is less than that of the example for comparison although the current Ie of emitted electrons of both is almost equal. . Because the electron emission efficiency is expressed by the ratio of the current Ie of electrons emitted to the current Ips of the diode, that is Ie / Ips, it can be understandable that the electron emission efficiency of the electron source of the field emission type 10 according to Example 1 is higher than that of the example for comparison. Additionally, a dielectric interruption occurs at a point where the Vps voltage with DC is 22 in the example for comparison, while said dielectric interruption does not occur in Example 1 even if the Vps voltage with DC is increased up to 28 V. That is, the interrupt voltage of Example 1 is higher than that of the example for comparison.

Ejemplo 2 Example 2

A partir de ahora en el presente documento, como Ejemplo 2, se describirá una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 fabricada bajo las siguientes condiciones. Hereinafter, as Example 2, a source of electrons of the field emission type 10 manufactured under the following conditions will be described.

En el Ejemplo 2, tal como en el sustrato de silicio de tipo n 1, se usó un sustrato de silicio tipo (100), en el que la resistividad eléctrica fue de 0,01-0,02 0 cm y el espesor fue de 525 !m. Se formIn Example 2, as in the silicon substrate of type n 1, a silicon substrate type (100) was used, in which the electrical resistivity was 0.01-0.02 0 cm and the thickness was 525 m. It formed

ó la capa de silicio policristalino 3 (véase Fig. 7A) por medio del procedimiento LPCVD. En el procedimiento de formación de la película, el grado de vacío fue de 20 Pa, la temperatura del sustrato fue de 640º C, y el caudal del gas monosilano fue de 600 scm3/m. or the polycrystalline silicon layer 3 (see Fig. 7A) by means of the LPCVD procedure. In the film formation process, the vacuum degree was 20 Pa, the substrate temperature was 640 ° C, and the monosilane gas flow rate was 600 scm3 / m.

En el tratamiento de oxidación anódica, se usó un electrolito en el que se mezclaron conjuntamente la solución acuosa de fluoruro de hidrógeno de un 55 % en peso y etanol en la relación próxima a 1:1. En el tratamiento de oxidación anódica únicamente hizo contacto una región de 10 mm de diámetro en la superficie de la capa de silicio policristalino 3 con el electrolito, mientras que la otra región de la superficie se selló de tal manera que no hizo contacto con el electrolito. De manera adicional, se sumergió un electrodo de platino en el electrolito, y a continuación se hizo fluir una corriente predeterminada entre el electrodo de platino y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino se volvió un electrodo negativo y el sustrato 1 se volvió un electrodo positivo, aplicando a la vez luz con una energía luminosa constante (intensidad) a la capa de silicio policristalino 3 usando una lámpara de tungsteno de 500 W. Dicho esto, la densidad de la corriente tuvo un valor constante de 30 mA/cm2, y el tiempo del procedimiento de oxidación anódica fue de 10 segundos. In the anodic oxidation treatment, an electrolyte was used in which the 55% by weight aqueous solution of hydrogen fluoride and ethanol were mixed together in the ratio close to 1: 1. In the anodic oxidation treatment only a region of 10 mm in diameter made contact on the surface of the polycrystalline silicon layer 3 with the electrolyte, while the other region of the surface was sealed in such a way that it did not make contact with the electrolyte . Additionally, a platinum electrode was immersed in the electrolyte, and then a predetermined current was flowed between the platinum electrode and the n 1-type silicon substrate (ohmic electrode 2) such that the platinum electrode is a negative electrode turned and the substrate 1 became a positive electrode, while applying light with a constant light energy (intensity) to the polycrystalline silicon layer 3 using a 500 W tungsten lamp. That said, the density of the current had a constant value of 30 mA / cm2, and the time of the anodic oxidation procedure was 10 seconds.

Después que se hubo formado la capa de silicio policristalino 4, se oxidó electroquímicamente la capa 4 con la corriente constante de 1 mA/cm2 en una solución 1 molar en % en peso de ácido sulfúrico a 70º C de tal manera que el electrodo de platino se volvió un electrodo negativo y el sustrato de silicio de tipo n 1 (sustrato eléctricamente conductor) se volvió un electrodo positivo. A continuación se lavó la capa porosa de silicio policristalino 4 usando agua y se secó de manera adicional. Además, sobre la capa porosa de silicio policristalino 4, se formó una película delgada eléctricamente conductora 7 (electrodo superficial) compuesta por oro (Au) que tenía un espesor de 10 nm. After the polycrystalline silicon layer 4 had formed, layer 4 was electrochemically oxidized with the constant current of 1 mA / cm 2 in a 1 molar solution in% by weight sulfuric acid at 70 ° C such that the platinum electrode it became a negative electrode and the n 1 type silicon substrate (electrically conductive substrate) became a positive electrode. The porous layer of polycrystalline silicon 4 was then washed using water and dried further. In addition, on the porous layer of polycrystalline silicon 4, an electrically conductive thin film 7 (surface electrode) composed of gold (Au) having a thickness of 10 nm was formed.

De esta manera, se midió la eficiencia de emisión de electrones de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 obtenida tal como se ha descrito anteriormente de tal manera que la película delgada eléctricamente conductora 7 se volvió un electrodo positivo y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) se volvió un electrodo negativo. De acuerdo con la medida, cuando el voltaje Vps fue de 20 V, la corriente de electrones emitidos fue de 1 !m/cm2. En la Fig. 14 se muestra el resultado. In this way, the electron emission efficiency of the electron source of the field emission type 10 obtained as described above was measured such that the electrically conductive thin film 7 became a positive electrode and the silicon substrate of type n 1 (ohmic electrode 2) became a negative electrode. According to the measurement, when the Vps voltage was 20 V, the emitted electron current was 1 µm / cm2. The result is shown in Fig. 14.

De esta manera, aunque se llevó a cabo el único tratamiento de oxidación a menor temperatura, se observó la emisión de electrones de la corriente de electrones emitidos. Por lo tanto, si se usó un sustrato tal como una placa de vidrio, que requiere que se trate en un procedimiento a menor temperatura, se puede fabricar cualquier fuente de electrones del tipo emisión de campo deseada. Thus, although the only oxidation treatment was carried out at a lower temperature, the emission of electrons from the emitted electron current was observed. Therefore, if a substrate such as a glass plate was used, which requires it to be treated in a lower temperature process, any source of electrons of the desired field emission type can be manufactured.

Dicho esto, no necesitan restringirse las condiciones de procesamiento tales como un tipo de ácido, la densidad de la corriente o similar a la condición anteriormente mencionada. That said, processing conditions such as a type of acid, current density or similar to the aforementioned condition need not be restricted.

Ejemplo 3 Example 3

A partir de ahora en el presente documento, como Ejemplo 3, se describirá una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 fabricada bajo las siguientes condiciones. Hereinafter, as Example 3, a source of electrons of the field emission type 10 manufactured under the following conditions will be described.

En el Ejemplo 3, como en el sustrato de silicio de tipo n 1, se usó un sustrato de tipo silicio (100), en el que la resistividad eléctrica fue de 0,01-0,02 0 cm y el espesor fue de 525 !m. Se formo 3 In Example 3, as in the n 1 type silicon substrate, a silicon type substrate (100) was used, in which the electrical resistivity was 0.01-0.02 0 cm and the thickness was 525 ! m. 3 was formed

ó la capa de silicio policristalin (véase Fig. 7A) por medio del procedimiento LPCVD. En el procedimiento de formación de la película, el grado de vacío fue de 20 Pa, la temperatura del sustrato fue de 640º C, y el caudal del gas monosilano fue de 600 scm3/m. or the polycrystalline silicon layer (see Fig. 7A) by means of the LPCVD procedure. In the film formation process, the vacuum degree was 20 Pa, the substrate temperature was 640 ° C, and the monosilane gas flow rate was 600 scm3 / m.

En el tratamiento de oxidación anódica, se usó un electrolito en el que se mezclaron conjuntamente la solución acuosa de fluoruro de hidrógeno de un 55 % en peso y etanol en la relación próxima a 1:1. En el tratamiento de oxidación únicamente hizo contacto una región de 10 mm de diámetro en la superficie de la capa de silicio policristalino 3 con el electrolito, mientras que la otra región de la superficie se selló de tal manera que no hizo contacto con el electrolito. De manera adicional, se sumergió un electrodo de platino en el electrolito, y a continuación se hizo fluir una corriente predeterminada entre el electrodo de platino y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino se volvió un electrodo negativo y el sustrato 1 se volvió un electrodo positivo, aplicando a la vez luz con una energía luminosa constante (intensidad) a la capa de silicio policristalino 3 usando una lámpara de tungsteno de 500 W. Dicho esto, la densidad de la corriente tuvo un valor constante de 30 mA/cm2, y el tiempo del procedimiento de oxidación anódica fue de 10 segundos. In the anodic oxidation treatment, an electrolyte was used in which the 55% by weight aqueous solution of hydrogen fluoride and ethanol were mixed together in the ratio close to 1: 1. In the oxidation treatment, only a region of 10 mm in diameter was contacted on the surface of the polycrystalline silicon layer 3 with the electrolyte, while the other region of the surface was sealed in such a way that it did not make contact with the electrolyte. Additionally, a platinum electrode was immersed in the electrolyte, and then a predetermined current was flowed between the platinum electrode and the n 1-type silicon substrate (ohmic electrode 2) such that the platinum electrode is a negative electrode turned and the substrate 1 became a positive electrode, while applying light with a constant light energy (intensity) to the polycrystalline silicon layer 3 using a 500 W tungsten lamp. That said, the density of the current had a constant value of 30 mA / cm2, and the time of the anodic oxidation procedure was 10 seconds.

Después que se hubo formado la capa de silicio policristalino 4, se oxidó electroquímicamente la capa 4 con la corriente constante de 20 mA/cm2 en una solución 1 molar en % en peso de ácido sulfúrico a 25º C de tal manera que el electrodo de platino se volvió un electrodo negativo y el sustrato de silicio de tipo n 1 (sustrato eléctricamente conductor) se volvió un electrodo positivo. A continuación se lavó la capa porosa de silicio policristalino 4 usando agua y se secó de manera adicional. De manera adicional, se llevó a cabo en la capa 4 un tratamiento suplementario de oxidación por medio del procedimiento de oxidación térmica rápida. En el procedimiento de oxidación térmica rápida, el caudal del gas oxígeno fue de 300 scm3/m, la temperatura de oxidación fue de 750º C y el tiempo de oxidación fue de 1 hora. After the polycrystalline silicon layer 4 had formed, layer 4 was electrochemically oxidized with the constant current of 20 mA / cm 2 in a 1 molar solution in% by weight sulfuric acid at 25 ° C such that the platinum electrode it became a negative electrode and the n 1 type silicon substrate (electrically conductive substrate) became a positive electrode. The porous layer of polycrystalline silicon 4 was then washed using water and dried further. Additionally, a supplementary oxidation treatment was carried out in layer 4 by means of the rapid thermal oxidation process. In the rapid thermal oxidation process, the oxygen gas flow rate was 300 scm3 / m, the oxidation temperature was 750 ° C and the oxidation time was 1 hour.

A continuación, sobre la capa porosa de silicio policristalino 4, se formó una película delgada eléctricamente conductora 7 (electrodo superficial) compuesta por oro (Au) que tenía un espesor de 10 nm. Next, on the porous layer of polycrystalline silicon 4, an electrically conductive thin film 7 (surface electrode) composed of gold (Au) having a thickness of 10 nm was formed.

De esta manera, se midió la eficiencia de emisión de electrones de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 obtenida tal como se ha descrito anteriormente de tal manera que la película delgada eléctricamente conductora 7 se volvió un electrodo positivo y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) se volvió un electrodo negativo. De acuerdo con la medida, cuando el voltaje Vps fue de 20 V, la corriente de electrones emitidos fue de 10 !m/cm2. En la Fig. 15 se muestra el resultado. In this way, the electron emission efficiency of the electron source of the field emission type 10 obtained as described above was measured such that the electrically conductive thin film 7 became a positive electrode and the silicon substrate of type n 1 (ohmic electrode 2) became a negative electrode. According to the measurement, when the Vps voltage was 20 V, the emitted electron current was 10 µm / cm2. The result is shown in Fig. 15.

De esta manera, aunque se llevó a cabo el único tratamiento de oxidación a temperatura comparativamente menor en comparación con el procedimiento que usa únicamente el procedimiento de oxidación térmica rápida, se observó mucha emisión de electrones de la corriente de electrones emitidos. Por lo tanto, si se usa un sustrato, que requiere que se trate en un procedimiento a menor temperatura, se puede fabricar cualquier fuente de electrones del tipo emisión de campo deseada. Thus, although the only comparatively lower temperature oxidation treatment was carried out compared to the procedure using only the rapid thermal oxidation process, much electron emission from the emitted electron current was observed. Therefore, if a substrate is used, which requires it to be treated in a lower temperature process, any source of electrons of the desired field emission type can be manufactured.

Dicho esto, no necesitan restringirse a la condición anteriormente mencionada las condiciones de procesamiento tales como el tipo de ácido, la temperatura del ácido, la densidad de la corriente, el tipo de oxidación térmica rápida That said, processing conditions such as the type of acid, the temperature of the acid, the density of the current, the type of rapid thermal oxidation need not be restricted to the aforementioned condition

o similares. or similar.

Forma de Realización 6 Embodiment 6

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 6 de la presente invención. Sin embargo, debido a que la construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 6 son casi las mismas a aquellas descritas para la Forma de Realización 5, y también los elementos constructivos y la etapa de fabricación que corresponden a aquellos de la Forma de Realización 5, se simplificará u omitirá la descripción detallada acerca de los mismos. De esta manera, se describirán principalmente las diferencias con la Forma de Realización 5. Se describirá la Forma de Realización 6, en referencia a las Figs. 6A-6B, las Figs. 7A-7D, la Fig. 8 y las Figs. 10A-10B. From now on in this document, Embodiment 6 of the present invention will be described. However, because the fundamental construction and manufacturing process of the electron source of the field emission type in accordance with Embodiment 6 are almost the same as those described for Embodiment 5, and also the elements constructive and the manufacturing stage corresponding to those of Form 5, the detailed description about them will be simplified or omitted. In this way, the differences with the Form of Embodiment 5 will be described mainly. The Embodiment Form 6 will be described, referring to Figs. 6A-6B, Figs. 7A-7D, Fig. 8 and Figs. 10A-10B.

Tal como se ha descrito anteriormente, en la fuente de electrones 10 del tipo emisión de campo que se muestra en la Fig. 4, la capa impulsora del campo fuerte 6 incluye al menos los granos de silicio policristalino conformados como columna 61. las películas delgadas 62 de óxido de silicio formadas sobre las superficies de los granos de silicio policristalino 61, las capas finas de silicio policristalino 63 de orden nanométrico que existen entre los granos de silicio policristalino 61, y las películas de óxido de silicio 64 formadas sobre las superficies de las capas finas de silicio cristalino 63, siendo cada una de las películas 64 una película aislante que tiene un espesor más pequeño que el diámetro de una partícula de cristal de la capa fina de silicio policristalino 63. As described above, in the electron source 10 of the field emission type shown in Fig. 4, the driving layer of the strong field 6 includes at least the polycrystalline silicon grains formed as column 61. the thin films 62 of silicon oxide formed on the surfaces of polycrystalline silicon grains 61, the thin layers of polycrystalline silicon 63 of nanometric order that exist between polycrystalline silicon grains 61, and silicon oxide films 64 formed on the surfaces of the thin layers of crystalline silicon 63, each of the films 64 being an insulating film having a thickness smaller than the diameter of a crystal particle of the thin layer of polycrystalline silicon 63.

En la capa impulsora del campo fuerte 6 de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 descrita anteriormente, se puede considerar que se hace porosa la superficie de cada uno de los granos, mientras se mantiene el estado del cristal en la porción central de cada uno de los granos. Por lo tanto, el campo eléctrico, que se aplica a la capa impulsora del campo fuerte 6, se aplica en su mayor parte a las películas de óxido de silicio 64. De esta manera, los electrones inyectados a la capa 6 se aceleran mediante el campo fuerte aplicado a las películas de óxido de silicio 64 así los electrones se derivan entre los granos de silicio policristalino 61 en la dirección de la flecha A en la Fig. 4 hacia la superficie de la capa 6. En consecuencia, se mejora la eficiencia de emisión de electrones de la fuente. In the driving layer of the strong field 6 of the electron source of the field emission type 10 described above, it can be considered that the surface of each of the grains is made porous, while maintaining the state of the crystal in the central portion of Each of the beans. Therefore, the electric field, which is applied to the driving layer of the strong field 6, is mostly applied to silicon oxide films 64. In this way, the electrons injected into the layer 6 are accelerated by the strong field applied to silicon oxide films 64 so electrons are derived between polycrystalline silicon grains 61 in the direction of arrow A in Fig. 4 towards the surface of layer 6. Consequently, efficiency is improved of electron emission from the source.

De esta manera, los inventores de la presente solicitud han llevado a cabo las siguientes invenciones de acuerdo con la Formas de Realización 6 a 14 a la vista de las películas de óxido de silicio 64. Esto es, los inventores de la presente solicitud consideran que se podrían recubrir las superficies completas de las capas finas de silicio cristalino 63 mediante átomos de oxígeno 65 tal como se muestra en la Fig. 10A cuando las superficies de las capas finas de silicio cristalino 63 se han oxidado de manera completa, mientras las superficies de las capas finas de silicio cristalino 63 podrían no recubrirse completamente mediante los átomos de oxígeno 65 tal como se muestra en la Fig. 10B cuando se ha llevado a cabo la oxidación mediante el procedimiento RTO (a saber, las capas finas de silicio cristalino 63 estarían insuficientemente cubiertas por los átomos de oxígeno 65). De esta manera, los inventores han llevado a cabo la invención de acuerdo con las Formas de Realización 6 a 14 en función de la consideración anteriormente mencionada. En la Forma de Realización 6, como sustrato eléctricamente conductor se usa un sustrato de silicio de tipo n 1 cuya resistividad eléctrica está comparativamente próxima a la de un conductor eléctrico (por ejemplo, del tipo del sustrato de silicio 8100) cuya resistividad eléctrica es aproximadamente de 0,1 0 cm). Thus, the inventors of the present application have carried out the following inventions in accordance with Embodiment Forms 6 to 14 in view of silicon oxide films 64. That is, the inventors of the present application consider that the entire surfaces of the thin layers of crystalline silicon 63 could be coated by oxygen atoms 65 as shown in Fig. 10A when the surfaces of the thin layers of crystalline silicon 63 have been completely oxidized, while the surfaces of the thin layers of crystalline silicon 63 may not be completely coated by the oxygen atoms 65 as shown in Fig. 10B when the oxidation has been carried out by the RTO process (i.e., the thin layers of crystalline silicon 63 would be insufficiently covered by oxygen atoms 65). Thus, the inventors have carried out the invention in accordance with Embodiment Forms 6 to 14 depending on the aforementioned consideration. In Embodiment 6, as an electrically conductive substrate, a silicon substrate of type 1 is used whose electrical resistivity is comparatively close to that of an electrical conductor (for example, of the silicon substrate type 8100) whose electrical resistivity is approximately 0,1 0 cm).

En la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 que se muestra en la Fig. 6A de acuerdo con la Forma de Realización 6, también, los electrones inyectados desde el sustrato de silicio de tipo n 1, que es un sustrato eléctricamente conductor, impulsan la capa impulsora del campo fuerte 6, y a continuación se emiten hacia el exterior a través de la película delgada eléctricamente conductora 7, mediante un procedimiento igual que el de la Forma de Realización 5. Dicho esto, no necesitan restringirse al oro los materiales de la película delgada eléctricamente conductora 7. Se puede usar cualquier material (por ejemplo, aluminio, cromo, tungsteno, níquel, platino o similar) si únicamente su función de trabajo es pequeña. In the electron source of the field emission type 10 shown in Fig. 6A according to Embodiment 6, also, the electrons injected from the silicon substrate of type 1, which is an electrically conductive substrate, they drive the driving layer of the strong field 6, and then they are emitted outwardly through the electrically conductive thin film 7, by a procedure similar to that of Embodiment 5. Having said that, the materials of gold need not be restricted to gold. the electrically conductive thin film 7. Any material (for example, aluminum, chrome, tungsten, nickel, platinum or the like) can be used if only its working function is small.

De manera adicional, aunque se forme la película delgada eléctricamente conductora 7 como una capa única en la Forma de Realización 6, se puede formar como una película laminada de electrodo delgado compuesta de al menos dos capas laminadas en la dirección del espesor de las capas. Cuando la película delgada eléctricamente conductora 7 está compuesta por una película laminada de electrodo delgado que tiene dos capas, por ejemplo, se puede usar oro o similar como material para la capa superior de la película laminada de electrodo delgado. Por otra parte, se pueden usar como material de la capa inferior de la película laminada de electrodo delgado (la capa delgada enfrentada a la capa impulsora del campo fuerte 6), por ejemplo, cromo, níquel, platino, titanio, iridio o similares. Additionally, although the electrically conductive thin film 7 is formed as a single layer in Embodiment 6, it can be formed as a thin electrode laminated film composed of at least two laminated layers in the direction of the thickness of the layers. When the electrically conductive thin film 7 is composed of a thin electrode laminated film having two layers, for example, gold or the like can be used as the material for the upper layer of the thin electrode laminated film. On the other hand, they can be used as the material of the lower layer of the thin electrode laminated film (the thin layer facing the driving layer of the strong field 6), for example, chromium, nickel, platinum, titanium, iridium or the like.

A continuación se describirá como ejemplo un procedimiento de fabricación de una fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 6, haciendo referencia a las Figs. 7A a 7D. Sin embargo, debido a que el procedimiento de fabricación es casi el mismo que el procedimiento de fabricación descrito en las formas de Realización 4 ó 5 (Figs. 7A-7D), se proporcionan los mismos números de los miembros correspondientes a los miembros en las Formas de Realización 4 ó 5 al igual que aquellos en las Formas de Realización 4 ó 5 de tal manera que se simplificará o se omitirá la descripción detallada acerca de ellos. De manera adicional, como las etapas son las mismas que aquellas de las Formas de Realización 4 ó 5, se simplificará u omitirá la descripción acerca de ellas. An example of a method of manufacturing a source of electrons of the field emission type according to Embodiment 6 will be described below, with reference to Figs. 7A to 7D. However, because the manufacturing process is almost the same as the manufacturing procedure described in Embodiments 4 or 5 (Figs. 7A-7D), the same numbers of the corresponding members are provided to the members in the Forms of Embodiment 4 or 5 as well as those in Forms of Embodiment 4 or 5 such that detailed description about them will be simplified or omitted. Additionally, since the stages are the same as those of Embodiment Forms 4 or 5, the description about them will be simplified or omitted.

En el procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de Realización 6, al igual que en el caso de las Formas de Realización 4 ó 5, después que se ha formado un electrodo óhmico 2 sobre la superficie posterior de un sustrato de silicio de tipo n 1, se forma una capa de silicio policristalino no dopado 3 con un espesor predeterminado (por In the manufacturing process according to Embodiment Form 6, as in the case of Embodiment Forms 4 or 5, after an ohmic electrode 2 has been formed on the back surface of a n-type silicon substrate 1, a layer of non-doped polycrystalline silicon 3 with a predetermined thickness is formed (by

ejemplo, 1,5 !m), que es una de las capas semiconductoras, sobre la superficie frontal de la capa de silicio de tipo n example, 1.5 µm), which is one of the semiconductor layers, on the front surface of the n-type silicon layer

1 de tal manera que se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7A. Inmediatamente después de esto, se forma la capa de silicio policristalino 3 por medio de un procedimiento similar al de las Formas de Realización 4 ó 5. 1 such that the structure shown in Fig. 7A is obtained. Immediately after this, the polycrystalline silicon layer 3 is formed by a procedure similar to that of Embodiment Forms 4 or 5.

Después que se ha formado la capa de silicio policristalino no dopado, al igual que en el caso de las Formas de Realización 4 ó 5, se forma una capa porosa de silicio policristalino 4 llevando a cabo el tratamiento de oxidación anódica de tal manera que se obtiene la estructura que se muestra en la Fig. 7B. En el tratamiento de oxidación anódica de la Forma de Realización 6, la densidad de la corriente es constante. De manera adicional, durante el procedimiento de oxidación anódica, se aplica luz a la superficie de la capa de silicio policristalino 3 usando una lámpara de tungsteno de 500 W de tal manera que se hace completamente porosa la capa de silicio policristalino 3. Sin embargo, únicamente se puede hacer porosa una porción de la capa 3 de silicio policristalino. After the non-doped polycrystalline silicon layer has been formed, as in the case of Embodiment Forms 4 or 5, a porous layer of polycrystalline silicon 4 is formed by carrying out the anodic oxidation treatment such that Obtain the structure shown in Fig. 7B. In the anodic oxidation treatment of Embodiment 6, the density of the current is constant. Additionally, during the anodic oxidation process, light is applied to the surface of the polycrystalline silicon layer 3 using a 500 W tungsten lamp such that the polycrystalline silicon layer 3 is completely porous. However, Only a portion of the layer 3 of polycrystalline silicon can be made porous.

A continuación, se forma una capa impulsora del campo fuerte 6 mediante oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 de tal manera que se obtiene la construcción que se muestra en la Fig. 7C. Dicho esto, durante la etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4, se oxida el sustrato poroso de silicio policristalino aplicando rayos ultravioleta al anterior en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno (O2) y ozono (O3). Dicho esto, como fuente de luz de rayos ultravioleta, se puede usar, por ejemplo, una lámpara ultravioleta (por ejemplo, una lámpara de mercurio de baja presión cuyo componente principal de longitud de onda es 185 nm o 256 nm) o un láser excimer cuyo componente principal de longitud de onda es 172 nm. Se puede ajustar de manera conveniente el tiempo para aplicar los rayos ultravioleta a un valor en un intervalo de unos pocos minutos a unas pocas horas. Next, a strong field 6 driving layer is formed by oxidation of the polycrystalline silicon porous layer 4 such that the construction shown in Fig. 7C is obtained. That said, during the oxidation stage of the polycrystalline silicon porous layer 4, the polycrystalline silicon porous substrate is oxidized by applying ultraviolet rays to the former in a gas atmosphere containing at least one of oxygen (O2) and ozone (O3) . That said, as an ultraviolet light source, for example, an ultraviolet lamp (for example, a low pressure mercury lamp whose main wavelength component is 185 nm or 256 nm) or an excimer laser can be used whose main wavelength component is 172 nm. You can conveniently adjust the time to apply ultraviolet rays to a value in a range of a few minutes to a few hours.

Después que se ha formado la capa impulsora del campo fuerte 6, se forma una película delgada eléctricamente conductora 7 sobre la capa impulsora del campo fuerte 6, por ejemplo, por medio del procedimiento de depósito de vapor. De esta manera, se obtiene dicha fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 que tiene la estructura que se muestra en la Fig. 7D. Dicho esto, aunque se forme la película delgada eléctricamente conductora 7 por medio del procedimiento de depósito de vapor de la Forma de Realización 6, no necesita restringirse el procedimiento de formación de la película delgada eléctricamente conductora 7 al procedimiento de depósito con vapor. Por ejemplo, se puede usar el procedimiento de chisporroteo. After the driving layer of the strong field 6 has been formed, an electrically conductive thin film 7 is formed on the driving layer of the strong field 6, for example, by means of the steam deposition process. In this way, said source of electrons of the field emission type 10 having the structure shown in Fig. 7D is obtained. That said, although the electrically conductive thin film 7 is formed by means of the steam deposition process of Embodiment 6, the process of forming the electrically conductive thin film 7 does not need to be restricted to the steam deposition process. For example, the sizzle procedure can be used.

Así, en el procedimiento de fabricación descrito en la Solicitud de Patente Japonesa N.º 10-272340 o N.º 10-272342, se forma la capa 6 impulsora del campo fuerte mediante la oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 por medio del procedimiento RTO. En este caso, debido a que la temperatura de oxidación es comparativamente más alta (800-900º C) se puede obligar a usar un sustrato en el que se proporciona una película eléctricamente conductora sobre un vidrio de cuarzo caro, o un sustrato de silicio monocristalino, como sustrato eléctricamente conductor. De acuerdo con esto, debido a que se restringe el aumento del área del sustrato eléctricamente conductor, se puede producir, por ejemplo, una desventaja tal que sea difícil conseguir una pantalla que tenga un área más grande. Thus, in the manufacturing process described in Japanese Patent Application No. 10-272340 or No. 10-272342, the driving layer 6 of the strong field is formed by oxidation of the porous layer of polycrystalline silicon 4 by means of the RTO procedure. In this case, because the oxidation temperature is comparatively higher (800-900 ° C), it is possible to use a substrate in which an electrically conductive film is provided on an expensive quartz glass, or a monocrystalline silicon substrate , as an electrically conductive substrate. Accordingly, because the increase in the area of the electrically conductive substrate is restricted, there can be, for example, a disadvantage such that it is difficult to achieve a screen having a larger area.

Por el contrario, en el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de realización 6, debido a que la capa porosa de silicio policristalino 4 se oxida en la atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono aplicando a la vez rayos ultravioleta a la anterior durante la etapa de oxidación de la capa de silicio 4, se aumenta la eficiencia de emisión de electrones (eficiencia de emisión de electrones) en comparación con el procedimiento de formación de la capa impulsora del campo fuerte mediante la oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 por medio del procedimiento RTO. Dicho esto, la eficiencia de emisión de electrones es el valor obtenido mediante la fórmula de (Ie/Ips) x 100 en función de la corriente Ips del diodo y la corriente Ie de electrones emitidos. Se puede considerar que la razón por la cual la eficiencia de emisión de electrones es elevada tal como se ha descrito anteriormente, es un tema tal que cuando se aplican los rayos ultravioleta en la atmósfera de ozono, por ejemplo, se cortan los enlaces de silicio en la superficie más superior de la capa fina de silicio cristalino 63 que se muestran en la Fig. 10B mediante los rayos ultravioleta y se producen enlaces Si-O mediante el ozono activo de tal manera que se mejora la relación de la superficie de la capa fina de silicio cristalino 63, que se recubre por átomos de oxígeno 65 (esto es, se acerca a un estado ideal que se muestra en la Fig. 10A). De esta manera, la descomposición del gas se promueve con la aplicación de los rayos ultravioleta. On the contrary, in the process of manufacturing the source of electrons of the field emission type according to Embodiment 6, because the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized in the gas atmosphere containing at least one of oxygen and ozone while applying ultraviolet rays to the previous one during the oxidation stage of the silicon layer 4, the electron emission efficiency (electron emission efficiency) is increased compared to the layer formation procedure booster of the strong field by oxidation of the porous layer of polycrystalline silicon 4 by means of the RTO process. That said, the efficiency of electron emission is the value obtained by the formula of (Ie / Ips) x 100 depending on the current Ips of the diode and the current Ie of emitted electrons. It can be considered that the reason why the electron emission efficiency is high as described above, is such an issue that when ultraviolet rays are applied in the ozone atmosphere, for example, silicon bonds are cut on the uppermost surface of the thin layer of crystalline silicon 63 shown in Fig. 10B by ultraviolet rays and Si-O bonds are produced by active ozone such that the surface ratio of the layer is improved Crystalline silicon thin 63, which is coated by oxygen atoms 65 (that is, it approaches an ideal state shown in Fig. 10A). In this way, the decomposition of the gas is promoted with the application of ultraviolet rays.

De esta manera, de acuerdo con el procedimiento de fabricación de la Forma de Realización 6, debido a que se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 en la atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono, aplicando a la vez rayos ultravioleta a la anterior durante la etapa de oxidación de la capa de silicio 4, se aumenta la eficiencia de emisión de electrones. De manera adicional, debido a que se forma la capa impulsora del campo fuerte 6 mediante oxidación de la capa porosa de silicio policristalino sin calentar la capa 4, se puede formar la capa impulsora del campo fuerte a una temperatura menor en comparación con el caso de formación de la capa impulsora del campo fuerte mediante oxidación de la capa porosa de silicio policristalino por medio del procedimiento RTO (en este caso, se debe calentar hasta 800 a 900º C). Por lo tanto, debido a que la temperatura del proceso es menor, se vuelve menor la restricción para los materiales del sustrato eléctricamente conductor de tal manera que se puede conseguir fácilmente el aumento del área y la disminución del coste de fabricación. Thus, according to the manufacturing method of Embodiment Form 6, because the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized in the gas atmosphere containing at least one of oxygen and ozone, while applying rays ultraviolet to the previous one during the oxidation stage of the silicon layer 4, the efficiency of electron emission is increased. Additionally, because the driving layer of the strong field 6 is formed by oxidation of the porous layer of polycrystalline silicon without heating the layer 4, the driving layer of the strong field can be formed at a lower temperature compared to the case of formation of the driving layer of the strong field by oxidation of the porous layer of polycrystalline silicon by means of the RTO procedure (in this case, it must be heated to 800 to 900 ° C). Therefore, because the process temperature is lower, the restriction for electrically conductive substrate materials becomes less such that increasing the area and decreasing manufacturing cost can be easily achieved.

Forma de Realización 7 Embodiment 7

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 7 de la presente invención. Sin embargo, debido a que la construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 7 son casi los mismos que aquellos de la Forma de realización 6 excepto que su etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 es diferente a la de la forma de realización 6. Por lo tanto, en cuanto a los elementos constructivos y la etapa de fabricación que corresponde a aquella de la Forma de Realización 6, se simplificará u omitirá la descripción detallada acerca de ellos. De esta manera, se describirán principalmente las diferencias con la Forma de Realización 6. From now on in this document, Embodiment 7 of the present invention will be described. However, because the fundamental construction and manufacturing process of the electron source of the field emission type according to Embodiment 7 are almost the same as those of Embodiment 6 except that its oxidation stage of the porous layer of polycrystalline silicon 4 is different from that of the embodiment 6. Therefore, as regards the construction elements and the manufacturing stage corresponding to that of the Embodiment 6, the design will be simplified or omitted Detailed description about them. In this way, the differences with the Form of Embodiment 6 will be described mainly.

En la Forma de Realización 7, en la etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4, se oxida la capa porosa de silicio policristalino 4 exponiendo la capa 4 al plasma en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno u ozono (etapa principal de oxidación). Dicho esto, se puede producir el plasma, por ejemplo, usando una frecuencia elevada de 13,56 MHz. Cuando se usa la frecuencia elevada de 13,56 MHz, se puede ajustar la energía RF a, por ejemplo, de algunas decenas de W a algunas centenas de W. De manera adicional, se puede ajustar de manera conveniente el tiempo de exposición de la capa porosa de silicio policristalino 4 al plasma a un valor en el intervalo de algunos minutos a algunas horas. Dicho esto, se puede producir plasma produciendo una descarga eléctrica en la atmósfera de gas anteriormente mencionada (por ejemplo, gas inerte). In Embodiment 7, in the oxidation stage of the polycrystalline silicon porous layer 4, the polycrystalline silicon porous layer 4 is oxidized by exposing the layer 4 to the plasma in a gas atmosphere containing at least one of oxygen or ozone (main oxidation stage). That said, plasma can be produced, for example, using a high frequency of 13.56 MHz. When the high frequency of 13.56 MHz is used, the RF energy can be adjusted to, for example, a few tens of W to a few hundred W. In addition, the exposure time of the polycrystalline silicon porous layer 4 to the plasma can be conveniently adjusted to a value in the range of a few minutes to a few hours. That said, plasma can be produced by producing an electric discharge in the gas atmosphere mentioned above (for example, inert gas).

De esta manera, de acuerdo con el procedimiento de fabricación de la Forma de Realización 7, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar la eficiencia de emisión de electrones en comparación con el caso convencional de formación de la capa impulsora del campo fuerte por medio del procedimiento RTO. De manera adicional, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar fácilmente el área de la fuente 10 de electrones del tipo emisión de campo y de manera adicional, se puede disminuir fácilmente el coste de fabricación de la fuente. In this way, according to the manufacturing process of the Embodiment Form 7, as in the case of the Embodiment Form 6, the efficiency of electron emission can be increased compared to the conventional case of formation of the driving layer of the strong field by means of the RTO procedure. Additionally, as in the case of Embodiment 6, the area of the electron source 10 of the field emission type can be easily increased and additionally, the manufacturing cost of the source can be easily reduced .

Forma de Realización 8 Embodiment 8

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 8 de la presente invención. Sin embargo, debido a que la construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 8 son casi los mismos que aquellos de la Forma de Realización 6 excepto, que su etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 es diferente de la de la Forma de Realización 6. Por lo tanto, en cuanto a los elementos constructivos y la etapa de fabricación que corresponden a aquellos en la Forma de Realización 6, se simplificará u omitirá la descripción acerca de ellos. De esta manera, se describirán principalmente las diferencias con la Forma de Realización 6. From now on in this document, Embodiment 8 of the present invention will be described. However, because the fundamental construction and manufacturing procedure of the electron source of the field emission type according to Embodiment 8 are almost the same as those of Embodiment Form 6 except, that its stage of Oxidation of the polycrystalline silicon porous layer 4 is different from that of Embodiment 6. Therefore, as regards the construction elements and the manufacturing stage corresponding to those in Embodiment 6, it will be simplified or omitted The description about them. In this way, the differences with the Form of Embodiment 6 will be described mainly.

En la Forma de Realización 8, en la etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4, se oxida la capa 4 porosa de silicio policristalino calentando la capa 4 en una atmósfera de gas que contiene al menos ozono (etapa principal de oxidación). Dicho esto, se pueden ajustar de manera conveniente la temperatura y el tiempo del procedimiento de calentamiento hasta un valor en el intervalo de 100 a 600º C y un valor en el intervalo de algunos minutos a algunas horas, respectivamente. Dicho esto, la temperatura del procedimiento de calentamiento puede ser más alta de 600º C. Sin embargo, es preferible ajustar la temperatura a un valor conveniente en el intervalo de 100 a 600º C con vistas a disminuir la restricción de los materiales del sustrato eléctricamente conductor (por ejemplo, con el fin de usar un sustrato en el que se proporciona una película eléctricamente conductora sobre una placa de vidrio cuyo precio es menos caro que el de la placa de vidrio de cuarzo, como sustrato eléctricamente conductor). In Embodiment 8, in the oxidation stage of the polycrystalline silicon porous layer 4, the polycrystalline silicon porous layer 4 is oxidized by heating the layer 4 in a gas atmosphere containing at least ozone (main oxidation stage) . That said, the temperature and time of the heating process can be conveniently adjusted to a value in the range of 100 to 600 ° C and a value in the range of a few minutes to a few hours, respectively. That said, the temperature of the heating process may be higher than 600 ° C. However, it is preferable to adjust the temperature to a convenient value in the range of 100 to 600 ° C with a view to decreasing the restriction of the electrically conductive substrate materials. (For example, in order to use a substrate in which an electrically conductive film is provided on a glass plate whose price is less expensive than that of the quartz glass plate, as an electrically conductive substrate).

De esta manera, de acuerdo con el procedimiento de fabricación de la Forma de Realización 8, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar la eficiencia de emisión de electrones en comparación con el caso convencional de formación de la capa impulsora del campo fuerte por medio del procedimiento RTO. De manera adicional, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar fácilmente el área de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 y de manera adicional, disminuir fácilmente el coste de fabricación de la fuente. In this way, according to the manufacturing process of the Embodiment Form 8, as in the case of the Embodiment Form 6, the efficiency of electron emission can be increased compared to the conventional case of formation of the driving layer of the strong field by means of the RTO procedure. Additionally, as in the case of Embodiment 6, the area of the electron source of the field emission type 10 can be easily increased and additionally, the manufacturing cost of the source can be easily reduced.

Forma de Realización 9 Embodiment 9

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 9 de la presente invención. Sin embargo, debido a que la construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 9 son casi los mismos que aquellos de la Forma de Realización 6 excepto que su etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 es diferente de la de la Forma de Realización 6. Por lo tanto, en cuanto a los elementos constructivos y la etapa de fabricación que corresponden a aquellos de la Forma de Realización 6, se simplificará u omitirá la descripción detallada acerca de ellos. De esta manera, se describirán principalmente las diferencias con la Forma de Realización 6. From now on in this document, Embodiment 9 of the present invention will be described. However, because the fundamental construction and manufacturing process of the electron source of the field emission type according to Embodiment 9 are almost the same as those of Embodiment Form 6 except that its oxidation stage of the porous layer of polycrystalline silicon 4 is different from that of the Form of Embodiment 6. Therefore, as regards the construction elements and the manufacturing stage corresponding to those of the Embodiment Form 6, it will simplify or omit the Detailed description about them. In this way, the differences with the Form of Embodiment 6 will be described mainly.

En la Forma de Realización 9, en la etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4, se oxida la capa 4 porosa de silicio policristalino aplicando rayos ultravioleta a la capa 4 y calentando la capa 4 (etapa principal de oxidación). Dicho esto, se pueden ajustar de manera conveniente la temperatura y el tiempo del procedimiento de calentamiento hasta un valor en el intervalo de 100 a 600º C y un valor en el intervalo de algunos minutos a algunas horas, respectivamente. Dicho esto, aunque la temperatura del procedimiento de calentamiento puede ser más alta de 600º C, es preferible ajustar la temperatura a un valor conveniente en el intervalo de 100 a 600º C debido a la misma razón que la de la Forma de Realización 8. In Embodiment 9, in the oxidation stage of the porous layer of polycrystalline silicon 4, the porous layer 4 of polycrystalline silicon is oxidized by applying ultraviolet rays to layer 4 and heating layer 4 (main oxidation stage). That said, the temperature and time of the heating process can be conveniently adjusted to a value in the range of 100 to 600 ° C and a value in the range of a few minutes to a few hours, respectively. That said, although the temperature of the heating process may be higher than 600 ° C, it is preferable to adjust the temperature to a convenient value in the range of 100 to 600 ° C due to the same reason as that of Embodiment 8.

De esta manera, de acuerdo con el procedimiento de fabricación de la Forma de Realización 9, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar la eficiencia de emisión de electrones en comparación con el caso convencional de formación de la capa impulsora del campo fuerte por medio del procedimiento RTO. De manera adicional, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar fácilmente el área de la fuente 10 de electrones del tipo emisión de campo y, de manera adicional, disminuir fácilmente el coste de fabricación de la fuente. In this way, according to the manufacturing process of the Embodiment Form 9, as in the case of the Embodiment Form 6, the efficiency of electron emission can be increased compared to the conventional case of formation of the driving layer of the strong field by means of the RTO procedure. Additionally, as in the case of Embodiment 6, the area of the electron source 10 of the field emission type can be easily increased and, additionally, easily decrease the manufacturing cost of the source.

Forma de Realización 10 Embodiment 10

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 10 de la presente invención. Sin embargo, debido a que la construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 10 son casi los mismos que aquellos de la Forma de Realización 6 excepto que su etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4 es diferente de la de la Forma de Realización 6. Por lo tanto, en cuanto a los elementos constructivos y la etapa de fabricación que corresponden a aquellos de la Forma de Realización 6, se simplificará u omitirá la descripción detallada acerca de ellos. De esta manera, se describirán principalmente las diferencias con la Forma de Realización 6. From now on in this document, Embodiment 10 of the present invention will be described. However, because the fundamental construction and manufacturing process of the electron source of the field emission type according to Embodiment Form 10 are almost the same as those of Embodiment Form 6 except that its oxidation stage of the porous layer of polycrystalline silicon 4 is different from that of the Form of Embodiment 6. Therefore, as regards the construction elements and the manufacturing stage corresponding to those of the Embodiment Form 6, it will simplify or omit the Detailed description about them. In this way, the differences with the Form of Embodiment 6 will be described mainly.

En la Forma de Realización 10, en la etapa de oxidación de la capa porosa de silicio policristalino 4, se oxida la capa porosa de silicio policristalino aplicando rayos ultravioleta a la capa 4 en una atmósfera de gas inerte que contiene al menos uno de oxígeno y ozono y calentando la capa 4 (etapa principal de oxidación) . Dicho esto, se pueden ajustar de manera conveniente la temperatura y el tiempo del procedimiento de calentamiento hasta un valor en el intervalo de 100 a 600º C y un valor en el intervalo de algunos minutos a algunas horas, respectivamente. Dicho esto, aunque la temperatura del procedimiento de calentamiento puede ser más alta de 600º C, es preferible ajustar la temperatura a un valor conveniente en el intervalo de 100 a 600º C debido a la misma razón que la de la Forma de Realización 8. In Embodiment 10, in the oxidation stage of the polycrystalline silicon porous layer 4, the polycrystalline silicon porous layer is oxidized by applying ultraviolet rays to layer 4 in an inert gas atmosphere containing at least one of oxygen and ozone and heating layer 4 (main oxidation stage). That said, the temperature and time of the heating process can be conveniently adjusted to a value in the range of 100 to 600 ° C and a value in the range of a few minutes to a few hours, respectively. That said, although the temperature of the heating process may be higher than 600 ° C, it is preferable to adjust the temperature to a convenient value in the range of 100 to 600 ° C due to the same reason as that of Embodiment 8.

De esta manera, de acuerdo con el procedimiento de fabricación de la Forma de Realización 10, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar la eficiencia de emisión de electrones en comparación con el caso convencional de formación de la capa impulsora del campo fuerte por medio del procedimiento RTO. De manera adicional, al igual que en el caso de la Forma de Realización 6, se puede aumentar fácilmente el área de la fuente 10 de electrones del tipo emisión de campo y, de manera adicional, disminuir fácilmente el coste de fabricación de la fuente. In this way, in accordance with the manufacturing process of the Embodiment Form 10, as in the case of the Embodiment Form 6, the efficiency of electron emission can be increased compared to the conventional case of formation of the driving layer of the strong field by means of the RTO procedure. Additionally, as in the case of Embodiment 6, the area of the electron source 10 of the field emission type can be easily increased and, additionally, easily decrease the manufacturing cost of the source.

Forma de Realización 11 Embodiment 11

A partir de ahora en el presente documento se describirá la Forma de Realización 11 de la presente invención. La construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo de acuerdo con la Forma de Realización 11 son casi los mismos que aquellos de una cualquiera de las Formas de realización 6 a 10. Sin embargo, el procedimiento de fabricación se caracteriza en que éste incluye una etapa suplementaria de oxidación para oxidar la capa porosa de silicio policristalino 4 por medio del procedimiento térmico rápido antes y/o después de la etapa principal de oxidación en una cualquiera de las Formas de Realización 6 a 10. Dicho esto, se lleva a cabo la etapa suplementaria de oxidación mediante el procedimiento térmico rápido, en el que por ejemplo se usa un equipo de lámpara de recocido, en una atmósfera de oxígeno seco ajustando la temperatura y el tiempo del procedimiento de oxidación a 600-900º C y 30-120 minutos, respectivamente. De esta manera, de acuerdo con el procedimiento de fabricación de la Forma de Realización 11, se puede aumentar mucho más la eficiencia de emisión de electrones, debido a que se suplementa la oxidación insuficiente en el proceso de oxidación, que se produce en el procedimiento convencional de oxidación. From now on, the Embodiment 11 of the present invention will be described. The fundamental construction and manufacturing process of the electron source of the field emission type in accordance with Embodiment 11 are almost the same as those of any one of the Forms 6 to 10. However, the The manufacturing process is characterized in that it includes a supplementary oxidation stage to oxidize the porous layer of polycrystalline silicon 4 by means of the rapid thermal process before and / or after the main oxidation stage in any one of the Embodiment Forms 6 to 10. That said, the supplementary oxidation stage is carried out by the rapid thermal process, in which for example an annealing lamp equipment is used, in a dry oxygen atmosphere by adjusting the temperature and time of the oxidation process at 600-900º C and 30-120 minutes, respectively. In this way, according to the manufacturing process of the Embodiment Form 11, the efficiency of electron emission can be greatly increased, because insufficient oxidation is supplemented in the oxidation process, which occurs in the process conventional oxidation

Forma de Realización 12 Embodiment 12

A partir de ahora en el presente documento, se describirá la Forma de Realización 12 de la presente invención. La construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 12 son casi los mismos que aquellos de una cualquiera de las Formas de Realización 6 a 11. Sin embargo, el procedimiento de fabricación se caracteriza en que éste incluye otra etapa suplementaria de oxidación para oxidar la capa porosa de silicio policristalino 4 usando ácido, llevada a cabo antes y/o después de la etapa principal de oxidación (o la etapa suplementaria de oxidación en la Forma de Realización 11) en una cualquiera de las Formas de Realización 6 a 11. Esto es, en el procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de Realización 12, se forma la capa impulsora del campo fuerte 6, por ejemplo, llevando a cabo uno cualquiera de los siguientes tratamientos (1) a (10) hacia la capa porosa de silicio policristalino 4. En los siguiente tratamientos [A] denota la etapa suplementaria usando ácido, [M] denota la etapa principal de oxidación, y [H] denota la etapa suplementaria de oxidación por medio del procedimiento térmico rápido. From now on in this document, Embodiment 12 of the present invention will be described. The fundamental construction and manufacturing process of the electron source of the field emission type according to Embodiment 12 are almost the same as those of any one of Embodiment Forms 6 to 11. However, the process of Manufacturing is characterized in that this includes another supplementary oxidation stage to oxidize the porous layer of polycrystalline silicon 4 using acid, carried out before and / or after the main oxidation stage (or the supplemental oxidation stage in the Embodiment Form 11) in any one of the Forms of Embodiment 6 to 11. That is, in the manufacturing process according to the Embodiment 12, the driving layer of the strong field 6 is formed, for example, by carrying out any one of the following treatments (1) to (10) towards the porous layer of polycrystalline silicon 4. In the following treatments [A] denotes the supplementary stage using acid, [M] denotes the main oxidation stage, and [H] denotes the supplementary oxidation stage by means of the rapid thermal process.

(1) (one)
[A] - ��� [A] - ���

(2) (2)
[M] - �A� [M] - �A�

(3) (3)
[H] - ��� [H] - ���

(4) (4)
[M] - �H� [M] - �H�

(5) (5)
[A] [M] - �H� [A] [M] - �H�

(6) (6)
[H] - ��� - �A� [H] - ��� - �A�

(7) (7)
[A] -�H� - ��� [A] -�H� - ���

(8) (8)
[H] - �A� - ��� [H] - �A� - ���

(9) (9)
[M] -�A� - �H� [M] -�A� - �H�

(10) (10)
[M] -�H� - �A� [M] -�H� - �A�

Dicho esto, se puede llevar a cabo la etapa suplementaria de oxidación usando ácido usando un tanque de procesamiento (puede usarse para este objetivo el tanque de procesamiento para el tratamiento de oxidación anódica en la Forma de Realización 6) que contiene ácido (por ejemplo HNO3, H2SO4, agua regia o similar) manteniendo el flujo a una corriente predeterminada entre el electrodo de platino (no se muestra) y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino actúa como electrodo negativo y el sustrato 1 actúa como electrodo positivo. That said, the supplementary oxidation step can be carried out using acid using a processing tank (the processing tank for the treatment of anodic oxidation in Embodiment Form 6) containing acid (for example HNO3 can be used for this purpose) , H2SO4, regal water or the like) maintaining the flow at a predetermined current between the platinum electrode (not shown) and the silicon substrate of type n 1 (ohmic electrode 2) such that the platinum electrode acts as an electrode negative and the substrate 1 acts as a positive electrode.

Dicho esto, se puede considerar que cuando la capa porosa de silicio policristalino 4 se oxida usando, por ejemplo, ácido nítrico diluido a 10 %) antes de la etapa principal de oxidación, se producen dichas reacciones tal como se muestra mediante las fórmulas de reacción 1 y 2 descritas anteriormente (Forma de Realización 1). Entre tanto, se puede considerar que cuando la capa porosa de silicio policristalino 4 se oxida usando ácido sulfúrico diluido (por ejemplo, ácido sulfúrico diluido al 10 %) antes de la etapa principal de oxidación, se producen dichas reacciones tal como se muestra mediante las fórmulas de reacción 3 y 4 descritas anteriormente (Forma de Realización 2). That said, it can be considered that when the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized using, for example, nitric acid diluted to 10%) before the main oxidation stage, such reactions occur as shown by the reaction formulas 1 and 2 described above (Embodiment Form 1). In the meantime, it can be considered that when the porous layer of polycrystalline silicon 4 is oxidized using dilute sulfuric acid (for example, 10% diluted sulfuric acid) before the main oxidation stage, such reactions occur as shown by the reaction formulas 3 and 4 described above (Embodiment Form 2).

De esta manera, de acuerdo con el procedimiento de fabricación de la Forma de realización 12, la oxidación insuficiente en el proceso de oxidación, que se produce en el procedimiento de oxidación convencional, se suplementa de tal manera que se puede aumentar mucho más la eficiencia de emisión de electrones. Thus, according to the manufacturing process of Embodiment 12, insufficient oxidation in the oxidation process, which occurs in the conventional oxidation process, is supplemented in such a way that efficiency can be increased much more. of electron emission.

Forma de Realización 13 Embodiment 13

A partir de ahora, se describirá la Forma de Realización 13 de la presente invención. La construcción fundamental y el procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo de acuerdo con la Forma de Realización 13 son casi los mismos que aquellos de una cualquiera de las Formas de Realización 6 a 10. Sin embargo, el procedimiento de fabricación se caracteriza en que este incluye una etapa de preoxidación para oxidar la capa porosa de silicio policristalino 4 usando una solución oxidante antes de la etapa principal de oxidación en una cualquiera de las Formas de Realización 6 a 10. Esto es, se forma la capa impulsora del campo fuerte 6 llevando a cabo la etapa principal de oxidación después que se ha oxidado la verdadera capa superficial de la capa porosa de silicio policristalino 4. From now on, Embodiment 13 of the present invention will be described. The fundamental construction and manufacturing process of the electron source of the field emission type according to Embodiment Form 13 are almost the same as those of any one of Embodiment Forms 6 to 10. However, the process of Manufacturing is characterized in that this includes a stage of pre-oxidation to oxidize the porous layer of polycrystalline silicon 4 using an oxidizing solution before the main stage of oxidation in any one of Embodiments 6 to 10. That is, the layer is formed strong field impeller 6 carrying out the main oxidation stage after the true surface layer of the polycrystalline silicon porous layer 4 has been oxidized.

En el procedimiento de fabricación de acuerdo con cada una de las Formas de Realización 6 a 10, debido a que la solución de la mezcla, en la que se mezclan conjuntamente solución acuosa de fluoruro de hidrógeno y etanol, se usa como electrolito en el tratamiento de oxidación anódica, los átomos de silicio se finalizan mediante átomos de hidrógeno. De acuerdo con esto, el contenido de hidrógeno en la capa impulsora del campo fuerte 6 se vuelve comparativamente más alto de tal manera que disminuye el voltaje de interrupción o la distribución de los átomos de hidrógeno cambia con el lapso de tiempo. En consecuencia, se teme que pueda deteriorarse la estabilidad de la eficiencia de emisión de electrones con el paso del tiempo. In the manufacturing process according to each of the Forms of Embodiment 6 to 10, because the solution of the mixture, in which aqueous solution of hydrogen fluoride and ethanol is mixed together, is used as an electrolyte in the treatment of anodic oxidation, silicon atoms are terminated by hydrogen atoms. Accordingly, the hydrogen content in the driving layer of the strong field 6 becomes comparatively higher such that the interruption voltage decreases or the distribution of the hydrogen atoms changes over time. Consequently, it is feared that the stability of electron emission efficiency may deteriorate over time.

Por el contrario, en el procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de Realización 13, los átomos de hidrógeno que finalizan los átomos de silicio en la capa porosa de silicio policristalino 4, que se han formado mediante el tratamiento de oxidación anódica, se sustituyen con átomos de oxígeno mediante la solución oxidante. Dicho esto, como solución oxidante, se puede usar una cualquiera o una mezcla de varias seleccionadas en un grupo de oxidantes compuesto por ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico y solución acuosa de peróxido de hidrógeno. On the contrary, in the manufacturing process according to Embodiment 13, the hydrogen atoms that terminate the silicon atoms in the porous layer of polycrystalline silicon 4, which have been formed by the anodic oxidation treatment, are replaced with oxygen atoms through the oxidizing solution. That said, as an oxidizing solution, any one or a mixture of several selected in an oxidant group consisting of nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and aqueous hydrogen peroxide solution can be used.

De esta manera, en el procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de realización 13, se lleva a cabo la etapa principal de oxidación después que se ha oxidado la misma capa superficial de la capa porosa de silicio policristalino 4 formada mediante el tratamiento de oxidación anódica, usando la solución oxidante, en consecuencia, se puede disminuir el contenido de hidrógeno en la capa impulsora del campo fuerte 6. Por lo tanto, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo, el cambio dependiente del tiempo de la eficiencia de emisión de electrones puede ser más pequeño y el voltaje de interrupción puede ser más alto. Thus, in the manufacturing process according to Embodiment 13, the main oxidation stage is carried out after the same surface layer of the porous layer of polycrystalline silicon 4 formed by the oxidation treatment has been oxidized anodic, using the oxidizing solution, consequently, the hydrogen content in the driving layer of the strong field can be decreased 6. Therefore, in the source of electrons of the field emission type, the time-dependent change of the efficiency of Electron emission may be smaller and the interruption voltage may be higher.

Entre tanto, en el procedimiento de fabricación de acuerdo con cada una de las Formas de Realización 11 y 12, se puede llevar a cabo una etapa de preoxidación para oxidar la capa porosa de silicio policristalino 4 usando una solución oxidante antes de la etapa principal de oxidación y la(s) etapa(s) suplementaria(s) de oxidación. In the meantime, in the manufacturing process according to each of the Forms of Embodiment 11 and 12, a pre-oxidation step can be carried out to oxidize the porous layer of polycrystalline silicon 4 using an oxidizing solution before the main stage of oxidation and the supplementary oxidation stage (s).

En la etapa de oxidación que usa la solución oxidante, si se calienta la solución oxidante, se vuelve más grande la velocidad de oxidación de tal manera que se puede acortar el tiempo de procesamiento. In the oxidation stage using the oxidizing solution, if the oxidizing solution is heated, the oxidation rate becomes larger so that the processing time can be shortened.

Ejemplo 4 Example 4

A partir de ahora en el presente documento, como Ejemplo 4, se describirá una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 bajo las siguientes condiciones, por medio del procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de Realización 13. From now on in this document, as Example 4, a source of electrons of the field emission type 10 will be described under the following conditions, by means of the manufacturing process according to Embodiment Form 13.

En el Ejemplo 4, como sustrato de silicio de tipo n 1, se usó un sustrato de silicio tipo (100), en el que la resistividad eléctrica fue de 0,1 0 cm y el espesor fue de 525 !m. Se formó la capa de silicio policristalino 3 (véase Fig. 7A), por medio del procedimiento LPCVD. En el procedimiento de formación de la película, el grado de vacío fue de 20 Pa, la temperatura del sustrato fue de 640º C, y el caudal del gas monosilano fue de 600 scm3/m. In Example 4, as a type 1 silicon substrate, a type (100) silicon substrate was used, in which the electrical resistivity was 0.1 0 cm and the thickness was 525 µm. Polycrystalline silicon layer 3 was formed (see Fig. 7A), by means of the LPCVD procedure. In the film formation process, the vacuum degree was 20 Pa, the substrate temperature was 640 ° C, and the monosilane gas flow rate was 600 scm3 / m.

En el tratamiento de oxidación anódica, se usó un electrolito en el que se mezclaron conjuntamente una solución acuosa de fluoruro de hidrógeno al 55 % en peso y etanol en la relación de casi 1:1. En el tratamiento de oxidación anódica, la superficie de la capa de silicio policristalino 3 se puso en contacto con el electrolito. De manera adicional, se mantuvo el flujo de una corriente predeterminada entre el electrodo de platino sumergido en el electrolito y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino se volvió un electrodo negativo y el sustrato 1 se volvió un electrodo positivo. Dicho esto, la densidad de la corriente tuvo el valor constante de 30 mA/cm2, y el tiempo del procedimiento de oxidación anódica fue de 10 segundos. In the anodic oxidation treatment, an electrolyte was used in which a 55% by weight aqueous solution of hydrogen fluoride and ethanol were mixed together in the ratio of almost 1: 1. In the anodic oxidation treatment, the surface of the polycrystalline silicon layer 3 was contacted with the electrolyte. Additionally, the flow of a predetermined current between the platinum electrode immersed in the electrolyte and the silicon substrate of type 1 (ohmic electrode 2) was maintained such that the platinum electrode became a negative electrode and the substrate 1 became a positive electrode. That said, the current density had a constant value of 30 mA / cm2, and the time of the anodic oxidation procedure was 10 seconds.

En la etapa de preoxidación, como solución oxidante, se usó una solución mezcla en la que se mezclaron conjuntamente ácido sulfúrico y una solución acuosa de peróxido de hidrógeno. A continuación, se sumergió una muestra, en la que se formó una capa porosa de silicio policristalino 4, en la solución oxidante durante 30 minutos. In the pre-oxidation stage, as an oxidizing solution, a mixed solution was used in which sulfuric acid and an aqueous solution of hydrogen peroxide were mixed together. Next, a sample was immersed, in which a porous layer of polycrystalline silicon 4 was formed, in the oxidizing solution for 30 minutes.

Tras la etapa de preoxidación, se llevó a cabo una etapa suplementaria de oxidación. En la etapa suplementaria de oxidación, se oxidó la muestra electroquímicamente en una solución de ácido sulfúrico de 1 molar en porcentaje en peso, manteniendo el flujo a una corriente constante de 20 mA/cm2 entre el electrodo de platino y el sustrato de silicio de tipo n 1 (electrodo óhmico 2) de tal manera que el electrodo de platino se volvió el electrodo negativo y el sustrato 1 se volvió electrodo positivo. De manera adicional, se lavó la muestra usando agua, y se secó. A continuación, se llevó a cabo la etapa principal de oxidación. En la etapa principal de oxidación, se aplicaron rayos ultravioleta, cuyas longitudes de onda principales son 185 nm y 254 nm, a la superficie principal de la muestra (sustrato) en una atmósfera de gas que contenía oxígeno y ozono, calentando a la vez la muestra hasta 500º C. El tiempo del procedimiento principal de oxidación fue de 1 hora. After the pre-oxidation stage, a supplementary oxidation stage was carried out. In the supplementary oxidation stage, the sample was oxidized electrochemically in a 1 molar sulfuric acid solution in weight percent, maintaining the flow at a constant current of 20 mA / cm2 between the platinum electrode and the type silicon substrate n 1 (ohmic electrode 2) such that the platinum electrode became the negative electrode and the substrate 1 became positive electrode. Additionally, the sample was washed using water, and dried. Next, the main oxidation stage was carried out. In the main oxidation stage, ultraviolet rays, whose main wavelengths are 185 nm and 254 nm, were applied to the main surface of the sample (substrate) in a gas atmosphere containing oxygen and ozone, while heating the Sample up to 500º C. The time of the main oxidation procedure was 1 hour.

Se formó la película delgada eléctricamente conductora 7 mediante modelado de una película delgada de oro usando una técnica de fotolitografía, una técnica de ataque químico o similar, depositándose la película de oro sobre la superficie completa de la capa impulsora del campo fuerte 6 por medio del procedimiento de depósito con vapor. Dicho esto, el espesor de la película delgada eléctricamente conductora 7 fue de 10 nm. The electrically conductive thin film 7 was formed by modeling a thin gold film using a photolithography technique, a chemical attack technique or the like, the gold film being deposited on the entire surface of the driving layer of the strong field 6 by means of the Steam deposit procedure. That said, the thickness of the electrically conductive thin film 7 was 10 nm.

La fuente de electrones del tipo emisión de campo 10, que se había fabricado tal como se ha descrito anteriormente, se introdujo en una cámara de vacío (no se muestra), y a continuación se dispuso un electrodo colector 21 (electrodo para recoger los electrones emitidos) en una posición enfrentada a la película delgada eléctricamente conductora 7 tal como se muestra en la Fig. 8. A continuación se ajustó el grado de vacío en la cámara de vacío a 5 X 10-5 Pa, y a continuación se aplicó voltaje Vc con CC de 100 V entre el electrodo colector 21 y la película delgada eléctricamente conductora 7. De manera adicional, se midió la corriente Ips del diodo que fluye entre la película delgada eléctricamente conductora 7 y el electrodo óhmico 2, y la corriente Ie de electrones emitidos que fluyen del electrodo colector 21 y la película delgada eléctricamente conductora 7 debido a que los electrones e-emitidos hacia el exterior desde la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 atraviesan la película delgada eléctricamente conductora 7, cambiando a la vez ampliamente el voltaje Vps con CC aplicado entre la película delgada eléctricamente conductora 7 (ánodo) y el electrodo óhmico 2 (cátodo). En consecuencia se obtuvo dicho buen resultado que la corriente �e de electrones emitidos fue de 10 !A/cm2. The electron source of the field emission type 10, which had been manufactured as described above, was introduced into a vacuum chamber (not shown), and then a collector electrode 21 (electrode to collect the emitted electrons was placed) ) in a position facing the electrically conductive thin film 7 as shown in Fig. 8. The degree of vacuum in the vacuum chamber was then adjusted to 5 X 10-5 Pa, and then Vc voltage was applied with 100 V DC between the collecting electrode 21 and the electrically conductive thin film 7. Additionally, the current Ips of the diode flowing between the electrically conductive thin film 7 and the ohmic electrode 2, and the current Ie of emitted electrons was measured flowing from the collector electrode 21 and the electrically conductive thin film 7 because the electrons e-emitted outward from the source of the emission type electrons of field 10 pass through the electrically conductive thin film 7, while simultaneously changing the voltage Vps with DC applied between the electrically conductive thin film 7 (anode) and the ohmic electrode 2 (cathode). Consequently, this good result was obtained that the current �e of emitted electrons was 10 µA / cm2.

Forma de Realización 14 Embodiment 14

A partir de ahora en el siguiente documento se describirá la Forma de Realización 14 de la presente invención. La Fig. 11 muestra un ejemplo de una pantalla que usa una fuente electrónica del tipo emisión de campo 10 que tiene una construcción casi igual a la de la Forma de Realización 6. Sin embargo, en la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 de la Forma de Realización 14, que no es muy diferente de la fuente electrónica del tipo campo de emisión 10 de la Forma de Realización 6, cada una de las películas finas 7 eléctricamente conductoras tiene forma de tira. From now on in the following document, Embodiment 14 of the present invention will be described. Fig. 11 shows an example of a screen using an electronic source of the field emission type 10 which has a construction almost equal to that of Embodiment 6. However, in the electron source of the field emission type 10 of the Embodiment Form 14, which is not very different from the electronic source of the emission field type 10 of the Embodiment Form 6, each of the electrically conductive thin films 7 is strip-shaped.

Tal como se muestra en la Fig. 11, la pantalla P1 se equipa con un sustrato de vidrio 33 que se dispone de forma que se enfrente a las películas finas 7 eléctricamente conductoras de fuente de electrones del tipo emisión de campo As shown in Fig. 11, the screen P1 is equipped with a glass substrate 33 that is arranged so that it faces the electrically conductive thin films 7 of the electron source of the field emission type

10. De esta manera, sobre la superficie del sustrato de vidrio 33, que enfrenta la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10, se forman los electrodos del colector 31 con forma de tira. Además, la pantalla P1 se equipa con una capa fluorescente 32 que emite luz visible debido a los haces de electrones emitido desde las películas finas 7 eléctricamente conductoras, estando formada la capa 32 de forma que cubra los electrodos del colector 31. Dicho esto, un espacio formado entre la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 y el sustrato de vidrio 33 queda en estado de vacío. 10. In this way, on the surface of the glass substrate 33, which faces the source of electrons of the field emission type 10, the electrodes of the strip-shaped collector 31 are formed. In addition, the screen P1 is equipped with a fluorescent layer 32 that emits visible light due to the beams of electrons emitted from the electrically conductive thin films 7, the layer 32 being formed so as to cover the electrodes of the collector 31. That said, a space formed between the source of electrons of the field emission type 10 and the glass substrate 33 remains in a vacuum state.

En la pantalla P1, cada una de las películas finas 7 eléctricamente conductoras tiene forma de tira, y además, cada uno de los electrodos del colector 31 también tiene forma de tira de manera que se extiende en dirección perpendicular a cada una de las películas finas 7 eléctricamente conductoras. De acuerdo con ello, cuando se aplica voltaje (campo eléctrico) a uno de los electrodos del colector 31 y a una de las películas finas 7 eléctricamente conductoras, seleccionándose de forma adecuada el electrodo 31 y la película 7, los electrones se emiten únicamente desde la película fina 7 eléctricamente conductora a la que se aplica el voltaje. Dicho esto, solo los electrones emitidos desde dicha región, que existe en la película fina 7 eléctricamente conductora desde la que se emiten los electrones, se corresponde con el electrodo del colector 31, al que se aplica el voltaje, se aceleran de forma que los electrones hacen que la capa fluorescente 32 que cubre el electrodo del colector 31 emita luz. In the screen P1, each of the electrically conductive thin films 7 is strip-shaped, and in addition, each of the electrodes of the collector 31 is also strip-shaped so that it extends perpendicularly to each of the thin films 7 electrically conductive. Accordingly, when voltage (electric field) is applied to one of the electrodes of the collector 31 and one of the electrically conductive thin films 7, the electrode 31 and the film 7 being properly selected, the electrons are emitted only from the 7 electrically conductive thin film to which the voltage is applied. That said, only the electrons emitted from said region, which exists in the electrically conductive thin film 7 from which the electrons are emitted, corresponds to the electrode of the collector 31, to which the voltage is applied, are accelerated so that the electrons make the fluorescent layer 32 covering the electrode of the collector 31 emit light.

Esto es, en la pantalla P1 que se muestra en la Fig. 11, una porción de la capa fluorescente 32, que se corresponde con la región en la que se cruzan la película fina 7 eléctricamente conductora y el electrodo del colector 31, aplicándose voltaje a cada uno de ellos, puede emitir luz, aplicando voltaje a una película fina 7 eléctricamente conductora específica y a un electrodo del colector 31 específico. De esta forma se pueden mostrar imágenes o letras sobre la pantalla P1 cambiando a conveniencia la película fina 7 eléctricamente conductora y el electrodo del colector 31, aplicándose voltaje a cada uno de ellos. That is, in the screen P1 shown in Fig. 11, a portion of the fluorescent layer 32, which corresponds to the region where the electrically conductive thin film 7 and the collector electrode 31 intersect, applying voltage to each of them, it can emit light, applying voltage to a specific electrically conductive thin film 7 and to a specific collector electrode 31. In this way, images or letters can be displayed on the screen P1 by conveniently changing the electrically conductive thin film 7 and the collector electrode 31, applying voltage to each of them.

El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 en la Forma de Realización 14 es prácticamente la misma que en la Forma de Realización 6. Sin embargo, el procedimiento de fabricación se caracteriza en que, una vez que se han formado las películas finas 7 eléctricamente conductoras modeladas en la forma predeterminada (como tira en la Forma de Realización 14), se lleva(n) a cabo por lo menos un tratamiento que aplica rayos ultravioleta a la capa en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de entre oxígeno y ozono que se describe en la Forma de Realización 6, un tratamiento que expone la capa a plasma en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de entre oxígeno y ozono que se describe en la Forma de Realización 7, un tratamiento que calienta la capa en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de entre oxígeno y ozono que se describe en la Forma de Realización 8, un tratamiento que aplica rayos ultravioleta a la capa y calienta la capa como se describe en la Forma de Realización 9 y un tratamiento que aplica rayos ultravioleta a la capa en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de entre oxígeno y ozono que se describe en la Forma de Realización 10. Así, de acuerdo con los tratamientos descritos más arriba, se puede eliminar la contaminación debida a los materiales orgánicos que se produce antes de los tratamientos, así como que se oxida la capa porosa de silicio policristalino de manera que se puede aumentar la eficiencia de emisión de electrones. The manufacturing process of the electron source of the field emission type 10 in the Embodiment Form 14 is practically the same as in the Embodiment Form 6. However, the fabrication process is characterized in that, once they have been formed the electrically conductive thin films 7 modeled in the predetermined form (as strip in Embodiment 14), at least one treatment is applied that applies ultraviolet rays to the layer in an atmosphere of gas containing the minus one of oxygen and ozone described in Embodiment 6, a treatment that exposes the layer to plasma in a gas atmosphere containing at least one of oxygen and ozone described in Embodiment 7, a treatment that heats the layer in an atmosphere of gas that contains at least one of oxygen and ozone described in Embodiment 8, a treatment that applies ultraviolet rays to the c Apa and heats the layer as described in Embodiment 9 and a treatment that applies ultraviolet rays to the layer in an atmosphere of gas containing at least one of oxygen and ozone described in Embodiment 10. Thus In accordance with the treatments described above, contamination due to organic materials produced before the treatments can be eliminated, as well as the porous layer of polycrystalline silicon is oxidized so that the emission efficiency of electrons

Dicho esto, las películas finas 7 eléctricamente conductoras en forma de tira se pueden formar, por ejemplo, de acuerdo con el siguiente procedimiento. Esto es, una vez que se ha formado una película fina 7 eléctricamente conductora sobre la superficie completa de la capa impulsora del campo fuerte 6, se aplica una capa fotorresistente, y se forma sobre la película fina 7 eléctricamente conductora. A continuación, la capa fotorresistente se modela por técnicas de fotolitografía. A continuación, la sobre la película fina 7 eléctricamente conductora se recorta usando la capa fotorresistente como máscara, y a continuación se elimina la capa fotorresistente. That said, electrically conductive thin films 7 in strip form can be formed, for example, in accordance with the following procedure. That is, once an electrically conductive thin film 7 has been formed on the entire surface of the driving layer of the strong field 6, a photoresist layer is applied, and it is formed on the electrically conductive thin film 7. Next, the photoresist layer is modeled by photolithography techniques. Next, the electrically conductive thin film 7 is trimmed using the photoresist layer as a mask, and then the photoresist layer is removed.

Dicho esto, las películas finas 7 eléctricamente conductoras en forma de tira se pueden formar directamente sobre la capa impulsora del campo fuerte 6 mediante un procedimiento de depósito a vapor o similar usando una máscara metálica que tiene un modelo de abertura en forma de tira. That said, electrically conductive thin films 7 in strip form can be formed directly on the driving layer of the strong field 6 by a steam deposition process or the like using a metal mask having a strip-shaped opening model.

En la Fig. 12 se muestra un ejemplo de una pantalla que usa una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10’ que se equipa con un sustrato en el que se forma una película eléctricamente conductora 12 sobre una placa de vidrio 11, como se muestra en la Fig. 6B. An example of a screen using an electron source of the field emission type 10 'is shown in Fig. 12 which is equipped with a substrate in which an electrically conductive film 12 is formed on a glass plate 11, as shown in Fig. 6B.

Tal como se muestra en la Fig. 12, en la pantalla P2, se coloca un electrodo anódico 42 sobre la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10’ a la vez que se forma entre estas un espacio 41, y además se dispone un sustrato de vidrio fluorescente 43 sobre la superficie del electrodo anódico 42 de forma que esté en contacto estrecho con el electrodo. Además, el espacio 41 está encerrado mediante una tapa móvil 44. Dicho esto, el espacio 41 está casi en estado de vacío. Además, se colocan espaciadores 45 en algunas posiciones deseadas entre la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10’ y los electrodos anódicos 42. La fuente de electrones del tipo emisión de campo 10’ se equipa con una variedad de películas finas 7 eléctricamente conductoras. Además, en la posición que enfrenta cada una de las películas finas 7 eléctricamente conductoras, se proporciona un miembro fluorescente 46 sobre la superficie inferior del electrodo anódico 42. As shown in Fig. 12, on screen P2, an anode electrode 42 is placed on the electron source of the field emission type 10 'while forming a space 41 therebetween, and in addition a fluorescent glass substrate 43 on the surface of the anode electrode 42 so that it is in close contact with the electrode. In addition, the space 41 is enclosed by a movable lid 44. That said, the space 41 is almost in a vacuum state. In addition, spacers 45 are placed in some desired positions between the source of electrons of the field emission type 10 'and the anode electrodes 42. The source of electrons of the field emission type 10' is equipped with a variety of electrically conductive thin films 7 . In addition, in the position facing each of the electrically conductive thin films 7, a fluorescent member 46 is provided on the lower surface of the anodic electrode 42.

Así, cuando un voltaje predeterminado se aplica entre las específicas (deseadas) de una variedad de películas finas 7 eléctricamente conductoras y los electrodos anódicos 42 que enfrentan las películas específicas 7 los electrones eemitidos desde la película fina 7 eléctricamente conductora específica se mueven la dirección que muestra la flecha X, y a continuación colisionan con los miembros fluorescentes 46 que están enfrente de las películas finas 7 eléctricamente conductoras específicas. En consecuencia, el miembro fluorescente 46 emite luz como se muestra mediante la línea rayada L. Thus, when a predetermined voltage is applied between the specific (desired) of a variety of electrically conductive thin films 7 and the anodic electrodes 42 facing the specific films 7 the electrons emitted from the specific electrically conductive thin film 7 move the direction that shows the arrow X, and then collides with the fluorescent members 46 in front of the specific electrically conductive thin films 7. Accordingly, the fluorescent member 46 emits light as shown by the dashed line L.

En la pantalla P2, aplicando un voltaje a las películas finas 7 eléctricamente conductoras específicas, y a los electrodos anódicos 42 específicos, y película eléctrica conductiva 12, los miembros específicos de una pluralidad de miembros fluorescentes 46 que enfrentan las películas específicas 7 a las que se aplica voltaje, pueden emitir luz. De acuerdo con ello se pueden mostrar imágenes o letras sobre la pantalla P2 cambiando a conveniencia la película fina 7 eléctricamente conductora y la película eléctricamente conductora 12, aplicándose voltaje a cada uno de ellos. In the screen P2, applying a voltage to the specific electrically conductive thin films 7, and to the specific anodic electrodes 42, and conductive electrical film 12, the specific members of a plurality of fluorescent members 46 facing the specific films 7 to which Apply voltage, can emit light. Accordingly, images or letters can be displayed on the screen P2 by conveniently changing the electrically conductive thin film 7 and the electrically conductive film 12, applying voltage to each of them.

Ejemplo 5 Example 5

A partir de ahora en el presente documento, como Ejemplo 5, se describirá una fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 (ver la Fig. 11) fabricada bajo las siguientes condiciones, mediante el procedimiento de fabricación de acuerdo con la Forma de Realización 14. From now on in this document, as Example 5, a source of electrons of the field emission type 10 (see Fig. 11) manufactured under the following conditions will be described, by the manufacturing process according to the Embodiment Form 14.

En el Ejemplo 5, como sustrato de silicio tipo n, se usó un sustrato de silicio tipo (100), en el que la resistividad eléctrica era de 0,10, y el espesor fue de 525 µm. La capa de silicio policristalino 3 (ver la Fig. 7A) se formó mediante el procedimiento LPCVD. En el procedimiento de formación de película el grado de vacío fue de 20 Pa, la temperatura del sustrato fue de 640º C, y el caudal del gas de monosilano fue de 600 scm3/m. In Example 5, as a type n silicon substrate, a type (100) silicon substrate was used, in which the electrical resistivity was 0.10, and the thickness was 525 µm. The polycrystalline silicon layer 3 (see Fig. 7A) was formed by the LPCVD procedure. In the film formation process the degree of vacuum was 20 Pa, the substrate temperature was 640 ° C, and the monosilane gas flow rate was 600 scm3 / m.

En el procedimiento de oxidación anódica, se usó un electrolito en el que se mezclaron solución acuosa de fluoruro de hidrógeno al 55% en peso y etanol en una relación de casi 1:1. En el tratamiento de oxidación anódica, la superficie de la capa de silicio policristalino 3 se puso en contacto con el electrolito. Además, se dejó fluir una corriente en el electrodo de platino sumergido en el electrolito y el sustrato de silicio tipo n (electrodo óhmico 2) de manera que el electrodo de platino se convierte en un electrodo negativo y el sustrato 1 se convierte en un electrodo positivo. Dicho esto, la densidad de corriente en el procedimiento de oxidación anódica tenía el valor constante de 30 mA/cm2, y el tiempo del procedimiento de oxidación anódica fue de 10 segundos. In the anodic oxidation process, an electrolyte was used in which 55% by weight aqueous hydrogen fluoride solution and ethanol were mixed in a ratio of almost 1: 1. In the anodic oxidation treatment, the surface of the polycrystalline silicon layer 3 was contacted with the electrolyte. In addition, a current was allowed to flow into the platinum electrode immersed in the electrolyte and the n-type silicon substrate (ohmic electrode 2) so that the platinum electrode becomes a negative electrode and the substrate 1 becomes an electrode positive. That said, the current density in the anodic oxidation process had the constant value of 30 mA / cm2, and the time of the anodic oxidation process was 10 seconds.

En el procedimiento térmico rápido para oxidar la capa porosa de silicio policristalino 4, el caudal del gas oxígeno fue In the rapid thermal process to oxidize the porous layer of polycrystalline silicon 4, the flow rate of the oxygen gas was

5 de 300 scm3/m, la temperatura de oxidación fue de 900º C, y el tiempo de oxidación fue de 1 hora. La película fina 7 eléctricamente conductora se formó modelando una película fina de oro usando la técnica de la fotolitografía, una técnica de ataque químico o similar, depositándose la película de oro sobre la superficie externa de la capa impulsora del campo fuerte 6 mediante un procedimiento de depósito de vapor. Dicho esto, el espesor de la película fina 7 eléctricamente conductora fue de 10 nm. 5 of 300 scm3 / m, the oxidation temperature was 900 ° C, and the oxidation time was 1 hour. The electrically conductive thin film 7 was formed by modeling a thin gold film using the photolithography technique, a chemical attack technique or the like, the gold film being deposited on the outer surface of the driving layer of the strong field 6 by a process of steam tank That said, the thickness of the electrically conductive thin film 7 was 10 nm.

10 Una vez formada la película fina 7 eléctricamente conductora, se lleva a cabo un tratamiento de oxidación (denominado a partir de ahora en el presente documento como “postratamiento”) que aplicó rayos ultravioleta a la capa en una atmósfera de gases mixtos (2000 ppm) que contenía oxígeno (O2) y ozono (O3). Se usó una lámpara de mercurio de baja presión de 110 W como fuente de radiación ultravioleta. La temperatura y tiempo del procedimiento de calentamiento fueron 200º C y 30 minutos, respectivamente. 10 Once the electrically conductive thin film 7 is formed, an oxidation treatment (hereinafter referred to as "post-treatment") is carried out which applied ultraviolet rays to the layer in a mixed gas atmosphere (2000 ppm ) containing oxygen (O2) and ozone (O3). A 110 W low pressure mercury lamp was used as a source of ultraviolet radiation. The temperature and time of the heating procedure were 200 ° C and 30 minutes, respectively.

15 Además, se fabricó una fuente de electrones del tipo emisión de campo a la que no se le había aplicado el postratamiento, como ejemplo comparativo 1 (ejemplo para comparación). Además, como ejemplo comparativo 2, se fabricó también una fuente de electrones del tipo emisión de campo, en el que la película fina 7 eléctricamente conductora se había formado usando una máscara metálica y a la que no se le había aplicado el postratamiento. La diferencia entre el Ejemplo 5 y el ejemplo comparativo 1 era únicamente si se había realizado o no el postratamiento. In addition, an electron source of the field emission type was manufactured to which the post-treatment had not been applied, as comparative example 1 (example for comparison). In addition, as a comparative example 2, an electron source of the field emission type was also manufactured, in which the electrically conductive thin film 7 had been formed using a metal mask and to which no post-treatment had been applied. The difference between Example 5 and comparative example 1 was only if post-treatment had been performed or not.

20 La diferencia entre el Ejemplo 5 y el ejemplo comparativo fue como sigue. Más concretamente, en la Forma de Realización 3, la película fina 7 eléctricamente conductora se había modelado mediante una técnica de fotolitografía 20 The difference between Example 5 and the comparative example was as follows. More specifically, in Embodiment 3, the electrically conductive thin film 7 had been modeled by a photolithography technique.

o similar, tras lo cual se había realizado el postratamiento. Por otra parte, en el ejemplo comparativo 2, la película fina 7 eléctricamente conductora se modela durante la etapa de formación de la película usando una máscara metálica, y a continuación no se realizó el postratamiento. or similar, after which the post-treatment had been performed. On the other hand, in comparative example 2, the electrically conductive thin film 7 is modeled during the stage of film formation using a metal mask, and then post-treatment was not performed.

25 Cada una de las fuentes de electrones del tipo emisión de campo 10, que se habían fabricado como se ha descrito más arriba, se introdujo en una cámara de vacío (no se muestra), y a continuación se colocó un electrodo del colector 21 (electrodo para recoger los electrones emitidos) en una posición enfrentada a la película fina 7 eléctricamente conductora tal como se muestra en la Fig. 8. Así, el grado de vacío en la cámara de vacío se ajusta a 5 x 10-5, y a continuación se aplica voltaje CC de 100 V entre el electrodo del colector 21 y la película fina 7 Each of the electron sources of the field emission type 10, which had been manufactured as described above, was introduced into a vacuum chamber (not shown), and then an electrode of the collector 21 (electrode was placed to collect the emitted electrons) in a position facing the electrically conductive thin film 7 as shown in Fig. 8. Thus, the degree of vacuum in the vacuum chamber is adjusted to 5 x 10-5, and then Apply 100 V DC voltage between collector electrode 21 and thin film 7

30 eléctricamente conductora. Además se midió la corriente de diodo Ips que fluía entre la película fina 7 eléctricamente conductora y el electrodo óhmico 2, y la corriente de electrodos emitidos fluía entre el electrodo del colector 21 y la película fina 7 eléctricamente conductora debido a los electrones e-emitidos hacia fuera de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 a través de la película fina 7 eléctricamente conductora, a la vez que variaba el voltaje CC Vps aplicado entre la película fina 7 eléctricamente conductora (ánodo) y el electrodo óhmico 2 (cátodo). El 30 electrically conductive. In addition, the Ips diode current flowing between the electrically conductive thin film 7 and the ohmic electrode 2 was measured, and the emitted electrode current flowed between the collector electrode 21 and the electrically conductive thin film 7 due to the e-emitted electrons outward from the source of electrons of the field emission type 10 through the electrically conductive thin film 7, while varying the DC Vps voltage applied between the electrically conductive thin film 7 (anode) and the ohmic electrode 2 (cathode ). He

35 resultado de esa medida se muestra en la Fig. 13. The result of that measurement is shown in Fig. 13.

En la Fig. 13, el eje horizontal muestra el voltaje CC Vps. El eje vertical izquierdo muestra la densidad de corriente de la corriente de diodo IPs o la corriente electrónica emitida Ie. El eje vertical derecho muestra la eficiencia de emisión de electrones (Ie/Ips x 100). Además, los gráficos de la Fig. 13 muestran las siguientes propiedades físicas, respectivamente: In Fig. 13, the horizontal axis shows the DC Vps voltage. The left vertical axis shows the current density of the diode current IPs or the emitted electronic current Ie. The right vertical axis shows the efficiency of electron emission (Ie / Ips x 100). In addition, the graphs in Fig. 13 show the following physical properties, respectively:

Línea continua • (�) Ips en el Ejemplo 5 Continuous line • (�) Ips in Example 5

Línea rayada • (�) Ie en el Ejemplo 5 Striped line • (�) Ie in Example 5

Línea rota • (�) Eff en el Ejemplo 5 Broken line • (�) Eff in Example 5

Línea continua • (�) Ips en el ejemplo comparativo 1 Continuous line • (�) Ips in comparative example 1

Línea rayada • (�) Ie en el ejemplo comparativo 1 Striped line • (�) Ie in comparative example 1

Línea rota • (�) Eff en el ejemplo comparativo 1 Broken line • (�) Eff in comparative example 1

Línea continua • (�) Ips en el ejemplo comparativo 2 Continuous line • (�) Ips in comparative example 2

Línea rayada • (�) Ie en el ejemplo comparativo 2 Striped line • (�) Ie in comparative example 2

Línea rota • (�) Eff en el ejemplo comparativo 2 Broken line • (�) Eff in comparative example 2

Ips: corriente de diodo Ie: corriente electrónica emitida Eff: eficiencia de emisión electrónica Ips: diode current Ie: emitted electronic current Eff: electronic emission efficiency

En la Fig. 13, cuando el ejemplo comparativo 1 se compara con el ejemplo comparativo 2, la densidad de corriente de la corriente electrónica emitida del ejemplo comparativo 1 es más pequeña que la del ejemplo comparativo 2 (ver los gráficos �, �), aunque las densidades de corriente de las corrientes de diodo Ips de ambos son prácticamente iguales (ver los gráficos �, �). De acuerdo con ello la eficiencia de emisión electrónica del ejemplo comparativo 1 es más pequeña que la del ejemplo comparativo 2 (ver los gráficos �, �). La razón puede ser considerada como sigue: A saber, en el ejemplo comparativo 1, puede quedar contaminación de los materiales orgánicos debido a la resistencia remanente de la capa fotorresistente usada para modelar la película fina 7 eléctricamente conductora. Por otra parte, en el ejemplo comparativo 2, dicha contaminación de materiales orgánicos puede seguir quedando, ya que se usa una máscara metálica para modelar la película fina 7 eléctricamente conductora. In Fig. 13, when comparative example 1 is compared with comparative example 2, the current density of the emitted electronic current of comparative example 1 is smaller than that of comparative example 2 (see graphs �, �), although the current densities of the Ips diode currents of both are practically the same (see graphs �, �). Accordingly, the electronic emission efficiency of comparative example 1 is smaller than that of comparative example 2 (see graphs �, �). The reason can be considered as follows: Namely, in comparative example 1, contamination of the organic materials may remain due to the remaining resistance of the photoresist layer used to model the electrically conductive thin film 7. On the other hand, in comparative example 2, said contamination of organic materials can remain, since a metal mask is used to model the electrically conductive thin film 7.

A continuación, cuando el Ejemplo 5 se compara con el ejemplo comparativo 1, la densidad de corriente de la corriente de diodo Ips del Ejemplo 5 es más pequeña que la del ejemplo comparativo 1 (ver los gráficos �, �), aunque la densidad de corriente de la corriente electrónica emitida Ie de la Forma de Realización 3 es más grande que la del ejemplo comparativo 1 (ver los gráficos �, �). De acuerdo con ello la eficiencia de emisión electrónica del Ejemplo 5 es más grande que la del ejemplo comparativo 1 (ver los gráficos �, �). Por ejemplo, cuando el voltaje CC Vps es 20 V, la densidad de corriente de la corriente electrónica emitida Ie del Ejemplo 5 es unas 30 veces la del ejemplo comparativo 1, la densidad de corriente de la corriente de diodo Ips del Ejemplo 5 es un cuarto (1/4) de la del ejemplo comparativo 1, y la eficiencia de emisión electrónica del Ejemplo 5 es unas 120 veces la del ejemplo comparativo 1. Más exactamente, la eficiencia de emisión electrónica del Ejemplo 5 es mucho más grande que la del ejemplo comparativo 1. Then, when Example 5 is compared with comparative example 1, the current density of the Ips diode current of Example 5 is smaller than that of comparative example 1 (see graphs �, �), although the density of current of the emitted electronic current Ie of Embodiment 3 is larger than that of comparative example 1 (see graphs �, �). Accordingly, the electronic emission efficiency of Example 5 is greater than that of comparative example 1 (see graphs �, �). For example, when the DC Vps voltage is 20 V, the current density of the emitted electronic current Ie of Example 5 is about 30 times that of comparative example 1, the current density of the Ips diode current of Example 5 is a fourth (1/4) of that of comparative example 1, and the electronic emission efficiency of Example 5 is about 120 times that of comparative example 1. More precisely, the electronic emission efficiency of Example 5 is much greater than that of comparative example 1.

Además, cuando se compara el Ejemplo 5 con el ejemplo comparativo 2, la densidad de corriente de la corriente de electrónica emitida Ie del Ejemplo 5 es más grande que la del ejemplo comparativo 2, en consecuencia, la eficiencia de emisión electrónica del Ejemplo 5 es más grande que la del ejemplo comparativo 2. Dicho esto, la razón por la cual la densidad de corriente de la corriente de electrones emitida en el Ejemplo 5 es más grande que la del ejemplo comparativo 2 se puede considerar la siguiente. A saber, en el Ejemplo 5 se puede obtener un efecto tal que la superficie de la fuente de electrones del tipo emisión de campo 10 se purifica mediante el postratamiento, y/o un efecto tal que se mejora la calidad de la película de óxido de silicio 64 se mejora (ver la Fig. 10A) en la superficie de la capa fina de cristal de silicio 63 que construye la capa impulsora del campo fuerte 6 (la relación de la superficie cubierta con átomos de oxígeno aumenta). Furthermore, when comparing Example 5 with comparative example 2, the current density of the emitted electronics current Ie of Example 5 is larger than that of comparative example 2, consequently, the electronic emission efficiency of Example 5 is larger than that of comparative example 2. That said, the reason why the current density of the electron current emitted in Example 5 is larger than that of comparative example 2 can be considered as follows. Namely, in Example 5 an effect can be obtained such that the surface of the electron source of the field emission type 10 is purified by post-treatment, and / or an effect such that the quality of the oxide film is improved. Silicon 64 is improved (see Fig. 10A) on the surface of the thin layer of silicon crystal 63 that builds the driving layer of the strong field 6 (the ratio of the surface covered with oxygen atoms increases).

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1.one.
Un procedimiento para fabricar una fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) que comprende un sustrato eléctricamente conductor (1), una capa impulsora del campo fuerte (6) formada sobre la superficie del sustrato eléctricamente conductor (1), capa impulsora (6) que comprende granos de silicio policristalino en forma de columna (61), películas finas de óxido de silicio (62) formadas sobre las superficies de los granos de silicio policristalino (61), capas de silicio cristalino fino (63) de orden nanométrico que se ponen entre los granos de silicio policristalino (61) y películas de óxido de silicio (64) formadas sobre las superficies de las capas de silicio cristalino fino (63), siendo cada una de las películas (64) una película aislante que tiene un espesor más pequeño que el diámetro de una partícula de cristal de la capa de silicio cristalino fino (63), y una película fina eléctricamente conductora (7) formada sobre la capa impulsora del campo fuerte (6), en la que los electrones, que se inyectan en el sustrato eléctricamente conductor (1), impulsan en la capa impulsora del campo fuerte (6) para que se emitan hacia el exterior a través de la película fina eléctricamente conductora (7) aplicando un voltaje entre la película fina eléctricamente conductora (7) y el sustrato eléctricamente conductor (1), comprendiendo el procedimiento una etapa principal de oxidación de formación de la capa impulsora del campo fuerte (6) mediante la oxidación de una capa semiconductora porosa por medio de al menos uno de un tratamiento que aplica radiación ultravioleta a la capa semiconductora porosa en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono, un tratamiento que calienta la capa semiconductora porosa en una atmósfera de gas que contiene ozono, un tratamiento que aplica radiación ultravioleta a la capa semiconductora porosa y calienta la capa semiconductora porosa en una atmósfera de gas que contiene al menos uno de oxígeno y ozono y calienta la capa semiconductora porosa.  A process for manufacturing an electron source of the field emission type (10) comprising an electrically conductive substrate (1), a strong field driving layer (6) formed on the surface of the electrically conductive substrate (1), driving layer ( 6) comprising column-shaped polycrystalline silicon grains (61), thin films of silicon oxide (62) formed on the surfaces of polycrystalline silicon grains (61), layers of fine crystalline silicon (63) of nanometric order which are placed between the polycrystalline silicon grains (61) and silicon oxide films (64) formed on the surfaces of the thin crystalline silicon layers (63), each of the films (64) being an insulating film having a thickness smaller than the diameter of a crystal particle of the thin crystalline silicon layer (63), and an electrically conductive thin film (7) formed on the driving layer of the strong field (6), and n that the electrons, which are injected into the electrically conductive substrate (1), propel in the driving layer of the strong field (6) so that they are emitted outward through the electrically conductive thin film (7) by applying a voltage between the electrically conductive thin film (7) and the electrically conductive substrate (1), the process comprising a major oxidation stage of the strong field driving layer formation (6) by the oxidation of a porous semiconductor layer by means of the minus one of a treatment that applies ultraviolet radiation to the porous semiconductor layer in a gas atmosphere that contains at least one of oxygen and ozone, a treatment that heats the porous semiconductor layer in an ozone-containing gas atmosphere, a treatment that applies ultraviolet radiation to the porous semiconductor layer and heats the porous semiconductor layer in a gas atmosphere containing at least one of o Oxygen and ozone and heats the porous semiconductor layer.
2.2.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa principal de oxidación se lleva a cabo después de que se haya formado la película fina eléctricamente conductora (7).  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 1, wherein the main oxidation stage is carried out after the electrically conductive thin film (7) has been formed. .
3.3.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una etapa de oxidación suplementaria para oxidar la capa porosa de semiconductor mediante un procedimiento de calentamiento, llevándose a cabo la etapa de oxidación suplementaria antes y/o después de la etapa de oxidación principal.  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 1, further comprising a stage of supplementary oxidation to oxidize the porous semiconductor layer by a heating process, the step being carried out of supplementary oxidation before and / or after the main oxidation stage.
4.Four.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además una etapa de oxidación suplementaria para oxidar la capa porosa de semiconductor mediante un procedimiento de calentamiento, llevándose a cabo la etapa de oxidación suplementaria antes y/o después de la etapa de oxidación principal.  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 2, further comprising a stage of supplementary oxidation to oxidize the porous semiconductor layer by a heating process, the step being carried out of supplementary oxidation before and / or after the main oxidation stage.
5.5.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además otra etapa de oxidación suplementaria para oxidar la capa porosa de semiconductor mediante un procedimiento de calentamiento, llevándose a cabo la etapa de oxidación suplementaria antes y/o después de la etapa de oxidación principal.  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 1 further comprising another stage of supplementary oxidation to oxidize the porous semiconductor layer by a heating process, the step of carrying out the supplementary oxidation before and / or after the main oxidation stage.
6.6.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además una etapa de oxidación suplementaria para oxidar la capa porosa de semiconductor utilizando una solución ácida, llevándose a cabo la etapa de oxidación suplementaria antes y/o después de la etapa de oxidación principal.  The process for manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 2, further comprising a stage of supplementary oxidation to oxidize the porous semiconductor layer using an acid solution, the step of carrying out supplementary oxidation before and / or after the main oxidation stage.
7.7.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una etapa de preoxidación para oxidar la capa porosa de semiconductor utilizando una solución oxidante, llevándose a cabo la etapa de preoxidación antes y/o después de la etapa de oxidación principal.  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 1, further comprising a pre-oxidation step to oxidize the porous semiconductor layer using an oxidizing solution, the pre-oxidation stage being carried out. before and / or after the main oxidation stage.
8.8.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además una etapa para oxidar la capa porosa de semiconductor utilizando una solución oxidante, llevándose a cabo la etapa de preoxidación antes y/o después de la etapa de oxidación principal.  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 2, further comprising a step to oxidize the porous semiconductor layer using an oxidizing solution, the pre-oxidation stage being carried out before and / or after the main oxidation stage.
9.9.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende además una etapa de preoxidación de oxidación de la capa semiconductora porosa utilizando una solución oxidante, llevándose a cabo la etapa de preoxidación antes y/o después de la etapa de oxidación suplementaria.  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 3, further comprising a stage of oxidation oxidation of the porous semiconductor layer using an oxidizing solution, the stage of pre-oxidation being carried out before and / or after the stage of supplementary oxidation.
10.10.
El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además una etapa de preoxidación para oxidar la capa porosa de semiconductor utilizando una solución oxidante, llevándose a cabo la etapa de preoxidación antes y/o después de la etapa de oxidación suplementaria.  The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 4, further comprising a pre-oxidation step to oxidize the porous semiconductor layer using an oxidizing solution, the pre-oxidation stage being carried out. before and / or after the stage of supplementary oxidation.
11 El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende además una etapa de preoxidación para oxidar la capa porosa de semiconductor utilizando una solución oxidante, llevándose a cabo la etapa de preoxidación antes de la etapa de oxidación principal y las etapas de oxidación suplementarias. The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 5, further comprising a pre-oxidation step to oxidize the porous semiconductor layer using an oxidizing solution, the step of carrying out the pre-oxidation before the main oxidation stage and the supplementary oxidation stages.
12. El procedimiento de fabricación de la fuente de electrones del tipo emisión de campo (10) de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además una etapa de preoxidación para oxidar la capa porosa de semiconductor utilizando una solución oxidante, llevándose a cabo la etapa de preoxidación antes de la etapa de oxidación principal y las etapas de oxidación suplementarias. 12. The method of manufacturing the electron source of the field emission type (10) according to claim 6, further comprising a pre-oxidation step to oxidize the porous semiconductor layer using an oxidizing solution, the step being carried out of pre-oxidation before the main oxidation stage and the supplementary oxidation stages.
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