JP2000090811A

JP2000090811A - 冷電子放出素子とその製造方法

Info

Publication number: JP2000090811A
Application number: JP26177398A
Authority: JP
Inventors: Junji Ito; 順司伊藤; Masatake Kanamaru; 正剛金丸; Keigo Ebara; 啓悟江原
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】冷電子放出素子におけるエミッション電
流を安定化する。【解決手段】エミッタ13の表面に導電膜21を形成す
る。導電膜21の表面は意図的に粗面化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にフラットパネ
ルディスプレイ（ＦＰＤ）型の画像表示装置や光プリン
タ、電子顕微鏡、電子ビーム露光装置等々、種々の電子
ビーム利用装置の電子源ないし電子銃として用い得る冷
電子放出素子とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管（カソードレイチューブ：ＣＲ
Ｔ）におけるようにカソードに大きな熱エネルギを与え
て熱電子放出を起こすのではなく、金属や半導体等の導
電性部材に対し 10⁶〜10⁷V／cm以上の強電界を印加し、
量子力学的トンネル現象によりそれら部材の表面から冷
電子（電界放出電子とか強電界放出電子とも呼ばれる）
の放出を起こさせるタイプの電界放出型電子放出素子、
すなわち冷電子放出素子の研究も、昨今、富みに盛んに
なっている。こうしたタイプの素子が各所で実用化され
れば、ＣＲＴ等のように極めて大きな電力消費を伴う熱
エネルギが不要となり、素子自体も極めて小型になり得
るので、応用デバイスの消費電力も大いに低減し、筺体
も飛躍的に小型化（薄型化）、軽量化する。

【０００３】図３には、このような冷電子放出素子の典
型的構造例が示されている。説明すると、全体としての
冷電子放出素子の物理的な支持部材である基底部材11の
上には、一般に高さが数μm からサブミクロン程度の錐
形立体形状、代表的にはコーンエミッタと俗称されるよ
うに円錐形状のエミッタ13が形成されており、これに対
して電界放出のための引き出し電位を印加すべき導電材
料膜製の電極層であるゲート電極14（引き出し電極とも
呼ばれる）は基底部材11の上に絶縁層12を介して設けら
れている。ゲート電極14には直径が数μm 以下の開口15
が開けられており、エミッタ13の自由端である先端、す
なわちこの場合は円錐形状の頂点である尖端部Poがこの
開口15に臨んでいる。

【０００４】こうした構造により、ゲート電極14に所定
値以上の電圧Vgが印加されると、この開口15の内周縁と
エミッタ13の尖端部Poとの間にエミッタ13から電子を引
き出すに足る高電界が生ずる。なお、高さ方向の相対位
置関係としては、一般に引き出し電極14の方がエミッタ
13の尖端部Poより少し高い位置になっている。また、こ
のようなエミッタ13では、錐形の尖端部Poを文字通り極
めて鋭い“点状”に加工できれば、エミッタ13とゲート
電極14間に印加されるゲート電圧Vgにより生成する電界
は当該点状尖端部Poに効率良く集中するので、比較的低
い印加電圧でも所期の電界放出現象を生起することがで
きる。

【０００５】そこで、エミッタ尖端化のための工夫がこ
れまでに種々なされて来ており、それはそれなりに、そ
の成果も確かに上がっている。10nmからそれ以下の先端
径のエミッタも作製可能である。しかし、こうした冷電
子放出素子では、また別の問題として、エミッタからの
放出電流が時間的に大きく揺らぎ、時に大きく減少する
かと思えば時に数倍以上にも増える等の現象が生ずるこ
とがあり、場合によっては多大なる放出電流のため、素
子破壊を招くこともあった。こうした現象は、主として
エミッタ先端の仕事関数が動作環境における残留ガスの
吸着や作製プロセス中の汚染等によって空間的にも時間
的にも大きく変動するが故と考えられている。

【０００６】この問題を解決する一手法として、回路的
な対策によるものがある。代表的なのは、冷電子放出素
子に対し直列に電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を接続
し、ないしはそれと等価な回路構造を構築し、ドレイン
電流を制御することでエミッタ13を介する放出電流を制
御せんとするものである。すなわち、ＦＥＴのドレイン
電流はそのゲートに印加される制御電圧で一義的に制御
されるため、結果として冷電子放出素子のエミッタ13か
ら放出される電子流による放出電流はＦＥＴに印加する
当該制御電圧により、一義的に制御、安定化され得るこ
とになる。本発明者の一部においても既に、このＦＥＴ
構造を一体化した素子や、エミッタそれ自体の中にこの
ＦＥＴ構造を内蔵させたものも開示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、回路的な対策
は有意義であるにしても、ある意味で本質的な解決策で
はない。できれば、冷電子放出素子の構造自体に起因す
る解決策があればそれに越したことはない。本発明はま
さしく、この点に鑑みてなされたもので、構造的要因に
より安定したエミッション電流の得られる冷電子放出素
子の提供をその目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するため、一般にシリコンに代表される半導体により
作製されるエミッタの表面を、何らかの化学的に安定性
の高い物質で被覆してはどうかとの知見を得た。この発
想の下、鋭意研究の結果、エミッタの形成されている基
底部材の材質の如何によらず、また、エミッタが基底部
材と一体に形成されていようがいまいが、エミッタ自体
が半導体製である場合には、その導電型の如何に拘わら
ずに、当該エミッタ表面を導電性を有する膜で被覆す
る，いう構成に至った。

【０００９】被覆する導電膜の材質は基本的には任意で
あるが、一つには炭素を主成分とする材料が望ましい。
あるいはまた、より具体的に単結晶または非晶質を含む
ダイアモンド、同じく単結晶または非晶質を含む炭化水
素、グラファイト等を挙げることができ、それらの幾つ
か、または全ての積層構造であっても良い。さらに、有
機材料を焼結したものでも良いし、本発明のより下位の
態様として特に望ましいのは、素子作製に汎用されるレ
ジスト膜を焼結して用いることである。

【００１０】基底部材の材料については全く任意であっ
て、ガラス、単結晶または非晶質半導体、金属等であっ
て良い。特に、基底部材が絶縁性物質であっても、本発
明によるとエミッタ表面には少なくとも導電膜があるの
で、この被覆膜に導通を取る関係で端子を設ければ、エ
ミッタにキャリアを供給することができる。

【００１１】一般にこの種の冷電子放出素子は多数個を
平面的に密に集積配置して用いるので、そのような場合
には、ほぼ一列に並ぶ複数個の冷電子放出素子の各エミ
ッタに一連に連続する関係でストライプ状に導電膜を設
けて良い。

【００１２】さらに、本発明では望ましい構成として、
導電被覆膜の表面を意図的に粗面にする構成を提案す
る。この粗面にするための方法自体は、やはり本質的に
は任意であるが、望ましくは酸素プラズマでのエッチン
グ法の利用を提案できる。そして、先に述べたように、
レジスト膜を焼結して用いる場合には、当該焼結の直前
または直後にプラズマエッチング処理を施すのが、工程
上も、また物理的に良好な粗面を得るにも都合が良い。

【００１３】一方、本発明に従いエミッタ表面に導電膜
を設ける場合には、作製方法としても、基底部材上にエ
ミッタを形成した後、先にエミッタの表面を被覆する導
電膜を形成し、その後、最終的に電極間絶縁層となる絶
縁層とゲート電極となる電極層を堆積し、リソグラフィ
技術により堆積した電極層と絶縁層にエミッタの尖端部
を露呈する開口を順に形成する手法を提案する。

【００１４】この手法においても、導電膜でエミッタを
被覆した後、導電膜を焼結する工程を含んで良く、さら
に、当該導電膜を粗面化する工程を含んで良い。この粗
面化はやはり、先に述べたように酸素プラズマエッチン
グによると望ましく、焼結による導電膜を形成する場合
にはその直前ないし直後に行えば良い。その外、各部材
の材料的な選択自由度については本方法を適用する場合
においても既述の通りである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図1 には本発明に従って構築され
た冷電子放出素子の望ましい一実施形態における概略構
成図が示されている。本発明による改良の対象を明確に
するため、基本的な構造部分は既に図３に掲げた素子と
同じとなっており、従ってこれまでに説明した素子構造
に関する説明は、本発明においてもほぼ同様に適用でき
る。

【００１６】本発明における端的な特徴は、エミッタ13
の表面が導電膜21により被覆されていることである。図
示の場合はエミッタ13の表面のみではなく、エミッタ13
が形成されている基底部材11の表面上にもエミッタ表面
と連続する関係で当該導電膜21が形成されているが、こ
れは少し後に述べるように、製造工程上、また構造上有
利な点があるが、必須ではなく、少なくともエミッタ表
面13上にのみ、導電膜21が設けられていれば良い。

【００１７】エミッタ13が一般的に半導体である場合、
それよりも導電率の大きな導電膜21により表面を被覆し
た所、本発明者の実験によれば、そうでないものに比
し、顕かに経時的に安定なエミッション電流が得られ
た。導電膜の材質として望ましいものは、これも後述の
ように種々あるが、その材質によらず、程度に多少の差
がありこそすれ、その効果は認められる。何故なら、本
発明者の知見によると、化学的に安定な材料である導電
膜の被覆により、エミッタ表面が化学的に不活性にな
り、真空中の残留ガス分子が吸着しにくくなって、低真
空度でのエミッション電流低下を防げるからである。

【００１８】また、エミッタ表面の仕事関数も低下させ
ることができ、特に導電膜であるので、閾値電圧を低下
させることもできる。この後者の効果は実際上、かなり
大きく、製品化する上で素子のドライバ回路の負担を軽
減し、より一層の小型化、コスト低下を生むことができ
る。

【００１９】導電膜21の材質は、例えば炭素を主成分と
する材料が望ましい。炭素膜そのものを含む外、単結晶
または非晶質を含むダイアモンド、同じく単結晶または
非晶質を含む炭化水素、グラファイト等を挙げることが
でき、それらの幾つか、または全ての積層構造であって
も良い。さらに、適当なる有機材料を焼結したものでも
良いし、素子作製に汎用されるレジスト膜、特に代表的
にはポリイミド系材料等、ノボラック系レジスト膜を焼
結して用いるとより望ましい。これは極めて安価で入手
容易な材料である。そもそも素子作製時に下地材料上に
塗布することが予定されているものなので、取扱いも容
易である。実際にも、これを塗布し、焼結することで、
安定で良好な導電被覆膜を得ることができた。炭素スパ
ッタリング皮膜に比しても、経時的な放出電流の安定性
は高かった。

【００２０】ただ、個別に見るとそれぞれに捨て難い利
点もあり、ダイアモンドは高価であり、ＣＶＤ法による
にしても形成は容易とは言えないが、電子親和力が負で
あるので、低電圧での電子放出を期待できる。炭化水素
は逆にＣＶＤ放電形成は容易であるが、導電性が低い恨
みがある。グラファイトはスパッタ法やディップ法によ
り容易に形成可能で、導電率も高いため、望ましい材料
の一つである。

【００２１】しかるに、これは後述の望ましい製造方法
にも関連するが、図示の場合、基底部材11の表面上にも
エミッタ表面と一連の関係で導電膜21が形成されてい
る。そのため、必要とあれば、この導電膜21のどこかの
部分から図中で仮想線で示すように基底部材端子ないし
エミッタ端子22を引き出すことができる。そのため、一
般的な構造として、この種の冷電子放出素子を多数個、
平面的に密に集積配置して用いる場合、ほぼ一列に並ぶ
複数個の冷電子放出素子の各エミッタに一連に連続する
関係で、基底部材11上を介し、ストライプ状に導電膜21
を設け、それらに共通の電極端子として一つの端子22を
共用することができる。

【００２２】また、基底部材11の材質は絶縁性であって
も良く、導電膜21を介し、エミッタ13に導通を取ること
ができる。そうでなくても、本発明の立場からすれば、
公知既存のこの種の冷電子放出素子における他の部分の
基本構造はほぼそのままに応用でき、基底部材11の材質
についても原則として制約は出ない。ガラス、単結晶な
いし非晶質半導体や金属であっても良い。

【００２３】しかるに、エミッタ表面に設けられる導電
膜21は、意図的にケバ立つかのように、粗面にされてい
ることが望ましい。このようにすると、エミッション表
面積が増し、いわゆる電流放出サイトの数が増して、相
対的に見て電流放出の安定性が増すからである。粗面に
するための手法自体は、原則としては任意であり、機械
的な加工をも含んで良いが、望ましい手法に酸素プラズ
マによるエッチング法がある。これは製造工程途中で容
易に組み込み得る手法である。この粗面化は、例えば既
述したレジスト膜等を焼結して導電膜21として用いる場
合、その直前または直後に行うことができる。

【００２４】なお、エミッタ13は、先に述べた基底部材
11との関係での材料上の自由度からしても明らかなよう
に、基底部材11と一体に形成されたものでも、別体に形
成されたものであっても良い。さらに、図示していない
が、冷電子放出素子にＦＥＴ構造を組み込む場合には、
例えば基底部材上に形成されたドレイン領域の上に形成
される等していても良い。場合により、根本が一つで尖
端が複数に分かれているいわゆるマルチエミッタ構造な
どであっても良く、各エミッタに対し、本発明に従い導
電膜を被覆すれば良い。立体形状にしても、角型形状等
でも良いし、多数の点の集合と考えられる頂部の円環状
の「縁」を電流放出部とする柱状形状のものであっても
良い。

【００２５】ここで参考までに、本出願人の試作による
冷電子放出素子における寸法関係を例記すると、ｎ型シ
リコン半導体基板である基底部材11の厚みは 400μm な
いし500μm で、レジスト膜を焼結形成した導電膜21の
厚みは約20nm、酸化シリコンによる絶縁層12の厚みは 4
00ないし 600nm、ニオブ(Nb)を用いたゲート電極14の厚
みはほぼ200nm である。基底部材11から一体に切り出さ
れたコーン型エミッタ13の裾野径は１μm 程度、尖端部
Poの径は10nm程度である。

【００２６】図２には、本発明の冷電子放出素子を作製
する望ましい製造方法の一実施形態が示されている。同
図(A) に示されているように、ここではｎ型半導体基板
である基底部材11が用意され、同図(B) に示すように、
その上に酸化シリコンマスク31を付した後、リアクティ
ブイオンエッチング法等、公知既存のリソグラフィ技術
を援用し、同図(C) に示すように、将来、エミッタ13を
最終的に形成するためのエミッタ原型部分を隆起部とし
て切り出す。

【００２７】ここで熱酸化工程を施すと、図２(D) に示
されているように、基底部材11の表裏面が熱酸化して熱
酸化膜32が基底部材の内部に向かっても成長するので、
結果として内部に先端が尖鋭化したエミッタ13が形成さ
れる。

【００２８】本発明の望ましい製造方法では、ここで緩
衝沸酸浸漬等により熱酸化膜32を除去してしまい、基底
部材11ないしエミッタ13の表面を露呈させて、まずは導
電膜21をその上に形成してしまう。従来はとりあえず絶
縁層12、ゲート電極層14までを堆積してから開口を設
け、エミッタを露出させる工程を取っており、この工程
に従って露出したエミッタに対し導電膜21を形成しよう
とすると、開口そのものが微小径であって極めて限られ
た寸法範囲内での作業となるため、絶縁層の開口の内壁
面にも導電膜が付着し、エミッタとゲート電極とを短絡
させる恐れがあったが、本工程によればこれを避けるこ
とができる。

【００２９】導電膜21は望ましくはノボラック系のレジ
スト膜であって、これを所定の薄さに付着させた後、焼
結を行い、図２(E) に示すように、この場合は基底部材
11の表面をも含めてエミッタ13の表面を導電膜21により
被覆した構造を得る。

【００３０】ここで、特に望ましいのは、当該焼結工程
を行う直前に、または直後に、図２(F) に示すように、
プラズマ環境33の下で酸素プラズマエッチングを行い、
導電膜21を意図的に粗面化することである。表面積を実
質的に増すことで放出電流サイトを増すことができ、実
際にもこの効果は確認されている。

【００３１】この後は、図２(G) に示すように、酸化シ
リコンから成る絶縁層12、ニオブから成る電極層14を真
空蒸着法等を利用して順に堆積し、図２(H) に示すよう
に、望ましくは保護膜34を形成した後、レジスト膜35を
形成する。

【００３２】酸素雰囲気でのリアクティブイオンエッチ
ングや沸酸系ガスでのリアクティブイオンエッチング等
を順に適用することにより、内部にあるエミッタ13の影
響で隆起している部分の電極層14をのみを除去し、さら
に図２(I) に示すように、エミッタ上部に位置する絶縁
層12の部分をのみ露呈させる。

【００３３】その後、緩衝沸酸溶液に浸漬し、露呈して
いる絶縁層12の部分を除去すると、図２(J) に示すよう
に、開口15内に起立したエミッタ13が表れ、最後に、レ
ジスト剥離液に浸漬する等して残存している保護膜34を
除去すれば、図２(K) に示すように、図１に示した本発
明による冷電子放出素子が完成する。

【００３４】

【発明の効果】本発明によると、安定したエミッション
電流の得られる冷電子放出素子を提供できる。また、用
いた導電膜を意図的に粗面にすると、電流放出サイトの
数を実質的に増すことができるので、より一層、安定し
た放出電流が得られる。最も応用の期待されているＦＰ
Ｄに寄与する所、大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明冷電子放出素子の望ましい一実施形態に
おける概略構成図である。

【図２】本発明の冷電子放出素子製造方法の望ましい一
実施形態における概略的な工程図である。

【図３】この種の冷電子放出素子の基本的な構造に関す
る概略構成図である。

【符号の説明】

11 基底部材， 12 絶縁層， 13 エミッタ， 14 ゲート電極， 21 導電膜， 33 プラズマ環境．

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年８月５日（１９９９．８．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】その上で、本発明では、エミッタ表面を被
覆する導電膜として、素子作製に汎用されるレジスト膜
を焼結したものを用いることを提案する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】エミッタ13が一般的に半導体である場合、
それよりも導電率の大きな導電膜21により表面を被覆し
た所、本発明者の実験によれば、そうでないものに比
し、顕かに経時的に安定なエミッション電流が得られ
た。導電膜の材質として望ましいものは後述のように有
機レジスト膜を焼結したものであるが、少なくとも特性
的にだけ言うならば、導電膜の材質によらず、程度に多
少の差がありこそすれ、その効果は認められる。何故な
ら、本発明者の知見によると、化学的に安定な材料であ
る導電膜の被覆により、エミッタ表面が化学的に不活性
になり、真空中の残留ガス分子が吸着しにくくなって、
低真空度でのエミッション電流低下を防げるからであ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】しかるに、導電膜21の材質は、原理的には
炭素を主成分とする材料であれば良いが、本発明ではさ
らに、取扱い上の問題や製法上の簡易性等をも考慮し、
素子作製に汎用されるレジスト膜、特に代表的にはポリ
イミド系材料等、ノボラック系レジスト膜を焼結して用
いることを提案する。これは極めて安価で入手容易な材
料であるし、そもそも素子作製時に下地材料上に塗布す
ることが予定されているものなので、取扱いも容易であ
る。実際にもこれを塗布し、焼結することで、安定で良
好な導電被覆膜を得ることができた。炭素スパッタリン
グ皮膜に比しても、経時的な放出電流の安定性は高かっ
た。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】これに対し、例えばダイアモンドである
と、電子親和力が負であるので、低電圧での電子放出を
期待できるが、高価であるし、ＣＶＤ法によるにしても
形成は容易とは言えない。また、炭化水素は逆にＣＶＤ
放電形成は容易であるが、導電性が低い恨みがある。こ
の点、上記した有機レジスト膜は、焼結することで導電
膜を形成するのに最適な材料である。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月７日（２０００．１．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するため、一般にシリコンに代表される半導体により
作製される円錐形状のエミッタの表面を、何らかの化学
的に安定性の高い物質で被覆してはどうかとの知見を得
た。この発想の下、鋭意研究の結果、円錐形状のエミッ
タの形成されている基底部材の材質の如何によらず、ま
た、エミッタが基底部材と一体に形成されていようがい
まいが、エミッタ自体が半導体製である場合には、その
導電型の如何に拘わらずに、当該エミッタ表面を導電性
を有する膜で被覆する，いう構成に至った。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】本発明における端的な特徴は、円錐形状の
エミッタ13の表面が導電膜21により被覆されていること
である。図示の場合は当該エミッタ13の表面のみではな
く、エミッタ13が形成されている基底部材11の表面上に
もエミッタ表面と連続する関係で当該導電膜21が形成さ
れているが、これは少し後に述べるように、製造工程
上、また構造上有利な点があるが、必須ではなく、少な
くともエミッタ表面13上にのみ、導電膜21が設けられて
いれば良い。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】なお、円錐形状のエミッタ13は、先に述べ
た基底部材11との関係での材料上の自由度からしても明
らかなように、基底部材11と一体に形成されたもので
も、別体に形成されたものであっても良い。さらに、図
示していないが、冷電子放出素子にＦＥＴ構造を組み込
む場合には、例えば基底部材上に形成されたドレイン領
域の上に形成される等していても良い。場合により、根
本が一つで尖端が複数に分かれているいわゆるマルチエ
ミッタ構造などであっても良く、各エミッタに対し、本
発明に従い導電膜を被覆すれば良い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金丸正剛茨城県つくば市梅園１丁目１番４工業技術院電子技術総合研究所内 (72)発明者江原啓悟東京都千代田区霞が関１丁目４番３号東洋鋼鈑株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基底部材の一表面上から突出するように
設けられ、突出端が鋭い尖端部になっているエミッタ
と、該基底部材上に絶縁層を介して設けられ、上記エミ
ッタの上記尖端部を露呈する開口を有し、該エミッタと
の間に電界を印加することで該エミッタから冷電子を放
出させるためのゲート電極とを有する冷電子放出素子で
あって；上記エミッタ表面は導電膜で被覆されているこ
と；を特徴とする冷電子放出素子。
【請求項２】請求項１記載の冷電子放出素子であっ
て；上記導電膜は上記エミッタ表面と連続する関係で上
記基底部材表面上にも設けられ；上記絶縁層は上記基底
部材上にあって該導電膜の上に形成されていること；を
特徴とする冷電子放出素子。
【請求項３】請求項２記載の冷電子放出素子であっ
て；上記エミッタは上記基底部材上に所定の間隔で複数
個形成されており；上記導電膜は上記基底部材上を介し
て伸び、上記複数個のエミッタの中、少なくとも幾つか
のエミッタに一連に連続する関係でストライプ状に設け
られていること；を特徴とする冷電子放出素子。
【請求項４】請求項１記載の冷電子放出素子であっ
て；上記導電膜は炭素を主成分とする材料膜であるこ
と；を特徴とする冷電子放出素子。
【請求項５】請求項１記載の冷電子放出素子であっ
て；上記導電膜は単結晶または非晶質を含むダイアモン
ド、単結晶または非晶質を含む炭化水素、グラファイト
の中、どれか一つまたは幾つか、あるいは全ての積層構
造であること；を特徴とする冷電子放出素子。
【請求項６】請求項１記載の冷電子放出素子であっ
て；上記導電膜は有機材料を焼結したものであること；
を特徴とする冷電子放出素子。
【請求項７】請求項１記載の冷電子放出素子であっ
て；上記導電膜はレジスト膜を焼結したものであるこ
と；を特徴とする冷電子放出素子。
【請求項８】請求項１記載の冷電子放出素子であっ
て；上記導電膜の表面は粗面化されていること；を特徴
とする冷電子放出素子。
【請求項９】請求項８記載の冷電子放出素子であっ
て；上記粗面化は酸素プラズマエッチングによりなされ
ていること；を特徴とする冷電子放出素子。
【請求項１０】請求項１記載の冷電子放出素子であっ
て；上記基底部材はガラス、単結晶または非晶質半導
体、金属のどれか一つであること；を特徴とする冷電子
放出素子。
【請求項１１】基底部材の一表面上から突出するよう
に設けられ、突出端が鋭い尖端部になっているエミッタ
と、該基底部材上に絶縁層を介して設けられ、上記エミ
ッタの上記尖端部を露呈する開口を有し、該エミッタと
の間に電界を印加することで該エミッタから冷電子を放
出させるためのゲート電極とを基本的な構成要素として
有する冷電子放出素子の製造方法であって；上記基底部
材上に上記エミッタを形成した後、上記絶縁層を形成す
る前に該エミッタの表面を被覆する導電膜を形成し；そ
の後、上記絶縁層となる絶縁層と上記ゲート電極となる
電極層を堆積し；リソグラフィ技術により上記電極層と
上記絶縁層に上記エミッタの尖端部を露呈する開口を順
に形成すること；を特徴とする冷電子放出素子の製造方
法。
【請求項１２】請求項11記載の方法であって；上記導
電膜で上記エミッタを被覆した後に、該導電膜を焼結す
る工程を含むこと；を特徴とする方法。
【請求項１３】請求項11記載の方法であって；上記導
電膜を粗面化する工程を含むこと；を特徴とする方法。
【請求項１４】請求項13記載の方法であって；上記粗
面化は酸素プラズマエッチングによること；を特徴とす
る方法。