JP2002015659A - 電子放出装置 - Google Patents
電子放出装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、尖塔形状を作製する複雑なプロセ
スを排除し、窒化ホウ素薄膜が有する問題を解消して付
着性を向上させ、低電圧で動作する電子放出装置を提供
する。 【解決手段】 表面に凹凸を有する基板または半導体基
板（シリコン基板１、窒化ガリウム層２）上に電気的に
接続してホウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素
（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、
０≦ｚ＜１の窒化ホウ素炭素薄膜３が設けられ、窒化ホ
ウ素炭素薄膜３に電気的に絶縁して第１の金属体（Ｓｉ
ＯX薄膜４、引き出し電極５）が設けられ、窒化ホウ素
炭素薄膜３に対向して第１の金属体と空間をもって第２
の金属体（アノード電極７）を設けた。
スを排除し、窒化ホウ素薄膜が有する問題を解消して付
着性を向上させ、低電圧で動作する電子放出装置を提供
する。 【解決手段】 表面に凹凸を有する基板または半導体基
板（シリコン基板１、窒化ガリウム層２）上に電気的に
接続してホウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素
（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、
０≦ｚ＜１の窒化ホウ素炭素薄膜３が設けられ、窒化ホ
ウ素炭素薄膜３に電気的に絶縁して第１の金属体（Ｓｉ
ＯX薄膜４、引き出し電極５）が設けられ、窒化ホウ素
炭素薄膜３に対向して第１の金属体と空間をもって第２
の金属体（アノード電極７）を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体からの電子
放出を利用する電子放出装置に関するものである。
放出を利用する電子放出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属やシリコンを用いて尖塔形状
を作製した、スピント型と呼ばれている電子放出素子が
研究開発されている。また、近年、負性電子親和力を有
するダイヤモンドを用いたフィールドエミッタの研究も
進められている。
を作製した、スピント型と呼ばれている電子放出素子が
研究開発されている。また、近年、負性電子親和力を有
するダイヤモンドを用いたフィールドエミッタの研究も
進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】フィールドエミッタに
は、低電圧動作、高電流密度動作、そして長寿命動作が
要求される。低電圧化や高電流密度化を達成するために
は、フィールドエミッタ用材料として、小さい仕事関数
を有する金属や、小さい電子親和力または負性電子親和
力をもつ半導体が注目されている。また、長寿命化のた
めには、硬質で安定な材料が必要である。
は、低電圧動作、高電流密度動作、そして長寿命動作が
要求される。低電圧化や高電流密度化を達成するために
は、フィールドエミッタ用材料として、小さい仕事関数
を有する金属や、小さい電子親和力または負性電子親和
力をもつ半導体が注目されている。また、長寿命化のた
めには、硬質で安定な材料が必要である。
【０００４】これまで、複雑なプロセスによって金属や
シリコンを尖塔型の形状に加工し、その近傍に引き出し
電極を作製することによって、低電圧動作が図られてい
る。更なる低電圧動作を行うためには、作製した尖塔形
状に負性電子親和力を持つダイヤモシドや窒化物半導体
をコートすることが望まれる。しかし、ダイヤモンドは
均一薄膜の作製が困難であり、コーティング薄膜として
用いることができない。
シリコンを尖塔型の形状に加工し、その近傍に引き出し
電極を作製することによって、低電圧動作が図られてい
る。更なる低電圧動作を行うためには、作製した尖塔形
状に負性電子親和力を持つダイヤモシドや窒化物半導体
をコートすることが望まれる。しかし、ダイヤモンドは
均一薄膜の作製が困難であり、コーティング薄膜として
用いることができない。
【０００５】近年、窒化物半導体の中で窒化ホウ素薄膜
からの、低電界での電子放出が報告されている。均一な
窒化ホウ素薄膜の堆積も可能であるため、先に述べたコ
ーティング薄膜として、窒化ホウ素薄膜の利用が期待さ
れ、その実用化が望まれている。
からの、低電界での電子放出が報告されている。均一な
窒化ホウ素薄膜の堆積も可能であるため、先に述べたコ
ーティング薄膜として、窒化ホウ素薄膜の利用が期待さ
れ、その実用化が望まれている。
【０００６】しかし、窒化ホウ素薄膜は水分に弱く、薄
膜の割れや基板からの剥離が起こりやすい。このため
に、現状では、ウェットプロセスによるデバイスの作製
ができないという大きな問題を有している。
膜の割れや基板からの剥離が起こりやすい。このため
に、現状では、ウェットプロセスによるデバイスの作製
ができないという大きな問題を有している。
【０００７】本発明の目的は、前記の尖塔形状を作製す
る複雑なプロセスを排除し、窒化ホウ素薄膜が有する問
題を解消して付着性を向上させ、低電圧で動作する電子
放出装置を提供することにある。
る複雑なプロセスを排除し、窒化ホウ素薄膜が有する問
題を解消して付着性を向上させ、低電圧で動作する電子
放出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明は、表面に凹凸を有する
基板または半導体基板上に電気的に接続してホウ素（組
成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む
組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が
設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁して第１の金属体が
設けられ、前記薄膜に対向して前記第１の金属体と空間
をもって第２の金属体を設けたことを特徴とする電子放
出装置である。
に、請求項１に記載された発明は、表面に凹凸を有する
基板または半導体基板上に電気的に接続してホウ素（組
成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む
組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が
設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁して第１の金属体が
設けられ、前記薄膜に対向して前記第１の金属体と空間
をもって第２の金属体を設けたことを特徴とする電子放
出装置である。
【０００９】請求項２に記載された発明は、導体または
半導体基板上に前記導体または前記半導体基板と異なる
材料で表面に凹凸を有する導電性層または半導体層が設
けられ、電気的に接続してホウ素（組成比ｘ）、炭素
（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ
＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記
薄膜に電気的に絶縁して第１の金属体が設けられ、前記
薄膜に対向して前記第１の金属体と空間をもって第２の
金属体を設けたことを特徴とする電子放出装置である。
半導体基板上に前記導体または前記半導体基板と異なる
材料で表面に凹凸を有する導電性層または半導体層が設
けられ、電気的に接続してホウ素（組成比ｘ）、炭素
（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ
＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記
薄膜に電気的に絶縁して第１の金属体が設けられ、前記
薄膜に対向して前記第１の金属体と空間をもって第２の
金属体を設けたことを特徴とする電子放出装置である。
【００１０】請求項３に記載された発明は、導体または
半導体基板上に電気的に接続して炭素ナノチューブが設
けられ、ホウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素
（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、
０≦ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁
して第１の金属体が設けられ、前記薄膜に対向して前記
第１の金属体と空間をもって第２の金属体を設けたこと
を特徴とする電子放出装置である。
半導体基板上に電気的に接続して炭素ナノチューブが設
けられ、ホウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素
（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、
０≦ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁
して第１の金属体が設けられ、前記薄膜に対向して前記
第１の金属体と空間をもって第２の金属体を設けたこと
を特徴とする電子放出装置である。
【００１１】請求項４に記載された発明は、絶縁体基板
上に表面に凹凸を有する導電性層または半導体層が設け
られ、前記導電性層または前記半導体層に電気的に接続
してホウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組
成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦
ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁して
第１の金属体が設けられ、前記薄膜に対向して前記第１
の金属体と空間をもって第２の金属体を設けたことを特
徴とする電子放出装置である。
上に表面に凹凸を有する導電性層または半導体層が設け
られ、前記導電性層または前記半導体層に電気的に接続
してホウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組
成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦
ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁して
第１の金属体が設けられ、前記薄膜に対向して前記第１
の金属体と空間をもって第２の金属体を設けたことを特
徴とする電子放出装置である。
【００１２】請求項５に記載された発明は、絶縁体基板
上に前記絶縁体基板と異なる材料で表面に凹凸を有する
２層構造の導電性層または半導体層が設けられ、前記導
電性層または前記半導体層に電気的に接続してホウ素
（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を
含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄
膜が設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁して第１の金属
体が設けられ、前記薄膜に対向して前記第１の金属体と
空間をもって第２の金属体を設けたことを特徴とする電
子放出装置である。
上に前記絶縁体基板と異なる材料で表面に凹凸を有する
２層構造の導電性層または半導体層が設けられ、前記導
電性層または前記半導体層に電気的に接続してホウ素
（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を
含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄
膜が設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁して第１の金属
体が設けられ、前記薄膜に対向して前記第１の金属体と
空間をもって第２の金属体を設けたことを特徴とする電
子放出装置である。
【００１３】請求項６に記載された本発明では、請求項
１〜３のいずれか１項に記載の電子放出装置において、
前記導体または前記半導体基板として金属、シリコン、
ガリウム砒素、インジウムリン、炭化珪素、窒化ガリウ
ムの中の１つを用いたことを特徴とする。
１〜３のいずれか１項に記載の電子放出装置において、
前記導体または前記半導体基板として金属、シリコン、
ガリウム砒素、インジウムリン、炭化珪素、窒化ガリウ
ムの中の１つを用いたことを特徴とする。
【００１４】請求項７に記載された本発明では、請求項
４または５に記載の電子放出装置において、前記絶縁体
基板としてガラス、石英、ニオブ酸リチウム、酸化マグ
ネシウム、サファイヤ、ダイヤモンドの中の１つを用い
たことを特徴とする。
４または５に記載の電子放出装置において、前記絶縁体
基板としてガラス、石英、ニオブ酸リチウム、酸化マグ
ネシウム、サファイヤ、ダイヤモンドの中の１つを用い
たことを特徴とする。
【００１５】請求項８に記載された本発明では、請求項
１〜７のいずれか１項に記載の電子放出装置において、
前記薄膜の表面にも凹凸が存在することを特徴とする。
１〜７のいずれか１項に記載の電子放出装置において、
前記薄膜の表面にも凹凸が存在することを特徴とする。
【００１６】請求項９に記載された本発明では、請求項
１〜８のいずれか１項に記載の電子放出装置において、
前記基板として表面層に窒化ガリウム、窒化アルミニウ
ム、窒化インジウムまたはそれらの混晶薄膜またはイン
ジウムリンを用いたことを特徴とする。
１〜８のいずれか１項に記載の電子放出装置において、
前記基板として表面層に窒化ガリウム、窒化アルミニウ
ム、窒化インジウムまたはそれらの混晶薄膜またはイン
ジウムリンを用いたことを特徴とする。
【００１７】請求項１０に記載された本発明では、請求
項１〜９のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記半導体基板または前記半導体層の表面層がｎ型
半導体であることを特徴とする。
項１〜９のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記半導体基板または前記半導体層の表面層がｎ型
半導体であることを特徴とする。
【００１８】請求項１１に記載された本発明では、請求
項１〜１０のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜が単層または組成比の異なる多層構造にな
っていることを特徴とする。
項１〜１０のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜が単層または組成比の異なる多層構造にな
っていることを特徴とする。
【００１９】請求項１２に記載された本発明では、請求
項１〜１１のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜内で組成比を徐々に変化させて形成したこ
とを特徴とする。
項１〜１１のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜内で組成比を徐々に変化させて形成したこ
とを特徴とする。
【００２０】請求項１３に記載された本発明では、請求
項１〜１２のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜にイオウ、シリコン、リチウム、酸素等の
ドナー不純物となる原子を導入したことを特徴とする。
項１〜１２のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜にイオウ、シリコン、リチウム、酸素等の
ドナー不純物となる原子を導入したことを特徴とする。
【００２１】請求項１４に記載された本発明では、請求
項１〜１３のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜の表面を水素原子で終端したことを特徴と
する。
項１〜１３のいずれか１項に記載の電子放出装置におい
て、前記薄膜の表面を水素原子で終端したことを特徴と
する。
【００２２】請求項１５に記載された本発明では、請求
項１〜１４のいずれか１項に記載の電子放出装置が２つ
以上のアレーからなることを特徴とする。
項１〜１４のいずれか１項に記載の電子放出装置が２つ
以上のアレーからなることを特徴とする。
【００２３】前記構成の電子放出装置では、表面に凹凸
を有する基板を用い、その上に窒化ホウ素炭素薄膜を設
けた。これによって、従来の窒化ホウ素と基板との間の
剥離の問題を解決して、付着性を向上させ、また、尖塔
形状を作製することなく、低電圧動作を可能にする。
を有する基板を用い、その上に窒化ホウ素炭素薄膜を設
けた。これによって、従来の窒化ホウ素と基板との間の
剥離の問題を解決して、付着性を向上させ、また、尖塔
形状を作製することなく、低電圧動作を可能にする。
【００２４】また、本発明の電子放出装置では、前記材
料と電気的に絶縁して引き出し電極を設け、さらに、前
記材料に対向して空間をもって電気的に絶縁した金属体
を設けたことを特徴とするので、引き出し電極を有する
高性能平面型電子放出装置が実現できると考えられる。
料と電気的に絶縁して引き出し電極を設け、さらに、前
記材料に対向して空間をもって電気的に絶縁した金属体
を設けたことを特徴とするので、引き出し電極を有する
高性能平面型電子放出装置が実現できると考えられる。
【００２５】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明による電子放出装置は、基板表面
に凹凸を設け、その上にホウ素、炭素、窒素を含む薄膜
を有する。つまり、表面に凹凸を有する基板を用い、そ
の上に窒化ホウ素炭素薄膜を設ける。これによって、従
来の窒化ホウ素と基板との間の剥離の問題を解決して、
付着性を向上させている。
いて説明する。本発明による電子放出装置は、基板表面
に凹凸を設け、その上にホウ素、炭素、窒素を含む薄膜
を有する。つまり、表面に凹凸を有する基板を用い、そ
の上に窒化ホウ素炭素薄膜を設ける。これによって、従
来の窒化ホウ素と基板との間の剥離の問題を解決して、
付着性を向上させている。
【００２６】本発明によれば、導電性基板および絶縁性
基板上に電子放出装置を作製することができるので、本
発明は、平面型の電子放出装置の実現につながり、複雑
な作製プロセスを必要とする従来のスピント型の尖塔形
状を不要にしている。さらに、本発明よれば、電子放出
特性を改善することができる。
基板上に電子放出装置を作製することができるので、本
発明は、平面型の電子放出装置の実現につながり、複雑
な作製プロセスを必要とする従来のスピント型の尖塔形
状を不要にしている。さらに、本発明よれば、電子放出
特性を改善することができる。
【００２７】これらの結果から、本発明は、フィールド
エミッションディスプレー、電子ビーム露光機、マイク
ロ波進行波管、撮像素子等に応用することができる。ま
た、電子ビームを用いたオージェ電子分光装置等の材料
評価装置の電子源としても用いることができ、様々な用
途に対応できる。
エミッションディスプレー、電子ビーム露光機、マイク
ロ波進行波管、撮像素子等に応用することができる。ま
た、電子ビームを用いたオージェ電子分光装置等の材料
評価装置の電子源としても用いることができ、様々な用
途に対応できる。
【００２８】
【実施例】以下に、各々の基板上に作製する本発明の電
子放出装置の実施例について、具体的に説明する。
子放出装置の実施例について、具体的に説明する。
【００２９】［実施例１］図１は、本発明による電子放
出装置の実施例１を示す断面図である。実施例１の電子
放出装置は、シリコン基板１、窒化ガリウム層２、窒化
ホウ素炭素薄膜３、ＳｉＯX薄膜４、引き出し電極５、
カソード電極６およびアノード電極７で構成される。
出装置の実施例１を示す断面図である。実施例１の電子
放出装置は、シリコン基板１、窒化ガリウム層２、窒化
ホウ素炭素薄膜３、ＳｉＯX薄膜４、引き出し電極５、
カソード電極６およびアノード電極７で構成される。
【００３０】シリコン基板１は、ｎ型のシリコン半導体
の基板である。窒化ガリウム層２は、シリコン基板１の
一方の面（以下、表面という）に設けられている。窒化
ガリウム層２の表面には、断面形状がほぼ三角形状をし
た凹凸が一面に、ランダムかつ密に形成されている。
の基板である。窒化ガリウム層２は、シリコン基板１の
一方の面（以下、表面という）に設けられている。窒化
ガリウム層２の表面には、断面形状がほぼ三角形状をし
た凹凸が一面に、ランダムかつ密に形成されている。
【００３１】窒化ホウ素炭素薄膜３は、窒化ガリウム層
２の表面全体を覆う薄膜である。窒化ホウ素炭素薄膜３
は、窒化ガリウム層２の凹凸を覆うので、窒化ガリウム
層２の凹凸と同じ形状になる。
２の表面全体を覆う薄膜である。窒化ホウ素炭素薄膜３
は、窒化ガリウム層２の凹凸を覆うので、窒化ガリウム
層２の凹凸と同じ形状になる。
【００３２】引き出し電極５は、ＳｉＯX薄膜４によっ
て絶縁されて、窒化ホウ素炭素薄膜３の表面に設けられ
た第１の金属体である。カソード電極６は、シリコン基
板１の他方の面（以下、裏面という）に設けられてい
る。アノード電極７は、引き出し電極５と空間をもって
設けられている第２の金属体である。
て絶縁されて、窒化ホウ素炭素薄膜３の表面に設けられ
た第１の金属体である。カソード電極６は、シリコン基
板１の他方の面（以下、裏面という）に設けられてい
る。アノード電極７は、引き出し電極５と空間をもって
設けられている第２の金属体である。
【００３３】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。つまり、図２（Ａ）に示すように、有機金属
化学気相合成法によって、ｎ型のシリコシ基板１の表面
上に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層２を１［μｍ］
成長させたウエハーを基板として用いた。
作成した。つまり、図２（Ａ）に示すように、有機金属
化学気相合成法によって、ｎ型のシリコシ基板１の表面
上に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層２を１［μｍ］
成長させたウエハーを基板として用いた。
【００３４】マイクロ波により水素プラズマを生成し、
窒化ガリウム層２の表面を処理した。マイクロ波出力３
００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力４
０[Ｔｏｒｒ]に設定し、５分間処理を行った。水素プラ
ズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層２の表面は、
図２（Ｂ）に示すように、数十［ｎｍ］の凹凸を有する
表面に変化した。
窒化ガリウム層２の表面を処理した。マイクロ波出力３
００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力４
０[Ｔｏｒｒ]に設定し、５分間処理を行った。水素プラ
ズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層２の表面は、
図２（Ｂ）に示すように、数十［ｎｍ］の凹凸を有する
表面に変化した。
【００３５】窒化ガリウム層２の上に、三塩化ホウ素と
メタンと窒素ガスとを用いたプラズマアシスト化学気相
合成法によって、窒化ホウ素炭素薄膜３（組成比、ホウ
素０．４、炭素０．２、窒素０．４）を１００［ｎｍ］
堆積した（図２（Ｂ））。窒化ホウ素炭素薄膜３には、
イオウ原子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。
メタンと窒素ガスとを用いたプラズマアシスト化学気相
合成法によって、窒化ホウ素炭素薄膜３（組成比、ホウ
素０．４、炭素０．２、窒素０．４）を１００［ｎｍ］
堆積した（図２（Ｂ））。窒化ホウ素炭素薄膜３には、
イオウ原子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。
【００３６】次に、図２（Ｃ）に示すように、窒化ホウ
素炭素薄膜３上にＳｉＯX薄膜４を８００［ｎｍ］、お
よび引き出し電極５用金属としてＴｉ（２０［ｎｍ］）
／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着法で形成し
た。また、シリコン基板１の裏面に、カソード電極６と
してＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着した。
素炭素薄膜３上にＳｉＯX薄膜４を８００［ｎｍ］、お
よび引き出し電極５用金属としてＴｉ（２０［ｎｍ］）
／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着法で形成し
た。また、シリコン基板１の裏面に、カソード電極６と
してＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着した。
【００３７】その後、フォトリソグラフィー工程を用い
て、引き出し電極５用の金属およびＳｉＯX薄膜４をエ
ッチングにより除去し、図２（Ｄ）に示すように、直径
５［μｍ］の窓５Ａを形成した。窓５Ａの中に露出した
窒化ホウ素炭素薄膜３の表面を水素プラズマで処理し
た。この後、真空チェンバー内でアノード電極７となる
金属板を窒化ホウ素炭素薄膜３に対向させ、その間隔を
１２５［μｍ］とした（図２（Ｄ））。
て、引き出し電極５用の金属およびＳｉＯX薄膜４をエ
ッチングにより除去し、図２（Ｄ）に示すように、直径
５［μｍ］の窓５Ａを形成した。窓５Ａの中に露出した
窒化ホウ素炭素薄膜３の表面を水素プラズマで処理し
た。この後、真空チェンバー内でアノード電極７となる
金属板を窒化ホウ素炭素薄膜３に対向させ、その間隔を
１２５［μｍ］とした（図２（Ｄ））。
【００３８】前記構成の電子放出装置は、次のようにし
て用いられる。つまり、引き出し電極５を接地し（図
１）、カソード電極６に電源１１を接続し、アノード電
極７に電源１２を接続する。これによって、カソード電
極６とアノード電極７とに各々バイアスが加えられ、電
子放出装置が動作する。
て用いられる。つまり、引き出し電極５を接地し（図
１）、カソード電極６に電源１１を接続し、アノード電
極７に電源１２を接続する。これによって、カソード電
極６とアノード電極７とに各々バイアスが加えられ、電
子放出装置が動作する。
【００３９】電子放出装置が動作状態にあるとき、８×
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。そして、カソード電極６に４０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。そして、カソード電極６に４０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
【００４０】以上、シリコン基板１上に凹凸を有するｎ
型窒化ガリウム層２を形成し、その上に作成した電子放
出装置について説明した。なお、実施例１では、次のよ
うな構成も可能である。
型窒化ガリウム層２を形成し、その上に作成した電子放
出装置について説明した。なお、実施例１では、次のよ
うな構成も可能である。
【００４１】実施例１では、シリコン基板１上に窒化ガ
リウム層２を形成し、水素プラズマ処理によって、凹凸
表面を作製したが、窒化ガリウム層２の代わりに、窒化
ガリウムにアルミニウムやインジウムを加えた混晶層を
用いることもできる。ｎ型不純物として、シリコンだけ
でなく、ＶＩ族の元素をドナー不純物として用いること
もできる。これらの窒化物層以外にインジウムリン層を
用いることもできる。
リウム層２を形成し、水素プラズマ処理によって、凹凸
表面を作製したが、窒化ガリウム層２の代わりに、窒化
ガリウムにアルミニウムやインジウムを加えた混晶層を
用いることもできる。ｎ型不純物として、シリコンだけ
でなく、ＶＩ族の元素をドナー不純物として用いること
もできる。これらの窒化物層以外にインジウムリン層を
用いることもできる。
【００４２】表面に凹凸を形成するためのプラズマを生
成するガスとして、酸素、塩素、フッ素等を含むガスも
使用できる。プラズマの生成には、マイクロ波だけでは
なく、ＲＦ電力を用いることもでき、プラズマ処理にお
いて、試料にバイアスをかけることは表面形状の制御に
有効である。
成するガスとして、酸素、塩素、フッ素等を含むガスも
使用できる。プラズマの生成には、マイクロ波だけでは
なく、ＲＦ電力を用いることもでき、プラズマ処理にお
いて、試料にバイアスをかけることは表面形状の制御に
有効である。
【００４３】実施例１では、イオウ不純物を添加した窒
化ホウ素炭素薄膜３を用いたが、ドナー不純物となるリ
チウム、酸素、シリコン等の原子を添加した窒化ホウ素
炭素薄膜を用いることもできる。無添加窒化ホウ素炭素
薄膜を用いて前記と同様の電子放出装置を作製した結
果、ターンオン電圧が３０［％］程度増加し、電子放出
特性の劣化が見られ、不純物添加の有効性が確認でき
た。ここでは、基板材料としてシリコンンを用いたが、
それ以外の金属、ガリウム砒素、インジウムリン、炭化
珪素、窒化ガリウム等、様々な導体および半導体を用い
ることもできる。
化ホウ素炭素薄膜３を用いたが、ドナー不純物となるリ
チウム、酸素、シリコン等の原子を添加した窒化ホウ素
炭素薄膜を用いることもできる。無添加窒化ホウ素炭素
薄膜を用いて前記と同様の電子放出装置を作製した結
果、ターンオン電圧が３０［％］程度増加し、電子放出
特性の劣化が見られ、不純物添加の有効性が確認でき
た。ここでは、基板材料としてシリコンンを用いたが、
それ以外の金属、ガリウム砒素、インジウムリン、炭化
珪素、窒化ガリウム等、様々な導体および半導体を用い
ることもできる。
【００４４】実施例１では、引き出し電極５用金属とし
て、Ｔｉ／Ａｕを用いたが、Ｔｉの代わりにＣｒを用
い、Ａｕの代わりに様々な金属を用いることができる。
て、Ｔｉ／Ａｕを用いたが、Ｔｉの代わりにＣｒを用
い、Ａｕの代わりに様々な金属を用いることができる。
【００４５】半導体基板を用いる場合には、オーミック
電極形成可能な材料であれば、どのような金属でもカソ
ード電極６用金属として用いることができ、導体基板を
用いる場合には、基板自身をカソード電極として用いる
ことができる。
電極形成可能な材料であれば、どのような金属でもカソ
ード電極６用金属として用いることができ、導体基板を
用いる場合には、基板自身をカソード電極として用いる
ことができる。
【００４６】［実施例２］図３は、本発明による電子放
出装置の実施例２を示す断面図である。実施例２では、
シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウム層
を形成し、その上に電子放出部分を作成した。実施例２
の電子放出装置は、シリコン基板２１、窒化ガリウム層
２２、窒化ホウ素炭素薄膜２３、ＳｉＯX薄膜２４、引
き出し電極２５、カソード電極２６およびアノード電極
２７で構成される。
出装置の実施例２を示す断面図である。実施例２では、
シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウム層
を形成し、その上に電子放出部分を作成した。実施例２
の電子放出装置は、シリコン基板２１、窒化ガリウム層
２２、窒化ホウ素炭素薄膜２３、ＳｉＯX薄膜２４、引
き出し電極２５、カソード電極２６およびアノード電極
２７で構成される。
【００４７】なお、実施例２のシリコン基板２１、Ｓｉ
ＯX薄膜２４、引き出し電極２５、カソード電極２６お
よびアノード電極２７は、実施例１のシリコン基板１、
ＳｉＯX薄膜４、引き出し電極５、カソード電極６およ
びアノード電極７とそれぞれ同じであるので、それらの
説明を省略する。
ＯX薄膜２４、引き出し電極２５、カソード電極２６お
よびアノード電極２７は、実施例１のシリコン基板１、
ＳｉＯX薄膜４、引き出し電極５、カソード電極６およ
びアノード電極７とそれぞれ同じであるので、それらの
説明を省略する。
【００４８】窒化ガリウム層２２は、シリコン基板２１
の表面に設けられている。窒化ガリウム層２２は、断面
形状がほぼ三角形状をした凸状になるように、加工され
ている。隣接する窒化ガリウム層２２の間、つまり、逆
三角形状になる凹部では、その低部分からシリコン基板
２１の表面が露出している。さらに、窒化ガリウム層２
２は、シリコン基板２１の表面に、ランダムかつ密に設
けられている。
の表面に設けられている。窒化ガリウム層２２は、断面
形状がほぼ三角形状をした凸状になるように、加工され
ている。隣接する窒化ガリウム層２２の間、つまり、逆
三角形状になる凹部では、その低部分からシリコン基板
２１の表面が露出している。さらに、窒化ガリウム層２
２は、シリコン基板２１の表面に、ランダムかつ密に設
けられている。
【００４９】窒化ホウ素炭素薄膜２３は、凸状の窒化ガ
リウム層２および露出したシリコン基板２１の表面全体
を覆う薄膜である。窒化ホウ素炭素薄膜２３は、窒化ガ
リウム層２２の凸部分を覆うので、窒化ガリウム層２２
と同じ凸形状になる。
リウム層２および露出したシリコン基板２１の表面全体
を覆う薄膜である。窒化ホウ素炭素薄膜２３は、窒化ガ
リウム層２２の凸部分を覆うので、窒化ガリウム層２２
と同じ凸形状になる。
【００５０】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。つまり、図４（Ａ）に示すように、有機金属
化学気相合成法によって、ｎ型のシリコン基板２１の表
面上に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層２２を０．５
［μｍ］成長させたウエハーを基板として用いた。
作成した。つまり、図４（Ａ）に示すように、有機金属
化学気相合成法によって、ｎ型のシリコン基板２１の表
面上に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層２２を０．５
［μｍ］成長させたウエハーを基板として用いた。
【００５１】マイクロ波により水素プラズマを生成し、
窒化ガリウム層２２の表面を処理した。マイクロ波出力
３００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力
４０［Ｔｏｒｒ］に設定し、１５分間処理を行った。水
素プラズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層２２の
表面は、図４（Ｂ）に示すように、数百［ｎｍ］の凹凸
を有する表面に変化した。凹部分にはシリコン基板２１
が現れた。
窒化ガリウム層２２の表面を処理した。マイクロ波出力
３００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力
４０［Ｔｏｒｒ］に設定し、１５分間処理を行った。水
素プラズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層２２の
表面は、図４（Ｂ）に示すように、数百［ｎｍ］の凹凸
を有する表面に変化した。凹部分にはシリコン基板２１
が現れた。
【００５２】その上に、三塩化ホウ素とメタンと窒素ガ
スとを用いたプラズマアシスト化学気相合成法によっ
て、窒化ホウ素炭素薄膜２３（組成比、ホウ素０．４、
炭素０．２、窒素０．４）を１００［ｎｍ］堆積した
（図４（Ｂ））。窒化ホウ素炭素薄膜２３には、イオウ
原子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。
スとを用いたプラズマアシスト化学気相合成法によっ
て、窒化ホウ素炭素薄膜２３（組成比、ホウ素０．４、
炭素０．２、窒素０．４）を１００［ｎｍ］堆積した
（図４（Ｂ））。窒化ホウ素炭素薄膜２３には、イオウ
原子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。
【００５３】次に、図４（Ｃ）に示すように、窒化ホウ
素炭素薄膜２３上にＳｉＯX薄膜２４を８００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極２５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。また、シリコン基板２１の裏面に、カソ
ード電極２６としてＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビー
ム蒸着した。
素炭素薄膜２３上にＳｉＯX薄膜２４を８００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極２５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。また、シリコン基板２１の裏面に、カソ
ード電極２６としてＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビー
ム蒸着した。
【００５４】その後、フォトリソグラフィー工程を用い
て、引き出し電極２５用の金属およびＳｉＯX薄膜２４
をエッチングにより除去し、図４（Ｄ）に示すように、
直径５［μｍ］の窓２５Ａを形成した。窓２５Ａの中に
露出した窒化ホウ素炭素薄膜２３表面を水素プラズマで
処理した。この後、真空チェンバー内でアノード電極２
７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜２３に対向させ、
その間隔を１２５［μｍ］とした（図４（Ｄ））。
て、引き出し電極２５用の金属およびＳｉＯX薄膜２４
をエッチングにより除去し、図４（Ｄ）に示すように、
直径５［μｍ］の窓２５Ａを形成した。窓２５Ａの中に
露出した窒化ホウ素炭素薄膜２３表面を水素プラズマで
処理した。この後、真空チェンバー内でアノード電極２
７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜２３に対向させ、
その間隔を１２５［μｍ］とした（図４（Ｄ））。
【００５５】前記構成の電子放出装置は、次のようにし
て用いられる。つまり、引き出し電極２５を接地し（図
３）、カソード電極２６に電源１１を接続し、アノード
電極２７に電源１２を接続する。これによって、カソー
ド電極２６とアノード電極２７に各々バイアスが加えら
れ、電子放出装置が動作をする。
て用いられる。つまり、引き出し電極２５を接地し（図
３）、カソード電極２６に電源１１を接続し、アノード
電極２７に電源１２を接続する。これによって、カソー
ド電極２６とアノード電極２７に各々バイアスが加えら
れ、電子放出装置が動作をする。
【００５６】電子放出装置が動作状態にあるとき、８×
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。そして、カソード電極２６に３５
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。そして、カソード電極２６に３５
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
【００５７】以上、シリコン基板２１上に凹凸表面を有
するｎ型窒化ガリウム層２２を形成し、その上に作成し
た電子放出装置について説明した。実施例２では、実施
例１に述べた内容がすべて含まれる。さらに、実施例２
では、次のような構成も可能である。
するｎ型窒化ガリウム層２２を形成し、その上に作成し
た電子放出装置について説明した。実施例２では、実施
例１に述べた内容がすべて含まれる。さらに、実施例２
では、次のような構成も可能である。
【００５８】窒化ガリウム層２２がシリコン基板２１よ
り水素プラズマ処理によってエッチングされやすいこと
を利用して、凹凸部分の形状を変化させる試みが付加さ
れている。表面層として基板材料よりプラズマによるエ
ッチングの容易な材料の選択により、実施例２が実現で
きる。なお、プラズマ処理により基板材料のエッチング
が起こっても何ら影響はない。
り水素プラズマ処理によってエッチングされやすいこと
を利用して、凹凸部分の形状を変化させる試みが付加さ
れている。表面層として基板材料よりプラズマによるエ
ッチングの容易な材料の選択により、実施例２が実現で
きる。なお、プラズマ処理により基板材料のエッチング
が起こっても何ら影響はない。
【００５９】［実施例３］図５は、本発明による電子放
出装置の実施例３を示す断面図である。実施例３では、
サファイヤ基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウム
層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。
出装置の実施例３を示す断面図である。実施例３では、
サファイヤ基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウム
層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。
【００６０】実施例３の電子放出装置は、サファイア基
板３１、窒化ガリウム層３２、窒化ホウ素炭素薄膜３
３、ＳｉＯX薄膜３４、引き出し電極３５、カソード電
極３６およびアノード電極３７で構成される。
板３１、窒化ガリウム層３２、窒化ホウ素炭素薄膜３
３、ＳｉＯX薄膜３４、引き出し電極３５、カソード電
極３６およびアノード電極３７で構成される。
【００６１】なお、実施例３のＳｉＯX薄膜３４、引き
出し電極３５およびアノード電極３７は、実施例１のＳ
ｉＯX薄膜４、引き出し電極５およびアノード電極７と
それぞれ同じであるので、それらの説明を省略する。
出し電極３５およびアノード電極３７は、実施例１のＳ
ｉＯX薄膜４、引き出し電極５およびアノード電極７と
それぞれ同じであるので、それらの説明を省略する。
【００６２】サファイア基板３１は、絶縁体材料である
サファイアで作られた基板である。
サファイアで作られた基板である。
【００６３】窒化ガリウム層３２は、シリコン基板３１
の表面に設けられている。窒化ガリウム層３２の表面に
は、断面形状がほぼ三角形状をした波状の凹凸が、ラン
ダムかつ密に形成されている。このとき、窒化ガリウム
層３２の表面の一部分が平坦な状態に保たれている。
の表面に設けられている。窒化ガリウム層３２の表面に
は、断面形状がほぼ三角形状をした波状の凹凸が、ラン
ダムかつ密に形成されている。このとき、窒化ガリウム
層３２の表面の一部分が平坦な状態に保たれている。
【００６４】窒化ホウ素炭素薄膜３３は、凹凸部分が形
成されている、窒化ガリウム層３２の表面だけを覆う薄
膜である。この結果、窒化ホウ素炭素薄膜３３は、窒化
ガリウム層３２の凹凸と同じ形状になる。
成されている、窒化ガリウム層３２の表面だけを覆う薄
膜である。この結果、窒化ホウ素炭素薄膜３３は、窒化
ガリウム層３２の凹凸と同じ形状になる。
【００６５】カソード電極３６は、窒化ガリウム層３２
の平坦な表面部分に設けられている。
の平坦な表面部分に設けられている。
【００６６】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。つまり、図６（Ａ）に示すように、有機金属
化学気相合成法によって、サファイヤ基板３１の表面上
に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層３２を１［μｍ］
成長させたウエハーを基板として用いた。
作成した。つまり、図６（Ａ）に示すように、有機金属
化学気相合成法によって、サファイヤ基板３１の表面上
に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層３２を１［μｍ］
成長させたウエハーを基板として用いた。
【００６７】マイクロ波により水素プラズマを生成し、
窒化ガリウム層３２の表面を処理した。マイクロ波出力
３００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力
４０［Ｔｏｒｒ］に設定し、５分間処理を行った。水素
プラズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層３２の表
面は、図６（Ｂ）に示すように、数十［ｎｍ］の凹凸を
有する表面に変化した。
窒化ガリウム層３２の表面を処理した。マイクロ波出力
３００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力
４０［Ｔｏｒｒ］に設定し、５分間処理を行った。水素
プラズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層３２の表
面は、図６（Ｂ）に示すように、数十［ｎｍ］の凹凸を
有する表面に変化した。
【００６８】その上に、三塩化ホウ素とメタンと窒素ガ
スとを用いたプラズマアシスト化学気相合成法によっ
て、窒化ホウ素炭素薄膜３３（組成比、ホウ素０．４、
炭素０．２、窒素０．４）を１００［ｎｍ］堆積した
（図６（Ｂ））。この際、窒化ガリウム層３２の一部に
窒化ホウ素炭素薄膜３３が堆積しないように、マスクを
設けて行った。窒化ホウ素炭素薄膜３３には、イオウ原
子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。
スとを用いたプラズマアシスト化学気相合成法によっ
て、窒化ホウ素炭素薄膜３３（組成比、ホウ素０．４、
炭素０．２、窒素０．４）を１００［ｎｍ］堆積した
（図６（Ｂ））。この際、窒化ガリウム層３２の一部に
窒化ホウ素炭素薄膜３３が堆積しないように、マスクを
設けて行った。窒化ホウ素炭素薄膜３３には、イオウ原
子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。
【００６９】次に、図６（Ｃ）に示すように、窒化ガリ
ウム層３２の表面にアルミニウム（３００［ｎｍ］）を
電子ビーム蒸着法で形成し、カソード電極３６を作製す
る。この後、窒化ホウ素炭素薄膜３３上にＳｉＯX薄膜
３４を８００［ｎｍ］、および引き出し電極３５用金属
としてＴｉ（２０［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）
を電子ビーム蒸着法で形成した。
ウム層３２の表面にアルミニウム（３００［ｎｍ］）を
電子ビーム蒸着法で形成し、カソード電極３６を作製す
る。この後、窒化ホウ素炭素薄膜３３上にＳｉＯX薄膜
３４を８００［ｎｍ］、および引き出し電極３５用金属
としてＴｉ（２０［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）
を電子ビーム蒸着法で形成した。
【００７０】その後、フォトリソグラフィー工程を用い
て、引き出し電極３５用の金属およびＳｉＯX薄膜３４
をエッチングにより除去し、図６（Ｄ）に示すように、
直径５［μｍ］の窓３５Ａを形成した。窓３５Ａの中に
露出した窒化ホウ素炭素薄膜３３の表面を水素プラズマ
で処理した。この後、真空チェンバー内でアノード電極
３７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜３３に対向さ
せ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図６（Ｄ））。
て、引き出し電極３５用の金属およびＳｉＯX薄膜３４
をエッチングにより除去し、図６（Ｄ）に示すように、
直径５［μｍ］の窓３５Ａを形成した。窓３５Ａの中に
露出した窒化ホウ素炭素薄膜３３の表面を水素プラズマ
で処理した。この後、真空チェンバー内でアノード電極
３７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜３３に対向さ
せ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図６（Ｄ））。
【００７１】前記構成の電子放出装置は、次のようにし
て用いられる。つまり、引き出し電極３５を接地し、カ
ソード電極３６に電源１１を接続し、アノード電極３７
に電源１２を接続する。これによって、カソード電極３
６とアノード電極３７に各々バイアスが加えられ、電子
放出装置が動作する。
て用いられる。つまり、引き出し電極３５を接地し、カ
ソード電極３６に電源１１を接続し、アノード電極３７
に電源１２を接続する。これによって、カソード電極３
６とアノード電極３７に各々バイアスが加えられ、電子
放出装置が動作する。
【００７２】電子放出装置が動作状態にあるとき、８×
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。そして、カソード電圧４０［Ｖ］の
電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の高い放出
電流が得られた。
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。そして、カソード電圧４０［Ｖ］の
電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の高い放出
電流が得られた。
【００７３】以上、サファイヤ基板３１上に凹凸表面を
有するｎ型窒化ガリウム層３２を形成し、その上に作製
した電子放出装置について説明した。なお、実施例３で
は、次のような構成も可能である。
有するｎ型窒化ガリウム層３２を形成し、その上に作製
した電子放出装置について説明した。なお、実施例３で
は、次のような構成も可能である。
【００７４】つまり、実施例３では、基板材料としてサ
ファイヤを用いたが、それ以外のガラス、石英、ニオブ
酸リチウム、酸化マグネシウム、ダイヤモンド等の様々
な絶縁体材料を用いても作製できる。
ファイヤを用いたが、それ以外のガラス、石英、ニオブ
酸リチウム、酸化マグネシウム、ダイヤモンド等の様々
な絶縁体材料を用いても作製できる。
【００７５】実施例３では、窒化ガリウム層３２を用
い、水素プラズマ処理によって凹凸表面を作製したが、
基板としてアルミニウムやインジウムを加えた混晶層を
用いることもできる。また、インジウムリンを用いるこ
ともできる。窒化ガリウム層３２つまり導電層のｎ型不
純物として、シリコンだけでなく、ＶＩ族の元素をドナ
ー不純物として用いることもできる。
い、水素プラズマ処理によって凹凸表面を作製したが、
基板としてアルミニウムやインジウムを加えた混晶層を
用いることもできる。また、インジウムリンを用いるこ
ともできる。窒化ガリウム層３２つまり導電層のｎ型不
純物として、シリコンだけでなく、ＶＩ族の元素をドナ
ー不純物として用いることもできる。
【００７６】プラズマを生成するガスとして、酸素、塩
素、フッ素等を含むガスも使用できる。プラズマの生成
にはマイクロ波だけではなくＲＦ電力を用いることもで
き、プラズマ処理において試料にバイアスをかけること
は表面形状の制御に有効である。
素、フッ素等を含むガスも使用できる。プラズマの生成
にはマイクロ波だけではなくＲＦ電力を用いることもで
き、プラズマ処理において試料にバイアスをかけること
は表面形状の制御に有効である。
【００７７】実施例３では、イオウ不純物を添加した窒
化ホウ素炭素薄膜３３を用いたが、ドナー不純物となる
リチウム、酸素、シリコン等の原子を添加した窒化ホウ
素炭素薄膜を用いることもできる。
化ホウ素炭素薄膜３３を用いたが、ドナー不純物となる
リチウム、酸素、シリコン等の原子を添加した窒化ホウ
素炭素薄膜を用いることもできる。
【００７８】実施例３では、引き出し電極３５用金属と
してＴｉ／Ａｕを用いたが、Ｔｉの代わりにＣｒを用
い、Ａｕの代わりには様々な金属を用いることができ
る。
してＴｉ／Ａｕを用いたが、Ｔｉの代わりにＣｒを用
い、Ａｕの代わりには様々な金属を用いることができ
る。
【００７９】窒化ガリウム層３２つまり導電層に対して
オーミック電極形成可能な材料であればどのような金属
でもカソード電極３６用金属として用いることができ
る。
オーミック電極形成可能な材料であればどのような金属
でもカソード電極３６用金属として用いることができ
る。
【００８０】絶縁体基板を用いる実施例３において、前
述の実施例２を容易に実現することができる。サファイ
ヤ基板３１上に金属膜またはｎ型半導体膜（シリコンや
炭化珪素膜）を形成した後、窒化ガリウムやインジウム
リン膜を成長させた後、その表面を水素プラズマ処理す
ることにより、凹凸を作製することができる。このよう
にして、これまでに述べてきた方法で電子放出装置を実
現することができる。
述の実施例２を容易に実現することができる。サファイ
ヤ基板３１上に金属膜またはｎ型半導体膜（シリコンや
炭化珪素膜）を形成した後、窒化ガリウムやインジウム
リン膜を成長させた後、その表面を水素プラズマ処理す
ることにより、凹凸を作製することができる。このよう
にして、これまでに述べてきた方法で電子放出装置を実
現することができる。
【００８１】［実施例４］図７は、本発明による電子放
出装置の実施例４を示す断面図である。実施例４の電子
放出装置では、絶縁体基板にガラス基板を用いた。実施
例４の電子放出装置は、ガラス基板４１、カソード電極
４２、窒化ホウ素炭素薄膜４３、ＳｉＯX薄膜４４、引
き出し電極４５およびアノード電極４６で構成される。
出装置の実施例４を示す断面図である。実施例４の電子
放出装置では、絶縁体基板にガラス基板を用いた。実施
例４の電子放出装置は、ガラス基板４１、カソード電極
４２、窒化ホウ素炭素薄膜４３、ＳｉＯX薄膜４４、引
き出し電極４５およびアノード電極４６で構成される。
【００８２】なお、実施例４のＳｉＯX薄膜４４、引き
出し電極４５およびアノード電極４６は、実施例１のＳ
ｉＯX薄膜４、引き出し電極５およびアノード電極７と
それぞれ同じであるので、それらの説明を省略する。
出し電極４５およびアノード電極４６は、実施例１のＳ
ｉＯX薄膜４、引き出し電極５およびアノード電極７と
それぞれ同じであるので、それらの説明を省略する。
【００８３】ガラス基板４１は、絶縁体材料であるガラ
スで作られた基板である。ガラス基板４１の表面には、
断面形状がほぼ三角形状をした凹凸が、ランダムかつ密
形成されている。
スで作られた基板である。ガラス基板４１の表面には、
断面形状がほぼ三角形状をした凹凸が、ランダムかつ密
形成されている。
【００８４】カソード電極４２は、ガラス基板４１の表
面全体を覆う金属膜である。カソード電極４２は、ガラ
ス基板４１の凹凸を覆うので、ガラス基板４１の凹凸と
同じ形状になる。
面全体を覆う金属膜である。カソード電極４２は、ガラ
ス基板４１の凹凸を覆うので、ガラス基板４１の凹凸と
同じ形状になる。
【００８５】窒化ホウ素炭素薄膜４３は、カソード電極
４２の表面を覆う薄膜である。このとき、カソード電極
４２の一部の表面を窒化ホウ素炭素薄膜４３で覆わない
で、この部分を、カソード電極４２を設けるための領域
とした。窒化ホウ素炭素薄膜４３は、カソード電極４２
の凹凸を覆うので、カソード電極４２の凹凸と同じ形状
になる。
４２の表面を覆う薄膜である。このとき、カソード電極
４２の一部の表面を窒化ホウ素炭素薄膜４３で覆わない
で、この部分を、カソード電極４２を設けるための領域
とした。窒化ホウ素炭素薄膜４３は、カソード電極４２
の凹凸を覆うので、カソード電極４２の凹凸と同じ形状
になる。
【００８６】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。つまり、図８（Ａ）に示すように、ガラス基
板４１の表面をメカニカル処理によって凹凸４１Ａを形
成した。ガラス基板４１の表面上に、図８（Ｂ）に示す
ように、カソード電極４２として、Ｔｉを２０［ｎｍ］
そしてＴｉＮを２００［ｎｍ］スパッタ法により形成し
た。
作成した。つまり、図８（Ａ）に示すように、ガラス基
板４１の表面をメカニカル処理によって凹凸４１Ａを形
成した。ガラス基板４１の表面上に、図８（Ｂ）に示す
ように、カソード電極４２として、Ｔｉを２０［ｎｍ］
そしてＴｉＮを２００［ｎｍ］スパッタ法により形成し
た。
【００８７】カソード電極４２の上に、三塩化ホウ素と
メタンと窒素ガスとを用いたプラズマアシスト化学気相
合成法によって、図８（Ｃ）に示すように、窒化ホウ素
炭素薄膜４３（組成比、ホウ素０．４、炭素０．２、窒
素０．４）を１００［ｎｍ］堆積した。この際、表面の
一部分に窒化ホウ素炭素薄膜４３を堆積させない領域を
設け、カソード電極領域４２Ａとした。
メタンと窒素ガスとを用いたプラズマアシスト化学気相
合成法によって、図８（Ｃ）に示すように、窒化ホウ素
炭素薄膜４３（組成比、ホウ素０．４、炭素０．２、窒
素０．４）を１００［ｎｍ］堆積した。この際、表面の
一部分に窒化ホウ素炭素薄膜４３を堆積させない領域を
設け、カソード電極領域４２Ａとした。
【００８８】窒化ホウ素炭素薄膜４３には、イオウ原子
を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。窒化ホウ素
炭素薄膜４３上には、ＳｉＯX薄膜４４を８００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極４５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。
を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添加した。窒化ホウ素
炭素薄膜４３上には、ＳｉＯX薄膜４４を８００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極４５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。
【００８９】その後、フォトリソグラフィー工程を用い
て、引き出し電極４５用の金属およびＳｉＯX薄膜４４
をウェットエッチングにより除去し、図８（Ｄ）に示す
ように、直径５［μｍ］の窓４５Ａを形成した。窓４５
Ａの中に露出した窒化ホウ素炭素薄膜４３表面を水素プ
ラズマで処理した。この後、真空チェンバー内でアノー
ド電極４６となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜４３に対
向させ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図８
（Ｄ））。
て、引き出し電極４５用の金属およびＳｉＯX薄膜４４
をウェットエッチングにより除去し、図８（Ｄ）に示す
ように、直径５［μｍ］の窓４５Ａを形成した。窓４５
Ａの中に露出した窒化ホウ素炭素薄膜４３表面を水素プ
ラズマで処理した。この後、真空チェンバー内でアノー
ド電極４６となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜４３に対
向させ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図８
（Ｄ））。
【００９０】前記構成の電子放出装置は、次のようにし
て用いられる。つまり、引き出し電極４５を接地し（図
７）、カソード電極４２に電源１１を接続し、アノード
電極４６に電源１２を接続する。これよって、カソード
電極４２とアノード電極４６とに各々バイアスが加えら
れ、電子放出装置が動作する。
て用いられる。つまり、引き出し電極４５を接地し（図
７）、カソード電極４２に電源１１を接続し、アノード
電極４６に電源１２を接続する。これよって、カソード
電極４２とアノード電極４６とに各々バイアスが加えら
れ、電子放出装置が動作する。
【００９１】電子放出装置が動作状態にあるとき、８×
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させて電子放出特性を評価した。この結果、
実施例４による電子放出装置は、実施例１と同様な電子
放出特性を示し、カソード電圧４０［Ｖ］で０．１［ｍ
Ａ］の高い放出電流が得られた。
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させて電子放出特性を評価した。この結果、
実施例４による電子放出装置は、実施例１と同様な電子
放出特性を示し、カソード電圧４０［Ｖ］で０．１［ｍ
Ａ］の高い放出電流が得られた。
【００９２】［実施例５］図９は、本発明による電子放
出装置の実施例５を示す断面図である。実施例５では、
シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウム層
を形成し、さらに、窒化ホウ素炭素薄膜表面にも凹凸を
作製した。実施例５の電子放出装置は、シリコン基板５
１、窒化ガリウム層５２、窒化ホウ素炭素薄膜５３、Ｓ
ｉＯX薄膜５４、引き出し電極５５、カソード電極５６
およびアノード電極５７で構成される。
出装置の実施例５を示す断面図である。実施例５では、
シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウム層
を形成し、さらに、窒化ホウ素炭素薄膜表面にも凹凸を
作製した。実施例５の電子放出装置は、シリコン基板５
１、窒化ガリウム層５２、窒化ホウ素炭素薄膜５３、Ｓ
ｉＯX薄膜５４、引き出し電極５５、カソード電極５６
およびアノード電極５７で構成される。
【００９３】なお、実施例５のシリコン基板５１、窒化
ガリウム層５２、ＳｉＯX薄膜５４、引き出し電極５
５、カソード電極５６およびアノード電極５７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
ガリウム層５２、ＳｉＯX薄膜５４、引き出し電極５
５、カソード電極５６およびアノード電極５７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
【００９４】窒化ホウ素炭素薄膜５３は、窒化ガリウム
層５２の表面全体を覆う薄膜である。窒化ホウ素炭素薄
膜５３は、窒化ガリウム層５２の凹凸を覆うので、窒化
ホウ素炭素薄膜５３の凹凸と同じ形状になる。さらに、
窒化ホウ素炭素薄膜５３の表面には、窒化ガリウム層５
２に比べて小さな、しかも断面形状がほぼ三角形状をし
た凹凸が、ランダムかつ密に形成されている。
層５２の表面全体を覆う薄膜である。窒化ホウ素炭素薄
膜５３は、窒化ガリウム層５２の凹凸を覆うので、窒化
ホウ素炭素薄膜５３の凹凸と同じ形状になる。さらに、
窒化ホウ素炭素薄膜５３の表面には、窒化ガリウム層５
２に比べて小さな、しかも断面形状がほぼ三角形状をし
た凹凸が、ランダムかつ密に形成されている。
【００９５】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。つまり、図１０（Ａ）に示すように、有機金
属化学気相合成法によって、ｎ型シリコン基板５１の表
面上に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層５２を１［μ
ｍ］成長させたウエハーを基板として用いた。
作成した。つまり、図１０（Ａ）に示すように、有機金
属化学気相合成法によって、ｎ型シリコン基板５１の表
面上に、シリコン添加ｎ型窒化ガリウム層５２を１［μ
ｍ］成長させたウエハーを基板として用いた。
【００９６】マイクロ波により水素プラズマを生成し、
窒化ガリウム層５２の表面を処理した。マイクロ波出力
３００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力
４０［Ｔｏｒｒ］に設定し、１０分間処理を行った。水
素プラズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層５２表
面は、図１０（Ｂ）に示すように、数百［ｎｍ］の凹凸
を有する表面に変化した。
窒化ガリウム層５２の表面を処理した。マイクロ波出力
３００［Ｗ］、水素流量を５０［ｓｃｃｍ］、ガス圧力
４０［Ｔｏｒｒ］に設定し、１０分間処理を行った。水
素プラズマ処理によって、平坦な窒化ガリウム層５２表
面は、図１０（Ｂ）に示すように、数百［ｎｍ］の凹凸
を有する表面に変化した。
【００９７】窒化ガリウム層５２の上に、三塩化ホウ素
とメタンと窒素ガスとを用いたプラズマアシスト化学気
相合成法によって、窒化ホウ素炭素薄膜５３（組成比、
ホウ素０．４、炭素０．２、窒素０．４）を２００［ｎ
ｍ］堆積した（図１０（Ｂ））。窒化ホウ素炭素薄膜５
３には、イオウ原子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添
加した。
とメタンと窒素ガスとを用いたプラズマアシスト化学気
相合成法によって、窒化ホウ素炭素薄膜５３（組成比、
ホウ素０．４、炭素０．２、窒素０．４）を２００［ｎ
ｍ］堆積した（図１０（Ｂ））。窒化ホウ素炭素薄膜５
３には、イオウ原子を１×１０18［ｃｍ-3］の濃度に添
加した。
【００９８】この後、再びマイクロ波により生成した水
素プラズマを用いて、窒化ホウ素炭素薄膜５３を処理し
た。処理時間は５分間とした。この処理によって、窒化
ホウ素炭素薄膜５３の表面には、数十［ｎｍ］の凹凸５
３Ａが形成された（図１０（Ｂ））。
素プラズマを用いて、窒化ホウ素炭素薄膜５３を処理し
た。処理時間は５分間とした。この処理によって、窒化
ホウ素炭素薄膜５３の表面には、数十［ｎｍ］の凹凸５
３Ａが形成された（図１０（Ｂ））。
【００９９】次に、図１０（Ｃ）に示すように、窒化ホ
ウ素炭素薄膜５３上にＳｉＯX薄膜５４を１０００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極５５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。また、シリコン基板５１の裏面に、カソ
ード電極５６としてＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビー
ム蒸着した。
ウ素炭素薄膜５３上にＳｉＯX薄膜５４を１０００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極５５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。また、シリコン基板５１の裏面に、カソ
ード電極５６としてＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビー
ム蒸着した。
【０１００】その後、フォトリソグラフィー工程を用い
て、引き出し電極５５用の金属およびＳｉＯX薄膜５４
をエッチングにより除去し、図１０（Ｄ）に示すよう
に、直径５［μｍ］の窓５５Ａを形成した。窓５５Ａの
中に露出した窒化ホウ素炭素薄膜５３の表面を水素プラ
ズマで処理した。この後、真空チェンバー内でアノード
電極５７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜５３に対向
させ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図１０
（Ｄ））。
て、引き出し電極５５用の金属およびＳｉＯX薄膜５４
をエッチングにより除去し、図１０（Ｄ）に示すよう
に、直径５［μｍ］の窓５５Ａを形成した。窓５５Ａの
中に露出した窒化ホウ素炭素薄膜５３の表面を水素プラ
ズマで処理した。この後、真空チェンバー内でアノード
電極５７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜５３に対向
させ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図１０
（Ｄ））。
【０１０１】前記構成の電子放出装置は、次のようにし
て用いられる。つまり、引き出し電極５５を接地し（図
９）、カソード電極５６に電源１１を接続し、アノード
電極５７に電源１２を接続する。これによって、カソー
ド電極５６とアノード電極５７に各々バイアスが加えら
れ、電子放出装置が動作する。
て用いられる。つまり、引き出し電極５５を接地し（図
９）、カソード電極５６に電源１１を接続し、アノード
電極５７に電源１２を接続する。これによって、カソー
ド電極５６とアノード電極５７に各々バイアスが加えら
れ、電子放出装置が動作する。
【０１０２】電子放出装置が動作状態にあるとき、８×
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。カソード電極５６に３０［Ｖ］の電
圧を印加することにより０．１［ｍＡ］の高い放出電流
が得られた。
１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定し
た。アノード電圧を５００［Ｖ］と一定にし、カソード
電圧を変化させた。カソード電極５６に３０［Ｖ］の電
圧を印加することにより０．１［ｍＡ］の高い放出電流
が得られた。
【０１０３】［実施例６］図１１は、本発明による電子
放出装置の実施例６を示す断面図である。実施例６で
は、シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウ
ム層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。実施
例６の電子放出装置は、シリコン基板６１、窒化ガリウ
ム層６２、炭化ホウ素薄膜６３、ＳｉＯX薄膜６４、引
き出し電極６５、カソード電極６６およびアノード電極
６７で構成される。
放出装置の実施例６を示す断面図である。実施例６で
は、シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウ
ム層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。実施
例６の電子放出装置は、シリコン基板６１、窒化ガリウ
ム層６２、炭化ホウ素薄膜６３、ＳｉＯX薄膜６４、引
き出し電極６５、カソード電極６６およびアノード電極
６７で構成される。
【０１０４】なお、実施例６のシリコン基板６１、窒化
ガリウム層６２、ＳｉＯX薄膜６４、引き出し電極６
５、カソード電極６６およびアノード電極６７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
ガリウム層６２、ＳｉＯX薄膜６４、引き出し電極６
５、カソード電極６６およびアノード電極６７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
【０１０５】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。窒化ガリウム層６２の形成および処理は、実
施例１の窒化ガリウム層２の形成および処理と同じであ
るので、説明を省略する。窒化ガリウム層６２に凹凸が
形成された後、その上に、三塩化ホウ素とメタンとを原
料ガスとして用いたプラズマアシスト化学気相合成法に
よって、炭化ホウ素薄膜６３（組成比、ホウ素０．２
５、炭素０．７５）を１００［ｎｍ］堆積した。炭化ホ
ウ素薄膜６３には、イオウ原子を１×１０18［ｃｍ-3］
の濃度に添加した。
作成した。窒化ガリウム層６２の形成および処理は、実
施例１の窒化ガリウム層２の形成および処理と同じであ
るので、説明を省略する。窒化ガリウム層６２に凹凸が
形成された後、その上に、三塩化ホウ素とメタンとを原
料ガスとして用いたプラズマアシスト化学気相合成法に
よって、炭化ホウ素薄膜６３（組成比、ホウ素０．２
５、炭素０．７５）を１００［ｎｍ］堆積した。炭化ホ
ウ素薄膜６３には、イオウ原子を１×１０18［ｃｍ-3］
の濃度に添加した。
【０１０６】この後のＳｉＯX薄膜６４、引き出し電極
６５、窓６５Ａ、カソード電極６６およびアノード電極
６７の形成と処理は、実施例１と同じであるので、説明
を省略する。
６５、窓６５Ａ、カソード電極６６およびアノード電極
６７の形成と処理は、実施例１と同じであるので、説明
を省略する。
【０１０７】前記構成の電子放出装置は、実施例１と同
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極６５を
接地し（図１１）、カソード電極６６に電源１１を接続
し、アノード電極６７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極６６に５０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極６５を
接地し（図１１）、カソード電極６６に電源１１を接続
し、アノード電極６７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極６６に５０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
【０１０８】以上、実施例６について説明したが、実施
例６で用いられた炭化ホウ素薄膜６３は、前記のすべて
の実施例において応用することができる。
例６で用いられた炭化ホウ素薄膜６３は、前記のすべて
の実施例において応用することができる。
【０１０９】［実施例７］図１２は、本発明による電子
放出装置の実施例７を示す断面図である。実施例７で
は、シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウ
ム層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。実施
例７の電子放出装置は、シリコン基板７１、窒化ガリウ
ム層７２、窒化炭素薄膜７３、ＳｉＯX薄膜７４、引き
出し電極７５、カソード電極７６およびアノード電極７
７で構成される。
放出装置の実施例７を示す断面図である。実施例７で
は、シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウ
ム層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。実施
例７の電子放出装置は、シリコン基板７１、窒化ガリウ
ム層７２、窒化炭素薄膜７３、ＳｉＯX薄膜７４、引き
出し電極７５、カソード電極７６およびアノード電極７
７で構成される。
【０１１０】なお、実施例７のシリコン基板７１、窒化
ガリウム層７２、ＳｉＯX薄膜７４、引き出し電極７
５、カソード電極７６およびアノード電極７７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
ガリウム層７２、ＳｉＯX薄膜７４、引き出し電極７
５、カソード電極７６およびアノード電極７７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
【０１１１】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。窒化ガリウム層７２の形成および処理は、実
施例１の窒化ガリウム層２の形成および処理と同じであ
るので、説明を省略する。窒化ガリウム層７２に凹凸が
形成された後、その上に、メタンと窒素ガスとを原料ガ
スとして用いたプラズマアシスト化学気相合成法によっ
て、窒化炭素薄膜７３（組成比、炭素０．４、窒素０．
６）を１００［ｎｍ］堆積した。
作成した。窒化ガリウム層７２の形成および処理は、実
施例１の窒化ガリウム層２の形成および処理と同じであ
るので、説明を省略する。窒化ガリウム層７２に凹凸が
形成された後、その上に、メタンと窒素ガスとを原料ガ
スとして用いたプラズマアシスト化学気相合成法によっ
て、窒化炭素薄膜７３（組成比、炭素０．４、窒素０．
６）を１００［ｎｍ］堆積した。
【０１１２】この後のＳｉＯX薄膜７４、引き出し電極
７５、窓７５Ａ、カソード電極７６およびアノード電極
７７の形成と処理は、実施例１と同じであるので、説明
を省略する。
７５、窓７５Ａ、カソード電極７６およびアノード電極
７７の形成と処理は、実施例１と同じであるので、説明
を省略する。
【０１１３】前記構成の電子放出装置は、実施例１と同
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極７５を
接地し（図１２）、カソード電極７６に電源１１を接続
し、アノード電極７７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極７６に５０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極７５を
接地し（図１２）、カソード電極７６に電源１１を接続
し、アノード電極７７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極７６に５０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
【０１１４】以上、実施例７について説明したが、実施
例７で用いられた窒化炭素薄膜７３は、前記のすべての
実施例においても応用できる。
例７で用いられた窒化炭素薄膜７３は、前記のすべての
実施例においても応用できる。
【０１１５】［実施例８］図１３は、本発明による電子
放出装置の実施例８を示す断面図である。実施例８で
は、シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウ
ム層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。実施
例８の電子放出装置は、シリコン基板８１、窒化ガリウ
ム層８２、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）薄膜
８３、ＳｉＯ X薄膜８４、引き出し電極８５、カソード
電極８６およびアノード電極８７で構成される。
放出装置の実施例８を示す断面図である。実施例８で
は、シリコン基板上に凹凸表面を有するｎ型窒化ガリウ
ム層を形成し、その上に電子放出部分を作製した。実施
例８の電子放出装置は、シリコン基板８１、窒化ガリウ
ム層８２、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）薄膜
８３、ＳｉＯ X薄膜８４、引き出し電極８５、カソード
電極８６およびアノード電極８７で構成される。
【０１１６】なお、実施例８のシリコン基板８１、窒化
ガリウム層８２、ＳｉＯX薄膜８４、引き出し電極８
５、カソード電極８６およびアノード電極８７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
ガリウム層８２、ＳｉＯX薄膜８４、引き出し電極８
５、カソード電極８６およびアノード電極８７は、実施
例１のシリコン基板１、窒化ガリウム層２、ＳｉＯX薄
膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびアノード
電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明を省略
する。
【０１１７】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。窒化ガリウム層８２の形成および処理は、実
施例１の窒化ガリウム層２の形成および処理と同じであ
るので、説明を省略する。窒化ガリウム層８２に凹凸が
形成された後、その上に、メタンを原料ガスとして用い
たプラズマアシスト化学気相合成法によって、ＤＬＣ薄
膜８３を１００［ｎｍ］堆積した。ＤＬＣ薄膜８３に
は、窒素原子を１×１０ 18［ｃｍ-3］の濃度に添加し
た。
作成した。窒化ガリウム層８２の形成および処理は、実
施例１の窒化ガリウム層２の形成および処理と同じであ
るので、説明を省略する。窒化ガリウム層８２に凹凸が
形成された後、その上に、メタンを原料ガスとして用い
たプラズマアシスト化学気相合成法によって、ＤＬＣ薄
膜８３を１００［ｎｍ］堆積した。ＤＬＣ薄膜８３に
は、窒素原子を１×１０ 18［ｃｍ-3］の濃度に添加し
た。
【０１１８】この後のＳｉＯX薄膜８４、引き出し電極
８５、窓８５Ａ、カソード電極８６およびアノード電極
８７の形成と処理は、実施例１と同じであるので、説明
を省略する。
８５、窓８５Ａ、カソード電極８６およびアノード電極
８７の形成と処理は、実施例１と同じであるので、説明
を省略する。
【０１１９】前記構成の電子放出装置は、実施例１と同
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極８５を
接地し（図１３）、カソード電極８６に電源１１を接続
し、アノード電極８７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極８６に５０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極８５を
接地し（図１３）、カソード電極８６に電源１１を接続
し、アノード電極８７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極８６に５０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
【０１２０】以上、実施例８について説明したが、実施
例８で用いられたＤＬＣ薄膜８３は前記のすべての実施
例においても応用できる。
例８で用いられたＤＬＣ薄膜８３は前記のすべての実施
例においても応用できる。
【０１２１】［実施例９］図１４は、本発明による電子
放出装置の実施例９を示す断面図である。実施例９で
は、シリコン基板上に炭素ナノチューブを形成し、その
上に電子放出部分を作製した。実施例９の電子放出装置
は、シリコン基板９１、炭素ナノチューブ９２、窒化ホ
ウ素炭素薄膜９３、ＳｉＯX薄膜９４、引き出し電極９
５、カソード電極９６およびアノード電極９７で構成さ
れる。
放出装置の実施例９を示す断面図である。実施例９で
は、シリコン基板上に炭素ナノチューブを形成し、その
上に電子放出部分を作製した。実施例９の電子放出装置
は、シリコン基板９１、炭素ナノチューブ９２、窒化ホ
ウ素炭素薄膜９３、ＳｉＯX薄膜９４、引き出し電極９
５、カソード電極９６およびアノード電極９７で構成さ
れる。
【０１２２】なお、実施例９のシリコン基板９１、窒化
ホウ素炭素薄膜９３、ＳｉＯX薄膜９４、引き出し電極
９５、カソード電極９６およびアノード電極９７は、実
施例１のシリコン基板１、窒化ホウ素炭素薄膜３、Ｓｉ
ＯX薄膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびア
ノード電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明
を省略する。
ホウ素炭素薄膜９３、ＳｉＯX薄膜９４、引き出し電極
９５、カソード電極９６およびアノード電極９７は、実
施例１のシリコン基板１、窒化ホウ素炭素薄膜３、Ｓｉ
ＯX薄膜４、引き出し電極５、カソード電極６およびア
ノード電極７とそれぞれ同じであるので、それらの説明
を省略する。
【０１２３】前記構成の電子放出装置を次に示す手順で
作成した。つまり、図１５（Ａ）に示すように、ｎ型シ
リコン基板９１の表面上に、蒸着法により鉄の微粒子を
作製した。その上に、プラズマ化学気相合成法によって
メタンを原料ガスとして炭素ナノチューブ９２を合成し
た。
作成した。つまり、図１５（Ａ）に示すように、ｎ型シ
リコン基板９１の表面上に、蒸着法により鉄の微粒子を
作製した。その上に、プラズマ化学気相合成法によって
メタンを原料ガスとして炭素ナノチューブ９２を合成し
た。
【０１２４】この後、図１５（Ｂ）に示すように、シリ
コン基板９１の上に、三塩化ホウ素とメタンと窒素ガス
とを用いたプラズマアシスト化学気相合成法によって、
窒化ホウ素炭素薄膜９３（組成比、ホウ素０．４、炭素
０．２、窒素０．４）を５０［ｎｍ］堆積した。窒化ホ
ウ素炭素薄膜９３には、イオウ原子を１×１０18［ｃｍ
-3］の濃度に添加した。このとき、炭素ナノチューブ９
２も窒化ホウ素炭素薄膜９３で覆われた（図１５
（Ｂ））。
コン基板９１の上に、三塩化ホウ素とメタンと窒素ガス
とを用いたプラズマアシスト化学気相合成法によって、
窒化ホウ素炭素薄膜９３（組成比、ホウ素０．４、炭素
０．２、窒素０．４）を５０［ｎｍ］堆積した。窒化ホ
ウ素炭素薄膜９３には、イオウ原子を１×１０18［ｃｍ
-3］の濃度に添加した。このとき、炭素ナノチューブ９
２も窒化ホウ素炭素薄膜９３で覆われた（図１５
（Ｂ））。
【０１２５】次に、図１５（Ｃ）に示すように、窒化ホ
ウ素炭素薄膜９３上にＳｉＯX薄膜９４を８００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極９５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。また、シリコン基板９１の裏面に、カソ
ード電極９６としてＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビー
ム蒸着した。
ウ素炭素薄膜９３上にＳｉＯX薄膜９４を８００［ｎ
ｍ］、および引き出し電極９５用金属としてＴｉ（２０
［ｎｍ］）／Ａｕ（５００［ｎｍ］）を電子ビーム蒸着
法で形成した。また、シリコン基板９１の裏面に、カソ
ード電極９６としてＡｌ（５００［ｎｍ］）を電子ビー
ム蒸着した。
【０１２６】その後、フォトリソグラフィー工程を用い
て、引き出し電極９５用の金属およびＳｉＯX薄膜９４
をエッチングにより除去し、図１５（Ｄ）に示すよう
に、直径５［μｍ］の窓９５Ａを形成した。窓９５Ａの
中に露出した窒化ホウ素炭素薄膜９３の表面を水素プラ
ズマで処理した。この後、真空チャンバー内でアノード
電極９７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜９３に対向
させ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図１５
（Ｄ））。
て、引き出し電極９５用の金属およびＳｉＯX薄膜９４
をエッチングにより除去し、図１５（Ｄ）に示すよう
に、直径５［μｍ］の窓９５Ａを形成した。窓９５Ａの
中に露出した窒化ホウ素炭素薄膜９３の表面を水素プラ
ズマで処理した。この後、真空チャンバー内でアノード
電極９７となる金属板を窒化ホウ素炭素薄膜９３に対向
させ、その間隔を１２５［μｍ］とした（図１５
（Ｄ））。
【０１２７】前記構成の電子放出装置は、実施例１と同
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極９５を
接地し（図１４）、カソード電極９６に電源１１を接続
し、アノード電極９７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極９６に３０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
じようにして用いられる。つまり、引き出し電極９５を
接地し（図１４）、カソード電極９６に電源１１を接続
し、アノード電極９７に電源１２を接続する。そして、
８×１０-7［Ｔｏｒｒ］以下の真空度で放出電流を測定
した。このとき、アノード電圧を５００［Ｖ］と一定に
し、カソード電圧を変化させ、カソード電極９６に３０
［Ｖ］の電圧を印加することにより、０．１［ｍＡ］の
高い放出電流が得られた。
【０１２８】以上、シリコン基板９１上に炭素ナノチュ
ーブ９２を形成し、その上に作製した電子放出装置につ
いて説明した。なお、実施例９では、炭素ナノチューブ
９２を合成するためにプラズマ化学気相合成法を用いた
が、グロー放電や熱化学気相合成法も用いることができ
る。さらに、炭素ナノチューブ上に作製する薄膜とし
て、前記実施例で述べた炭化ホウ素や窒化炭素薄膜も利
用できる。
ーブ９２を形成し、その上に作製した電子放出装置につ
いて説明した。なお、実施例９では、炭素ナノチューブ
９２を合成するためにプラズマ化学気相合成法を用いた
が、グロー放電や熱化学気相合成法も用いることができ
る。さらに、炭素ナノチューブ上に作製する薄膜とし
て、前記実施例で述べた炭化ホウ素や窒化炭素薄膜も利
用できる。
【０１２９】以上、実施例１〜９について説明した。こ
れらの実施例では、電子放出部の材料として窒素、ホウ
素、炭素を含有する薄膜を用いたが、薄膜内の各元素の
組成比は、前記実施例に示した場合に限らず、様々な組
成の薄膜を使用することができる。
れらの実施例では、電子放出部の材料として窒素、ホウ
素、炭素を含有する薄膜を用いたが、薄膜内の各元素の
組成比は、前記実施例に示した場合に限らず、様々な組
成の薄膜を使用することができる。
【０１３０】また、前記実施例で説明した電子放出部を
２つ以上同一基板上に作製し、アレーを実現することが
できる。
２つ以上同一基板上に作製し、アレーを実現することが
できる。
【０１３１】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明では、基
板表面に凹凸を形成し、その上に窒素、ホウ素、炭素含
有薄膜を用いて、前記薄膜表面に凹凸を形成する。これ
によって、前記薄膜表面での電界集中度を増加すること
ができる。また、電子放出用薄膜部分と基板との付着性
が向上するので、剥離を防止することができる。
板表面に凹凸を形成し、その上に窒素、ホウ素、炭素含
有薄膜を用いて、前記薄膜表面に凹凸を形成する。これ
によって、前記薄膜表面での電界集中度を増加すること
ができる。また、電子放出用薄膜部分と基板との付着性
が向上するので、剥離を防止することができる。
【０１３２】本発明によって、引き出し電極を有する平
面型の電子放出装置を提供することができる。また、低
電圧で高輝度動作が実現できる。この結果、本発明は、
表示装置、電子ビーム露光機、撮像装置、および電子ビ
ームを用いた材料評価装置のキーデバイスとして効果的
である。
面型の電子放出装置を提供することができる。また、低
電圧で高輝度動作が実現できる。この結果、本発明は、
表示装置、電子ビーム露光機、撮像装置、および電子ビ
ームを用いた材料評価装置のキーデバイスとして効果的
である。
【０１３３】さらに、本発明を、フラットパネルディス
プレのキーテクノロジーとなる電子放出アレー装置とし
て提供することが可能である。
プレのキーテクノロジーとなる電子放出アレー装置とし
て提供することが可能である。
【図１】本発明による電子放出装置の実施例１を示す断
面図である。
面図である。
【図２】実施例１の電子放出装置の作製手順を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図３】本発明による電子放出装置の実施例２を示す断
面図である。
面図である。
【図４】実施例２の電子放出装置の作製手順を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図５】本発明による電子放出装置の実施例３を示す断
面図である。
面図である。
【図６】実施例３の電子放出装置の作製手順を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図７】本発明による電子放出装置の実施例４を示す断
面図である。
面図である。
【図８】実施例４の電子放出装置の作製手順を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図９】本発明による電子放出装置の実施例５を示す断
面図である。
面図である。
【図１０】実施例５の電子放出装置の作製手順を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
【図１１】本発明による電子放出装置の実施例６を示す
断面図である。
断面図である。
【図１２】本発明による電子放出装置の実施例７を示す
断面図である。
断面図である。
【図１３】本発明による電子放出装置の実施例８を示す
断面図である。
断面図である。
【図１４】本発明による電子放出装置の実施例９を示す
断面図である。
断面図である。
【図１５】実施例９の電子放出装置の作製手順を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
１、２１、５１、６１、７１、８１、９１ シリコン基
板 ２、２２、３２、５２、６２、７２、８２ 窒化ガリウ
ム層 ３、２３、３３、４３、５３、９３ 窒化ホウ素炭素薄
膜 ４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４
ＳｉＯX薄膜 ５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５
引き出し電極 ５Ａ、２５Ａ、３５Ａ、４５Ａ、５５Ａ、６５Ａ、７５
Ａ、８５Ａ、９５Ａ窓 ６、２６、３６、４２、５６、６６、７６、８６、９６
カソード電極 ７、２７、３７、４６、５７、６７、７７、８７、９７
アノード電極 １１、１２ 電源 ３１ サファイア基板 ４１ ガラス基板 ４１Ａ、５３Ａ 凹凸 ４２Ａ カソード電極領域 ６３ 炭化ホウ素薄膜 ７３ 窒化炭素薄膜 ８３ ＤＬＣ薄膜 ９２ 炭素ナノチューブ
板 ２、２２、３２、５２、６２、７２、８２ 窒化ガリウ
ム層 ３、２３、３３、４３、５３、９３ 窒化ホウ素炭素薄
膜 ４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４
ＳｉＯX薄膜 ５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５
引き出し電極 ５Ａ、２５Ａ、３５Ａ、４５Ａ、５５Ａ、６５Ａ、７５
Ａ、８５Ａ、９５Ａ窓 ６、２６、３６、４２、５６、６６、７６、８６、９６
カソード電極 ７、２７、３７、４６、５７、６７、７７、８７、９７
アノード電極 １１、１２ 電源 ３１ サファイア基板 ４１ ガラス基板 ４１Ａ、５３Ａ 凹凸 ４２Ａ カソード電極領域 ６３ 炭化ホウ素薄膜 ７３ 窒化炭素薄膜 ８３ ＤＬＣ薄膜 ９２ 炭素ナノチューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 優 東京都中央区日本橋室町４丁目２番16号 株式会社渡邊商行内 Ｆターム(参考） 5C035 BB03
Claims (15)
- 【請求項１】 表面に凹凸を有する基板または半導体基
板上に電気的に接続してホウ素（組成比ｘ）、炭素（組
成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜
１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記薄
膜に電気的に絶縁して第１の金属体が設けられ、前記薄
膜に対向して前記第１の金属体と空間をもって第２の金
属体を設けたことを特徴とする電子放出装置。 - 【請求項２】 導体または半導体基板上に前記導体また
は前記半導体基板と異なる材料で表面に凹凸を有する導
電性層または半導体層が設けられ、電気的に接続してホ
ウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組成比
ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜
１の薄膜が設けられ、前記薄膜に電気的に絶縁して第１
の金属体が設けられ、前記薄膜に対向して前記第１の金
属体と空間をもって第２の金属体を設けたことを特徴と
する電子放出装置。 - 【請求項３】 導体または半導体基板上に電気的に接続
して炭素ナノチューブが設けられ、ホウ素（組成比
ｘ）、炭素（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む組成
比が０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が設け
られ、前記薄膜に電気的に絶縁して第１の金属体が設け
られ、前記薄膜に対向して前記第１の金属体と空間をも
って第２の金属体を設けたことを特徴とする電子放出装
置。 - 【請求項４】 絶縁体基板上に表面に凹凸を有する導電
性層または半導体層が設けられ、前記導電性層または前
記半導体層に電気的に接続してホウ素（組成比ｘ）、炭
素（組成比ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む組成比が０≦
ｘ＜１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が設けられ、前
記薄膜に電気的に絶縁して第１の金属体が設けられ、前
記薄膜に対向して前記第１の金属体と空間をもって第２
の金属体を設けたことを特徴とする電子放出装置。 - 【請求項５】 絶縁体基板上に前記絶縁体基板と異なる
材料で表面に凹凸を有する２層構造の導電性層または半
導体層が設けられ、前記導電性層または前記半導体層に
電気的に接続してホウ素（組成比ｘ）、炭素（組成比
ｙ）、窒素（組成比ｚ）を含む組成比が０≦ｘ＜１、０
≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１の薄膜が設けられ、前記薄膜に電
気的に絶縁して第１の金属体が設けられ、前記薄膜に対
向して前記第１の金属体と空間をもって第２の金属体を
設けたことを特徴とする電子放出装置。 - 【請求項６】 前記導体または前記半導体基板として金
属、シリコン、ガリウム砒素、インジウムリン、炭化珪
素、窒化ガリウムの中の１つを用いたことを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子放出装置。 - 【請求項７】 前記絶縁体基板としてガラス、石英、ニ
オブ酸リチウム、酸化マグネシウム、サファイヤ、ダイ
ヤモンドの中の１つを用いたことを特徴とする請求項４
または５に記載の電子放出装置。 - 【請求項８】 前記薄膜の表面にも凹凸が存在すること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子
放出装置。 - 【請求項９】 前記基板として表面層に窒化ガリウム、
窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはそれらの混晶
薄膜またはインジウムリンを用いたことを特徴とする請
求項１〜８のいずれか１項に記載の電子放出装置。 - 【請求項１０】 前記半導体基板または前記半導体層の
表面層がｎ型半導体であることを特徴とする請求項１〜
９のいずれか１項に記載の電子放出装置。 - 【請求項１１】 前記薄膜が単層または組成比の異なる
多層構造になっていることを特徴とする請求項１〜１０
のいずれか１項に記載の電子放出装置。 - 【請求項１２】 前記薄膜内で組成比を徐々に変化させ
て形成したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
１項に記載の電子放出装置。 - 【請求項１３】 前記薄膜にイオウ、シリコン、リチウ
ム、酸素等のドナー不純物となる原子を導入したことを
特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電子
放出装置。 - 【請求項１４】 前記薄膜の表面を水素原子で終端した
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載
の電子放出装置。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１項に記載
の電子放出装置が２つ以上のアレーからなることを特徴
とする電子放出装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000199489A JP4312352B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 電子放出装置 |
| PCT/JP2002/000287 WO2003060942A1 (fr) | 2000-06-30 | 2002-01-17 | Dispositif d'emission electronique |
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|---|---|---|---|
| JP2000199489A JP4312352B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 電子放出装置 |
| PCT/JP2002/000287 WO2003060942A1 (fr) | 2000-06-30 | 2002-01-17 | Dispositif d'emission electronique |
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|---|---|
| JP2002015659A true JP2002015659A (ja) | 2002-01-18 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| WO (1) | WO2003060942A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097843A1 (fr) * | 2001-05-28 | 2002-12-05 | Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko | Electrode, element d'emission d'electrons et dispositif d'utilisation correspondant |
| WO2003060942A1 (fr) * | 2000-06-30 | 2003-07-24 | Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko | Dispositif d'emission electronique |
| WO2003069649A1 (fr) * | 2002-02-18 | 2003-08-21 | Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko | Electrode, emetteur d'electrons et dispositif les utilisant |
| WO2004027111A1 (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-01 | Kabushiki Kaisha Watanabe Shoko | 電極、固体素子およびそれを用いた装置 |
| EP1406283A2 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Emission device and method for forming |
| JP2007053129A (ja) * | 2005-08-15 | 2007-03-01 | Nikon Corp | 電子銃及び電子線露光装置。 |
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|---|---|---|---|---|
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