JP2004241131A

JP2004241131A - 電界放出型二端子装置

Info

Publication number: JP2004241131A
Application number: JP2003025748A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Omura; 泰久大村
Original assignee: Kansai University
Current assignee: Kansai University
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧を容易に低下させることができる電界放出型二端子装置を提供する。
【解決手段】電子放出源２の少なくとも尖端部２ａには、高誘電率絶縁領域５が形成される。アノード電圧が印加されることにより高誘電率絶縁領域５に電圧が印加されると、誘電分極が起こるため、陰極基板１および電子放出源２に存する電子が高誘電率絶縁領域５に接している電子放出源２の尖端部２ａに引き寄せられる。したがって、電子放出源２の尖端部２ａに引き寄せられた電子により、電子放出源２から高誘電率絶縁領域５および真空領域８に飛び出すトンネル確率が上がり、放出電流密度が上昇する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電界放出型表示装置（ＦＥＤ）等の平面型画像表示装置に利用される電界放出型の冷陰極および陽極を有する二端子装置、特に、冷陰極として尖端部を有する電子放出源を有する電界放出型二端子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の電界放出型二端子装置の概略断面図である。また、図８は図７の電子放出源近傍のエネルギーバンド構造を示す図である。電界放出型表示装置（ＦＥＤ）に代表されるフラットディスプレイパネルの冷陰極素子として、図７に示すように、陰極基板１上に形成された尖端部２ａを有する電子放出源２と当該電子放出源２の周囲に形成された電子の放出を制御するための制御電極４とを具備した冷陰極素子をアレイ状に並べ、陽極基板７へ電子を放出する二端子装置が知られている。
【０００３】
図７に示すような二端子装置において、陰極基板１と制御電極４とに電圧を印可すると、電子放出源２の電子は、トンネル効果により真空領域８に飛び出した後、陽極基板７に達する。このとき、陽極基板７までの間に蛍光体を設置すると、飛び出した電子の衝突により当該蛍光体を発光させることができる。
【０００４】
ここで、トンネル効果は、図８に示すように、電子が電子放出源２であるｎ形半導体（金属でもよい）のフェルミ準位Ｅ_Ｆから真空領域８の真空準位による障壁をすり抜けて飛び出す現象である。トンネル効果が起きる確率を増やすためには、真空準位とフェルミ準位Ｅ_Ｆとのエネルギー差を示す仕事関数φ_０ができるだけ小さいこと、換言すれば、電子放出源２のフェルミ準位Ｅ_Ｆにおける障壁幅Ｗ_０ができるだけ狭いことが好ましい。このためには、電子放出源２における電界の強さを強くすることが必要である。そこで、電子放出源２と陽極基板７との間の電圧（アノード電圧）を高くする方法がある。
【０００５】
しかしながら、アノード電圧として高い電圧が印加されると、電子放出源２および陽極基板７間の絶縁層３の絶縁性に影響を与え、陰極基板１および電子放出源２の安定性に影響を与えるため、アノード電圧は、できるだけ低いことが好ましい。
【０００６】
そこで、電子放出源２の端部を尖鋭にして当該尖端部２ａにおける電界を強くすることにより、アノード電圧を上昇させることなく、より低い閾値電圧でより多くの電子をトンネルさせる技術が公知である。そして、閾値電圧をより低くするため、電子放出源２の端部をより尖鋭にし、高再現性を達成するための冷陰極の製造方法等が公知になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−９４０３３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子放出源２の端部をより尖鋭にするには限界があり、高度な加工技術が必要となる問題があった。このような高度な加工技術を要するとコスト増になる。一方、特に、フラットディスプレイパネルには素子の微細化が必要であるため、電子放出源２も非常に微細に形成しなければならず、さらに低い閾値電圧を達成する必要がある。したがって、電子放出源２の高精度・高再現性の要求はさらに高くなり、従来の電界放出型二端子装置では、このような要求に応え得ることが困難な場合も生じてきた。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧を容易に低下させることができる電界放出型二端子装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電界放出型二端子装置は、陰極基板と、前記陰極基板上に形成された尖端部を有する電子放出源と、前記陰極基板上に形成され、前記電子放出源の周囲を間隙を有して取り囲む絶縁層と、前記絶縁層上に前記陰極基板および電子放出源に接することなく形成され、前記電子放出源からの電子の放出を制御する制御電極と、前記陰極基板、前記電子放出源および前記制御電極に接することなく形成された陽極基板とを具備する電界放出型二端子装置であって、前記電子放出源の少なくとも前記尖端部に、高誘電率絶縁領域が形成されたものである。
【００１１】
本発明に係る電界放出型二端子装置においては、陰極基板と制御電極とが絶縁層により絶縁されている。また、陰極基板上には、尖端部を有する電子放出源が形成されている。真空中で陰極基板と陽極基板との間に電圧（アノード電圧）が所定閾値以上印加されると電子放出源の尖端部近傍においてトンネル効果が生じ、電子が真空領域をすり抜けて飛び出す。
【００１２】
ここで、電子放出源の少なくとも尖端部には、高誘電率絶縁領域が形成される。高誘電率絶縁領域とは、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の高誘電率を有する物質（一般に、ｈｉｇｈ−Ｋ絶縁膜とも呼ばれる）により形成された領域をいう。
【００１３】
アノード電圧が印加されることにより高誘電率絶縁領域に電圧が印加されると、誘電分極が起こるため、陰極基板および電子放出源に存する電子が高誘電率絶縁領域に接している電子放出源の尖端部に引き寄せられる。
【００１４】
ここで、高誘電率絶縁領域のバンドギャップは、一般にｈｉｇｈ−Ｋ絶縁物に属さない絶縁物のバンドギャップに比べて小さいことが知られている。このため、電子放出源を半導体により形成した場合であっても、電子放出源と高誘電率絶縁領域とのエネルギーギャップが小さいため、当該エネルギーギャップの影響を強く受けることなく（高誘電率絶縁領域が新たな障壁となることなく）電子放出源の尖端部における電子密度を高めることができる。
【００１５】
したがって、電子放出源の尖端部に引き寄せられた電子により、電子放出源から高誘電率絶縁領域および真空領域に飛び出すトンネル確率が上がり、放出電流密度が上がるため、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧を下げることができる。
【００１６】
また、一般に、静電容量は誘電率に比例し膜厚に反比例する。よって、高誘電率絶縁領域は、その高い誘電率により、膜厚の誤差が形成された高誘電率絶縁領域が陰極−陽極間の静電容量にとってそれほど問題とはならない。このため、電子放出源に高誘電率絶縁領域を膜状に形成する場合、形成する高誘電率絶縁膜の膜厚制御を高精度にすることなく、安定して高い静電容量を得ることができる。したがって、電子放出のための閾値電圧を低下させることができる電界放出型二端子装置を容易に形成することができる。
【００１７】
好ましくは、前記電子放出源は、半導体で形成され、前記高誘電率絶縁領域の上に、前記電子放出源の電子親和力より低い仕事関数を有する金属領域がさらに形成されるように構成される。
【００１８】
この場合、高誘電率絶縁領域上に形成された金属領域は、半導体により形成された電子放出源より仕事関数が小さいため、真空準位とのエネルギー差が小さいこととなる。すなわち、アノード電圧印加時に、電子は、金属領域におけるフェルミ準位から飛び出すこととなり、同じアノード電圧下でトンネル確率が増大することとなる。
【００１９】
さらに、半導体である電子放出源と金属領域との間が、高誘電率絶縁領域により絶縁されることとなるため、当該高誘電率絶縁領域の上面（金属領域との境界面）と下面（電子放出源との境界面）との間に電位差（すなわち、エネルギー差）が生じる。この電位差が生じることにより、電子放出源におけるフェルミ準位に対する金属領域におけるフェルミ準位は、実効的に低下するため、電子のトンネル確率がさらに増大することとなる。
【００２０】
したがって、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧をさらに下げることができる。また、この場合においても電子放出源上に形成した高誘電率絶縁領域と同様に、金属領域の膜厚制御を高精度にすることなく、安定した電界放出効果を得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る他の電界放出型二端子装置は、陰極基板と、前記陰極基板上に形成された尖端部を有する電子放出源と、前記陰極基板上に形成され、前記電子放出源の周囲を間隙を有して取り囲む絶縁層と、前記絶縁層上に前記陰極基板および電子放出源に接することなく形成され、前記電子放出源からの電子の放出を制御する制御電極と前記陰極基板、前記電子放出源および前記制御電極に接することなく形成されたを具備する電界放出型二端子装置であって、前記電子放出源は、半導体で形成され、前記電子放出源の少なくとも前記尖端部に、前記電子放出源の電子親和力より低い仕事関数を有する金属による金属領域が形成され、前記金属による領域の上に、高誘電率絶縁領域がさらに形成されたものである。
【００２２】
この場合、半導体により形成された電子放出源上に形成された金属領域は、電子放出源より仕事関数が小さいため、真空準位とのエネルギー差が小さいこととなる。すなわち、電子は、金属領域におけるフェルミ準位から飛び出すこととなるため、同じアノード電圧下でトンネル確率が増大することとなる。
【００２３】
さらに、アノード電圧が印加されることにより高誘電率絶縁領域に電圧が印加されると、誘電分極が起こるため、陰極基板、電子放出源および金属領域に存する電子が高誘電率絶縁領域に接している電子放出源の尖端部上の金属領域に引き寄せられる。
【００２４】
したがって、電子放出源の尖端部上の金属領域に引き寄せられた電子により、電子放出源および金属領域から高誘電率絶縁領域および真空領域に飛び出すトンネル確率が上がり、放出電流密度が上がるため、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧を下げることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。まず、第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電界放出型二端子装置の概略断面図である。また、図２は図１の電子放出源近傍のエネルギーバンド構造を示す図である。
【００２６】
本実施形態に係る電界放出型二端子装置は、図１に示すように、陰極基板１と、前記陰極基板１上に形成された尖端部２ａを有する電子放出源２と、前記陰極基板１上に形成され、前記電子放出源２の周囲を間隙を有して取り囲む絶縁層３と、前記絶縁層３上に前記陰極基板１および電子放出源２に接することなく形成され、前記電子放出源２からの電子の放出を制御する制御電極４とを具備する。そして、前記電子放出源２の少なくとも前記尖端部２ａに、高誘電率絶縁領域５が形成されている。さらに、制御電極４上に絶縁層３を挟んで陽極基板７が形成されており、陰極基板１と陽極基板７との間は、真空領域８となっている。
【００２７】
図１に示す電界放出型二端子装置においては、陰極基板１と制御電極４とが絶縁層３により絶縁されている。また、陰極基板１上には、尖端部２ａを有する電子放出源２が形成されている。本実施の形態において、陰極基板１および電子放出源２は、高濃度ｎ形のシリコン半導体（高濃度ｎ^＋Ｓｉ）により形成されている。
【００２８】
真空領域８中で陰極基板１と陽極基板７との間に電圧（アノード電圧）が所定閾値以上印加されると、電子放出源２の尖端部２ａ近傍においてトンネル効果が生じ、電子が真空領域８をすり抜けて陽極基板７に向けて飛び出す。このとき、陽極基板７までの間に蛍光体を設置すると、飛び出した電子の衝突により当該蛍光体を発光させることができる。
【００２９】
ここで、トンネル効果は、図２に示すように、電子が電子放出源２であるｎ形半導体のフェルミ準位Ｅ_Ｆから真空領域８の真空準位による障壁をすり抜けるものである。トンネル効果が起きる確率を増やすためには、フェルミ準位Ｅ_Ｆと真空準位とのエネルギー差を示す仕事関数φ_０ができるだけ小さいこと、換言すれば、電子放出源２のフェルミ準位Ｅ_Ｆにおける真空領域８による障壁幅Ｗ_０ができるだけ狭いことが好ましい。このため、本実施の形態においては、電子放出源２の少なくとも尖端部２ａには、高誘電率絶縁領域５が形成される。
【００３０】
高誘電率絶縁領域５とは、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の高誘電率を有する物質（一般に、ｈｉｇｈ−Ｋ絶縁膜とも呼ばれる）により形成された領域をいう。高誘電率絶縁領域５は、スパッタ法やＣＶＤ法により電子放出源２上に形成される。なお、図１においては、電子放出源２上に均一膜厚の高誘電率絶縁膜が形成されているが、トンネル効果の生じる部分のほとんどは、トンネル確率の高い（すなわち、電界が最も強く、電子の最も集まり易い）電子放出源２の尖端部２ａであるため、少なくとも電子放出源２の尖端部２ａに形成されれば、必ずしも電子放出源２上の全域に形成されていなくてよい。
【００３１】
アノード電圧が印加されることにより高誘電率絶縁領域５に電圧が印加されると、誘電分極が起こるため、陰極基板１および電子放出源２に存する電子が高誘電率絶縁領域５に接している電子放出源２の尖端部２ａに引き寄せられる。
【００３２】
すなわち、図２に示すように、高誘電率絶縁領域５が形成されていない場合の仕事関数φ_０に対し、高誘電率絶縁領域５が形成されることによって仕事関数φ_１は実効的に減少し、したがって、真空領域８による障壁幅Ｗ_１も高誘電率絶縁領域５が形成されていない場合の障壁幅Ｗ_０に比して減少することとなる。
【００３３】
また、高誘電率絶縁領域５のバンドギャップは、一般にｈｉｇｈ−Ｋ絶縁物に属さない絶縁物のバンドギャップに比べて小さいことが知られている。このため、図２に示されるように、電子放出源２に対する高誘電率絶縁領域５のエネルギー障壁が小さい（例えば、Ｓｉの伝導帯のエネルギー準位Ｅ_Ｃに対するＴａ_２Ｏ_５のエネルギー障壁高さは０．２〜０．３ｅＶ程度）。このため、電子放出源２と高誘電率絶縁領域５とのエネルギーギャップの影響を強く受けることなく（高誘電率絶縁領域５が新たな障壁となることなく）電子放出源２の尖端部２ａにおける電子密度を高めることができる。
【００３４】
以上より、電子放出源２の尖端部２ａに引き寄せられた電子により、電子放出源２から高誘電率絶縁領域５および真空領域８に飛び出すトンネル確率が上がり、放出電流密度が上がるため、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧を下げることができる。
【００３５】
また、一般に、静電容量は誘電率に比例し膜厚に反比例する。よって、高誘電率絶縁領域５は、その高い誘電率（真空の比誘電率１に対して、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５の比誘電率は２５）により、膜厚の誤差が、形成された高誘電率絶縁領域５が陰極−陽極間の静電容量にとってそれほど問題とはならない。このため、電子放出源２に高誘電率絶縁領域５を膜状に形成する場合、形成する高誘電率絶縁膜の膜厚制御を高精度にすることなく、安定して高い静電容量を得ることができる。したがって、電子放出のための閾値電圧を低下させることができる電界放出型二端子装置を容易に形成することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、陰極基板１および電子放出源２にｎ形半導体である高濃度ｎ^＋Ｓｉを用いたが、金属を用いてもよく、また、陰極基板１と電子放出源２とを異なる金属により形成してもよい。また、高誘電率絶縁領域５は、前述のように電子放出源２とのエネルギー障壁の小ささ等を考慮して適宜選択可能である。
【００３７】
次に、第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態に係る電界放出型二端子装置の概略断面図である。また、図４は図３の電子放出源近傍のエネルギーバンド構造を示す図である。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
本実施形態が第１実施形態と異なるのは、前記電子放出源２は、前記高誘電率絶縁領域５の上に、前記電子放出源２の電子親和力より低い仕事関数を有する金属による金属領域６がさらに形成されるように構成されることである。
【００３９】
金属領域６は、高誘電率絶縁領域５と同様に、スパッタ法やＣＶＤ法により高誘電率絶縁領域５上に形成される他、蒸着によっても形成可能である。なお、図４においては、金属領域６においても高誘電率絶縁領域５上に均一膜厚の金属膜が形成されているが、これについても同様に、少なくとも電子放出源２の尖端部２ａ上に形成された高誘電率絶縁領域５上に形成されれば、高誘電率絶縁領域５上の全域に形成されていなくてもよい。
【００４０】
ここで、金属領域６の金属は、電子放出源２の電子親和力より低い仕事関数を有すればよいが、高誘電率絶縁領域５の材質との接着性や金属自体の安定性等も考慮して適宜選択することが好ましい。例えば、電子放出源２がＳｉ（電子親和力χ＝４．１５ｅＶ）、高誘電率絶縁領域５がＴａ_２Ｏ_５である場合、金属領域６には、セシウム（Ｃｓ：仕事関数φ_２＝２．１ｅＶ）を用いることが好ましい。
【００４１】
図４に示すように、高誘電率絶縁領域５上に形成された金属領域６は、半導体により形成された電子放出源２の電子親和力（真空準位と電子放出源２の伝導帯の底のエネルギー準位Ｅ_Ｃとのエネルギー差）より仕事関数（真空準位とフェルミ準位Ｅ_Ｆｍとのエネルギー差）が小さい（仕事関数φ_２）。このため、アノード電圧印加時に、電子は、金属領域６におけるフェルミ準位Ｅ_Ｆｍから飛び出すこととなり、結果的に同じアノード電圧下でトンネル確率が増大することとなる。
【００４２】
さらに、半導体である電子放出源２と金属領域６との間が、高誘電率絶縁領域５により絶縁されることとなるため、当該高誘電率絶縁領域５の上面（金属領域６との境界面）と下面（電子放出源２との境界面）との間に電位差（すなわち、エネルギー差）が生じる。このことは、図４においてトンネル領域である障壁幅Ｗ_２が図２における障壁幅Ｗ_１に比して減少することによって示されている。この電位差が生じることにより、電子放出源２における仕事関数φ_１に対して陰極基板２から見た実質的な仕事関数φ_３は、実効的にさらに低下することとなる。
【００４３】
したがって、真空領域８の障壁幅Ｗ_２も金属領域６が形成されていない場合の障壁幅Ｗ_０，Ｗ_１に比して減少することとなる。したがって、電子のトンネル確率がさらに増大することとなる。
【００４４】
したがって、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧をさらに下げることができる。また、この場合においても電子放出源上に形成した高誘電率絶縁領域５と同様に、金属領域６の膜厚制御を高精度にすることなく、安定した電界放出効果を得ることができる。
【００４５】
なお、高誘電率絶縁領域５と金属領域６とを入れ替えて形成してもよい。すなわち、半導体で形成された電子放出源２の少なくとも尖端部２ａに、前記電子放出源２の電子親和力より低い仕事関数を有する金属による金属領域６が形成され、前記金属による金属領域６の上に、高誘電率絶縁領域５がさらに形成されてもよい。
【００４６】
この場合においても、半導体により形成された電子放出源２上に形成された金属領域６は、電子放出源より仕事関数が小さいため、真空準位とのエネルギー差が小さいこととなる。すなわち、電子は、金属領域６におけるフェルミ準位Ｅ_Ｆｍから飛び出すこととなるため、同じアノード電圧下でトンネル確率が増大することとなる。
【００４７】
さらに、アノード電圧が印加されることにより高誘電率絶縁領域５に電圧が印加されると、誘電分極が起こるため、陰極基板１、電子放出源２および金属領域６に存する電子が高誘電率絶縁領域５に接している電子放出源２の尖端部２ａ上の金属領域６に引き寄せられる。
【００４８】
したがって、電子放出源２の尖端部２ａ上の金属領域６に引き寄せられた電子により、電子放出源２および金属領域６から高誘電率絶縁領域５および真空領域８に飛び出すトンネル確率が上がり、放出電流密度が上がるため、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧を下げることができる。
【００４９】
なお、第２実施形態においては、電子放出源２が半導体である場合について説明したが、電子放出源２が金属であっても同様の効果を得ることができる。この場合、電子放出源２の金属の仕事関数より小さい仕事関数を有する金属領域６を形成すれば、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
【実施例】
以下に、第１実施形態の構成と従来の構成との比較実験の結果を示す。図５は実施例における電界放出型二端子装置の概略断面図である。
【００５１】
図５に示すようなサイズの二端子装置を形成し、アノード電圧Ｖを印加していくことにより、放出される（陽極基板７に到達する）電子の数および閾値電圧を放出電流密度Ｉとして測定した。なお、図５において制御電極４は省略してある。
【００５２】
陰極基板１および電子放出源２には、高濃度ｎ形シリコン（ｎ^＋Ｓｉ）を用い、高誘電率絶縁領域５には、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）を用いた。高誘電率絶縁領域５は、電子放出源２上の全域に膜状に形成し、その膜厚を１０ｎｍとした。また、比較例としての従来の構成の二端子装置は、図５において高誘電率絶縁領域５の部分まで電子放出源２である（すなわち、電子放出源２の高さが１００ｎｍである）二端子装置を用いて測定した。
【００５３】
図６は図５の素子における電圧−電流特性を示す図である。横軸がアノード電圧に印可する印加電圧Ｖ［Ｖ］を、縦軸が陽極基板７に到達した放出電流密度Ｉ［Ａｃｍ^−２］をそれぞれ示している。そして、三角プロットが実施例を、丸プロットが従来例をそれぞれ示している。
【００５４】
図６に示されるように、実施例においては、閾値電圧Ｖ_ｔｈ１がＶ_ｔｈ１＝９０Ｖとなり、従来例においては、閾値電圧Ｖ_ｔｈ０がＶ_ｔｈ０＝１００Ｖとなった。したがって、実施例の二端子装置を用いることにより、比較例より低い電圧で電子を放出させることができた。
【００５５】
【発明の効果】
本発明に係る電界放出型二端子装置によれば、電子放出源の尖端部に引き寄せられた電子により、電子放出源から高誘電率絶縁領域および真空領域に飛び出すトンネル確率が上がり、放出電流密度が上がるため、アノード電圧を上昇させることなく、電子放出のための閾値電圧を下げることができる。
【００５６】
また、高誘電率絶縁領域は、膜厚依存が無視できるほどの高い誘電率を有するため、電子放出源に高誘電率絶縁領域を膜状に形成する場合、形成する高誘電率絶縁膜の膜厚制御を高精度にすることなく、安定して高い静電容量を得ることができる。したがって、電子放出のための閾値電圧を低下させることができる電界放出型二端子装置を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電界放出型二端子装置の概略断面図である。
【図２】図１の電子放出源近傍のエネルギーバンド構造を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電界放出型二端子装置の概略断面図である。
【図４】図３の電子放出源近傍のエネルギーバンド構造を示す図である。
【図５】第１実施例における電界放出型二端子装置の概略断面図である。
【図６】図５の二端子装置における電圧−電流特性を示す図である。
【図７】従来の電界放出型二端子装置の概略断面図である。
【図８】図７の電子放出源近傍におけるエネルギーバンド構造を示す図である。
【符号の説明】
１陰極基板
２電子放出源
３絶縁膜
４制御電極
５高誘電率絶縁領域
６金属領域
７陽極基板

Claims

陰極基板と、前記陰極基板上に形成された尖端部を有する電子放出源と、前記陰極基板上に形成され、前記電子放出源の周囲を間隙を有して取り囲む絶縁層と、前記絶縁層上に前記陰極基板および電子放出源に接することなく形成され、前記電子放出源からの電子の放出を制御する制御電極と、前記陰極基板、前記電子放出源および前記制御電極に接することなく形成された陽極基板とを具備する電界放出型二端子装置であって、
前記電子放出源の少なくとも前記尖端部に、高誘電率絶縁領域が形成されたことを特徴とする電界放出型二端子装置。
前記電子放出源は、半導体で形成され、前記高誘電率絶縁領域の上に、前記電子放出源の電子親和力より低い仕事関数を有する金属による金属領域がさらに形成されたことを特徴とする請求項１記載の電界放出型二端子装置。
陰極基板と、前記陰極基板上に形成された尖端部を有する電子放出源と、前記陰極基板上に形成され、前記電子放出源の周囲を間隙を有して取り囲む絶縁層と、前記絶縁層上に前記陰極基板および電子放出源に接することなく形成され、前記電子放出源からの電子の放出を制御する制御電極と、陽極基板とを具備する電界放出型二端子装置であって、
前記電子放出源は、半導体で形成され、前記電子放出源の少なくとも前記尖端部に、前記電子放出源の電子親和力より低い仕事関数を有する金属による金属領域が形成され、
前記金属による領域の上に、高誘電率絶縁領域がさらに形成されたことを特徴とする電界放出型二端子装置。