JP3585739B2 - Diamond electron-emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子放出素子及びその製造方法に係わり、特にダイアモンド、ダイアモンド状炭素物質、非結晶性ダイアモンド状物質等のような仕事関数が低い材料を電子放出物質として用いたダイアモンド電子放出素子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、発達したSi半導体微細加工技術を用いて、半導体デバイスと同程度の微細な電界放出型の電子放出素子の開発が行なわれている。その電子放出物質として、最近、ダイアモンド等の低仕事関数材料が注目されている。その理由の一つとしては、Mo等の高融点金属を3次元的に加工して電子を放出するエミッタを形成する、従来型の電子放出素子と異なり、作製プロセスの容易な平面エミッタが実現できることが上げられる。
【0003】
図4(a)にダイアモンドを用いた平面型電子放出素子の一例を示す。導電性の基板1上にダイアモンドよりなるエミッタ層2、絶縁層3及び導電性のゲート層4が図示のように形成されており、ゲート層4と絶縁層3を貫通して開口部5が形成されている。このようにして構成された素子6上にはアノード電極7が設けられており、真空中でエミッタ2に対しゲート4に、あるしきい値を超えた正電圧を加えると、エミッタ2より電子が放出される。この際、アノード7に加える電圧が低ければ放出された電子はゲート4に向かうが、アノード7に加える電圧が高くなるにつれ、放出された電子はアノード7に向かうようになる。
【0004】
図4(b)に図4(a)の直径Dの開口部5におけるエミッタ表面での電界分布Eと放出電流密度Jを示す。電界はr=±D/2のゲート層4の端で最大となり、r=0の中央で最小となる。電界放出は電界の大きさに強く依存するため、放出電流密度Jではこの傾向はさらに大きくなる。このため、放出電流の大部分はr=±D/2近傍からのものとなる。この部分から出発した電子は直上にゲート層4があるため、大部分がゲート層に収集される。このため、放出電流の大部分はゲート電流となる。このことは制御側の回路に大きな電流が流れることを意味し、効率が大きく低下することになる。
【0005】
この問題を解決するために以下に述べるような方法が提案されている(特開平8−55564) 。ここに記載されている電子放出素子は図5(a)に示すように導電性の基板1上にダイアモンドよりなるエミッタ層2、接触導電層8、絶縁層3及び導電性のゲート層4が図示のように形成されており、ゲート層4、絶縁層3及び接触導電層8を貫通して開口部5が形成されている。
【0006】
図5(b)に図5(a)の直径Dの開口部5におけるエミッタ表面での電界分布Eを示す。接触導電層8が絶縁層3の数分の一程度の厚みであれば、電界はr=±D/2のゲート層の端では0となり、r=0の中央で最大となる。このため、r=±D/2近傍では電界放出が生ぜず、放出電流の大部分は中央部分からのものとなる。この部分から出発した電子は大部分がアノード電極7に収集される。そのため、前述の従来例における効率が低下する問題を回避することができる。
【0007】
しかしながら、上述したような接触導電層8を有する電子放出素子においては、r=0の中央における電界のピーク値が減少するため、素子の動作電圧が高くなるという問題が新たに生じることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のダイアモンド等を用いた平面型の電子放出素子においては、ゲート電流が大きく効率が低いという問題を生じていた。また接触導電層を用いた場合は、ゲート電流を減少させ効率を高めることができるが、一方で動作電圧の増大を招くという問題が生じていた。
【0009】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、動作電圧を増大させることなく、ゲート電流を減少させ、高効率のダイアモンド電子放出素子及びその製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
基板上部に形成されたダイアモンド層と、このダイアモンド層上に形成された該ダイアモンド層よりも仕事関数の大きい、または該ダイアモンド層を絶縁被覆する被覆層と、この被覆層上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に形成されたゲート層と、このゲート層と前記絶縁層とに形成された開口部と、前記被覆層をエッチング加工し、前記被覆層によって電子放出に寄与する有効放出面を前記開口部の径より小径とした前記ダイアモンド層の露出平面とを具備することを特徴とするものである。
【0011】
請求項2記載の発明は、
基板上部に形成されたダイアモンド層上に、該ダイアモンド層よりも仕事関数の大きい、または該ダイアモンド層を絶縁被覆する被覆層を形成し、さらに前記被覆層上に絶縁層、ゲート層を順次形成する工程と、前記ゲート層と前記絶縁層とを内底部に前記被覆層が露出するまでエッチングして開口部を形成する工程と、前記開口部が形成された前記基板上に回転斜め蒸着によりマスク層を形成する工程と、前記マスク層を用いて前記被覆層をエッチングし、前記被覆層によって電子放出に寄与する有効放出面を前記開口部の径より小径とした前記ダイアモンド層の露出平面を形成する工程を備えることを特徴とする方法である。
【0012】
本発明のダイアモンド電子放出素子においては、電子放出に寄与する有効放出面の径をゲート層の開口径よりも小さくすることにより、電界分布を変えることなく、ゲート層近傍からの電界放出を無くすため、動作電圧を増大させること無く、ゲート電流のみを減らし、高効率の電子放出素子を実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【0014】
第1の参考例
図1は本発明の参考となる第1の電子放出素子の製造方法を示す図である。
【0015】
まず図1(a)に示すようにSi基板11上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により絶縁層としてSiO層12を形成し、次にスパッタリング法によりゲート層としてMo層13を形成する。
【0016】
次に図1(b)に示すようにレジストを塗布し、露光、現像等の処理によりレジストをパターンニングし、RIE(Reactive Ion Etching)により、Si面が露出するまでエッチングを行い、開口部14を形成する。その後、レジストは除去する。
【0017】
次に図1(c)に示すように基板を回転させつつ、斜め方向よりAlを真空蒸着する、いわゆる回転斜め蒸着により、Al層15を形成する。この際、図示のように遮蔽効果により開口部14内のSi面の中央部分にはAl層が形成されないような角度θを用いる。
【0018】
次に図1(d)に示すようにseeding処理を行う。seedingはダイアモンド成長の核となる微少なダイアモンド粒子を散布する工程であり、例えばダイアモンド粉末を溶かしたエタノール中に基板を浸し、超音波を加え、その後、基板を引き上げ、乾燥させる等の方法により行う。次に例えばHPO:HNO:CHCOOH:HO=80:5:5:10の混合水溶液によりAl層15のみを選択的にエッチング除去する。この結果、Seedingを施された部分はSi面が露出していた16の部分のみとなる。
【0019】
次に図1(e)に示すようにCVD法によりエミッタ層としてダイアモンド層17を形成する。ダイアモンドの成長はseedingされた16の部分でのみ起こるため、図示のようにゲート開口径よりも小さな径のダイアモンドよりなるエミッタが形成される。
【0020】
本参考例においては、エミッタとなるダイアモンド層の径がゲート開口径よりも小さくなるように形成されており、その大きさは回転斜め蒸着の角度θを変えることにより制御することができる。このためアノード電流に寄与する開口部の中央部分のみにダイアモンドを形成することができる。ゲート電流に寄与するゲート層の端の部分は仕事関数の大きなSi面なので電界放出は実質的には生じない。従ってゲート電流が小さい高効率の平面型電子放出素子が作製できる。さらに開口部における電界分布は図4に示した従来例とほぼ同一であるため、動作電圧は増大しない。
【0021】
実施例
図2は本発明の一実施形態に係わる電子放出素子の製造方法を示す図である。図2中、図1と対応する部分には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【0022】
まず図2(a)に示すようにSi基板11にseedingを行い、エミッタ層としてダイアモンド層17を形成、次にダイアモンド面を被覆する薄いMo層18を形成、次に絶縁層としてSiO層12を形成、次にゲート層としてMo層13を形成」する。
【0023】
次に図2(b)に示すようにパターンニングを行い、薄いMo層18が露出するまでエッチングして、開口部14を形成する。
【0024】
次に図2(c)に示すように回転斜め蒸着によりAl層15を形成する。
【0025】
次に図2(d)に示すようにAl層15をマスクとしてRIEにより、薄いMo層18をエッチングする。
【0026】
次に図2(e)に示すようにAl層15を選択的にエッチング除去して、素子が完成する。
【0027】
本実施形態においては、ゲート層端の近傍が、薄く仕事関数の大きなMo層に覆われており、第1の参考例と同じ効果を得ることができる。ダイアモンドを被覆する層としては絶縁層を用いてもよい。
【0028】
(第2の参考例)
図3は本発明の参考となる第2の電子放出素子の製造方法を示す図である。図3中、図2と対応する部分には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【0029】
まず図3(a)に示すようにSi基板11にseedingを行い、エミッタ層としてダイアモンド層17を形成、次に絶縁層としてSiO層12を形成、次にゲート層としてAl層19を形成、次にMo層20を形成する。
【0030】
次に図3(b)に示すようにパターンニングを行い、Mo層20及びAl層19をエッチングした後、ふっ化アンモニウム水溶液を用いてSiO層12をエッチングし開口部14を形成する。第1の参考例及び本発明の実施形態と異なり、ウェットエッチングにより開口部14を形成しているので、アンダーカットにより開口部14の形状は図示のようになる。
【0031】
次に図3(c)に示すように例えばHPO:HNO:CHCOOH:HO=80:5:5:10の混合水溶液によりAl層19を選択的にエッチングする。この際、Mo層20はマスクとして働くので、Al層19のエッチングは下面のみで生じ、図示のようにゲート層であるAl層19の開口径が大きくなる。
【0032】
次に図3(d)に示すようにRIEによりMo層20を選択的にエッチング除去し、素子が完成する。
【0033】
本参考例は本発明の実施形態においてダイアモンドを被覆するのに絶縁層を用いたものと等価であり、第1の参考例や本発明の実施形態に比して、制御性は劣るものの作製プロセスが容易であるという利点を有している。
【0034】
以上図示の参考例、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。
【0035】
【発明の効果】
本発明のダイアモンド電子放出素子及びその製造方法によれば、動作電圧を増大させることなく、ゲート電流を減少させた高効率の電子放出素子を得ることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考となる第1の参考例に係わる第1の電子放出素子の製造方法を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わる電子放出素子の製造方法を示す図である。
【図3】本発明の参考となる第2の参考例に係わる第2の電子放出素子の製造方法を示す図である。
【図4】従来の電子放出素子の全体構成を示す断面図と素子の特性を説明するための図である。
【図5】従来の接触導電層を用いた電子放出素子の全体構成を示す断面図と素子の特性を説明するための図である。
【符号の説明】
1 基板
2 エミッタ層
3 絶縁層
4 ゲート層
5 開口部
6 アノード電極素子
7 接触導電層
11 Si基板
12 SiO
13 Mo層
14 開口部
15 Al層
16 seedingされた部分
17 ダイアモンド層
18 薄いMo層
19 Al層
20 Mo層
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron-emitting device and a method of manufacturing the same , and in particular, a diamond electron-emitting device using a material having a low work function as an electron-emitting material, such as diamond, a diamond-like carbon material, and an amorphous diamond-like material, and the like. It relates to a manufacturing method .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a field emission type electron-emitting device as fine as a semiconductor device has been developed using a developed Si semiconductor fine processing technology. Recently, attention has been paid to low work function materials such as diamond as the electron-emitting substance. One of the reasons is that, unlike conventional electron-emitting devices that form an emitter that emits electrons by processing a refractory metal such as Mo three-dimensionally, a planar emitter that can be easily manufactured is realized. Is raised.
[0003]
FIG. 4A shows an example of a planar electron-emitting device using diamond. An emitter layer 2 made of diamond, an insulating layer 3 and a conductive gate layer 4 are formed on a conductive substrate 1 as shown in the figure, and an opening 5 is formed through the gate layer 4 and the insulating layer 3. Have been. An anode electrode 7 is provided on the element 6 configured as described above. When a positive voltage exceeding a certain threshold is applied to the gate 4 with respect to the emitter 2 in a vacuum, electrons are emitted from the emitter 2. Released. At this time, if the voltage applied to the anode 7 is low, the emitted electrons go to the gate 4, but as the voltage applied to the anode 7 becomes high, the emitted electrons go to the anode 7.
[0004]
FIG. 4B shows an electric field distribution Ez and an emission current density J on the emitter surface in the opening 5 having the diameter D in FIG. 4A. The electric field becomes maximum at the edge of the gate layer 4 where r = ± D / 2 and becomes minimum at the center of r = 0. Since the field emission strongly depends on the magnitude of the electric field, this tendency is further increased in the emission current density J. Therefore, most of the emission current comes from the vicinity of r = ± D / 2. Most of the electrons starting from this portion are collected on the gate layer because the gate layer 4 is located immediately above the gate layer. Therefore, most of the emission current is the gate current. This means that a large current flows in the circuit on the control side, and the efficiency is greatly reduced.
[0005]
To solve this problem, the following method has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-55564). In the electron-emitting device described here, an emitter layer 2 made of diamond, a contact conductive layer 8, an insulating layer 3, and a conductive gate layer 4 are illustrated on a conductive substrate 1 as shown in FIG. The opening 5 is formed through the gate layer 4, the insulating layer 3 and the contact conductive layer 8.
[0006]
Figure 5 (b) shows the electric field distribution E z of the emitter surface at the opening 5 of the diameter D of FIG. 5 (a). If the thickness of the contact conductive layer 8 is about a fraction of the thickness of the insulating layer 3, the electric field is 0 at the end of the gate layer where r = ± D / 2, and becomes maximum at the center of r = 0. For this reason, field emission does not occur near r = ± D / 2, and most of the emission current is from the central portion. Most of the electrons starting from this portion are collected by the anode electrode 7. Therefore, it is possible to avoid the problem that the efficiency in the conventional example described above is reduced.
[0007]
However, in the electron-emitting device having the contact conductive layer 8 as described above, the peak value of the electric field at the center of r = 0 is reduced, so that a new problem that the operating voltage of the device is increased arises.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional flat-type electron-emitting device using diamond or the like, there has been a problem that the gate current is large and the efficiency is low. When the contact conductive layer is used, the gate current can be reduced and the efficiency can be increased, but on the other hand, there is a problem that the operating voltage is increased.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a high-efficiency diamond electron-emitting device capable of reducing a gate current without increasing an operating voltage, and a method of manufacturing the same. Is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is
A diamond layer formed on the substrate, a coating layer having a larger work function than the diamond layer formed on the diamond layer, or insulatingly coating the diamond layer, and an insulating layer formed on the coating layer A gate layer formed on the insulating layer; an opening formed in the gate layer and the insulating layer; and an effective emission surface that etches the coating layer and contributes to electron emission by the coating layer. And an exposed plane of the diamond layer having a diameter smaller than the diameter of the opening .
[0011]
The invention according to claim 2 is
On the diamond layer formed on the substrate, a coating layer having a larger work function than that of the diamond layer or covering the diamond layer is formed, and an insulating layer and a gate layer are sequentially formed on the coating layer. Forming an opening by etching the gate layer and the insulating layer on the inner bottom until the coating layer is exposed; and forming a mask layer by rotary oblique deposition on the substrate on which the opening is formed. And etching the coating layer using the mask layer to form an exposed plane of the diamond layer whose effective emission surface contributing to electron emission by the coating layer is smaller than the diameter of the opening. A method comprising the steps of:
[0012]
In the diamond electron-emitting device of the present invention, the diameter of the effective emission surface contributing to electron emission is made smaller than the opening diameter of the gate layer, so that the field emission from the vicinity of the gate layer is eliminated without changing the electric field distribution. In addition, it is possible to realize a highly efficient electron-emitting device by reducing only the gate current without increasing the operating voltage .
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
( First Reference Example )
FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a first electron-emitting device which is a reference of the present invention .
[0015]
First, as shown in FIG. 1A, an SiO 2 layer 12 is formed as an insulating layer on a Si substrate 11 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and then a Mo layer 13 is formed as a gate layer by a sputtering method.
[0016]
Next, as shown in FIG. 1B, a resist is applied, the resist is patterned by processing such as exposure and development, and etching is performed by RIE (Reactive Ion Etching) until the Si surface is exposed. To form After that, the resist is removed.
[0017]
Next, as shown in FIG. 1C, an Al layer 15 is formed by so-called rotary oblique deposition in which Al is vacuum-deposited from an oblique direction while rotating the substrate. At this time, as shown in the figure, an angle θ is used so that an Al layer is not formed at the central portion of the Si surface in the opening 14 due to the shielding effect.
[0018]
Next, seeding processing is performed as shown in FIG. seeding is a process of spraying fine diamond particles serving as nuclei for diamond growth, for example, by immersing the substrate in ethanol in which diamond powder is dissolved, applying ultrasonic waves, and then pulling the substrate up and drying it. . Next, for example, only the Al layer 15 is selectively etched away by a mixed aqueous solution of H 3 PO 4 : HNO 3 : CH 3 COOH: H 2 O = 80: 5: 5: 10. As a result, the seeded portion is only the 16 portion where the Si surface is exposed.
[0019]
Next, as shown in FIG. 1E, a diamond layer 17 is formed as an emitter layer by a CVD method. Since diamond growth occurs only in the seeded 16 portions, an emitter made of diamond having a diameter smaller than the gate opening diameter is formed as shown.
[0020]
In the present reference example , the diameter of the diamond layer serving as the emitter is formed to be smaller than the diameter of the gate opening, and the size can be controlled by changing the angle θ of the rotary oblique deposition. Therefore, diamond can be formed only in the central portion of the opening that contributes to the anode current. Since the end portion of the gate layer that contributes to the gate current is a Si surface having a large work function, field emission does not substantially occur. Therefore, a highly efficient planar electron-emitting device having a small gate current can be manufactured. Further, since the electric field distribution in the opening is substantially the same as that of the conventional example shown in FIG. 4, the operating voltage does not increase.
[0021]
( Example )
FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing an electron-emitting device according to one embodiment of the present invention. 2, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0022]
First, seeding is performed on the Si substrate 11 as shown in FIG. 2A, a diamond layer 17 is formed as an emitter layer, a thin Mo layer 18 covering the diamond surface is formed, and then a SiO 2 layer 12 is formed as an insulating layer. Is formed, and then the Mo layer 13 is formed as a gate layer. "
[0023]
Next, as shown in FIG. 2B, patterning is performed, and etching is performed until the thin Mo layer 18 is exposed, so that the opening 14 is formed.
[0024]
Next, as shown in FIG. 2C, an Al layer 15 is formed by rotary oblique deposition.
[0025]
Next, as shown in FIG. 2D, the thin Mo layer 18 is etched by RIE using the Al layer 15 as a mask.
[0026]
Next, as shown in FIG. 2E, the Al layer 15 is selectively etched away to complete the device.
[0027]
In the present embodiment , the vicinity of the end of the gate layer is covered with a thin Mo layer having a large work function, and the same effect as in the first reference example can be obtained. An insulating layer may be used as a layer covering the diamond.
[0028]
(Second reference example)
FIG. 3 is a view showing a method of manufacturing a second electron-emitting device which is a reference of the present invention . 3, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0029]
First, seeding is performed on the Si substrate 11 as shown in FIG. 3A, a diamond layer 17 is formed as an emitter layer, a SiO 2 layer 12 is formed as an insulating layer, and then an Al layer 19 is formed as a gate layer. Next, the Mo layer 20 is formed.
[0030]
Next, as shown in FIG. 3B, patterning is performed, the Mo layer 20 and the Al layer 19 are etched, and then the SiO 2 layer 12 is etched using an aqueous solution of ammonium fluoride to form an opening 14. Unlike the first reference example and the embodiment of the present invention, since the opening 14 is formed by wet etching, the shape of the opening 14 becomes as illustrated by undercut.
[0031]
Next, as shown in FIG. 3C, the Al layer 19 is selectively etched by a mixed aqueous solution of, for example, H 3 PO 4 : HNO 3 : CH 3 COOH: H 2 O = 80: 5: 5: 10. At this time, since the Mo layer 20 functions as a mask, the etching of the Al layer 19 occurs only on the lower surface, and the opening diameter of the Al layer 19 as the gate layer increases as shown in the figure.
[0032]
Next, as shown in FIG. 3D, the Mo layer 20 is selectively removed by RIE to complete the device.
[0033]
This embodiment is equivalent to the embodiment using an insulating layer to cover diamond in the embodiment of the present invention, and has a lower controllability than the first embodiment and the embodiment of the present invention. Is easy.
[0034]
Although the present invention has been described with reference to the illustrated reference examples and embodiments , the present invention is not limited to the above embodiments . Various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0035]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the diamond electron-emitting device of this invention and its manufacturing method , there exist effects, such as being able to obtain the high-efficiency electron-emitting device which reduced gate current, without increasing operating voltage .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a method for manufacturing a first electron-emitting device according to a first reference example serving as a reference of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a method for manufacturing a second electron-emitting device according to a second reference example which is a reference of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a conventional electron-emitting device and a diagram for explaining characteristics of the device.
5A and 5B are a cross-sectional view showing an overall configuration of an electron-emitting device using a conventional contact conductive layer and a diagram for explaining characteristics of the device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Emitter layer 3 Insulating layer 4 Gate layer 5 Opening 6 Anode electrode element 7 Contact conductive layer 11 Si substrate 12 SiO 2 layer 13 Mo layer 14 Opening 15 Al layer 16 Seeded portion 17 Diamond layer 18 Thin Mo layer 19 Al layer 20 Mo layer

Claims (2)

基板上部に形成されたダイアモンド層と、このダイアモンド層上に形成された該ダイアモンド層よりも仕事関数の大きい、または該ダイアモンド層を絶縁被覆する被覆層と、この被覆層上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に形成されたゲート層と、このゲート層と前記絶縁層とに形成された開口部と、前記被覆層をエッチング加工し、前記被覆層によって電子放出に寄与する有効放出面を前記開口部の径より小径とした前記ダイアモンド層の露出平面とを具備することを特徴とするダイアモンド電子放出素子。A diamond layer formed on the substrate, a coating layer having a larger work function than the diamond layer formed on the diamond layer, or insulatingly coating the diamond layer, and an insulating layer formed on the coating layer A gate layer formed on the insulating layer; an opening formed in the gate layer and the insulating layer; and an effective emission surface that etches the coating layer and contributes to electron emission by the coating layer. And an exposed plane of the diamond layer having a smaller diameter than the diameter of the opening . 基板上部に形成されたダイアモンド層上に、該ダイアモンド層よりも仕事関数の大きい、または該ダイアモンド層を絶縁被覆する被覆層を形成し、さらに前記被覆層上に絶縁層、ゲート層を順次形成する工程と、前記ゲート層と前記絶縁層とを内底部に前記被覆層が露出するまでエッチングして開口部を形成する工程と、前記開口部が形成された前記基板上に回転斜め蒸着によりマスク層を形成する工程と、前記マスク層を用いて前記被覆層をエッチングし、前記被覆層によって電子放出に寄与する有効放出面を前記開口部の径より小径とした前記ダイアモンド層の露出平面を形成する工程を備えることを特徴とするダイアモンド電子放出素子の製造方法。On the diamond layer formed on the substrate, a coating layer having a larger work function than that of the diamond layer or covering the diamond layer is formed, and an insulating layer and a gate layer are sequentially formed on the coating layer. Forming an opening by etching the gate layer and the insulating layer on the inner bottom until the coating layer is exposed; and forming a mask layer by rotary oblique deposition on the substrate on which the opening is formed. And etching the coating layer using the mask layer to form an exposed plane of the diamond layer whose effective emission surface contributing to electron emission by the coating layer is smaller than the diameter of the opening. A method for manufacturing a diamond electron-emitting device, comprising the steps of:
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