JPH03254037A - Semiconductor electron emission element - Google Patents

Semiconductor electron emission element

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JPH03254037A
JPH03254037A JP2051195A JP5119590A JPH03254037A JP H03254037 A JPH03254037 A JP H03254037A JP 2051195 A JP2051195 A JP 2051195A JP 5119590 A JP5119590 A JP 5119590A JP H03254037 A JPH03254037 A JP H03254037A
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JP
Japan
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electron
region
semiconductor
type semiconductor
emitting device
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JP2051195A
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Japanese (ja)
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Nobuo Watanabe
信男 渡辺
Takeo Tsukamoto
健夫 塚本
Masahiko Okunuki
昌彦 奥貫
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Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To optionally set up a position, of an electron beam, a beam diameter and a current flow of the electron beam as well as to stabilize an electron emission characteristic by providing a Schottky barrier electrode on a P-type semiconductor while providing a P<+> region thereunder and a plurality of N<+> regions along its circumference. CONSTITUTION:A P<-> layer 102 is formed on a P<+> semiconductor board 101. A P<+> region 107 and the N<+> regions 103 to 106 are formed inside the layer 102 and a Schottky barrier electrode 114 is formed on the region 107. When a reverse bias is impressed in a vacuum by the power supply 115 to 118, 119 in this constitution, electron emission is generated so as to enable an expanse of a depletion layer 120 to be formed by a PN junction of the N<+> regions with a base body by voltage to be impressed on the regions 103 to 106 to be optionally changed. Thereby, an electron emission characteristic is stabilized and a position, a shape and a current flow of an electron beam to be emitted can be controlled.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体電子放出素子に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a semiconductor electron-emitting device.

[従来の技術] 従来の半導体電子放出素子のうち、アバランシェ増幅を
用いたものとしては、例えば米国特許第4259578
号および米国特許第4303930号に記載されている
ものが知られている。
[Prior Art] Among conventional semiconductor electron-emitting devices, one that uses avalanche amplification is disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 4,259,578.
and US Pat. No. 4,303,930.

この半導体電子放出素子は、半導体基板上にP型半導体
層とN型半導体層とを形成し、該N型半導体層の表面に
セシウム等を付着させて表面の仕事関数を低下させるこ
とにより電子放出部を形成したものであり、P型半導体
層とN型半導体層とにより形成されたダイオードの両端
に逆バイアス電圧をかけてアバランシェ増幅を起すこと
により電子をホット化し、電子放出部より半導体基板表
面に垂直な方向に電子を放出するものである。
This semiconductor electron-emitting device emits electrons by forming a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer on a semiconductor substrate, and depositing cesium or the like on the surface of the N-type semiconductor layer to lower the work function of the surface. By applying a reverse bias voltage to both ends of a diode formed by a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer and causing avalanche amplification, electrons are made hot, and the electrons are transferred from the electron-emitting region to the surface of the semiconductor substrate. It emits electrons in the direction perpendicular to .

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の半導体電子放出素子は、電子
放出部を形成するために用いていたセシウムが化学的に
極めて活性な元素であるため、以下のような欠点があっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional semiconductor electron-emitting device described above has the following drawbacks because cesium, which is used to form the electron-emitting portion, is a chemically extremely active element. there were.

■安定動作を得るために超高真空(10−1゜Torr
以上)を必要とすること。
■Ultra-high vacuum (10-1° Torr) is used to ensure stable operation.
above).

■寿命、効率等が真空度に強く依存すること。■Life span, efficiency, etc. strongly depend on the degree of vacuum.

■素子を大気中にさらすことができないこと。■The device cannot be exposed to the atmosphere.

また、従来の半導体電子放出素子では、アバランシェ増
幅により高いエネルギーを得た電子がN型半導体層内を
通過して電子放出部表面に達する構造となっていたため
、電子のエネルギーの多くはN型半導体層内での格子散
乱等によって失われてしまうという欠点もあった。この
エネルギー損失を抑えるためにはN型半導体層を極めて
薄く(200Å以下)する必要があるが、このような極
めて薄いN型半導体層を均一かつ高濃度、低欠陥で作製
することは困難であり、従って素子を安定に作製するこ
とが困難であるという課題を有していた。
Furthermore, in conventional semiconductor electron-emitting devices, the structure is such that electrons that have gained high energy through avalanche amplification pass through the N-type semiconductor layer and reach the surface of the electron-emitting region. There was also the drawback that it was lost due to lattice scattering within the layer. In order to suppress this energy loss, it is necessary to make the N-type semiconductor layer extremely thin (200 Å or less), but it is difficult to fabricate such an extremely thin N-type semiconductor layer with uniformity, high concentration, and low defects. Therefore, there was a problem in that it was difficult to stably manufacture the device.

本発明は上記従来の問題点を解決し、安定した電子放出
特性を達成でき、更にその放出する電子ビームの位置や
ビーム径、電流量を任意に設定可能な半導体電子放出素
子を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides a semiconductor electron-emitting device that can achieve stable electron-emitting characteristics and further allows the position, beam diameter, and current amount of the emitted electron beam to be set arbitrarily. purpose.

[課題を解決するための手段及び作用]本発明者は前記
目的を達成するため、鋭意検討した結果、下記の手段を
講しるものである。
[Means and Effects for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the inventors of the present invention took the following measures as a result of intensive studies.

(1)P型半導体上にショットキー障壁電極を有し、該
P型半導体内の該ショットキー障壁電極下にP+領域と
該P″″″領域囲に形成された複数のN1領域とからな
る半導体電子放出素子。
(1) Having a Schottky barrier electrode on a P-type semiconductor, consisting of a P+ region under the Schottky barrier electrode in the P-type semiconductor and a plurality of N1 regions formed around the P'''' region. Semiconductor electron-emitting device.

(2)前記P型半導体とそれぞれのN3領域とによって
形成されるPN接合のそれぞれの空乏層の広がりをそれ
ぞれのN1領域に印加する電圧により制御可能な半導体
電子放出素子。
(2) A semiconductor electron-emitting device in which the spread of each depletion layer of a PN junction formed by the P-type semiconductor and each N3 region can be controlled by a voltage applied to each N1 region.

(3)前記複数のPN接合の空乏層の広がりを制御する
ことにより、P型半導体およびP+領域での電流分布を
制御し、放出する電子ビームの位置を任意に規定するこ
とが可能な半導体電子放出素子。
(3) By controlling the spread of the depletion layers of the plurality of PN junctions, the current distribution in the P-type semiconductor and P+ region can be controlled, and the position of the emitted electron beam can be arbitrarily defined. Emitting element.

(4)前記、空乏層の広がりを制御することにより、P
型半導体およびP+領域での電流分布を制御し、放出す
る電子ビームのビーム径またはビーム形状を任意に規定
することが可能な半導体電子放出素子。
(4) By controlling the spread of the depletion layer, P
A semiconductor electron-emitting device that can control the current distribution in a type semiconductor and a P+ region, and arbitrarily define the beam diameter or beam shape of an emitted electron beam.

とするものである。That is.

すなわち、本発明によれば、電子放出に直接関与するシ
ョットキー障壁電極のまわりに形成した複数のN″″″
領域体とのPN接合により形成されるそれぞれの空乏層
の広がりをN”領域に印加する電圧により任意に変化さ
せることにより、放出する電子ビームの位置やビーム径
および電流値の制御を可能とするものである。
That is, according to the present invention, a plurality of N""" formed around a Schottky barrier electrode directly involved in electron emission.
By arbitrarily changing the spread of each depletion layer formed by the PN junction with the region body by changing the voltage applied to the N'' region, it is possible to control the position, beam diameter, and current value of the emitted electron beam. It is something.

[実施例] 実施例1 第1図は本発明の一実施例に係る半導体電子放出素子を
示す概略図であり、第1図(a)は平面図、第1図(b
)は第1図(a)のA−A断面図である。図において1
01はP゛半導体基板、102はP−層、103〜10
6はN1領域、107はP+領域、108〜111はそ
れぞれ103〜106に対するオーミック電極、112
は絶縁膜、113はP′″基板に対するオーミック電極
、114はショットキー電極、115〜118はそれぞ
れ108〜111のオーミック電極に接続した電源、1
19はショットキー電極に接続した電源である。
[Example] Example 1 FIG. 1 is a schematic diagram showing a semiconductor electron-emitting device according to an example of the present invention, and FIG. 1(a) is a plan view, and FIG.
) is a sectional view taken along line AA in FIG. 1(a). In the figure 1
01 is a P゛ semiconductor substrate, 102 is a P- layer, 103 to 10
6 is the N1 region, 107 is the P+ region, 108 to 111 are ohmic electrodes for 103 to 106, respectively, 112
1 is an insulating film, 113 is an ohmic electrode for the P′″ substrate, 114 is a Schottky electrode, 115 to 118 are power supplies connected to the ohmic electrodes 108 to 111, respectively;
19 is a power source connected to the Schottky electrode.

以下、第1図に示した半導体電子放出素子の製造工程に
ついて説明する。
The manufacturing process of the semiconductor electron-emitting device shown in FIG. 1 will be described below.

■不純物濃度が5 X 1018cm−3のZnドープ
のP゛GaAs基板101上にMOCVD (有機金属
化学的気相成長)法等によりZn濃度が2 X 101
6cm−3のP−層102を成長させた。
■ On a Zn-doped PGaAs substrate 101 with an impurity concentration of 5 x 1018 cm-3, a Zn concentration of 2 x 101
A 6 cm-3 P- layer 102 was grown.

■次にFIB (集束イオンビーム)注入技術を用いて
、N′″領域103〜106にはSiイオンを不純物濃
度がI X 1019cm−3になるように、またP3
領域107にはBeイオンを不純物濃度が2×lQ18
cm−3になるようにそれぞれイオン注入を行い、アニ
ールにより活性化した。
■Next, using FIB (focused ion beam) implantation technology, Si ions are implanted into the N''' regions 103 to 106 so that the impurity concentration is I x 1019 cm-3, and P3
In the region 107, Be ions are added at an impurity concentration of 2×lQ18.
Ion implantation was performed in each case to a depth of cm-3, and activation was performed by annealing.

■その後表面に絶縁膜112として5in2を真空蒸着
し、通常のフォトリソグラフィーにより開口部を設けた
(2) Thereafter, an insulating film 112 of 5 in 2 was vacuum-deposited on the surface, and openings were formed by ordinary photolithography.

■N+領域103〜106上にAu/Geを、基板裏面
にはAu/Crをそれぞれ真空蒸着し、熱処理により1
08〜111および113のオーミック電極を形成した
■Au/Ge is vacuum-deposited on the N+ regions 103 to 106, and Au/Cr is vacuum-deposited on the back surface of the substrate, and heat-treated to
Ohmic electrodes 08 to 111 and 113 were formed.

■更にGaAsに対して、ショットキー電極114とな
る材料として、例えば、低仕事関数材料であるLaBa
 (φwk#2.6eV )を電子ビーム蒸着し、ショ
ットキー電極とした。
(2) In addition to GaAs, for example, LaBa, which is a low work function material, can be used as a material for the Schottky electrode 114.
(φwk#2.6eV) was electron beam evaporated to form a Schottky electrode.

この様にして作製した半導体電子放出素子(第1図)を
、1 x 10−’ Torrに保たれた真空チャンバ
ー内に入れ、電源115〜118および電源119の全
ての電源により逆バイアス5Vをそれぞれ印加したとこ
ろ、約1 nAの電子放出が観測された。第2図はこの
時の素子内の空乏層の形状を計算して示したものである
。第2図(a)は、N+領域103〜106およびP型
半導体内に形成された空乏層120のみを示した平面図
、第2図(b)はB−B位置における素子断面およびこ
の時のP型半導体内に形成された空乏層120を示した
図である。
The semiconductor electron-emitting device (Fig. 1) manufactured in this manner is placed in a vacuum chamber maintained at 1 x 10-' Torr, and a reverse bias of 5V is applied to each of the power supplies 115 to 118 and the power supply 119. When the voltage was applied, electron emission of about 1 nA was observed. FIG. 2 shows the calculated shape of the depletion layer within the element at this time. FIG. 2(a) is a plan view showing only the N+ regions 103 to 106 and the depletion layer 120 formed in the P-type semiconductor, and FIG. 2(b) is a cross section of the device at the B-B position and the plan view at this time. FIG. 2 is a diagram showing a depletion layer 120 formed within a P-type semiconductor.

次に、電源119により逆バイアスSV、Z源115、
116.117.118によりそれぞれ逆バイアス8V
、4V、8V、12Vを印加したところ、約0.3nA
の電子放出が得られ、その放出位置はN+領域104近
くにずれた。第3図はこの時の素子内の空乏層の形状を
計算して示したものである。
Next, the power supply 119 applies reverse bias SV, Z source 115,
Reverse bias 8V by 116, 117, 118 respectively
, 4V, 8V, and 12V were applied, approximately 0.3nA
electron emission was obtained, and the emission position was shifted to near the N+ region 104. FIG. 3 shows the calculated shape of the depletion layer within the element at this time.

第3図(a)はN+領域103〜106、およびP型半
導体内に形成された空乏層120のみを示した平面図、
第3図(b)はC−C位置における素子断面、およびこ
の時のP型半導体内に形成された空乏層120を示した
図である。
FIG. 3(a) is a plan view showing only the N+ regions 103 to 106 and the depletion layer 120 formed in the P-type semiconductor,
FIG. 3(b) is a diagram showing a cross section of the device at the CC position and the depletion layer 120 formed in the P-type semiconductor at this time.

以下第2図および第4図を用いて、本発明の半導体電子
放出素子の動作原理を説明する。
The operating principle of the semiconductor electron-emitting device of the present invention will be explained below with reference to FIGS. 2 and 4.

第2図において原理的には半導体材料としては、例えば
St、 Ge、 GaAs、 GaP、 Al4As、
 GaAsPAfGaAs、 SiC,BP等が適用可
能であり、特に間接遷移型でバンドギャップの大きい材
料が適している。また後述する電子放出に直接的に関与
するP1領域107とそのショットキー電極114とは
電気的に独立し、更にそれぞれが電気的に独立した複数
のN″″″領域していることが本素子の特徴である。こ
の複数のN”領域はP−層102とそれぞれPN接合を
形成し、逆バイアス印加により空乏層120を形成する
。この空乏層120の形状は、それぞれのN+領領域の
印加電圧により制御可能であるので、ショットキーバリ
ア接合の逆バイアス下でのアバランシェ・ブレークダウ
ンを起す位置を制御できる。従って、放出する電子ビー
ムの位置や形状を任意に変えることができる。
In FIG. 2, in principle, semiconductor materials include, for example, St, Ge, GaAs, GaP, Al4As,
GaAsPAfGaAs, SiC, BP, etc. are applicable, and indirect transition type materials with a large band gap are particularly suitable. In addition, the P1 region 107 and its Schottky electrode 114, which are directly involved in electron emission, which will be described later, are electrically independent, and furthermore, there are a plurality of electrically independent N'''' regions in this device. The plurality of N'' regions each form a PN junction with the P- layer 102, and a depletion layer 120 is formed by applying a reverse bias. Since the shape of this depletion layer 120 can be controlled by the voltage applied to each N+ region, the position where avalanche breakdown occurs under reverse bias of the Schottky barrier junction can be controlled. Therefore, the position and shape of the emitted electron beam can be changed arbitrarily.

第4図を用いて、本発明の半導体電子放出素子における
電子放出過程について説明する。
The electron emission process in the semiconductor electron-emitting device of the present invention will be explained with reference to FIG.

P型半導体と低仕事関数材料からなるショットキーダイ
オードに逆バイアスを印加することによって、P型半導
体の伝導帯の底ECはショットキー電極の真空準位E 
VACよりも高いエネルギー準位となる。アバランシェ
増幅によって生成された電子は、半導体−金属電極界面
に生ずる空乏層内の電界によって格子温度よりも高いエ
ネルギーを得て、低仕事関数材料からなるショットキー
電極へ注入される。格子散乱等によってエネルギーを失
わず、ショットキー電極表面の仕事関数より大きなエネ
ルギーを持った電子は、ショットキー電極表面(すなわ
ち電子放出部)より、真空中に放出される。
By applying a reverse bias to a Schottky diode made of a P-type semiconductor and a low work function material, the bottom EC of the conduction band of the P-type semiconductor is brought to the vacuum level E of the Schottky electrode.
The energy level is higher than VAC. Electrons generated by avalanche amplification gain energy higher than the lattice temperature due to the electric field in the depletion layer generated at the semiconductor-metal electrode interface, and are injected into the Schottky electrode made of a low work function material. Electrons that do not lose energy due to lattice scattering or the like and have energy greater than the work function of the Schottky electrode surface are emitted into vacuum from the Schottky electrode surface (ie, the electron emitting portion).

実施例2 第5図は、本発明の他の実施例に係る半導体電子放出素
子を示す概略図であり、第5図(a)は平面図、第5図
(b)は第5図(a)のD−D断面図である。図におい
て501はP+半導体基板、502はP−層、503〜
510はN2領域、511はP”領域、512は絶縁膜
、513〜520はそれぞれN′″領域503〜510
に対応するオーミック電極、521は基板裏面に対する
オーミック電極、522はショットキー電極、523は
ショットキー電極に電圧印加する電源、524〜531
はそれぞれオーミック電極513〜520に電圧印加す
る電源である。
Embodiment 2 FIG. 5 is a schematic diagram showing a semiconductor electron-emitting device according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 5(a) is a plan view, and FIG. 5(b) is a plan view of FIG. ) is a sectional view taken along line DD. In the figure, 501 is a P+ semiconductor substrate, 502 is a P- layer, 503 to
510 is an N2 region, 511 is a P" region, 512 is an insulating film, and 513 to 520 are N'" regions 503 to 510, respectively.
521 is an ohmic electrode for the back surface of the substrate, 522 is a Schottky electrode, 523 is a power source for applying voltage to the Schottky electrode, 524 to 531
are power sources that apply voltages to the ohmic electrodes 513 to 520, respectively.

以下、第5図に示した半導体電子放出素子の製造工程に
ついて説明する。
The manufacturing process of the semiconductor electron-emitting device shown in FIG. 5 will be described below.

■不純物濃度か1 x 1019cm−3のAsドープ
のP+Si基板501上にCVD (化学的気相成長)
法またはLPE(?&相エピタキシャル成長)法によっ
て、As濃度がI X 1016cm−3のP−層50
2を成長させた。
■CVD (chemical vapor deposition) on As-doped P+Si substrate 501 with impurity concentration of 1 x 1019 cm-3
The P- layer 50 with an As concentration of I x 1016 cm-3 is formed by
I grew 2.

■次にFIB(集束イオンビーム)注入技術を用いて、
N+領域503〜510には、Bイオン注入により不純
物濃度が1 x 10”cm−3になるように、またP
+領域511には、Asイオン注入により不純物濃度が
1 x 10110l8’になるように、それぞれイオ
ン注入を行い、アニールによりそれぞれの領域を活性化
した。
■Next, using FIB (focused ion beam) implantation technology,
The N+ regions 503 to 510 are doped with B ions so as to have an impurity concentration of 1 x 10"cm-3, and are doped with P.
In the + region 511, As ions were implanted so that the impurity concentration became 1 x 10110l8', and each region was activated by annealing.

■その後、表面に絶縁膜512として5in2を真空蒸
着し、通常のフォトリソグラフィーにより開口部を設け
た。
(2) Thereafter, an insulating film 512 of 5 in 2 was vacuum-deposited on the surface, and openings were formed by ordinary photolithography.

■N+領域503〜510上および基板裏面にそれぞれ
Afを真空蒸着し・、オーミック電極513〜520お
よび521を形成した。
(2) Af was vacuum-deposited on the N+ regions 503-510 and on the back surface of the substrate, respectively, to form ohmic electrodes 513-520 and 521.

■更にショットキー%1i522 となる材料として、
例えば低仕事関数材料であるGd(φwk 43 、1
 eV)を100入真空蒸着し、熱処理によってGd5
izを形成させ、P9領域511 と良質なショットキ
ー接合を形成した。
■Furthermore, as a material that becomes Schottky%1i522,
For example, Gd (φwk 43 , 1
Gd5
iz was formed to form a high quality Schottky junction with the P9 region 511.

この様にして作製した半導体電子放出素子(第5図)を
、I X 10−’ Torrに保たれた真空チャンバ
ー内に入れ、電源523により逆バイアス6V、電源5
24.525.526.527.528.529.53
0.531によりそれぞれ逆バイアスIOV、8V、7
V。
The semiconductor electron-emitting device (FIG. 5) manufactured in this manner was placed in a vacuum chamber maintained at I x 10-' Torr, and reverse biased at 6 V by a power source 523 and reverse biased by a power source 523.
24.525.526.527.528.529.53
Reverse bias IOV, 8V, 7 by 0.531 respectively
V.

6V、7V、8V、IOV、12Vを印加したところ、
約0.2nAの電子放出が得られ、その放出位置はN+
領域506に近く、半だ円形状を示した。
When applying 6V, 7V, 8V, IOV, and 12V,
Electron emission of about 0.2 nA was obtained, and the emission position was N+
It was close to region 506 and had a semi-elliptical shape.

第6図はこの時の素子内の空乏層の形状を計算によって
示したものである。第6図(a)はN″″領域503〜
510およびP型半導体内に形成された空乏層532の
みを示した平面図、第6図(b)は第6図(a)のE−
E位置における素子断面およびこの時のP型半導体内に
形成された空乏層532を示した図である。
FIG. 6 shows the calculated shape of the depletion layer within the element at this time. FIG. 6(a) shows the N″″ area 503~
A plan view showing only the depletion layer 510 and the depletion layer 532 formed in the P-type semiconductor, FIG. 6(b) is the same as E- in FIG. 6(a).
FIG. 6 is a diagram showing a cross section of the device at position E and a depletion layer 532 formed in the P-type semiconductor at this time.

次に、電源523により逆バイアス6■、電源524、
525.526.527.528.529.530.5
31によりそれぞれ逆バイアス6V、IOV、6V、1
.OV。
Next, the power supply 523 applies a reverse bias 6■, the power supply 524,
525.526.527.528.529.530.5
Reverse bias 6V, IOV, 6V, 1 by 31 respectively
.. OV.

6V、IOV、6V、IOVを印加したところ、約0、
4nAの電子放出が得られ、その放出位置は中央でその
電子ビームの形状は十文字形が得られた。
When applying 6V, IOV, 6V, IOV, about 0,
Electron emission of 4 nA was obtained, the emission position was at the center, and the shape of the electron beam was a cross.

第7図はこの時の素子内の空乏層の形状を計算によって
示したものである。第7図(a)はN゛領域503〜5
10およびP型半導体内に形成された空乏層532のみ
を示した平面図、第7図(b)はF−F位置における素
子断面およびこの時のP型半導体内に形成された空乏層
532を示した図である。
FIG. 7 shows the calculated shape of the depletion layer within the device at this time. FIG. 7(a) shows the N' area 503 to 5.
10 and a plan view showing only the depletion layer 532 formed in the P-type semiconductor, FIG. FIG.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の半導体電子放出素子によ
れば複数のPN接合により形成される空乏層の形状を制
御することにより、放出する電子ビームの位置、形状お
よび電流量を制御することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the semiconductor electron-emitting device of the present invention, the position, shape, and current amount of the emitted electron beam can be controlled by controlling the shape of the depletion layer formed by a plurality of PN junctions. can be controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第3図は本発明を実施した半導体電子放出素子
の平面図および断面図。第4図は本発明の半導体電子放
出素子のバンド図。第5図〜第7図は本発明の他の実施
例に係る半導体電子放出素子の平面図および断面図。 101・・・半導体基板   102・・・P−層10
3〜106・・・N”領域 107・・・P1領域10
8〜111・・・オーミック電極 112・・・絶縁膜     113・・・オーミック
電極114・・・ショットキー電極 115〜118・・・電源   119・・・電源12
0・・・空乏層幅
1 to 3 are a plan view and a sectional view of a semiconductor electron-emitting device embodying the present invention. FIG. 4 is a band diagram of the semiconductor electron-emitting device of the present invention. 5 to 7 are a plan view and a sectional view of a semiconductor electron-emitting device according to another embodiment of the present invention. 101... Semiconductor substrate 102... P- layer 10
3 to 106...N” area 107...P1 area 10
8-111... Ohmic electrode 112... Insulating film 113... Ohmic electrode 114... Schottky electrode 115-118... Power supply 119... Power supply 12
0...Depletion layer width

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)P型半導体上にショットキー障壁電極を有し、該
P型半導体内の該ショットキー障壁電極下にP^+と該
P^+領域の周囲に形成された複数のN^+領域とから
なる半導体電子放出素子。
(1) Having a Schottky barrier electrode on a P-type semiconductor, P^+ below the Schottky barrier electrode in the P-type semiconductor, and a plurality of N^+ regions formed around the P^+ region. A semiconductor electron-emitting device consisting of.
(2)前記P型半導体とそれぞれのN^+領域とによっ
て形成されるPN接合のそれぞれの空乏層の広がりをそ
れぞれのN^+領域に印加する電圧により制御可能な半
導体電子放出素子。
(2) A semiconductor electron-emitting device in which the spread of each depletion layer of a PN junction formed by the P-type semiconductor and each N^+ region can be controlled by a voltage applied to each N^+ region.
(3)前記複数のPN接合の空乏層の広がりを制御する
ことにより、P型半導体およびP^+領域での電流分布
を制御し、放出する電子ビームの位置を任意に規定する
ことが可能な半導体電子放出素子。
(3) By controlling the spread of the depletion layers of the plurality of PN junctions, it is possible to control the current distribution in the P-type semiconductor and the P^+ region, and arbitrarily define the position of the emitted electron beam. Semiconductor electron-emitting device.
(4)前記、空乏層の広がりを制御することにより、P
型半導体およびP^+領域での電流分布を制御し、放出
する電子ビームのビーム径またはビーム形状を任意に規
定することが可能な半導体電子放出素子。
(4) By controlling the spread of the depletion layer, P
A semiconductor electron-emitting device that can control current distribution in a type semiconductor and a P^+ region, and arbitrarily define the beam diameter or beam shape of an emitted electron beam.
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