JPH0395827A - Semiconductor electron emitting element - Google Patents

Semiconductor electron emitting element

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JPH0395827A
JPH0395827A JP1233945A JP23394589A JPH0395827A JP H0395827 A JPH0395827 A JP H0395827A JP 1233945 A JP1233945 A JP 1233945A JP 23394589 A JP23394589 A JP 23394589A JP H0395827 A JPH0395827 A JP H0395827A
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Abstract

PURPOSE:To easily attain stable electron emission characteristics by providing one or a plurality of P<+> regions and a ring-like N<+> region formed to surround the P<+> regions under a Schottky barrier electrode in a P-type semiconductor layer. CONSTITUTION:One or a plurality of P<+> regions 5 and a ring-like N<+> region 3 formed to surround the P<+> regions are provided under a Schottky barrier electrode 6 in a P-type semiconductor layer 4. Since the N<+> region 3 is provided in the vicinity of an interface with a low work function material in the P-type semiconductor base 1, a depletion layer 2 is generated at a PN<+> interface. Therefore a transfer path of electrons injected from the P<+> layer to the P layer is limited by the depletion layer 2 generated at the PN<+> interface so that they are concentrated on the P<+> layer provided at an electron emitting part resulting in easy increase of current density.

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.

[従来の技術コ 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4259678
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。
[Conventional technology] Among conventional semiconductor electron-emitting devices, one using avalanche amplification is disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 4,259,678.
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型半導体層とを形威し、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 forms a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer on a semiconductor substrate, and deposits cesium or the like on the surface of the N-type semiconductor layer to reduce the work function of the surface. A reverse bias voltage is applied to both ends of a diode formed by a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer to cause avalanche amplification, thereby making the electrons hot and sending them from the electron-emitting region to the semiconductor substrate. It emits electrons in a direction perpendicular to the surface.

[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(1o −10Tor
r以上)を必要とすること。
■Ultra-high vacuum (1o -10Tor) for stable operation
r or more).

■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てきないこと。■The device must not 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(200人以下)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 (less than 200 layers), 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
出特性を容易に達成できる基板断面出射型の電子放出素
子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and provide a substrate cross-sectional emission type electron-emitting device that can easily achieve stable electron-emitting characteristics.

[課題を解決するための千段] 本発明の要旨は、半導体基板上に形成されたP型半導体
層を有し、該P型半導体層上にショツトキー障壁電極を
有し、該P型半導体層内の該ショットキー障壁電極下に
1または複数のP1領域と該P0領域を囲んで形成され
たリング状のN+領域とを有することを特徴とする半導
体電子放出素子に存在する。
[A thousand steps to solve the problem] The gist of the present invention is to have a P-type semiconductor layer formed on a semiconductor substrate, a Schottky barrier electrode on the P-type semiconductor layer, and a P-type semiconductor layer formed on the P-type semiconductor layer. A semiconductor electron-emitting device is characterized in that it has one or more P1 regions under the Schottky barrier electrode in the semiconductor device and a ring-shaped N+ region formed surrounding the P0 region.

[作 用] 本発明の半導体電子放出素子は、電子放出部表面の仕事
関数を低下させるための材料(以下、低仕事関数材料)
をドーブされた領域をP型半導体に対するショットキー
電極としたので、半導体基板の断面方向にも電子放出部
を形成することができ、また同一素子に複数個の電子放
出部を形成することができる。
[Function] The semiconductor electron-emitting device of the present invention uses a material for lowering the work function of the surface of the electron-emitting part (hereinafter referred to as a low-work function material).
Since the doped region is used as a Schottky electrode for the P-type semiconductor, an electron emitting region can also be formed in the cross-sectional direction of the semiconductor substrate, and multiple electron emitting regions can be formed in the same device. .

また、低仕事関数材料として大気中でも極めて安定な元
素を用いたので、安定動作を得るために超高真空を必要
とせず、寿命、効率等が真空度に強く依存することがな
く、さらには素子を大気中にさらすことも可能である。
In addition, since we used an element that is extremely stable even in the atmosphere as a low work function material, we do not need an ultra-high vacuum to achieve stable operation, and the lifespan and efficiency do not strongly depend on the degree of vacuum. It is also possible to expose it to the atmosphere.

従来発明されてきた半導体電子放出素子は、PN接合を
用いているため、N形層内でのエネルギー損失が多く、
きわめて低仕事関数の材料を用いなければならなかった
。そのため、実際には、セシウム等のみが使用されてき
た。これに対して本発明では、ショットキー接合を用い
ているため、上記従来例よりもエネルギー損失が小さい
のでTiC,ZrC,HfC,LaBa ,SmBa 
,GdBsWSi2,TiSi,,ZrSiz ,Gf
Si2等が利用可能である。本発明に使用可能な低仕事
関数材料としては、IA,2A,3A族およびランタノ
イド系の金属や、IA.2A,3A族およびランタノイ
ド系のシリサイドやホウ化物、炭化物等がある。具体的
には、Tic.ZrC、HfC,LaBa .SmBa
 ,GdBsWSi2 . TiSi2,ZrSi2,
 GfSi2等が使用可能である。
Conventionally invented semiconductor electron-emitting devices use a PN junction, so there is a lot of energy loss within the N-type layer.
Materials with extremely low work functions had to be used. Therefore, in practice, only cesium and the like have been used. On the other hand, in the present invention, since a Schottky junction is used, the energy loss is smaller than in the conventional example.
,GdBsWSi2,TiSi,,ZrSiz,Gf
Si2 etc. can be used. Examples of low work function materials that can be used in the present invention include IA, 2A, 3A group and lanthanoid metals, and IA. There are 2A, 3A group and lanthanoid silicides, borides, carbides, etc. Specifically, Tic. ZrC, HfC, LaBa. SmBa
, GdBsWSi2. TiSi2, ZrSi2,
GfSi2 etc. can be used.

さらに、従来の半導体電子放出素子と異なり、アバラン
シエ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
ないため、N型半導体層を極めて薄< (200人以下
)形成する必要があるといった製造上の難点がなく、従
って、半導体電子放出素子を安定に作成することができ
る。
Furthermore, unlike conventional semiconductor electron-emitting devices, the structure is not 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, so the N-type semiconductor layer is extremely thin. < (200 people or less) There are no manufacturing difficulties such as the need to form a semiconductor electron-emitting device, and therefore a semiconductor electron-emitting device can be stably manufactured.

以下、本発明について、第1図および第2図を用いて詳
細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail using FIG. 1 and FIG. 2.

第1図は本発明の半導体電子放出素子の動作原理を説明
するための図であり、本発明半導体電子放出素子の一構
成例を示す概念図である。図において、1は半導体基板
、2は空乏層領域、3はn“領域、4はP型半導体層、
5はP3領域、6はショットキー電極、8はn型オーミ
ック電極、9はP型才一ミック電極である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the operating principle of the semiconductor electron-emitting device of the present invention, and is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the semiconductor electron-emitting device of the present invention. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a depletion layer region, 3 is an n" region, 4 is a P-type semiconductor layer,
5 is a P3 region, 6 is a Schottky electrode, 8 is an n-type ohmic electrode, and 9 is a P-type ohmic electrode.

なお、木発明の電子放出素子に用いる半導体材料として
は、例えば、S t,Ge,GaAs、GaP,Afl
As.GaAsP,AJ2GaAs,SiC.BP等が
あるが、P型半導体を形成できるものであればどのよう
な材料でも良く、特に間接遷移型でバンドギャップの大
きい材料か適している。
In addition, examples of semiconductor materials used in the electron-emitting device of the invention include St, Ge, GaAs, GaP, and Afl.
As. GaAsP, AJ2GaAs, SiC. Although there are BP and the like, any material may be used as long as it can form a P-type semiconductor, and particularly indirect transition type materials with a large band gap are suitable.

また、第2図は本発明の半導体電子放出素子の表面近傍
におけるエネルギーバンドを示す概念図てある。
Furthermore, FIG. 2 is a conceptual diagram showing energy bands near the surface of the semiconductor electron-emitting device of the present invention.

まず、第2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。
First, the electron emission process in the semiconductor electron-emitting device of the present invention will be explained using 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、半導体一金属電極界面
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
電極へ注入ざれる。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、ショットキーエ柘表面(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 part).

本発明の半導体放電素子では、第1図に示したように、
P型半導体基板中の低仕事関数材料との界面付近にN1
領域を設けたので、PN“界面に空乏層が生じる。従っ
て、P4層からP層に注入された電子はPN+界面に生
じた空乏層によって移動経路が限定され、電子放出部に
設けられたP1領域に集中するために、電流密度を上げ
ることが容易となる。
In the semiconductor discharge device of the present invention, as shown in FIG.
N1 near the interface with the low work function material in the P-type semiconductor substrate
Since the region is provided, a depletion layer is generated at the PN" interface. Therefore, the movement path of electrons injected from the P4 layer to the P layer is limited by the depletion layer created at the PN+ interface, and Since it is concentrated in a region, it is easy to increase the current density.

また、本発明の半導体放電素子では、素子作製プロセス
において、電子放出部となるP4領域およびN3領域、
半導体表面からイオン打込み等により形成できるため、
同一基板の同一平面上に複数個の電子放出部を任意の位
置に作製できる。
In addition, in the semiconductor discharge device of the present invention, in the device manufacturing process, the P4 region and the N3 region, which become electron emitting regions,
It can be formed from the semiconductor surface by ion implantation, etc.
A plurality of electron emitting parts can be formed at arbitrary positions on the same plane of the same substrate.

また、半導体基板表面上にさらに所望の半導体層を例え
ばMBE (分子線エビタキシャル)法等により順次堆
積させることができるので、電子放出部を積層化した素
子の作製が容易であり、このため、電子放出部を基板表
面と垂直な方向に複数個形威することができる。
Furthermore, since desired semiconductor layers can be sequentially deposited on the surface of the semiconductor substrate by, for example, the MBE (molecular beam epitaxial) method, it is easy to fabricate a device in which electron-emitting parts are stacked. A plurality of electron emitting parts can be formed in a direction perpendicular to the substrate surface.

さらに本発明によれば、P型半導体層内に設けられた複
数の23領域のそれぞれの位置を任意に決めることがで
きるので、放出される電子線を所望の形状とすることが
可能となる。
Further, according to the present invention, the positions of each of the plurality of 23 regions provided in the P-type semiconductor layer can be arbitrarily determined, so that the emitted electron beam can be shaped into a desired shape.

〔実施例コ (実施例1) 第3図は本発明の一実旅例に係るGaAs半導体電子放
出素子を示す概略図であり、第3図(a)は平面図、第
3図(b)は第3図(a)のA−A断面における断面図
である。図において、+01はP”Si基板、102は
P一層、103はリング状N+領域、104は点状P3
領域、105は絶縁膜、106および107はオーミッ
ク電極、108はショットキー電極である。
[Example 1] FIG. 3 is a schematic diagram showing a GaAs semiconductor electron-emitting device according to an example of the present invention, FIG. 3(a) is a plan view, and FIG. 3(b) is a plan view. is a sectional view taken along the line AA in FIG. 3(a). In the figure, +01 is a P"Si substrate, 102 is a single layer of P, 103 is a ring-shaped N+ region, and 104 is a dot-shaped P3
105 is an insulating film, 106 and 107 are ohmic electrodes, and 108 is a Schottky electrode.

以下、第3図に示した半導体放電素子の製造工程につい
て説明する。
The manufacturing process of the semiconductor discharge device shown in FIG. 3 will be described below.

■不純物濃度が1 x 1 019am−3のAsドー
ブのP”Si基板101上に、CVD (化学的気相成
長)7去またはLPE(?&相エビタキシャル成長)7
去によってA s /Q度が3X10”のP一層102
を成長させた。
■ On the As-doped P''Si substrate 101 with an impurity concentration of 1 x 1019 am-3, CVD (chemical vapor deposition) 7 or LPE (? & phase epitaxial growth) 7 is deposited.
P layer 102 with A s /Q degree of 3X10”
grew.

■次に、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて10
3、104の開口部を設け、リング状N″″領域103
にはB゛イオンを不純物濃度が1×10”cm−3とな
るように、点状P0領域104にはAs″″イオンを不
純物濃度がIXIO”cm−’となるように、それぞれ
イオン注入を行ない、アニールにより活性化した。
■Next, using normal photolithography technology, 10
3, 104 openings are provided, and a ring-shaped N″″ area 103 is provided.
In the dotted P0 region 104, B' ions were implanted at an impurity concentration of 1×10"cm-3, and As"" ions were implanted at an impurity concentration of IXIO"cm-' in the dotted P0 region 104. It was activated by annealing.

■その後、表面に絶JilL1osとしてSin,を真
空蒸着し、フォトリソグラフィーにより、開口部を設け
た。
(2) Thereafter, Sin was vacuum-deposited as an absolute material on the surface, and openings were formed by photolithography.

■リング状N2領域103上および基板裏面に、それぞ
れ八2を真空蒸着し、オーミック電極106.107を
形成した。
(2) On the ring-shaped N2 region 103 and on the back surface of the substrate, 82 was vacuum-deposited, respectively, to form ohmic electrodes 106 and 107.

■更にショットキー’t&108となる材料として、例
えば低仕事関数材料であるGa(φ0=3.1eV)を
100人真空蒸着し、350℃、10分間の熱処理によ
ってGaSi2を形成させ、点状P0領域104と良質
なショットキー接合を形成させた。
■Furthermore, as a material that becomes Schottky't&108, for example, Ga (φ0 = 3.1 eV), which is a low work function material, is vacuum-deposited by 100 people, and GaSi2 is formed by heat treatment at 350°C for 10 minutes, and a point-like P0 region is formed. 104 and a high quality Schottky junction was formed.

以上のようにして作成した半導体電子放出素子おいて、
ショットキー障害ダイオード108に逆バイアスを印加
したところ、ショットキー電極108と点状P”領域1
04との界面で、アバランシェ増幅が起き、高いエネル
ギーをもった電子がGaSi表面から放出された。
In the semiconductor electron-emitting device produced as described above,
When a reverse bias is applied to the Schottky fault diode 108, the Schottky electrode 108 and the dotted P'' region 1
At the interface with GaSi, avalanche amplification occurred and high energy electrons were emitted from the GaSi surface.

以上説明したように、本実施例によれば、電界を集中さ
せ、電子放出部を限定するためのP+領域が形威されて
いることにより、電子放出がその点に従って起こるため
、該点状P領域の配置やP0領域の大きさ等により、一
素子内での電子放出の分布を自由に設定することが可能
となった. さらに、従来の半導体製造プロセスを利用した電子放出
素子であるため、一素子の微細化やマルチ化が容易であ
る。
As explained above, according to this embodiment, since the P+ region for concentrating the electric field and limiting the electron emission region is formed, electron emission occurs along the point, so that the point-like P+ region is formed. It has become possible to freely set the distribution of electron emission within one device by adjusting the arrangement of the regions and the size of the P0 region. Furthermore, since the electron-emitting device uses a conventional semiconductor manufacturing process, it is easy to miniaturize a single device and make it multi-device.

(実施例2) 第4図は本発明の第2の実施例に係るGaAs半導体電
子放出素子を示す概略図であり、第4図(a)は平面図
、第4図(b)は第4図(a)のA−A断面における断
面図である。図において、401はPゝSi基板、40
2はP一層、403はリング状Nゝ領域、404は点状
P+領域、405は絶縁膜、408および407はオー
ミック電極、408はショットキー電極である。
(Example 2) FIG. 4 is a schematic diagram showing a GaAs semiconductor electron-emitting device according to a second example of the present invention, FIG. 4(a) is a plan view, and FIG. 4(b) is a fourth FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. In the figure, 401 is a PSi substrate, 40
2 is a P layer, 403 is a ring-shaped N region, 404 is a dotted P+ region, 405 is an insulating film, 408 and 407 are ohmic electrodes, and 408 is a Schottky electrode.

以下、第4図に示した半導体放電素子の製造工程につい
て説明する。
The manufacturing process of the semiconductor discharge device shown in FIG. 4 will be described below.

■不純物濃度5X1018cmのP” 一GaAs基板
401上にMBE (分子線エビタキシャル)法あるい
はMO−CVD (有機金属化学的気相堆積)法によっ
て1 x 1 0I6cm−’の不純物濃度を持つP−
−GaAs層402をエビタキシャル成長させた。この
とき用いたP型不純物はBeである。
■ P- with an impurity concentration of 5 x 1018 cm-' - P- with an impurity concentration of 1 x 10 I6 cm-' is deposited on the GaAs substrate 401 by the MBE (molecular beam epitaxial) method or the MO-CVD (metal-organic chemical vapor deposition) method.
- GaAs layer 402 was grown epitaxially. The P-type impurity used at this time was Be.

■Si”を加速電圧1 60keVでリング状N0領域
403に、Be”を加速電圧40keVで点状P0領域
404に、それぞれFIB(集束イオンビーム)により
マスクレスでイオン注入した。
(2) Si'' was ion-implanted into the ring-shaped N0 region 403 at an accelerating voltage of 1 60 keV, and Be'' was ion-implanted into the dot-like P0 region 404 at an accelerating voltage of 40 keV using FIB (focused ion beam) without a mask.

■続いて、基板401の両面にSt○2を真空蒸着し、
850℃、3分間のアニールにより、注入不純物を活性
化した。
■Subsequently, St○2 is vacuum-deposited on both sides of the substrate 401,
The implanted impurities were activated by annealing at 850° C. for 3 minutes.

■次に、基板裏面のSin,を全面剥離後、表面のリン
グ状N3領域の内側のみをエッチングし、絶縁膜405
とした. ■次に、P0基板401の裏面およびP− −GaAs
層402のn+領域に、それぞれAu−Zn合金、Au
−Ge合金を真空蒸着し、表面のAu−Ge合金膜をパ
ターニング後、400℃、3分間の熱処理によりそれぞ
れオーよツク電極406、407とした。
■Next, after peeling off the entire surface of the Sin on the back side of the substrate, only the inside of the ring-shaped N3 region on the front side is etched, and the insulating film 405 is etched.
It was. ■Next, the back side of the P0 substrate 401 and the P--GaAs
In the n+ region of the layer 402, Au-Zn alloy and Au
-Ge alloy was vacuum-deposited, the Au-Ge alloy film on the surface was patterned, and then heat treated at 400°C for 3 minutes to form open electrodes 406 and 407, respectively.

■最後にGaAsの正孔に対して良質なショットキー接
合を形成する低仕事関数材料LaB.(φwy42.6
eV)を電子ビーム蒸着し、ショットキー電極とした。
■Finally, LaB is a low work function material that forms a high-quality Schottky junction for holes in GaAs. (φwy42.6
eV) was subjected to electron beam evaporation to form a Schottky electrode.

このようにして作戒した半導体電子放出素子を2xlO
−’Torrに保たれた真空チャンバー中に入れ、逆バ
イアス7vを印加したところ、約1nAの電子放出が観
測された。
The semiconductor electron-emitting device prepared in this way was 2xlO
When placed in a vacuum chamber maintained at −' Torr and applying a reverse bias of 7 V, electron emission of approximately 1 nA was observed.

[発明の効果] 以上、説明したように、本発明の電子放出素子によれば
、電子放出部を任意に限定することができ、さらには、
電子放出部を同一基板上に複数個同時に形成することが
出来る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the electron-emitting device of the present invention, the electron-emitting portion can be arbitrarily limited, and further,
A plurality of electron emitting parts can be simultaneously formed on the same substrate.

また、本発明の電子放出素子によれば、試料断面に垂直
な方向に電子放出を行なうことが可能であり、さらには
、その電子放出断面を複数の異なる方向に設けることに
より、それらの方向にそれぞれ独立した電子放出を行う
ことが可能である。
Further, according to the electron-emitting device of the present invention, it is possible to emit electrons in a direction perpendicular to the cross section of the sample, and furthermore, by providing the electron-emitting cross section in a plurality of different directions, it is possible to emit electrons in a direction perpendicular to the cross section of the sample. It is possible to emit electrons independently.

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

第1図は本発明の半導体電子放出素子の動作原理を説明
するための図、第2図は本発明の半導体電子放出素子の
表面近傍におけるエネルギーバンドを示す概念図第2図
は本発明素子のバンド図、第3図は本発明の一実施例に
係るGaAs半導体電子放出素子を示す概略図、第4図
は本発明の第2の実施例に係るGaAs半導体電子放出
素子を示す概略図である。 1・・・半導体基板、2・・・空乏層領域、3・・・n
+領域、4・・・P型半導体層、5・・・P0領域、6
・・・シコットキー電極、8・・・n型オーミック電極
、9・・・P型オーミック電極、101・・・P”Si
基板、102・・・P一層、103・・・リング状Nゝ
領域、104・・・点状Pゝ領域、105・・・絶縁膜
、106,107・・・オーミック電極、108・・・
ショットキー電極。401・・・P”Si基板、402
・・・P一層、403・・・リング状N0領域、404
・・・点状P+領域、405・・・絶縁膜、406,4
07・・・オーミック電極、40B・・・ショットキー
電極。 第 3 図(a) 図(a) 図(b)
FIG. 1 is a diagram for explaining the operating principle of the semiconductor electron-emitting device of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing the energy band near the surface of the semiconductor electron-emitting device of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing a GaAs semiconductor electron-emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a GaAs semiconductor electron-emitting device according to a second embodiment of the present invention. . 1... Semiconductor substrate, 2... Depletion layer region, 3... n
+ region, 4... P-type semiconductor layer, 5... P0 region, 6
... Cicotte key electrode, 8... N-type ohmic electrode, 9... P-type ohmic electrode, 101... P"Si
Substrate, 102... P single layer, 103... Ring-shaped N area, 104... Dotted P area, 105... Insulating film, 106, 107... Ohmic electrode, 108...
Schottky electrode. 401...P"Si substrate, 402
... P layer, 403 ... Ring-shaped N0 region, 404
... point-like P+ region, 405 ... insulating film, 406,4
07...Ohmic electrode, 40B...Schottky electrode. Figure 3 (a) Figure (a) Figure (b)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基体上に形成されたP型半導体層を有し、
該P型半導体層上にショットキー障壁電極を有し、該P
型半導体層内の該ショットキー障壁電極下に1または複
数のP^+領域と該P^+領域を囲んで形成されたリン
グ状のN^+領域とを有することを特徴とする半導体電
子放出素子。
(1) having a P-type semiconductor layer formed on a semiconductor substrate,
A Schottky barrier electrode is provided on the P-type semiconductor layer;
A semiconductor electron emission device characterized by having one or more P^+ regions under the Schottky barrier electrode in a type semiconductor layer and a ring-shaped N^+ region formed surrounding the P^+ regions. element.
(2)ショットキー障壁電極が、GaまたはLaB_6
により形成されていることを特徴とする請求項1に記載
の半導体電子放出素子。
(2) Schottky barrier electrode is Ga or LaB_6
2. The semiconductor electron-emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor electron-emitting device is formed by:
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