JPH05274998A - 電子放出素子 - Google Patents
電子放出素子Info
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- JPH05274998A JPH05274998A JP4096999A JP9699992A JPH05274998A JP H05274998 A JPH05274998 A JP H05274998A JP 4096999 A JP4096999 A JP 4096999A JP 9699992 A JP9699992 A JP 9699992A JP H05274998 A JPH05274998 A JP H05274998A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/304—Field emission cathodes
- H01J2201/30403—Field emission cathodes characterised by the emitter shape
- H01J2201/30426—Coatings on the emitter surface, e.g. with low work function materials
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- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特性が揃っておりかつ放出電流の大きな電子
放出素子を提供する。 【構成】 Ｓｉの微細加工技術を利用してＳｉ基板１０
上に形成されたＳｉエミッタ２０の先端部に、液体金属
イオン源から放出したＡｕ+イオンを集束し減速したＡ
ｕ+イオンビーム３０を照射してＡｕ薄膜２１を形成す
る。 【効果】 Ｓｉの微細加工技術の利用により形状の一定
したエミッタが得られ、かつ、Ｓｉよりも仕事関数が小
さく自由電子が多い金属薄膜を有するため放出電流が大
きくなる。
放出素子を提供する。 【構成】 Ｓｉの微細加工技術を利用してＳｉ基板１０
上に形成されたＳｉエミッタ２０の先端部に、液体金属
イオン源から放出したＡｕ+イオンを集束し減速したＡ
ｕ+イオンビーム３０を照射してＡｕ薄膜２１を形成す
る。 【効果】 Ｓｉの微細加工技術の利用により形状の一定
したエミッタが得られ、かつ、Ｓｉよりも仕事関数が小
さく自由電子が多い金属薄膜を有するため放出電流が大
きくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積化・高機能化され
た真空素子を実現するために必要となる電子放出素子、
すなわち、高効率で安定に電子を放出する微小冷陰極エ
ミッタを備えた電子放出素子に関する。
た真空素子を実現するために必要となる電子放出素子、
すなわち、高効率で安定に電子を放出する微小冷陰極エ
ミッタを備えた電子放出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体トランジスタのような固体
素子が盛んに利用されており、半導体の微細加工技術の
進歩により素子の集積化・高機能化が著しく進んでい
る。しかし、固体中における電子の速度は真空中に比べ
て原理的に１／１０００程度で飽和し、また、固体素子
は高温や放射線に弱いという欠点を持っている。固体素
子のこのような限界や欠点を克服するため、固体素子用
に開発されてきた微細加工技術を利用した微小な真空管
の試作が行なわれている。例えば、Ｓｉを異方性エッチ
ングすることによって形成した円錐型の電界放射型エミ
ッタを有する電子放出素子を用い、図４に示すような真
空３極管が試作されている（R.F.Greene, H.Gray and
C.Spindt, IEDM Tech. Dig. (1989), p.15 等）。この
真空３極管では、エミッタ５０からゲート５１によって
引き出された電子が図４に示すような軌道を走ってアノ
ード５２に到達する。真空中では固体中に比べて電子の
運動速度を原理的には１０００倍程度速くすることがで
きるため、このような構成により超高速素子を実現でき
る可能性がある。また、図５に示すように微小な電子放
出素子を集積してフラットパネルディスプレイを実現す
ることも試みられている。例えば、図５（ａ）に示すよ
うな電子エミッタアレイを構成する各エミッタ６０の上
方に蛍光体６２を配置するという構成（図５（ｂ）参
照）のディスプレイ等が考えられている（P.Vaudaine,
R.Meyer, "'Microtips' Fluorescent Display", IEDM 9
1, pp.197-200 等）。このように微小電子放出素子を
集積してフラットパネルディスプレイを構成する場合、
１画素に１個以上のエミッタを設けるマルチエミッタ方
式をとることによって、ちらつきのない高精細ディスプ
レイを実現できる可能性がある。
素子が盛んに利用されており、半導体の微細加工技術の
進歩により素子の集積化・高機能化が著しく進んでい
る。しかし、固体中における電子の速度は真空中に比べ
て原理的に１／１０００程度で飽和し、また、固体素子
は高温や放射線に弱いという欠点を持っている。固体素
子のこのような限界や欠点を克服するため、固体素子用
に開発されてきた微細加工技術を利用した微小な真空管
の試作が行なわれている。例えば、Ｓｉを異方性エッチ
ングすることによって形成した円錐型の電界放射型エミ
ッタを有する電子放出素子を用い、図４に示すような真
空３極管が試作されている（R.F.Greene, H.Gray and
C.Spindt, IEDM Tech. Dig. (1989), p.15 等）。この
真空３極管では、エミッタ５０からゲート５１によって
引き出された電子が図４に示すような軌道を走ってアノ
ード５２に到達する。真空中では固体中に比べて電子の
運動速度を原理的には１０００倍程度速くすることがで
きるため、このような構成により超高速素子を実現でき
る可能性がある。また、図５に示すように微小な電子放
出素子を集積してフラットパネルディスプレイを実現す
ることも試みられている。例えば、図５（ａ）に示すよ
うな電子エミッタアレイを構成する各エミッタ６０の上
方に蛍光体６２を配置するという構成（図５（ｂ）参
照）のディスプレイ等が考えられている（P.Vaudaine,
R.Meyer, "'Microtips' Fluorescent Display", IEDM 9
1, pp.197-200 等）。このように微小電子放出素子を
集積してフラットパネルディスプレイを構成する場合、
１画素に１個以上のエミッタを設けるマルチエミッタ方
式をとることによって、ちらつきのない高精細ディスプ
レイを実現できる可能性がある。
【０００３】上記の微小真空管やフラットパネルディス
プレイの開発は、半導体素子用に開発されてきた微細加
工技術を利用して真空素子の集積化と高機能化を目指す
ものであり、真空マイクロエレクトロニクスという新し
い分野を形成しつつある（伊藤順次、「真空マイクロエ
レクトロニクス」、応用物理 59 (1990)、pp.164-16
9）。このような微小真空管やフラットパネルディスプ
レイ等の真空素子を実用化するためには高効率で安定に
電子を放出する微小冷陰極エミッタを有する電子放出素
子の開発が不可欠であり、多くの研究機関で微小電子放
出素子についての研究開発が行なわれている。そして、
現状で最も高い放射電流密度を得ているのが電界放射型
の電子放出素子、すなわち電界を印加することによって
真空中へ電子を放出させるエミッタを有する電子放出素
子である。この電界放射型の電子放出素子の作製方法と
しては様々な方法が提案されており、例えば、図３に示
した工程によりＳｉ基板上に電子放出素子を作製する試
みがなされている（K.Betsui,"Fabrication and Charac
teristics of Si Field Emitter Arrays", TechnicalDi
gest of IVMC 91 (1991), pp.26-29）。
プレイの開発は、半導体素子用に開発されてきた微細加
工技術を利用して真空素子の集積化と高機能化を目指す
ものであり、真空マイクロエレクトロニクスという新し
い分野を形成しつつある（伊藤順次、「真空マイクロエ
レクトロニクス」、応用物理 59 (1990)、pp.164-16
9）。このような微小真空管やフラットパネルディスプ
レイ等の真空素子を実用化するためには高効率で安定に
電子を放出する微小冷陰極エミッタを有する電子放出素
子の開発が不可欠であり、多くの研究機関で微小電子放
出素子についての研究開発が行なわれている。そして、
現状で最も高い放射電流密度を得ているのが電界放射型
の電子放出素子、すなわち電界を印加することによって
真空中へ電子を放出させるエミッタを有する電子放出素
子である。この電界放射型の電子放出素子の作製方法と
しては様々な方法が提案されており、例えば、図３に示
した工程によりＳｉ基板上に電子放出素子を作製する試
みがなされている（K.Betsui,"Fabrication and Charac
teristics of Si Field Emitter Arrays", TechnicalDi
gest of IVMC 91 (1991), pp.26-29）。
【０００４】この工程では、まず図３（ａ）に示すよう
に、Ｓｉ基板１０をウェット酸化し、0.5μｍ程度の膜
厚の酸化膜（ＳｉＯ2膜）１１を形成する。続いて、酸
化膜１１にレジストを塗布して露光・現像し、円形レジ
ストパターンを残す。そして、このレジストをマスクと
して酸化膜１１をエッチングした後、レジストを除去す
る（図３（ｂ））。次に、反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）によりＳｉ基板１０をエッチングする（図３
（ｃ））。このとき、酸化膜１１の下部のＳｉが横方向
にエッチングされるが、この横方向のエッチングの制御
が可能なＲＩＥを使用しているため、細いブリッジを形
成することができる。ＲＩＥでＳｉをエッチングした後
は、Ｓｉ基板上に形成すべきＳｉエミッタ（Ｓｉで形成
されたエミッタ）の先端を鋭くするための熱酸化を行な
う。すなわち、ブリッジの側面よりブリッジ中央部のＳ
ｉがなくなるまで酸化する（図３（ｄ））。次に、絶縁
膜（ＳｉＯ）１３を成膜し、続いてゲート電極用金属
（Ｃｒ）１４を蒸着する（図３（ｅ））。その後、酸化
膜１２をウェットエッチングによって除去し、リフトオ
フを行なって中央部（Ｓｉエミッタが形成されるべき部
分の上部）の金属膜１４、絶縁膜１３、及び酸化膜１１
を除去する。これにより、先鋭な先端を有するＳｉエミ
ッタ２０が形成される（図３（ｆ））。最後に、ウェッ
トエッチングによりゲート電極１４ａのパターンを形成
し、電子放出素子の作製工程を終了する。
に、Ｓｉ基板１０をウェット酸化し、0.5μｍ程度の膜
厚の酸化膜（ＳｉＯ2膜）１１を形成する。続いて、酸
化膜１１にレジストを塗布して露光・現像し、円形レジ
ストパターンを残す。そして、このレジストをマスクと
して酸化膜１１をエッチングした後、レジストを除去す
る（図３（ｂ））。次に、反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）によりＳｉ基板１０をエッチングする（図３
（ｃ））。このとき、酸化膜１１の下部のＳｉが横方向
にエッチングされるが、この横方向のエッチングの制御
が可能なＲＩＥを使用しているため、細いブリッジを形
成することができる。ＲＩＥでＳｉをエッチングした後
は、Ｓｉ基板上に形成すべきＳｉエミッタ（Ｓｉで形成
されたエミッタ）の先端を鋭くするための熱酸化を行な
う。すなわち、ブリッジの側面よりブリッジ中央部のＳ
ｉがなくなるまで酸化する（図３（ｄ））。次に、絶縁
膜（ＳｉＯ）１３を成膜し、続いてゲート電極用金属
（Ｃｒ）１４を蒸着する（図３（ｅ））。その後、酸化
膜１２をウェットエッチングによって除去し、リフトオ
フを行なって中央部（Ｓｉエミッタが形成されるべき部
分の上部）の金属膜１４、絶縁膜１３、及び酸化膜１１
を除去する。これにより、先鋭な先端を有するＳｉエミ
ッタ２０が形成される（図３（ｆ））。最後に、ウェッ
トエッチングによりゲート電極１４ａのパターンを形成
し、電子放出素子の作製工程を終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにＳｉの微
細加工技術を利用することにより、特性の揃った多数の
電子放出素子をＳｉ基板上に作製することができる。し
かし、Ｓｉのような半導体は金属に比べると自由電子が
少なく仕事関数も大きいため、Ｓｉエミッタは、金属で
エミッタを形成する場合に比べて放出電流が小さいとい
う欠点がある。これに対し、Ｓｉ基板上に金属を堆積さ
せてエミッタを作製するという方法（上記工程によって
作製されるＳｉエミッタ２０に相当する部分を金属で形
成する方法）も考えられる。しかし、金属については半
導体の微細加工におけるような精度の高い加工技術の蓄
積がないため、エミッタの形状が一定になりにくく、特
性の揃った電子放出素子を多数作製するのが困難であ
る。
細加工技術を利用することにより、特性の揃った多数の
電子放出素子をＳｉ基板上に作製することができる。し
かし、Ｓｉのような半導体は金属に比べると自由電子が
少なく仕事関数も大きいため、Ｓｉエミッタは、金属で
エミッタを形成する場合に比べて放出電流が小さいとい
う欠点がある。これに対し、Ｓｉ基板上に金属を堆積さ
せてエミッタを作製するという方法（上記工程によって
作製されるＳｉエミッタ２０に相当する部分を金属で形
成する方法）も考えられる。しかし、金属については半
導体の微細加工におけるような精度の高い加工技術の蓄
積がないため、エミッタの形状が一定になりにくく、特
性の揃った電子放出素子を多数作製するのが困難であ
る。
【０００６】本発明は、このような問題を解決すべくな
されたものであり、特性が揃っておりかつ放出電流の大
きな電子放出素子を提供することを目的とする。
されたものであり、特性が揃っておりかつ放出電流の大
きな電子放出素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、Ｓｉ基板上に形成された先鋭なる先端
を有する錐体により構成されるエミッタを備えた電子放
出素子において、前記錐体をＳｉで形成し、前記錐体の
先端部分に金属薄膜を形成した構成としている。
め、本発明では、Ｓｉ基板上に形成された先鋭なる先端
を有する錐体により構成されるエミッタを備えた電子放
出素子において、前記錐体をＳｉで形成し、前記錐体の
先端部分に金属薄膜を形成した構成としている。
【０００８】
【作用】一般に自由電子が多い程、また仕事関数が小さ
い程、エミッタからの放出電流が大きくなるが、金属は
半導体に比べて自由電子が多く、仕事関数も小さい。し
たがって、金属薄膜を有するエミッタを備えた本発明の
電子放出素子では、従来のＳｉエミッタの場合に比べ大
きな放出電流が得られる。
い程、エミッタからの放出電流が大きくなるが、金属は
半導体に比べて自由電子が多く、仕事関数も小さい。し
たがって、金属薄膜を有するエミッタを備えた本発明の
電子放出素子では、従来のＳｉエミッタの場合に比べ大
きな放出電流が得られる。
【０００９】また、本発明では、エミッタを構成する錐
体自体はＳｉで形成されるので、Ｓｉの微細加工技術を
利用して形状の一定したエミッタを作製することができ
る。このため、Ｓｉ基板上に特性の揃った多数の電子放
出素子を作製することが可能となる。
体自体はＳｉで形成されるので、Ｓｉの微細加工技術を
利用して形状の一定したエミッタを作製することができ
る。このため、Ｓｉ基板上に特性の揃った多数の電子放
出素子を作製することが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて説明する。図１は本発明の一実施例である電子放出
素子の断面構造を示す図である。この電子放出素子は、
電界放射型の電子放出素子であって基本的には図３
（ｇ）に示した電子放出素子と同様の構成であり、エミ
ッタを構成する錐体がＳｉで形成されるが、エミッタの
先端部に金属薄膜を有している点が従来のＳｉエミッタ
と相違する。本実施例の電子放出素子の作製工程は次の
通りである。
いて説明する。図１は本発明の一実施例である電子放出
素子の断面構造を示す図である。この電子放出素子は、
電界放射型の電子放出素子であって基本的には図３
（ｇ）に示した電子放出素子と同様の構成であり、エミ
ッタを構成する錐体がＳｉで形成されるが、エミッタの
先端部に金属薄膜を有している点が従来のＳｉエミッタ
と相違する。本実施例の電子放出素子の作製工程は次の
通りである。
【００１１】Ｓｉエミッタ２０の先端部に金属薄膜を形
成する前までの工程は、図３に示した従来の工程と同様
である。すなわち、図３（ａ）〜（ｇ）の工程により、
Ｓｉ基板１０上に直径３μｍ程度の円錐状のＳｉエミッ
タ２０をゲート電極１４ａ等とともに形成する。この
後、本実施例では図１に示すように、液体金属イオン源
から放出した金属イオンを用いてＳｉエミッタ２０の先
端部に金属薄膜２１を形成する。すなわち、例えば金属
薄膜の材料としてＡｕを使用する場合には、図１に示す
ように、液体金属イオン源から放出したＡｕ+イオンを
直径0.1μｍ程度に集束し200ｅＶ程度に減速したＡｕ+
イオンビーム３０を、Ｓｉエミッタ２０の先端部に照射
してＡｕ薄膜２１を形成する。このＡｕ+イオンビーム
を照射する際には、Ｓｉエミッタ２０の先端を中心に円
状にビームを走査させ、先端部に均一にＡｕ薄膜を成膜
する。ここで、Ｓｉエミッタ２０の直径（3μｍ）に比
べてかなり細いイオンビーム（直径0.1μｍ）で走査さ
せているため、精度よくＡｕ薄膜を形成することができ
る。また、イオンビームはＳｉエミッタ２０に照射され
る際には減速されているので、確実にＡｕを蒸着させる
ことができる。なお、本件出願人は、このようにイオン
を集束し減速したイオンビーム（以下「集束減速イオン
ビーム」という）による直接蒸着に関する発明について
既に特許出願を行なっている（特願平２−１４３４０３
号 等）。
成する前までの工程は、図３に示した従来の工程と同様
である。すなわち、図３（ａ）〜（ｇ）の工程により、
Ｓｉ基板１０上に直径３μｍ程度の円錐状のＳｉエミッ
タ２０をゲート電極１４ａ等とともに形成する。この
後、本実施例では図１に示すように、液体金属イオン源
から放出した金属イオンを用いてＳｉエミッタ２０の先
端部に金属薄膜２１を形成する。すなわち、例えば金属
薄膜の材料としてＡｕを使用する場合には、図１に示す
ように、液体金属イオン源から放出したＡｕ+イオンを
直径0.1μｍ程度に集束し200ｅＶ程度に減速したＡｕ+
イオンビーム３０を、Ｓｉエミッタ２０の先端部に照射
してＡｕ薄膜２１を形成する。このＡｕ+イオンビーム
を照射する際には、Ｓｉエミッタ２０の先端を中心に円
状にビームを走査させ、先端部に均一にＡｕ薄膜を成膜
する。ここで、Ｓｉエミッタ２０の直径（3μｍ）に比
べてかなり細いイオンビーム（直径0.1μｍ）で走査さ
せているため、精度よくＡｕ薄膜を形成することができ
る。また、イオンビームはＳｉエミッタ２０に照射され
る際には減速されているので、確実にＡｕを蒸着させる
ことができる。なお、本件出願人は、このようにイオン
を集束し減速したイオンビーム（以下「集束減速イオン
ビーム」という）による直接蒸着に関する発明について
既に特許出願を行なっている（特願平２−１４３４０３
号 等）。
【００１２】ところで、本実施例の電子放出素子は電界
放射型エミッタを備えており、電界放射電流密度Ｊとエ
ミッタ材料の仕事関数φとの間には、一般に以下の関係
が成立する。 Ｊ＝Ｃ・（１／φ）・exp（−φ3/2） ただし、Ｃ：比例定数 ここで、Ｓｉの仕事関数は約5.15ｅＶ、Ａｕの仕事関数
は約4.7ｅＶであるので、この仕事関数の違いによる電
界放射電流密度Ｊの違いを上式より計算すると、Ａｕの
場合の電界放射電流密度ＪはＳｉに比べ約５倍となる。
また、自由電子が多い材料ほど電界放射電流密度Ｊが大
きくなるが、一般に金属はＳｉに比べ自由電子が多いの
で、ＳｉとＡｕとでは電界放射電流密度Ｊの違いは更に
大きなものとなる。したがって、本実施例の電子放出素
子のようにＳｉエミッタ２０の先端部にＡｕ薄膜を形成
することにより、放出電流を大幅に増加させることがで
きる。一方、本実施例では、エミッタの形状自体はＳｉ
の微細加工技術を利用して形成されるので、形状の一定
したエミッタが得られる。このため、Ｓｉ基板上に特性
の揃った多数の電子放出素子を作製することが可能とな
る
放射型エミッタを備えており、電界放射電流密度Ｊとエ
ミッタ材料の仕事関数φとの間には、一般に以下の関係
が成立する。 Ｊ＝Ｃ・（１／φ）・exp（−φ3/2） ただし、Ｃ：比例定数 ここで、Ｓｉの仕事関数は約5.15ｅＶ、Ａｕの仕事関数
は約4.7ｅＶであるので、この仕事関数の違いによる電
界放射電流密度Ｊの違いを上式より計算すると、Ａｕの
場合の電界放射電流密度ＪはＳｉに比べ約５倍となる。
また、自由電子が多い材料ほど電界放射電流密度Ｊが大
きくなるが、一般に金属はＳｉに比べ自由電子が多いの
で、ＳｉとＡｕとでは電界放射電流密度Ｊの違いは更に
大きなものとなる。したがって、本実施例の電子放出素
子のようにＳｉエミッタ２０の先端部にＡｕ薄膜を形成
することにより、放出電流を大幅に増加させることがで
きる。一方、本実施例では、エミッタの形状自体はＳｉ
の微細加工技術を利用して形成されるので、形状の一定
したエミッタが得られる。このため、Ｓｉ基板上に特性
の揃った多数の電子放出素子を作製することが可能とな
る
【００１３】本実施例の電子放出素子の作製工程におい
て、前述のように、イオン源から放出される金属イオン
を集束し減速したイオンビーム（集束減速イオンビー
ム）３０を使用しており、従来のＳｉエミッタを備えた
電子放出素子の作製工程に比べ、工程を一つ追加するの
みで、放出電流が大きくかつ特性の揃った電子放出素子
を作製することができる。なお、このような集束減速イ
オンビーム３０を使用する代わりに、図２に示すよう
に、イオンを減速せず、Ｓｉエミッタ２０に蒸着させる
べき金属を含んだガス（例えばＡｕを含んだガス）をイ
オンビーム３１が照射されるＳｉエミッタ２０の部分に
吹きかけるという方法も考えられる。しかし、この方法
では、吹きかけるべき金属ガスを導入するための機構が
別途必要となり、また、その金属ガスには通常他の物質
も含まれているため、本電子放出素子の作製方法として
は集束減速イオンビームを用いる方法の方が好適であ
る。
て、前述のように、イオン源から放出される金属イオン
を集束し減速したイオンビーム（集束減速イオンビー
ム）３０を使用しており、従来のＳｉエミッタを備えた
電子放出素子の作製工程に比べ、工程を一つ追加するの
みで、放出電流が大きくかつ特性の揃った電子放出素子
を作製することができる。なお、このような集束減速イ
オンビーム３０を使用する代わりに、図２に示すよう
に、イオンを減速せず、Ｓｉエミッタ２０に蒸着させる
べき金属を含んだガス（例えばＡｕを含んだガス）をイ
オンビーム３１が照射されるＳｉエミッタ２０の部分に
吹きかけるという方法も考えられる。しかし、この方法
では、吹きかけるべき金属ガスを導入するための機構が
別途必要となり、また、その金属ガスには通常他の物質
も含まれているため、本電子放出素子の作製方法として
は集束減速イオンビームを用いる方法の方が好適であ
る。
【００１４】上記実施例では、Ｓｉエミッタ２０に蒸着
させるべき金属としてＡｕを用いたが、これに限るもの
ではなく、液体金属イオン源で使えるものであれば他の
金属でもよい。例えばＣｕでもよいが、仕事関数の低い
金属や、ＣｓのようにＳｉの表面部分の仕事関数を低下
させるものであれば、より大きな放出電流が得られるの
で特によい。また、高融点金属を用いれば、エミッタ先
端部の耐熱性を向上させることができるので、電子放出
素子の寿命の点で有利である。なお、高融点金属を用い
た場合、液体金属イオン源でイオン化する際に必要とな
る金属の液化が問題となるが、合金にして融点を下げる
という方法で対処することができる。
させるべき金属としてＡｕを用いたが、これに限るもの
ではなく、液体金属イオン源で使えるものであれば他の
金属でもよい。例えばＣｕでもよいが、仕事関数の低い
金属や、ＣｓのようにＳｉの表面部分の仕事関数を低下
させるものであれば、より大きな放出電流が得られるの
で特によい。また、高融点金属を用いれば、エミッタ先
端部の耐熱性を向上させることができるので、電子放出
素子の寿命の点で有利である。なお、高融点金属を用い
た場合、液体金属イオン源でイオン化する際に必要とな
る金属の液化が問題となるが、合金にして融点を下げる
という方法で対処することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、エ
ミッタの先端部に金属薄膜が形成されるため、従来のＳ
ｉエミッタを用いた電子放出素子に比べ大きな放出電流
が得られる。また、本発明の電子放出素子のエミッタの
形状自体はＳｉの微細加工技術を利用して形成すること
ができるので、特性の揃った多数の電子放出素子を作製
することができる。したがって、特性の揃ったものが作
製できるというＳｉエミッタの特徴を活かしつつ放出電
流を増加させることができる。
ミッタの先端部に金属薄膜が形成されるため、従来のＳ
ｉエミッタを用いた電子放出素子に比べ大きな放出電流
が得られる。また、本発明の電子放出素子のエミッタの
形状自体はＳｉの微細加工技術を利用して形成すること
ができるので、特性の揃った多数の電子放出素子を作製
することができる。したがって、特性の揃ったものが作
製できるというＳｉエミッタの特徴を活かしつつ放出電
流を増加させることができる。
【００１６】なお、エミッタの先端部に形成する金属薄
膜の材料として高融点金属を用いることにより、エミッ
タ先端部の耐熱性を向上させ、電子放出素子の寿命を延
ばすことができる。
膜の材料として高融点金属を用いることにより、エミッ
タ先端部の耐熱性を向上させ、電子放出素子の寿命を延
ばすことができる。
【図１】 本発明の一実施例である電子放出素子の構成
を示す断面図。
を示す断面図。
【図２】 Ｓｉエミッタに金属薄膜を形成するための他
の方法を示す図。
の方法を示す図。
【図３】 従来の電子放出素子の作製方法の一例を示す
図。
図。
【図４】 電界放射型エミッタを用いた真空３極管素子
の概略構成を示す断面図。
の概略構成を示す断面図。
【図５】 集積化された電子放出素子を用いたフラット
パネルディスプレイの概略構成を示す図。
パネルディスプレイの概略構成を示す図。
１０…Ｓｉ基板 ２０…Ｓｉエミッタ ２１…金属薄膜 ３０…集束減速イオンビーム
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｉ基板上に形成された先鋭なる先端を
有する錐体により構成されるエミッタを備えた電子放出
素子において、 前記錐体をＳｉで形成し、 前記錐体の先端部分に金属薄膜を形成したことを特徴と
する電子放出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4096999A JPH05274998A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 電子放出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4096999A JPH05274998A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 電子放出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05274998A true JPH05274998A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=14179903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4096999A Pending JPH05274998A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 電子放出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05274998A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570305B1 (en) | 1998-06-30 | 2003-05-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Field emission electron source and fabrication process thereof |
| KR100730808B1 (ko) * | 2001-08-11 | 2007-06-20 | 더 유니버시티 코트 오브 더 유니버시티 오브 던디 | 전계 방출 백플레이트 및 그의 제조방법과 전계 방출 장치 |
| US7462088B2 (en) | 1998-02-27 | 2008-12-09 | Micron Technology, Inc. | Method for making large-area FED apparatus |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP4096999A patent/JPH05274998A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7462088B2 (en) | 1998-02-27 | 2008-12-09 | Micron Technology, Inc. | Method for making large-area FED apparatus |
| US6570305B1 (en) | 1998-06-30 | 2003-05-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Field emission electron source and fabrication process thereof |
| KR100730808B1 (ko) * | 2001-08-11 | 2007-06-20 | 더 유니버시티 코트 오브 더 유니버시티 오브 던디 | 전계 방출 백플레이트 및 그의 제조방법과 전계 방출 장치 |
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