JPH1021821A - フィールドエミッタ - Google Patents
フィールドエミッタInfo
- Publication number
- JPH1021821A JPH1021821A JP18841596A JP18841596A JPH1021821A JP H1021821 A JPH1021821 A JP H1021821A JP 18841596 A JP18841596 A JP 18841596A JP 18841596 A JP18841596 A JP 18841596A JP H1021821 A JPH1021821 A JP H1021821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- field emitter
- emission current
- time
- silicon
- emission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放射電流がばらついたり経時的に減少したり
しにくくて、放射電流の均一性が高く且つ寿命も長いフ
ィールドエミッタを提供する。 【解決手段】 フィールドエミッタ２１の表面がトンネ
ル酸化膜２３に覆われており、電子の放射に支障を生じ
ることなく、製造時及び使用時に完全に真空に排気され
ずに残った残留雰囲気ガスが表面に吸着したり自然酸化
膜が表面に形成されたりすることが抑制されている。こ
のため、放射電流がばらついたり経時的に減少したりし
にくくて、放射電流の均一性が高く且つ寿命も長い。従
って、このフィールドエミッタ２１が用いられているフ
ラットパネルディスプレイ等の信頼性が高い。
しにくくて、放射電流の均一性が高く且つ寿命も長いフ
ィールドエミッタを提供する。 【解決手段】 フィールドエミッタ２１の表面がトンネ
ル酸化膜２３に覆われており、電子の放射に支障を生じ
ることなく、製造時及び使用時に完全に真空に排気され
ずに残った残留雰囲気ガスが表面に吸着したり自然酸化
膜が表面に形成されたりすることが抑制されている。こ
のため、放射電流がばらついたり経時的に減少したりし
にくくて、放射電流の均一性が高く且つ寿命も長い。従
って、このフィールドエミッタ２１が用いられているフ
ラットパネルディスプレイ等の信頼性が高い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負の高電圧を印加
されて導体表面から外部へ電子を放射するためのフィー
ルドエミッタに関するものである。
されて導体表面から外部へ電子を放射するためのフィー
ルドエミッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フラットパネルディスプレイの陰極アレ
イや、冷陰極型電子ビーム装置、走査型電子顕微鏡及び
走査型トンネル顕微鏡等における電子ビーム源等とし
て、シリコン等の導体から成るフィールドエミッタが用
いられている。図４は、シリコン型フィールドエミッタ
の一従来例を示しており、この一従来例のフィールドエ
ミッタ１１では、電子ビームを放射するためのシリコン
１２の表面に特に加工が施されていない。
イや、冷陰極型電子ビーム装置、走査型電子顕微鏡及び
走査型トンネル顕微鏡等における電子ビーム源等とし
て、シリコン等の導体から成るフィールドエミッタが用
いられている。図４は、シリコン型フィールドエミッタ
の一従来例を示しており、この一従来例のフィールドエ
ミッタ１１では、電子ビームを放射するためのシリコン
１２の表面に特に加工が施されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、シリコン１
２の表面に特に加工が施されていないと、図４（ａ）に
示す様に、シリコン１２の表面が製造直後に清浄であっ
ても、図４（ｂ）（ｃ）に示す様に、自然酸化膜１３が
シリコン１２の表面に形成されたり、製造時及び使用時
に完全に真空に排気されなかった残留雰囲気ガスがシリ
コン１２の表面に吸着したりする。そして、図４（ｂ）
（ｃ）からも明らかな様に、自然酸化膜１３の形成や残
留雰囲気ガスの吸着は不均一に行われる。
２の表面に特に加工が施されていないと、図４（ａ）に
示す様に、シリコン１２の表面が製造直後に清浄であっ
ても、図４（ｂ）（ｃ）に示す様に、自然酸化膜１３が
シリコン１２の表面に形成されたり、製造時及び使用時
に完全に真空に排気されなかった残留雰囲気ガスがシリ
コン１２の表面に吸着したりする。そして、図４（ｂ）
（ｃ）からも明らかな様に、自然酸化膜１３の形成や残
留雰囲気ガスの吸着は不均一に行われる。
【０００４】このため、図４（ａ）に示した様に、シリ
コン１２の表面が清浄であると、図５（ａ）に示す様
に、フィールドエミッタ１１の先端から電子ビーム１４
が略均一に放射されるが、図４（ｂ）（ｃ）に示した様
に、シリコン１２の表面に自然酸化膜１３が形成された
り残留雰囲気ガスが吸着したりしていると、図５（ｂ）
（ｃ）に示す様に、フィールドエミッタ１１の先端から
電子ビーム１４が均一には放射されない。
コン１２の表面が清浄であると、図５（ａ）に示す様
に、フィールドエミッタ１１の先端から電子ビーム１４
が略均一に放射されるが、図４（ｂ）（ｃ）に示した様
に、シリコン１２の表面に自然酸化膜１３が形成された
り残留雰囲気ガスが吸着したりしていると、図５（ｂ）
（ｃ）に示す様に、フィールドエミッタ１１の先端から
電子ビーム１４が均一には放射されない。
【０００５】この結果、図６中のａ、ｂ、ｃで示す様
に、電子ビーム１４による放射電流がフィールドエミッ
タ１１毎にばらついていた。また、図３中の「トンネル
酸化膜無」で示す様に、フィールドエミッタ１１による
放射電流が経時的に減少していた。従って、フィールド
エミッタ１１の放射電流の均一性が低く寿命も短くて、
このフィールドエミッタ１１が用いられているフラット
パネルディスプレイ等の信頼性が低かった。
に、電子ビーム１４による放射電流がフィールドエミッ
タ１１毎にばらついていた。また、図３中の「トンネル
酸化膜無」で示す様に、フィールドエミッタ１１による
放射電流が経時的に減少していた。従って、フィールド
エミッタ１１の放射電流の均一性が低く寿命も短くて、
このフィールドエミッタ１１が用いられているフラット
パネルディスプレイ等の信頼性が低かった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるフィールド
エミッタでは、電子を透過させる不動態化膜で表面が覆
われている。
エミッタでは、電子を透過させる不動態化膜で表面が覆
われている。
【０００７】本発明によるフィールドエミッタでは、前
記不動態化膜が、電子のトンネリングが可能な膜厚を有
する絶縁膜であってもよい。
記不動態化膜が、電子のトンネリングが可能な膜厚を有
する絶縁膜であってもよい。
【０００８】本発明によるフィールドエミッタでは、電
子を透過させる不動態化膜で表面が覆われているので、
電子の放射に支障を生じることなく、表面に残留雰囲気
ガスが吸着したり自然酸化膜が形成されたりすることが
抑制されている。
子を透過させる不動態化膜で表面が覆われているので、
電子の放射に支障を生じることなく、表面に残留雰囲気
ガスが吸着したり自然酸化膜が形成されたりすることが
抑制されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、シリコン型フィールドエミ
ッタに適用した本発明の一実施形態を、図１〜３を参照
しながら説明する。図１（ａ）に示す様に、本実施形態
のフィールドエミッタ２１では、電子ビームを放射する
ためのシリコン２２の表面が３ｎｍ以下の膜厚のトンネ
ル酸化膜２３で覆われていて、シリコン２２の表面が不
動態化されている。
ッタに適用した本発明の一実施形態を、図１〜３を参照
しながら説明する。図１（ａ）に示す様に、本実施形態
のフィールドエミッタ２１では、電子ビームを放射する
ためのシリコン２２の表面が３ｎｍ以下の膜厚のトンネ
ル酸化膜２３で覆われていて、シリコン２２の表面が不
動態化されている。
【００１０】このため、シリコン２２の表面に経時的に
自然酸化膜が形成されたり残留雰囲気ガスが吸着したり
することが抑制されており、図１（ｂ）に示す様に、フ
ィールドエミッタ２１の先端から電子ビーム２４が略均
一に放射される。
自然酸化膜が形成されたり残留雰囲気ガスが吸着したり
することが抑制されており、図１（ｂ）に示す様に、フ
ィールドエミッタ２１の先端から電子ビーム２４が略均
一に放射される。
【００１１】この結果、図２中のａ、ｂ、ｃで示す様
に、電子ビーム２４による放射電流がフィールドエミッ
タ２１毎にばらつくことが少ない。また、図３中の「ト
ンネル酸化膜有」で示す様に、フィールドエミッタ２１
による放射電流が経時的に減少することも少ない。従っ
て、このフィールドエミッタ２１が用いられているフラ
ットパネルディスプレイ等の信頼性が高い。
に、電子ビーム２４による放射電流がフィールドエミッ
タ２１毎にばらつくことが少ない。また、図３中の「ト
ンネル酸化膜有」で示す様に、フィールドエミッタ２１
による放射電流が経時的に減少することも少ない。従っ
て、このフィールドエミッタ２１が用いられているフラ
ットパネルディスプレイ等の信頼性が高い。
【００１２】なお、以上の実施形態はシリコン型フィー
ルドエミッタに本発明を適用したものであるが、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｌ等の金属から
成るフィールドエミッタにも本発明を適用することがで
きる。また、以上の実施形態では、フィールドエミッタ
２１の表面が３ｎｍ以下の膜厚のトンネル酸化膜２３で
覆われているが、２ｎｍ以下の膜厚のＳｉＮ膜やＳｉＯ
Ｎ膜やＣ膜等のトンネル絶縁膜でフィールドエミッタ２
１の表面が覆われていてもよい。
ルドエミッタに本発明を適用したものであるが、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｌ等の金属から
成るフィールドエミッタにも本発明を適用することがで
きる。また、以上の実施形態では、フィールドエミッタ
２１の表面が３ｎｍ以下の膜厚のトンネル酸化膜２３で
覆われているが、２ｎｍ以下の膜厚のＳｉＮ膜やＳｉＯ
Ｎ膜やＣ膜等のトンネル絶縁膜でフィールドエミッタ２
１の表面が覆われていてもよい。
【００１３】また、フィールドエミッタ２１の表面を不
動態化させることができる厚さで且つ電子の放射に支障
を生じない様に電子のトンネリングが可能な薄さの膜厚
を有している膜であれば、絶縁膜以外に、半金属である
Ｂｅ膜や金属化合物であるＴｉＯＮ膜等でフィールドエ
ミッタ２１の表面が覆われていてもよい。
動態化させることができる厚さで且つ電子の放射に支障
を生じない様に電子のトンネリングが可能な薄さの膜厚
を有している膜であれば、絶縁膜以外に、半金属である
Ｂｅ膜や金属化合物であるＴｉＯＮ膜等でフィールドエ
ミッタ２１の表面が覆われていてもよい。
【００１４】また、本発明のフィールドエミッタは、フ
ラットパネルディスプレイの陰極アレイ以外に、冷陰極
型電子ビーム装置、走査型電子顕微鏡及び走査型トンネ
ル顕微鏡等における電子ビーム源等として用いることも
できる。冷陰極型電子ビーム装置や走査型電子顕微鏡等
における電子ビーム源等として用いる場合は、フィール
ドエミッタの前方に絞りとしての引出し電極を配置す
る。
ラットパネルディスプレイの陰極アレイ以外に、冷陰極
型電子ビーム装置、走査型電子顕微鏡及び走査型トンネ
ル顕微鏡等における電子ビーム源等として用いることも
できる。冷陰極型電子ビーム装置や走査型電子顕微鏡等
における電子ビーム源等として用いる場合は、フィール
ドエミッタの前方に絞りとしての引出し電極を配置す
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明によるフィールドエミッタでは、
電子の放射に支障を生じることなく、表面に残留雰囲気
ガスが吸着したり自然酸化膜が形成されたりすることが
抑制されているので、放射電流がばらついたり経時的に
減少したりしにくくて、放射電流の均一性が高く且つ寿
命も長い。
電子の放射に支障を生じることなく、表面に残留雰囲気
ガスが吸着したり自然酸化膜が形成されたりすることが
抑制されているので、放射電流がばらついたり経時的に
減少したりしにくくて、放射電流の均一性が高く且つ寿
命も長い。
【図１】本発明の一実施形態を示しており、（ａ）は先
端部の拡大側断面図、（ｂ）は全体の側面図である。
端部の拡大側断面図、（ｂ）は全体の側面図である。
【図２】一実施形態における引出し電圧と放射電流との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】一実施形態及び一従来例における経過時間と放
射電流との関係を示すグラフである。
射電流との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の一従来例における先端部の拡大側断面
図である。
図である。
【図５】一従来例における全体の側面図である。
【図６】一従来例における引出し電圧と放射電流との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
２１ フィールドエミッタ ２２ シリコン ２３
トンネル酸化膜
トンネル酸化膜
Claims (2)
- 【請求項１】 電子を透過させる不動態化膜で表面が覆
われていることを特徴とするフィールドエミッタ。 - 【請求項２】 前記不動態化膜が、電子のトンネリング
が可能な膜厚を有する絶縁膜であることを特徴とする請
求項１記載のフィールドエミッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18841596A JPH1021821A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | フィールドエミッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18841596A JPH1021821A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | フィールドエミッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1021821A true JPH1021821A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16223267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18841596A Pending JPH1021821A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | フィールドエミッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1021821A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1406283A2 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Emission device and method for forming |
| JP2006294283A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Univ Waseda | 金属針構造体及びその製造方法 |
| KR100701750B1 (ko) * | 2000-01-26 | 2007-03-29 | 엘지전자 주식회사 | 전계방출소자의 에미터 구조 및 그 제조방법 |
| JP2014235816A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | フォトカソード型電子線源、その作成方法及びフォトカソード型電子線源システム |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP18841596A patent/JPH1021821A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100701750B1 (ko) * | 2000-01-26 | 2007-03-29 | 엘지전자 주식회사 | 전계방출소자의 에미터 구조 및 그 제조방법 |
| EP1406283A2 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Emission device and method for forming |
| EP1406283A3 (en) * | 2002-10-01 | 2006-06-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Emission device and method for forming |
| JP2006294283A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Univ Waseda | 金属針構造体及びその製造方法 |
| JP4742187B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2011-08-10 | 学校法人早稲田大学 | 金属針構造体及びその製造方法 |
| JP2014235816A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | フォトカソード型電子線源、その作成方法及びフォトカソード型電子線源システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040426 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040816 |