RU2001134902A

RU2001134902A - Стабилизированные и управляемые источники электронов, матричные системы источников электронов, и способ их изготовления

Info

Publication number: RU2001134902A
Application number: RU2001134902/28A
Authority: RU
Inventors: Евгений Инвиевич Гиваргизов (RU); Евгений Инвиевич Гиваргизов; Михаил Евгеньевич Гиваргизов (RU); Михаил Евгеньевич Гиваргизов; Владимир Ильич Ершов (RU); Владимир Ильич Ершов; Нина Ивановна Маньшина (RU); Нина Ивановна Маньшина
Original assignee: ООО "Научно-производственное предпри тие "Кристаллы и Технологии" (RU); ООО "Научно-производственное предприятие "Кристаллы и Технологии"
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2005-03-10
Also published as: RU2273073C2

Claims

1. Источник электронов, содержащий полевой эмиттер, подложку, источник носителей заряда, по меньшей мере один балластный резистор, отличающийся тем, что полевой эмиттер выполнен из вискера (нитевидного кристалла), выращенного эпитаксиально на подложке, и по меньшей мере один балластный резистор выполнен как барьер, который представляет собой границу в теле полевого эмиттера, причем эта граница образована контактом материалов с разными типами проводимости.

2. Источник электронов по п.1, отличающийся тем, что полевой эмиттер выполнен по меньшей мере из одного полупроводникового материала.

3. Источник электронов по п.2, отличающийся тем, что по меньшей мере один барьер образован переходом между материалами с разными типами проводимости, такими как n, n⁺, р, р⁺.

4. Источник электронов по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере один барьер образован слоем изолятора, поперечного направлению движения носителей заряда.

5. Источник электронов по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полевым эмиттером является острие.

6. Источник электронов по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что полевой эмиттер состоит из двух взаимнокоаксиальных частей, широкой нижней и более узкой верхней частей.

7. Источник электронов по любому пп.1-4, отличающийся тем, что полевым эмиттером является лезвие.

8. Источник электронов по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что вершина полевого эмиттера заострена и покрыта алмазом или алмазоподобным материалом.

9. Источник электронов по п.8, отличающийся тем, что алмазное или алмазоподобное покрытие полевого эмиттера заострено.

10. Источник электронов, включающий полевой эмиттер, подложку, источник носителей заряда, по крайней мере одно балластное сопротивление, отличающийся тем, что полевой эмиттер выполнен в виде вискера (нитевидного кристалла), выращенного эпитаксиально подложке; по крайней мере одно балластное сопротивление выполнено в виде барьера, представляющего собой границу между телом полевого эмиттера и проводящим слоем, расположенным на поверхности полевого эмиттера.

11. Источник электронов по п.10, отличающийся тем, что крайней мере одно балластное сопротивление выполнено в виде барьера, представляющего собой границу в теле эмиттера, образованную контактом материалов с разными типами проводимости.

12. Источник электронов по любому из пп.10 и 11, отличающийся тем, что полевой эмиттер выполнен по меньшей мере из одного полупроводникового материала.

13. Источник электронов по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что проводящий слой, расположенный на поверхности полевого эмиттера, выполнен по меньшей мере из одного полупроводникового материала.

14. Источник электронов по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что по меньшей мере один барьер образован переходом между материалами с разными типами проводимости, такими как n, n⁺, р, р⁺.

15. Источник электронов по любому из пп.10-14, отличающийся тем, что по меньшей мере один барьер образован изолирующим слоем, который поперечен потоку носителей заряда.

16. Источник электронов по любому пп.10-15, отличающийся тем, что полевым эмиттером является острие.

17. Источник электронов по любому из пп.10-16, отличающийся тем, что полевой эмиттер состоит из двух коаксиальных частей, широкой нижней и более узкой верхней части.

18. Источник электронов по любому из пп.10-15, отличающийся тем, что полевым эмиттером является лезвие.

19. Источник электронов по любому из пп.10-18, отличающийся тем, что вершина полевого эмиттера заострена и покрыта алмазом или алмазоподобным материалом.

20. Источник электронов по п.19, отличающийся тем, что алмазное или алмазоподобное покрытие полевого эмиттера заострено.

21. Источник электронов по любому из пп.10-20, отличающийся тем, что источник носителей заряда соединен с полевым эмиттером через подложку и/или проводящий слой, расположенный на поверхности полевого эмиттера непосредственно или через слой изолятора.

22. Источник электронов, включающий полевой эмиттер, подложку, источник носителей заряда, по крайней мере одно балластное сопротивление, отличающийся тем, что подложка имеет форму острия, выполненного из изоляционного материала и покрытого проводящим слоем, причем балластное сопротивление выполнено из этого слоя.

23. Источник электронов по п.22, отличающийся тем, что проводящий слой имеет по меньшей мере один барьер для носителей заряда.

24. Источник электронов по любому из пп.22 и 23, отличающийся тем, что по меньшей мере один барьер представляет собой переход между материалами с различными типами проводимостью такими как n, n⁺,р, p⁺.

25. Источник электронов по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что по меньшей мере один барьер образован слоем изолятора, поперечного направлению движения носителей заряда.

26. Управляемый источник электронов, включающий полевой эмиттер, подложку, источник носителей заряда, по крайней мере одно балластное сопротивление, по крайней мере один управляющий электрод, отличающийся тем, что он содержит источник электронов, выполненный по пп.1-25.

27. Управляемый источник электронов по п.26, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере одну активную область в теле и/или на поверхности полевого эмиттера.

28. Управляемый источник электронов по любому из пп.26 и 27, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну активную область в проводящем слое, расположенном на поверхности подложки и/или полевого эмиттера непосредственно или через слой изолятора.

29. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-28, отличающийся тем, что по меньшей мере один управляющий электрод находится вблизи одного из барьеров для носителей заряда.

30. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-29, отличающийся тем, что по крайней мере один управляющий электрод расположен на боковой поверхности полевого эмиттера через изолирующий слой.

31. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-30, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере один управляющий электрод, который отделен от полевого эмиттера вакуумным зазором.

32. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-31, отличающийся тем, что по крайней мере один управляющий электрод расположен вдоль полевого эмиттера.

33. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-32, отличающийся тем, что управляющий электрод имеет непосредственный контакт с боковой поверхностью полевого эмиттера.

34. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-33, отличающийся тем, что для источника электронов, выполненного по пп.1-21, подложка является кристаллической.

35. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-34, отличающийся тем, что для источника электронов, выполненного по пп.1-21, подложка образована изолятором и расположенным на нем слоем проводящего материала.

36. Управляемый источник электронов по любому из пп.34 и 35, отличающийся тем, что подложка или проводящий слой подложки выполнен из монокристаллического кремния, ориентированного по кристаллографической плоскости (111).

37. Управляемый источник электронов по любому из пп.26-36, отличающийся тем, что его поверхность покрыта слоем материала, прозрачного для электронов, предотвращающий выход химических элементов с поверхности управляемого источника электронов.

38. Управляемый источник электронов по п.37, отличающийся тем, что в качестве указанного материала использован алмаз или алмазоподобное вещество.

39. Матричная система управляемых источников электронов, содержащая по крайней мере два управляемых источника электронов, отличающаяся тем, что по крайней мере один из управляемых источников электронов выполнен по любому из пп.26-38.

40. Матричная система управляемых источников электронов по п.39, отличающаяся тем, что она состоит из двумерной системы заимноперпендикулярных рядов управляемых источников электронов.

41. Матричная система управляемых источников электронов по любому из пп.39 и 40, отличающаяся тем, что по меньшей мере один управляющий электрод имеет форму диафрагмы, выполненной из проводящего алмаза или алмазоподобного материала.

42. Матричная система управляемых источников электронов по любому из пп.39-41, отличающаяся тем, что подложка представляет собой ряды проводящего материала, расположенного на изоляторе.

43. Матричная система управляемых источников электронов по любому из пп.39-42, отличающаяся тем, что управляемые источники электронов снабжены проводящими шинами, которые образуют две системы, шины в каждой системе взаимно параллельны, а шины разных систем взаимно перпендикулярны, причем шины разных систем расположены на разных уровнях и разделены изолятором.

44. Способ изготовления управляемых источников электронов, состоящий в создании твердотельной подложки с полевыми эмиттерами, каждый из которых содержит по меньшей мере один поперечный переход, образованный материалами с разными электропроводностями, и создании по меньшей мере одного управляющего электрода, близкого к такому переходу, отличающийся тем, что полевые эмиттеры выполнены из вискеров, эпитаксиально выращенных по механизму пар-жидкость-кристалл.

45. Способ по п.44, отличающийся тем, что выполнение полевых эмиттеров включает создание углублений в подложке и осаждение частиц растворителя на дно этих полостей.

46. Способ по п.44, отличающийся тем, что выполнение полевых эмиттеров включает размещение частиц растворителя на подложке и травление подложки вокруг частиц.

47. Способ по любому из пп.45 и 46, отличающийся тем, что последующая процедура создания полевых эмиттеров включает расположение источника, имеющего первый тип проводимости, напротив подложки с размещенными на ней частицами растворителя, выращивание вискеров, имеющих первый тип проводимости, стабилизированное охлаждение выращенных вискеров, имеющих глобулы на их вершинах, с введением инертного газа в среду реактора при одновременном снижении температуры подложки, замену источника на источник другого состава, имеющего второй тип проводимости, стабилизированный нагрев выращенных вискеров, имеющих глобулы на их вершинах, с введением инертного газа в среду реактора при одновременном повышении температуры подложки, и выращивание вискеров, имеющих второй тип проводимости.

48. Способ по п.47, отличающийся тем, что замену материала источника проводят более чем два раза.

49. Способ по любому из пп.45 и 46, отличающийся тем, что последующая процедура создания полевых эмиттеров включает выращивание вискеров в газовой среде, содержащей элемент или элементы, из которых состоит подложка, и введение легирующих газообразных соединений в газовую среду.

50. Способ по п.49, отличающийся тем, что создание полевых эмиттеров включает более чем одну процедуру введения в газовую среду различных газообразных легирующих соединений.