SK18512000A3 - Planárny elektrónový emitor (PEE) - Google Patents
Planárny elektrónový emitor (PEE) Download PDFInfo
- Publication number
- SK18512000A3 SK18512000A3 SK1851-2000A SK18512000A SK18512000A3 SK 18512000 A3 SK18512000 A3 SK 18512000A3 SK 18512000 A SK18512000 A SK 18512000A SK 18512000 A3 SK18512000 A3 SK 18512000A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- layer
- electron
- electrons
- electric charge
- semiconductor
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 193
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 164
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 50
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 61
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 40
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 25
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 10
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 claims description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 7
- -1 ribidium Chemical compound 0.000 claims description 7
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SKJCKYVIQGBWTN-UHFFFAOYSA-N (4-hydroxyphenyl) methanesulfonate Chemical compound CS(=O)(=O)OC1=CC=C(O)C=C1 SKJCKYVIQGBWTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 5
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052730 francium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N francium atom Chemical compound [Fr] KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims 1
- AKJVMGQSGCSQBU-UHFFFAOYSA-N zinc azanidylidenezinc Chemical compound [Zn++].[N-]=[Zn].[N-]=[Zn] AKJVMGQSGCSQBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 36
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 16
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 16
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 description 13
- 238000002438 flame photometric detection Methods 0.000 description 13
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 6
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 6
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 5
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 101100063432 Caenorhabditis elegans dim-1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000773151 Homo sapiens Thioredoxin-like protein 4B Proteins 0.000 description 2
- 102100030273 Thioredoxin-like protein 4B Human genes 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000001393 microlithography Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 2
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004148 curcumin Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000007115 recruitment Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/312—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode having an electric field perpendicular to the surface, e.g. tunnel-effect cathodes of metal-insulator-metal [MIM] type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/06—Cathodes
- H01J35/065—Field emission, photo emission or secondary emission cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/06—Cathode assembly
- H01J2235/062—Cold cathodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
Planárny elektrónový emitor (PEE)
Oblasť techniky
Predložený vynález sa týka nového spôsobu použitia polovodičových alebo izolátorových substrátov na vytvorenie a vedenie kvazibalistických elektrónov počas ich vystavenia pôsobeniu nízkych elektrických polí. Uvedené bude umožňovať urýchľovanie elektrónov v telese uvedeného polovodičového alebo izolátorového substrátu, bez toho, že by dochádzalo k badateľným energetickým stratám. Základné uskutočnenia predloženého vynálezu budú planárne elektrónové emitory, používané napríklad ako súčasť plochých panelových zobrazovačov a na účely planárnej litografie elektrónovým zväzkom.
Okrem toho je nárokovaným predmetom predloženého vynálezu množstvo zariadení, využívajúcich uvedený (nárokovaný) planárny elektrónový emitor, popisovaných v spojení s radom rôznych oblastí použitia.
Doterajší stav techniky
Predložený vynález sa týka kvazibalistického prenosu elektrónov v polovodičoch a izolátoroch s vysokým merným odporom, keď sú vystavené pôsobeniu nízkych elektrických polí (okolo 100 V/cm). Kvazibalistický prenos znamená, že sa elektrónový rozptyl redukuje na minimum tak, aby sa stredná voľná dráha elektrónu stala makroskopická. Tento efekt bol až doposiaľ objavený iba u polovodičov, a to v prípadoch, kedy boli aplikované elektrické polia o veľmi vysokej intenzite na veľmi malé vzdialenosti a/lebo v prípadoch ochladenia polovodiča na veľmi nízke teploty. Materiál polovodiča alebo izolátoru s vyššie uvedeným vlastnosťami bude ďalej označovaný ako kvazibalistický polovodič alebo QB-Sem.
Kvazibalistický prenos môže byť využitý mnohými spôsobmi, dvoch hlavných
V predloženej oblastí ;.
prihláške budú rozdelené do
1. Polovodiče vlastnosť elektróny vovnútri materiálu, na prenos je práve elektrónov, ktorých schopnosť prenášať a charakteristická kvazibalistické
2. Elektrónové zdroje, pre ktoré je charakteristická schopnosť kvazibalistických elektrónov byť emitované zo substrátu.
Žiadny z relevantných dokumentov, popisujúcich doterajší stav techniky, neuvádza balistické elektróny v polovodičoch a izolátoroch s vysokým merným odporom, ani keď sú vystavené veľkému elektrickému poľu. Tento fakt je vďaka všeobecnému názoru na kvazibalistický prenos v povolodičoch. Možnosť kvazibalistického prenosu v materiáloch s vysokým merným odporom odporuje intuícii a nebol teda nikdy uvažovaný. Pochopenie základnej fyziky kvazibalistického prenosu bol taký, že dokiaľ je aplikované elektrické pole E v ohmickom rozpätí (koncentrácia mobilných nosičov náboja a elektrická mobilita sú konštantné a závislé na elektrickom poli E) a hrúbka uvedeného kúsku polovodičového materiálu alebo izolátoru je väčšia ako priemer voľnej cesty mobilných nosičov náboja (v najlepšom v rádoch od jedného do dvoch tisíc angstromov), potom zložka prúdu od balistických elektrónov je zanedbateľné malá, vedúca v podstate k nulovej hodnote elektrónovej emisie. (Viď : S.M. Sze : Physic of semiconductor devices, ed. John Wiley, 1981; alebo K.W. Boer : Survey of semiconductor physics, vol. II, ed. Van Nostrand Reinhold, 1992).
1. Polovodiče prenášajúce elektróny
Kvazibalistický prenos elektrónov v polovodičoch a izolátoroch s vysokým merným odporom, keď sú vystavené malým (okolo 10 V/cm) elektrickým poliam, je schopnosť, ktorá môže byť použitá viacej či menej v akomkoľvek polovodičovom komponente alebo zariadení.
Polovodičové komponenty a oblastí patentových prihlášok, zariadenia pokrývajú väčšinu patentov, a odkazov v tejto oblasti je veľa. Boli vytvorené štyri hlavné triedy použitia s príkladmi výrobkov v každej triede.
Trieda A : Usmerňovanie a uloženie náboja (informácia)
Polovodičové komponenty/zariadenia tejto triedy zahrnujú Schottkyho hradlové diódy (viď patentové spisy US 5 627 479 a EP 672 257 BI), bipolárne p-n, p-i-n diódy, tyristory a rovnako tak ako množstvo unipolárnych zariadení ako MIS (kov-izolant-polovodivý materiál) diódy, CCD prostriedky (súčiastka s väzbou nábojom), MIS tunelové diódy, MIS spínacie diódy, IMPATT (rázová lavinová prieletová) a BARITT diódy a iné príbuzné zariadenia doby prechodu.
Trieda B : Fotosenzitívne a fotoemitujúce zariadenia
Táto trieda polovodivých komponentov/zariadení zahrnuje okrem iných LED diódy (dióda emitujúca svetlo), fotodiódy, polovodivé lasery, lavinové prieletové diódy a iné fotovodivé zariadenia pre účely konverzie svetla na elektrický signál.
- Trieda C : Zosilnenie a stála pamäť
Prihlasovatelia predloženého vynálezu do tejto triedy polovodičových komponentov/zariadení zahrnuli tiež bipolárne tranzistory a bipolárne dvojbázové diódy, spoločne s mhožstvom unipolárnych komponentov a zariadení zahrnujúcich FET tranzistory (tranzistor tranzistory (tranzistor riadený poľom), JFET tranzistory riadený poľom sa prechodovým hradlom), MESFET (poľom riadený tranzistor s hradlom izolovaným kovom), MOSFET (poľom riadený tranzistor s hradlom izolovaným oxidom kovu) a energeticky nezávislé pamäťové zariadenia. Osobitne relevantné vo vzťahu k predloženému vynálezu a tejto triede sú tunelové tranzistory, TED tranzistory (obvody s prenosom nábojov) a iné balistické tranzistory (tranzistory s vysoko aktívnymi elektrónami) a/lebo zariadenia.
Trieda D : Detekcia optického obrazu, formátovanie a spracovanie
Polovodičová kamera, konverzia elektrických signálov na 2D-optické obrazy/signály, zosilnenie a priestorové zväčšenie 2D-optického obrazu/signálu jas/kontrast.
Balistické, respektíve elektrónové zariadenia s vysoko aktívnymi elektrónmi, ako sa tiež niekedy nazývajú, sú anticipované (viď napríklad S.M.Sze : Physics of semiconductor devices, ed. John Wiley, 1981, str. 184; alebo tiež K. W. Boer : Survey of semiconductor physics, vol. II, ed. Van Nostrand Reinhold, 1992, str. 1265 a 1247), ale navrhované štruktúry sú nákladné na výrobu a nespoľahlivé, vyžadujú extrémne malé rozmery (v rádoch stoviek angstró'mov) a silné elektrické polia.
2. Elektrónové zdroje
Predložený vynález sa týka triedy elektrónových zariadení označovaných termínom elektrónové zdroje a konkrétnejšie označenie podtriedy planárne elektrónové zdroje. Všetky tieto zariadenia poskytujú zväzok elektrónov, ktorý sa môže pohybovať prázdnym priestorom a môže byť použitý v rôznych technických aplikáciách.
Základná požiadavka pre všetky elektrónové zdroje je poskytnúť dostatočné množstvo elektrónov na emisnom povrchu zariadenia (povrch zariadenia smeruje do vákua) s dostatočným množstvom energie (vo väčšine prípadov 3-5 eV) a rýchlosťou v smere emisného povrchu, aby tieto elektróny mohli prekonať energetickú bariéru rozhrania emisný povrch - vákuum a uniknúť z materiálu do vákua. Energetická bariéra je približne daná energetickým rozdielom medzi hladinou vákua a chemickým potenciálom elektrónu pri emisnom povrchu. Nevyhnutné množstvo energie môže byť dodané akýmkoľvek z nasledujúcich spôsobov :
- zohriatím emisného povrchu (tepelná emisia elektrónového zdroja)
- ustálením dostatočne silného elektrického poľa v oblasti emisného povrchu - vákua (emisia poľom elektrónového zdroja)
- dostatočným urýchlením elektrónov vovnútri oblasti hlavnej časti v smere emisného povrchu (emisia tunelovým poľom a/lebo emisia kvazibalistickým poľom elektrónového zdroja).
- iluminovanie emisného povrchu za pomoci fotónov alebo iných aktívnych častíc (fotoemisia elektrónových zdrojov).
- zníženie uvedenej energetickej bariéry pri rozhraní emisný povrch - vákuum (emisia elektrónov negatívnou afinitou elektrónových zdrojov) alebo kombináciou vyššie uvedených spôsobov.
Zatiaľ kým pre niektoré aplikácie je vyžadovaný bodový zdroj elektrónového sväzku, kde elektróny sú sekvenčne urýchľované a elektroopticky modulované, existuje veľké množstvo technologických aplikácií, kde je vyžadovaný planárny elektrónový zdroj a/lebo by bol výhodnejší. Všetok doterajší stav techniky použitý v týchto aplikáciách sa týka malých oblastí s bodovou emisiou vytvorenou konkrétnym materiálom v tomto bode. Veľký planárny elektrónový emitor môže byť iba dosiahnutý vytvorením poľa takýchto malých oblastí. Okrem iného, veľa zariadení potrebuje otvorenie v anóde, aby elektróny unikli do vákua.
Existuje veľké množstvo vynálezov, ako môže byť vidno napríklad z citácií v patentovom spise US 5 703 435 (december
1997) a v patentovom spise US 5 534 859 (september 1996), ktoré sa všetky týkajú planárneho elektrónového emitoru s hlavným dôrazom na použitie týchto vynálezov ako základných stavebných kameňov u plochých panelových zobrazovačov s emisou poľom.
Väčšina doterajšieho stavu techniky môže byť zväčša rozdelená do dvoch tried.
Trieda 1
V prvej triede emisné štruktúry katóda-anóda sú zvyčajne všetky pevného skupenstvá a sú vyrobené z kombinácií kovových, polovodičových a izolačných materiálov, aby vytvorili nevyhnutné podmienky pre emisiu elektrónov poľom odohrávajúce sa na rozhraní povrch anódy - voľný priestor. Zámer týchto zariadení je zlepšiť účinnosť elektrónovej emisie, všetky používajú
Elektróny rovnakú základnú sú emitované z katódu s niekoľkými substanciami. polovodičového povrchu do voľného priestoru cez otvor anódy. Princíp je zúžiť bariéru polovodič voľný priestor a udeliť elektrónom moment pre uniknutie a/lebo prerazenie cez bariéru elektrického potenciálu anódy. Akýkoľvek z vyššie uvedených prostriedkov môže byť aplikovaný, aby narástol prúd I emisie elektrónov, em
Čiastočne je charakteristický prvok väčšiny zariadení v pevnom stave v triede doterajšieho stavu techniky to, že je nevyhnutné aplikovať veľké externé napätie na relatívne veľmi krátkej vzdialenosti ( v rádoch voľnej dráhy elektrónu), aby sa vytvorili dostatočne silné elektrické polia, ktoré uľahčia vytvorenie a urýchlenie elektrónov. Tieto elektróny potom putujú po tom, čo my môžeme nazývať kvazibalistické trajektorie v uvedenom silnom elektrickom poli (zvyčajne tu tiež podstupujúce lavinové násobenie) smerom k povrchu emitujúcej anódy. V rovnakú chvíľu predsa len stratí na ich dráhe značné množstvo energie počas nepružných kolízií (rozptýlení). Význam predloženého vynálezu je ten, že sú nutné veľké napätia, aby bola získaná značná emisia elektrónov týmto spôsobom. Ak je aplikované elektrické pole E malé (v ohmickom rozsahu, mobilné nosiče náboja a elektrická mobilita sú konštantné a závislé na elektrickom poli E) a hrúbka polovodičového alebo izolačného materiálu L (viď obr. 2) je väčšia ako voľná dráha mobilných s Am unášačov náboja (ri najlepšom rádové sto až dvesto angstromov), potom komponent elektrického prúdu je zanedbateľné malý, smeruje v podstate k nulovej hodnote elektrónovej emisie prúdu I (viď obr. 2).
Niektoré časti vybrané z doterajšieho stavu techniky triedy 1 budú komentované nižšie, na ostatné sa poukazuje na konci sekcie.
Patentový spis US 5 536 193 sa týka spôsobu výroby emitoru poľom využívajúce kroky : rozptýlenie malých častíc širokého odstupu pásma na substrát, jeho pokrytie kovom, odleptávanie kovu až do tej doby, dokiaľ sa neobjaví materiál širokého odstupu pásma, a vytvorenie malých vrcholkov pre emisiu elektrónov.
Patentový spis US 5 463 275 popisuje iba zariadenie elektrónového emitoru obsahujúce vrstvenú štruktúru aspoň troch špeciálne vybraných polovodičových materiálov.
Patentový spis US 4 801 994 sa týka trojvrstvej polovodičovej štruktúry, kde sa predpokladá, že prostredná vrstva bude vlastný polovodič, ktorá by pravdepodobne mohla viesť elektróny s veľmi malými stratami.
Patentový spis EP 504 603 BI pozostáva v zostavení komplexnej štruktúry polovodičov so špecifickou hladinou prímesí tak, aby napríklad neovplyvňovala rôzne oblasti zníženia. Popis uvádza použitie spoja kov - polovodič so Schottkyho hradlovou diódou, a ktorý účel je zlepšenie účinnosti emisie.
Patentové spisy US 5 554 859, US
303 930 a GB 1 303 659 popisujú podobnú oblasť ako EP 504 603 BI.
Ďaľšie relevantné elektrónové (1996), odkazy sú emitory poľom (Physical str. 320), ale tiež kov izolátor kov
Review Letters Vol. 76, č. elektrónové emitory poľom obsahujúce rôzne formy diamantových komponentov (patentové spisy US 5 631 196, US 5 703 435 a odkazy v nich uvedené).
Trieda 2
V niektorých prípadoch uvedeného stavu techniky so znakmi charakterizujúcimi triedu (kombinácia viacej alebo menej planárnych kovových, polovodivých rôznej hrúbky) kombinujú so utvárania/koncentrácie a tvarovania a izolačných materiálov znakmi týkajúcimi sa nevyhnutného elektrického poľa. Emisná katóda v tomto prípade je zvyčajne pripravená, aby umožnila elektrónovú emisiu poľom z jedného bodu. To sa získa či prostredníctvom prikrytia materiálu nízkou elektrónovou výstupnou prácou pri malých lokálnych oblastiach a/lebo geometrickým tvarovaním materiálu za účelom vytvorenia emisného bodu alebo vrcholu.
Niektoré vybrané z doterajšieho stavu techniky z 2. triedy sú okomentované nižšie, ostatné si uvedené na konci sekcie.
Patentový spis US 5 229 682 sa týka zariadení pre elektrónovú emisiu polom, v ktorom elektróny vstupujú do voľného priestoru priamo z časti emisnej elektródy smerujúcej cez otvor v protiľahlej elektróde a vloženej vrstvy. Elektróny neprekračujú akúkoľvek polovodičovú alebo izolačnú vrstvu. Emisná elektróda je tvarovaná, aby vykazovala časť, ktorá tvorí vrchol cez otvor v protiľahlej elektróde a vloženej vrstve. Plochý panelový zobrazovač je vytvorený sústavou takýchto elektród.
Patentový spis US 5 712 490 sa týka zariadení fotokatódy obsahujúcej niekoľko polovodičových vrstiev umiestnených na vrstve okienka, polovodičové vrstvy zvolené; pre optimalizáciu schopnosti absorbovať fotóny, čo je fotoelektrická vodivosť, k nárastu difúznej dĺžky týchto elektrónov. Vynález nepopisuje opticky transparentnú elektródu umiestnenú medzi vrstvou okienka a prvou polovodičovou vrstvou (viď tretí oddiel, riadok 11).
Patentový spis US 5 528 103 sa týka toho istého zariadenia ako patentový spis US 5 229 682, okrem toho však tiež obsahuje zaostrujúci vrchol, za účelom vytvorenia elektrického poľa, aby boli elektróny emitované z elektród hradia medzi nimi, na prevod do úzkeho zväzku, nie pre absorbovanie elektrónov. Okrem toho tieto elektródy/vrcholy musia byť vodivé (aj keď je inak í uvedené v oddiele 7, riadok 27), aby slúžili tomuto účelu.
Patentový spis US 5 212 426 sa týka toho istého zariadenia ako patentový spis US 5 229 682, okrem toho však tiež obsahuje integrované riadenie pre každú elektródu (pixel) používajúce zamontované v tranzistoroch na riadenie dodávky elektrického náboja do každej emitujúcej elektródy.
Patentový spis US 4 823 004 sa týka zariadenia na analyzovanie balistických trajektórií elektrónov cez materiál, rovnako tak ako získavania informácie o štruktúre materiálu analyzovaním balistických trajektórií.
Patentový spis US 5 444 328 sa týka spôsobu pre rozvoj vysoko napäťovej štruktúry polovodičov emitujúcej elektróny spôsobom, ktorý ich vytvára spôsobom menej náchylnéjším k elektrickej poruche.
US
Patentový spis spis a jeho elektróde a časťou, dotovanou ako patentový však plochá i protiľahlej diamnatovou < emitovanie elektrónu.
toho istého zariadenia emitujúca elektróda je otvor v nahradené
631 196 sa týka
229 682, jeho časti, prechádzajúce vrcholom cez vloženou vrstvou, sú prímesami, ako substanciou pre
US
Iné relevantné odkazy sú : patentové spisy US 4 683 399, EP 150 885 BI, EP 601 637 Al, US 5 340 997 a odkazy V týchto dokumentoch uvedené.
Výnimky
Výnimky z vyššie uvedených tried zahrnujú zariadenia, v ktorých sú elektróny emitované do voľného priestoru medzi katódu a anódu aplikáciou dostatočného napätia medzi nimi. Emitujúca katóda v tomto prípade je zvyčajne pokrytá materiálom s veľmi nízkou elektrónovou výstupnou prácou a/lebo je geometricky tvarovaná, aby umožnila elektrónovú emisiu poľom. Príklad takéhoto zariadenia je :
Patentový spis US 5 703 435 sa týka katódy s emisiou poľom, v ktorej materiál emisnej vrstvy obsahuje či zmes grafitu a kryštále diamantu alebo beztvarý diamant.
Aplikácia
Aby boli využité elektróny prevádzajúcich sa polovodičov a elektrónových zdrojov vo vhodných zariadeniach, niekoľko rozšírení musí byť uskutočnených so základnými komponentami popísanými v doterajšom stave techniky.
Emitované elektróny nemôžu vykazovať dostatočnú energiu, aby slúžili svojmu účelu, a musia byť teda urýchlené. Toto bude typicky uskutočnené urýchľujúcou elektródou v nejakej vzdialenosti od emisného povrchu pri veľkom kladnom elektrickom potenciále, čím sa dosiahne urýchlenie emitovaným elektrónom na vyššie energie vo vloženom voľnom priestore.
Pre účely konverzie elektrón-svetlo, môžu byť vhodné luminoforné materiály zabudované do štruktúry anódy, uvedená štruktúra anódy je buď integrálnou časťou štruktúry katóda-anóda alebo časťou urýchľujúcej elektródy oddelenej od štruktúry katóda-anóda obmedzeným voľným priestorom.
Aplikácia elektrónových zdrojov typicky zahrnuje všetky elektrónovej zväzkom, rentgenové dvojrozmerné zväzkom rýchle planárnej trysky pre násobiče detektorov litografie odparovanie elektrónov častice/EM formy elektrónovým materiálov, (fotonásobiče, žiarenia), zvarovanie zobrazovače a niektoré komponenty a zariadenia.
mikroskopie, elektrónové lampy, pole elektrónov, ploché panelové balistické polovodičové
Doterajší stav litografie
Jedna veľmi dôležitá aplikácia uvedeného vynálezu je na poli litografie (mikrolitografie) a konkrétnejšie v oblasti, ktorá bola nazývaná v literatúre ako planárna litografia elektrónovým zväzkom (PEBL). Litografické kroky sú základnou vecou počas procesu výroby Integrovaného obvodu (IC). Litografická časť výroby IC v princípe pozostáva z opakovania krokov nanesenia rezistentnej vrstvy na povrch doštičky, exponovania časti rezistentnej vrstvy radiáciou (fotóny, elektróny alebo ionty) zapisovacím nástrojom a nakoniec odstránenie rezistentnej vrstvy. Optické litografie rentgenovým a elektrónovým/iontovým zväzkom sú už známe, čo môže, aspoň v princípe, zdokonaliť nevyhnutné litografické úlohy počas výroby IC. Optická litografia je štandardná, dobre zdokonalená priemyselná technológia; jej hlavná nevýhoda je limit optickej difrakcie na najmenšie prvky, ktoré môžu byť vytlačené. Ďalej je snaha zmenšenia veľkosti IC komponentu a IC obecne, čo elektrónov difrakcia. litografie musí byť považované ako hlavná nevýhoda. Použitím ako ožiarovacieho zdroja nie je prítomná optická Schématické znázornenie princípu pozadia planárnej elektrónovým zväzkom používajúce doterajší stav techniky je na obr. 8. To využíva základnú štruktúru pozostávajúcu z katódy 1, tenkého dielektrického filmu 24. podkladu 19 absorbujúceho elektróny a anódy 4,. Množstvo elektrónov prechádza cez dielektrický film 24 a vystupuje do voľného priestoru FS cez povrch S4 iba v mieste, kde je anóda v priamom kontakte s dielektrickým filmom. Tieto elektróny sú potom urýchlené a prenesené na plátok s vopred nanesenou rezistentnou vrstvou 6. V dokumente H. Ahmeda a spol. (vrátane niektorých vynálezcov predloženého vynálezu) Proceedings of the Conference on Microlithography“; Cavendish Laboratory Cambridge 1989, je znázornené a demonštrované experimentálne, ako uskutočniť planárne litografie elektrónovým zväzkom v praxi. V tomto doterajšom stave techniky je elektrónový litografický projekčný systém demonštrovaný za použitia planárneho elektrónového emitoru doterajšieho stavu techniky. Jednako dostupné elektrónové emitory trpia inými nedostatkami : planárny elektrónový emitor vhodný pre tento účel vie exponovať celý plátok s jedným širokým zväzkom, ale pri nevyhnutnom napätí tieto planárne elektrónové emitory vykazujú extrémne krátku životnosť vďaka efektom spôsobeným nutnou veľkosťou poľa a krátkymi vzdialenosťami.
Predložený vynález ponúka riešenie vyššie uvedeného problému.
Nevýhoda existujúcich planárnych zariadení emisie poľom je, že musí byť aplikované veľké externé napätie na relatívne krátke vzdialenosti (rádové veľkosť dráhy elektrónu), aby boli generované dostatočne silné elektrické polia, ktoré umožnia vytvorenie a akceleráciu elektrónov.
Iná nevýhoda je, že tieto požiadavky relatívne vysokých lokálnych elektrických polí na pomerne veľmi krátku vzdialenosť, spoločne s kvalitou materiálu, ktorý je k dispozícii, vedie nasledovne ku kratšej voľnej dráhe elektrónu (väčšie pomery rozptylu, čo na oplátku účinne nastavuje limity na možné fyzikálne vzdialenosti vovnútri uvedeného zariadenia, takže elektróny sa môžu pohybovať cez bez prílišne badateľnej energetickej straty.
Ďaľšia nevýhoda je, že kvôli vyššie uvedeným efektom tiež iba malá časť týchto elektrónov vykazuje dostatočnú energiu, aby unikli cez (emisný) povrch anódy do voľného priestoru nachádzajúceho sa v priľahnutí ku štruktúre katóda-anóda.
Ešte ďaľšia nevýhoda je, že tieto zariadenia všeobecne vykazujú celkom nízke prúdy I elektrónovej emisie (viď obr.
2) a vysoké prúdy I pozadia (viď obr. 2).
Ešte ďaľšia nevýhoda existujúcich planárnych zariadení emisie elektrónov je, že trpia nedostatkami ako napríklad veľkou spotrebou energie na centimeter štvorcový elektrónového emisného povrchu.
Ešte ďaľšia nevýhoda je, že vyššie uvedené efekty majú za následok nízku účinnosť elektrónovej emisie.
Ešte ďaľšia nevýhoda existujúcich planárnych zariadení emisie elektrónov poľom je, že sú často nestabilne a náchylné k dielektrickému zlyhaniu, čo všeobecne vážne obmedzuje ich životnosť.
Ešte ďaľšia nevýhoda uvedených zariadení je, že doplácajú na časté prehriatie kvôli veľkým energetickým stratám v kritických oblastiach uvedených zariadení (silné elektrické polia na veľmi krátke vzdialenosti).
Ešte ďaľšia nevýhoda je, že zväčšenie týchto planárnych zariadení emisie elektrónov poľom (nárast oblasti emisie elektrónov katódy) vytvára vážny problém.
Ešte ďaľšia nevýhoda uvedených zariadení je, že používajú neštandardné drahé materiály.
Ešte ďalšia nevýhoda existujúcich planárnych zariadení emisie elektrónov poľom je, že konštrukcie sú príliš komplexné.
Ešte ďalšia nevýhoda planárnych elektrónových emitorov emitujúcich široký zväzok elektrónov vhodný pre expozíciu plátkov pri výrobe IC je to, že vykazujú extrémne krátku životnost (menej ako 30 minút), ktorá ich robí nevhodnými na použitie v spojení s planárnou litografiou elektrónovým zväzkom.
Polovodiče prevádzajúce elektróny
Predložený vynález má za cieľ vyriešiť vyššie uvedené nevýhody použitím existencie, pri vhodných podmienkach činnosti a v určitej jednoduchej polovodičovej a kvazibalistických elektrónov.
Predmet predloženého vynálezu je polovodičový alebo izolačný substrát, v izolačnej štruktúre, vytvoriť použiteľný ktorom sa elektróny, pri jeho vystavení pôsobenia nízkym vonkajším elektrickým poliam ( S 100 V/cm), pohybujú po kvazibalistických trajektóriach. Tieto elektróny (kvazibalistické elektróny) sa pohybujú po týchto trajektóriach z jednej strany substrátu (povrch S2, obr. 3) k druhej strane (povrch Si a sú urýchlené na docielenie dostatočnej energie tak, aby mohli unikať do vákua cez elektróny emitujúce povrch S4. (Ďalej bude uvedený substrát označovaný ako substrát kvazibalistického polovodiča QB-Sem substrát).
Ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, v ktorom kvazibalistické elektróny netrpia temer žiadnymi stratami energie a zmenami momentu hybnosti, zatiaľ kým sa tieto pohybujú cez QB-Sem substrát.
Ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný substrát QB-Sem, v ktorom nie je generované teplo, keď je tento substrát použitý pre kvazibalistický prenos kvazibalistických elektrónov.
1 f ' 1
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný substrát QB-Sem, v ktorom je možný kvazibalistický prenos pri nízkych (ohmických) elektrických poliach a môže sa odohrávať na makroskopické vzdialenosti.
Ešte ďaším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, v ktorom rýchlosti elektrónu nie sú obmedzené účinkom nasýtenia mobility silným elektrickým poľom.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, v ktorom je chovanie elektrónov podobné chovaniu elektrónov vo vákuovej trubici.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, u ktorého nie je vyžadované silné elektrické pole a extrémne malá hrúbka substrátu (rádové stovky angstromov).
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, z ktorého môžu byť vytvorené jedoducho uskutočniteľné, robustné, relatívne lacné, vysoko spoľahlivé polovodičové komponenty s dlhou životnosťou.
Ešte ďaším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, ktorý je použiteľný v oblasti elektrónovej optickej aplikácie.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, ktorý je použiteľný pre konštrukciu a výrobu polovodičových komponentov a zariadení a integrovaných obvodov (IC).
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, v ktorom výnimočne nízka strata výkonu QB-elektrónov vovnútri QB-polovodiča prispieva k riešeniu problému zohrievania v prípade použitia veľkej hustoty komponentov v integrovaných obvodoch (IC).
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, ktorý bude zaisťovať, aby sa konštrukčné uskutočnenie zariadenia s vysoko aktívnymi elektrónmi nemuselo spoliehať na fóliové komplikované viacnásobné štruktúry, ktoré sú často nespoľahlivé a nákladné na výrobu.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substrát, ktorý nevyžaduje silné elektrické polia, takže znižovanie kvality rôznych polovodičových zariadení prostredníctvom nezvratného dielektrického zlyhania je v podstate eliminované.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť použiteľný QB-Sem substráty, ktoré sú celkom integrovateľné s existujúcou polovodičovou technológiou.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť QB-Sem substráty, ktoré sú celkom integrovateľné s existujúcou výrobou a technológiou integrovaných obvodov.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť QB-Sem substráty, v spojení s ktorými nie sú konštrukčné uskutočnenia vysokofrekvenčných polovodičov a zariadení obmedzené geometrickými dimenziami.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť
QB-Sem substráty, v spojení s ktorými je možné navrhovať nové konštrukčné uskutočnenia polovodičových komponentov/zariadení a/lebo fyzikálnych zariadení.
Ešte ďaľším predmetom predloženého vynálezu je vytvoriť QB-Sem substráty, ktorých životnosť je rovnakého rozsahu (alebo dlhšia) ako u zvyčajných výrobkov oblasti priemyslu polovodičových súčastí.
I
Účinok pozostávajúci v pohybovaní sa elektrónov v QB-polovodičoch pri aplikácii nízkych elektrických polí kvazibalisticky na makroškopické vzdialenosti, popisovaný v spojení s predloženým vynálezom, bude mať veľký dopad na návrh a konštrukciu/výrobu mnohých polovodičových komponentov a zariadení, a to ako bipolárneho, tak aj unipolárneho typu. Tieto budú použité buď ako samostatné jednotky alebo komponenty/súčasti konštrukčnej štruktúry integrovaných obvodov.
Elektrónové zdroje
Predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť elektrónové emitory, u ktorých emitované elektróny použijú makroskopické kvazibalistické trajektórie (tieto trajektórie sú stovky mikrónov dlhé) v telese QB-Sem substrátu vystavené pôsobeniu nízkych vonkajších elektrických polí (-100 V/cm). Tieto elektróny (kvazibalistické elektróny), pohybujúce sa po týchto trajektóriach z jednej strany substrátu (povrch S2, obr. 3) na druhý (povrch S4), sú urýchlené, zvyšuje sa tým ich energia a unikajú do vákua cez elektróny emitujúci povrch S4.
Iným predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť planárne elektrónové emitory, ktoré sa vyznačujú veľmi nízkou aplikáciou elektrických polí/napätí.
Ďaľším predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť planárne elektrónové emitory, ktoré sa vyznačujú veľmi malou stratou výkonu.
Ďalším predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť tenké (Si cm) planárne elektrónové emitory s celou konštrukciou v pevnom stave.
j
Ďalším predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť planárne elektrónové emitory, u ktorých makroskopický emisný povrch nevykazuje ďalšie delenie.
Ďalším predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť planárne elektrónové emitory vyznačujúce sa jednoduchosťou a robustnosťou zostavy (obr. 3).
Ďalším predmetom predloženého planárne elektrónové emitory, ktoré štruktúru zostavy.
Ďalším predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť vykazujú vlastnú nosnú vynálezu je poskytnúť planárne elektrónové emitory, u ktorých nie sú limity pre geometrické zväčšenie elektrónmi emitujúceho povrchu.
Ďalším predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť planárne elektrónové emitory, u ktorých je plocha emisie elektrónov väčšia a je iba obmedzená laterálnou veľkosťou QB-polovodičového plátku, ktorý je dnes asi 800 cm2 (tento limit môže byť samozrejme prekročený postavením modulov).
Ďalším predmetom predloženého planárne elektrónové emitory vhodné elektrónovým zväzkom.
vynálezu je poskytnúť pre planárnu litografiu
Počet technologických aplikácií planárneho emitoru kvazibalistických elektrónov je veľký a je zámerom autorov predloženého vynálezu nárokovať také použitie predloženého vynálezu v nich. Tieto aplikácie zahrnujú spôsoby a zariadenia/výrobky ako napríklad planárne litografie elektrónovým zväzkom, plochý panelový zobrazovač a emisiu poľom, vysokorýchlostné (straty) zariadenia na prenos signálu, vysoko účinné detektory, účinné zdroje svetla, mikroskopie elektrónovou emisiou, dvojrozmerné elektromagnetické žiarenie a/lebo zostavy detekcie častíc, vysokorýchlostné ľahko integrovateľné polovodičové komponenty, polovodivé zariadenie využívajúce balistické elektróny, rôzne (nové) elektrónové zdroje a ďaľšie.
Podstata vynálezu
Vyššie uvedené ciele poskytuje, podľa prvého aspektu predloženého vynálezu, zariadenie zahrnujúce :
- prvok vykazujúci prvý a druhý povrch s tým, že
- prvý povrch je prispôsobený pre nesenie prvého elektrického náboja, a že druhý povrch je prispôsobený pre nesenie druhého elektrického náboja, prvý povrch je podstatne paralelný s druhým povrchom a kde
- prvok obsahuje materiál alebo materiálovú štruktúru,
- ktoré sú pripravené tak, že redukujú rozptyl elektrónov vovnútri tohoto materiálu alebo materiálovej štruktúry, a vykazujú vopred stanovenú kryštálovú orientáciu, ktorá je kolmá na prvý alebo na druhý povrch,
- prostriedky na poskytovanie elektrického poľa cez aspoň časť prvku, ktoré tieto prostriedky obsahujú :
- prostriedky na poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu prvku, a
- prostriedky na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu prvku, pričom druhý elektrický náboj je za účelom pohybu elektrónov v smere v podstate kolmom k prvému alebo ku druhému povrchu odlišný od prvého náboja
Podľa druhého aspektu sa predložený vynález týka zariadenia zahrnujúceho :
- prvok vykazujúci prvú a druhú plochu povrchu s tým, že
- prvá plocha povrchu je prispôsobená pre nesenie prvého elektrického náboja, že druhá plocha povrchu je prispôsobená pre nesenie druhého elektrického náboja, a že
- tento prvok obsahuje materiál alebo materiálovú štruktúru, ktoré sú pripravené tak, že redukujú rozptyl elektrónov vovnútri tohoto materiálu alebo materiálovej štruktúry, a vykazujú vopred stanovenú kryštálovú orientáciu, ktorá je kolmá na prvý alebo na druhý povrch,
- prostriedky na poskytovanie elektrického poľa cez aspoň časť prvku, ktoré tieto prostriedky obsahujú :
- prostriedky na poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu prvku, a
- prostriedky na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu prvku, pričom druhý elektrický náboj je za účelom pohybu elektrónov v smere v podstate kolmom k prvému alebo ku druhému povrchu odlišný od prvého náboja.
Materiál alebo materiálová štruktúra podľa prvého alebo podľa druhého aspektu môže obsahovať polovodič, a to napríklad kremík, germánium, karbid kremíku, arzenid gália, fosfid india, antimonid india, arzenid india, arzenid hliníku, telurid zinku alebo nitrid kremíku, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
Za účelom redukcie rozptylu a teda uľahčenia pohybu kvazibalistických elektrónov môže byť materiál alebo materiálová štruktúra legovaná jedným alebo viacej z nasledovne uvedených legovacích látok : fosfor, lítium, antimón, arzén, bór, hliník, tantal, gallium, indium, bizmut, kremík, germánium, síra, cín, telúr, selén, uhlík, berýlium, horčík, zinok alebo kadmium. Vopred určený stupeň legovania môže byť menší ako 1 x 10xa cm-3, napríklad menej ako 1 x 1016 cm-3, napríklad menej ako 1 x 1014 cm-3, napríklad menej ako 1 x 1013 cm-3, napríklad menej ako 1 x 1012 cm-3.
Prostriedky na poskytnutie prvého elektrického náboja na prvý povrch môžu obsahovať aspoň čiastočne vodivý materiál alebo materiálovú štruktúru. Podobným spôsobom prostriedky na poskytnutie druhého elektrického náboja môžu obsahovať aspoň čiastočne vodivý materiál alebo materiálovú štruktúru.
Aspoň čiastočne vodivý prvý a druhý materiál alebo materiálová štruktúra môžu predstavovať tenké vrstvy, z ktorých každá vykazuje prvý a druhý povrch. Tieto vrstvy môžu obsahovať jeden alebo viacej z nasledovne uvedených materiálov : zlato, chróm, platina, hliník, meď, cézium, rubídium, stroncium, indium, prazeodym, samarium, ytterbium, francium alebo európium, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
Pre účely poskytovania energie do systému môže byť druhý povrch prvej vrstvy funkčne pripojený k prvému vývodu zásobníku náboja, zatiaľ kým prvý povrch môže byť usporiadaný v priamom kontakte s prvým povrchom materiálu alebo materiálovou štruktúrou prvku. Podobne môže byť prvý povrch druhej vrstvy pripojený k druhému vývodu zásobníku náboja, zatiaľ kým druhý povrch sa nachádza v priamom kontakte s druhým povrchom materiálu alebo materiálovou štruktúrou prvku.
Zásobník náboja môže zahrnovať batériu alebo akýkoľvek ďalší, pre uvedený účel použiteľný elektrický zdroj, ktorý je spôsobilý poskytovaniu stejnosmerného alebo striedavého prúdu do výrobku.
Prvá a druhá vrstva môže obsahovať kov alebo vysoko legovaný polovodičový materiál so stupňom legovania vyšším ako 1 x 10lv cm“3.
Podľa tretieho aspektu sa predložený vynález týka spôsobu poskytovania prvého typu elektrónov, a tento spôsob obsahuje kroky :
- opatrenie prvku vykazujúce prvý a druhý povrch, kde
- uvedený prvý povrch je prispôsobený pre nesenie prvého elektrického náboja a uvedený druhý povrch je prispôsobený pre nesenie druhého elektrického náboja, pričom prvý povrch je v podstate paralelný s druhým povrchom, a kde
-prvok obsahuje materiál alebo materiálovú štruktúru, ktoré sú pripravené tak, aby zaisťovali redukciu rozptylu elektrónov vovnútri materiálu alebo materiálovej štruktúry, a vykazovali vopred určenú kryštálovú orientáciu, ktorá je kolmá k prvému alebo ku druhému povrchu,
- opatrenie prostriedkov na poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu prvku, a
- opatrovanie prostriedkov na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu prvku, pričom tento druhý elektrický náboj je za účelom zaistenia pohybu elektrónov v smere v podstate kolmom k prvému alebo k druhému povrchu odlišný od prvého náboja.
Podľa uvedených skutočností môže prvý typ elektrónov obsahovať elektróny prekračujúce prvok s normálnymi stratami, zatiaľ kým druhý typ elektrónov môže obsahovať kvazibalistické elektróny.
I
Materiál alebo materiálová štruktúra, tvoriaca aspoň časť prvku, môže obsahovať polovodičové materiály. Zoznam vhodných materiálov alebo ich kombinácia boli uvedené v spojené s prvým a druhým aspektom predloženého vynálezu. Podobne, príprava môže obsahovať legovanie za použitia vyššie uvedených legovacích látok a v takom rozsahu, ktorý by zaistil redukciu rozptylu kvazibalistických elektrónov.
Za účelom zaistenie pohybu kvazibalistických elektrónov môže byť aplikovaný rozdiel potenciálu medzi prvým a druhým povrchom prvku väčší ako 2 volty. Vhodné materiály alebo materiálové štruktúry pre poskytovanie prvého a druhého náboja prvku môže obsahovať kov alebo vysoko legovaný polovodičový materiál so stupňom legovania vyšším ako 1 x 1O1V cm-3. Príklady takýchto materiálov sú : zlato, chróm, platina, hliník, meď, cézium, rubídium, stroncium, indium, prazeodym, samarium, ytterbium, francium alebo europium, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
V štvrtom aspekte sa predložený vynález týka spôsobu výroby výrobku uvedeným spôsobom obsahujúcim kroky :
- opatrenie povolodičového materiálu alebo materiálovej štruktúry vykazujúcej prvý a druhý povrch, ktorý druhý povrch je v podstate paralelný s prvým povrchom, pričom uvedený polovodičový materiál alebo materiálová štruktúra vykazuje vopred stanovenú kryštálovú orientáciu, ktorá je kolmá k prvému povrchu,
- uskutočnenie povrchovej úpravy prvého a druhého povrchu za účelom redukcie hrubosti príslušného povrchu,
- legovanie povolodičového materiálu alebo materiálovej štruktúry legovacou látkou’ za účelom docielenia vopred stanoveného stupňa nalegovania, a zaistenie redukcie rozptylu elektrónov vovnútri materiálu alebo materiálovej štruktúry,
- opatrenie aspoň čiastočného vodivého prvého materiálu alebo materiálovej štruktúry, pričom uvedený prvý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvu vykazujúcu prvý a druhý povrch s tým, že druhý povrch je funkčne spojený s prvým vývodom zásobníku náboja, a že prvý povrch je v priamom kontakte s prvým povrchom materiálu alebo materiálovej štruktúry prvku, a
- opatrenie aspoň čiastočne vodivého druhého materiálu alebo materiálovej štruktúry, pričom uvedený druhý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvu vykazujúcu prvý a druhý povrch s tým, že prvý povrch je funkčne spojený s druhým vývodom zásobníku náboja, a že druhý povrch je v priamom kontakte s druhým povrchom materiálu alebo materiálovej štruktúry prvku.
Čo sa týka vyššie uvedených materiálov alebo materiálových štruktúr, bol v súvislosti s prvým a druhým aspektom predloženého materiálu uvedený zoznam pre tento účel vhodných materiálov alebo ich kombinácií. Podobne môže príprava obsahovať legovanie za použitia vyššie uvedených legovacích látok a v takom rozsahu, ktorý by zamedzil rozptylu kvazibalistických elektrónov.
' Vopred určená kryštálová orientácia môže zahrnovať orientáciu 111, 110 alebo 100 , alebo akúkoľvek orientáciu príslušnú pre kryštálovú štruktúru prvku. Povrchová úprava môže zahrnovať rôzne druhy techník ako napríklad leptanie a/lebo brúsenie. Brúsenie môže zahrnovať optické a/lebo mechanické leštenie.
Čo sa týka legovacích látok, tieto môžu byť zvolené zo skupiny obsahujúcej : lítium, fosfór, antimón, arzén, bór, hliník, tantal, gálium alebo indium. Stupeň legovania môže byť menší ako 1 x 10iS cm-3, napríklad menej ako 1 x 1016 cm-3, napríklad menej ako 1 x 101 1 cm-3, napríklad menej ako 1 x 1013 cm-3, napríklad menej ako 1 x 1012 cm-3.
Aspoň čiastočne vodivý prvý materiálová štruktúra môže obsahovať polovodičový materiál so stupňom a druhý materiál alebo kov alebo vysoko legovaný legovania vyšším ako 1 x 1017cm·”3. Vhodné a pre tento účel zahrnujú zlato, platinu, chróm, hliník ľubovoľné vzájomné kombinácie.
použiteľné materiály alebo meď, alebo ich
Podľa piateho aspektu sa predložený vynález týka plochého panelového zobrazovača, ktorý obsahuje :
- zariadenie podľa prvého aspektu predloženého vynálezu, pričom tento panelový zobrazovač ďalej obsahuje :
- vrstvu materiálu prispôsobenú pre emitovanie svetla veľkého množstva vlnových dĺžok počas expozície elektrónov s tým, že táto vrstva materiálu vymedzuje, v rovine v podstate paralelnej k prvému a k druhému povrchu prvku, dvojrozmernú maticu s jedným alebo viacej povrchovými prvkami, pričom každý z uvedených povrchových prvkov je prispôsobený pre emitovanie svetla vopred určenej vlnovej dĺžky, a
- prostriedky pre selektívne overovanie elektrónov jedného alebo viacej povrchových prvkov uvedenej dvojrozmernej matice.
Vrstva materiálu pre emisiu množstva vlnových dĺžok môže obsahovať vhodné luminofory alebo štandardné luminofory farebnej televízie. Vrstva materiálu môže byť držaná prvým alebo druhým povrchom prvku. Inak vrstva materiálu môže byť držaná dodatočným prvkom.
Aby bola získaná celkom farebná informácia, emitované svetlo môže obsahovať aspoň tri vlnové dĺžky zodpovedajúce aspoň trom farbám. Kombináciou týchto troch vlnových farieb môže sa dať odvodiť akákoľvek farba vo viditeľnom rozsahu. Emitované vlnové dĺžky môžu zodpovedať farbám červená, žltá a modrá alebo farbám červená, zelená a modrá.
Výberové prostriedky môžu obsahovať vzor, aby definovali, v rovine v podstate paralelnej k prvému alebo k druhému povrchu, dvojrozmernú maticu elektricky ovládateľných prvkov matice, uvedený vzor je vytvorený aspoň čiastočne vodivým materiálom alebo materiálovou štruktúrou.
Podľa šiesteho aspektu sa predložený vynález týka spôsobu exponovania filmu, napríklad rezistentnej vrstvy, na množstvo elektrónov prvého typu, ktorý spôsob obsahuje kroky :
- opatrenie prvého prvku vykazujúceho prvý a druhý povrch s tým, že
- prvý povrch je prispôsobený pre nesenie prvého elektrického náboja, a druhý povrch je prispôsobený pre nesenie druhého elektrického náboja, a že
- uvedený prvok obsahuje materiál alebo materiálovú štruktúru, ktoré sú pripravené a vytvorené tak, že zaisťujú redukciu rozptylu elektrónov vovnútri materiálu alebo materiálovej štruktúry, a vykazujú vopred určenú kryštálovú orientáciu, ktorá je kolmá k prvému alebo k druhému povrchu,
- opatrenie druhého prvku, pričom tento druhý prvok je prispôsobený pre nesenie filmu, ktorý sa bude exponovať na množstvo elektrónov prvého typu,
- opatrenie vzorovanej absorpčnej vrstvy, pričom táto absorpčná vrstva je prispôsobená pre absorbovanie elektrónov prepustených cez prvý prvok v polohách určených uvedeným vzorom,
- zaistenie prvého elektrického náboja pre prvý povrch prvého prvku, a
- zaistenie druhého elektrického náboja pre durhý povrch prvého prvku, pričom tento druhý elektrický náboj má za účelom zaistenia pohybu z prvého povrchu smerom k druhému povrchu, v porovnaní s prvým elektrickým nábojom, opačné znamienko, a
- zaistenie tretieho elektrického náboja pre druhý prvok, pričom tento tretí elektrický náboj vykazuje rovnaké znamienko ako druhý elektrický náboj.
Čo sa týka vyššie uvedených materiálov alebo materiálových štruktúr, bol vyššie, v súvislosti s prvým a druhým aspektom predloženého materiálu, uvedený zoznam vhodných, pre tento účel použiteľných materiá.lov alebo ich kombinácií. Podobne môže príprava obsahovať legovanie za použitia vyššie uvedených legovacích látok a v takom rozsahu, ktorý by zaistil zamedzenie rozptylu kvazibalistických elektrónov.
Prvý a druhý elektrický náboj sú prvému a druhému povrchu prvého prvku, poskytované, v uvedenom poradí, prostredníctvom prvého a druhého vývodu zásobníku náboja, pričom rozdiel potenciálu medzi prvým a druhým vývodom zásobníku náboja je väčší ako 2 volty. Tretí elektrický náboj, poskytovaný druhému prvku, je zaistený prostredníctvom tretieho vývodu zásobníku náboja.
Druhý prvok môže obsahovať kovový alebo polovodičový materiál ako kremík, germánium, karbid kremíku, arzenid gália, fosfid india, antimonid india, arzenid india, arzenid hliníku, telurid zinku alebo nitrid kremíku., alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
Nakoniec, prvý typ elektrónov môže obsahovať elektróny prekračujúce prvok s normálnymi stratami, zatiaľ kým druhý typ elektrónov môže obsahovať kvazibalistické elektróny.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Predložený vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom podrobného popisu príkladov jeho konkrétnych uskutočnení v spojení s pripojenou výkresovou dokumentáciou, v ktorej predstavuje :
Obr. 1 schématické a zjednodušené znázornenie pásu elektrónovej energie predloženého vynálezu, keď je aplikovaný nulový externý potenciál.
J
Obr. 2 schématické a zjednodušené znázornenie pásu elektrónovej energie podľa predloženého vynálezu, keď je aplikovaný konečný externý potenciál.
Obr. 3 zjednodušený model základnej štruktúry planárneho elektrónového emitoru podľa predloženého vynálezu.
Obr. 4 schématický bokorys, ak je plochý panelový zobrazovač predstavujúci vzorované elektródy a luminofor, neskoršie umiestnený medzi substrátom QB-polovodiča a anódou.
Obr. 5 pohľad zhora na zobrazenie na obr. 4.
Obr. 6 alternatívne uskutočnenie plochého panelového zobrazovača podľa obr. 4, u ktorého sú luminofory umiestnené za anódu.
Obr. 7 iné alternatívne uskutočnenie plochého panelového zobrazovača podľa obr. 4, u ktorého sú zabudované urýchľujúce elektródy a luminofory sú umiestnené za urýchľujúcu elektródu.
Obr. 8 schématický bokorys planárneho elektrónového emitoru doterajšieho stavu pre planárnu litografiu elektrónovým zväzkom. Medzi anódu a QB-polovodič je vložená šablóna materiálu absorbujúca elektróny. Je pridaná elektrónová urýchľujúca anóda a substrát, ktorý bude podrobovaný expozícii, je umiestnený pred túto elektróny urýchľujúcu elektródu.
t
Obr. 9 alternatívne uskutočnenie podľa obr. 8, v ktorom je substrát, ktorý bude podrobovaný expozícii, umiestnený za elektrónovú urýchľujúcu elektródu a zvonka vákua, zatiaľ kým celá štruktúra QB-polovodiča a elektród je umiestnená vo vákuu.
Obr. 10 ekvivalentné uskutočnenie podľa obr. 8, avšak vybavené planárnym kvazibalistickým emitorom podľa prednostného uskutočnenia predloženého vynálezu.
Obr. 11 schématické znázornenie zariadenia na implementáciu planárneho kvazibalistického elektrónového emitoru v plenárnej litografii elektrónovým zväzkom.
Obr. 12 fotografiu zariadenia z obr. 11.
Obr. 13 možnú šablónu, ktorá je uvedená na obr. 10.
Obr. 14 fotografiu rasrovacieho elektrónového mikroskopu znázorňujúcu štruktúry vytvorené planárnou litografiou elektrónovým zväzkom.
Obr. 15 trojrozmerné (3D) znázornenie interiéru uskutočnenia dvojrozmerných iluminačných panelov.
| Obr. uskutočnenia | 16 obr | trojrozmerné .15. | (3D) | znázornenie exteriéru |
| Obr. | 17 | alternatívne | uskutočnenie dvojrozmerných | |
| iluminačných | panelov. |
Obr. 18 schématické znázornenie planárnej
Schottkyho hradlovej diódy typickej, rýchlej, podľa predloženého vynálezu.
Obr. 19 schématické a zjednodušené znázornenie elektrónového energetického pásu podľa predloženého vynálezu k uskutočneniu fotosenzitívnych a fotoemitujúcich zariadení.
Obr. 20 schématické znázornenie typického planárneho MESFET tranzistoru.
Obr. 21 schématické znázornenie zariadenia podľa predloženého vynálezu na detekciu a zaznamenanie dvojrozmerných optických signálov/obrazov.
Obr. 22 schématické znázornenie uskutočnenia zariadenia na spracovanie optického signálu/obrazu.
Obr. 23 schématický diagram energie jednej z možných konštrukcií solárnych článkov podľa predloženého vynálezu.
Obr. 24 schématické znázornenie podľa uskutočnenia mikroskopie elektrónovou autoemisiou.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Predložený vynález bude najprv popísaný teoreticky za použitia uskutočnenia planárneho elektrónového emitoru (PEE) s odkazmi na obr. 1 a 2. Tiež z dôvodu jasnosti, bez toho, že by došlo ku strate platnosti a všeobecnej platnosti nasledujúcich argumentov, bude použitý zjednodušený model, ktorý tiež používa špecifickú sadu elektród. Za žiadnych okolností by to nemalo byť vyložené ako obmedzujúci faktor predloženého vynálezu. Špecifická konfigurácia, znázornená na obr. 1 a 2, je použitá výhradne pre demonštratívne účely a ďaľšie omnoho všeobecnejšie a/lebo odlišné konfigurácie sú možné a musia byť uvažované, že spadajú do predloženého vynálezu.
Na obr. 1 je znázornená štruktúra elektrónového pásu ako funkcia priestorového usporidania časti polovodiča alebo izolačného materiálu, kde sú označené dve množstvá, pre elektrický prenos najviacej významné, mechanická energia E^ (vršok valenčného pásu) a E^ (spodná časť vodivostného pásu). Tieto dve energie Ec a Ev sú oddelené odstupom pásma E^. Sada dvoch kovových elektród, 1 (katóda) a 4 (anóda) sú umiestnené na príslušných povrchoch S2 a S3 uvedenej časti polovodiča alebo izolačného materiálu. Z dôvodu zjednodušenia sa predpokladá, že sú tieto dve elektródy identické.
Pri nula stupňoch Kelvina všetky množstvá mechanických stavov elektrónov nad E a nad chemickým potenciálom (λιμ ο1ϊ) kovovej elektródy sú neobsadené, zatiaľ kým pod E^ a pod chemickým potenciálom (PMch) kovovej elektródy sú obsadené. Pri určitej konečnej teplote napríklad 300 stupňov Kelvina a pri termodynamickej rovnováhe sa predpokladá, že chemický potenciál vovnútri uvedenej časti polovodiča alebo izolačného materiálu (Λΐθο1Γ1) leží niekde blízko stredu odstupu. Z dôvodov jednoduchosti sa predpokladá, že tento chemický potenciál koinciduje (v energii) s chemickým potenciálom kovových elektród vytvárajúcich týmto spôsobom to, čo je známe ako neutrálny elektrický kontakt. Pri tejto konečnej teplote tu bude malá, ale konečná koncentrácia n mobilných elektrónov pri energii a malá, ale konečná koncentrácia n^ mobilných dier pri Ev. Okrem toho sa predpokladá, že je platná čiastočne klasická aproximácia, čo znamená, že nenastávajú lokálne zmeny v štruktúre elektrónového pásu, ak je aplikované vonakjšie elektrické pole. Pôsobenie tohoto poľa je zodpovedné za príslušný závislý energetický posun všetkých množstiev mechanických energií pri danej vzdialenosti x vďaka prítomnosti klasického elektrického potenciálu.
V(x) = E . x (1)
Obr. 1 potom popisuje celkovú situáciu pri konečnej teplote, kedy nie je aplikované žiadne vonkajšie elektrické pole.
Situácia popísaná na obr. 1 sa zmení na situáciu na obr. 2, keď je konečný negatívny elektrický náboj Q dodaný do kovovej elektródy 1 a zodpovedajúci elektrický náboj 4 Q je odstránený z kovovej elektródy 2. Tieto dodatočné náboje na dvoch uvedených elektródach spôsobia prítomnosť konštantného elektrického poľa E vovnútri uvedenej časti polovodiča alebo izolačného materiálu.
Pri nízkom ohmickom elektrickom poli E 100 V/cm; viď tiež obr. 2) bude pohyblivosť a koncentrácia tepelných elektrónov n a dier n (viď obr. 2) zostávať konštantná, zatiaľ kým ich driftová rýchlosť s^ bude meniť podľa vzťahu :
V-drift (elektrónov; dier)=mobilita (elektrónov; dier). E (2), v dôsledku čoho s narastajúcou aplikáciou elektrického poľa E narastajú aj príslušné prúdy I a I (viď obr. 2). Zložka I (viď obr. 2) je príspevok k prebiehajúcemu cez štruktúru kvazibalistických elektrónov, čo celkovému elektrickému prúdu znázornenú na obr. 2 od sú tie elektróny, injektované do uvedenej časti polovodivého alebo izolačného materiálu z kovovej elektródy 1, ktorá v podstate nedovoľuje akékoľvek straty energie ani akékoľvek znateľné momentové zmeny, zatiaľ kým sa pohybuje cez uvedenú čast polovodivého alebo izolačného materiálu smerom ku kovovej elektróde 2 pozdĺž trajektórie kvazibalistických elektrónov znázornenej na obr. 2. Súčasť I elektrického prúdu je vďaka týmto elektrónom (kvazibalistickým elektrónom), ktoré po pohybu od kovovej elektródy 1 cez uvedenú časť polovodivého alebo izolačného materiálu do kovovej elektródy 2, vykazujú stále dostatočnú energiu (energiu väčšiu ako je energetická bariéra rozhrania emisný povrch S4 - voľný priestor) a konečnú, dostatočne veľkú zložku rýchlosti v smere x, aby unikli zo štruktúry zloženej z kovovej elektródy 1 plus uvedená časť polovodivého alebo izolačného materiálu plus kovová elektróda 2., do voľného priestoru f FS na obr. 2) cez povrch S4 emitujúci elektróny (viď obr. 2).
QB-Sem
Ďalej bude kvazibalistického príprava jednotlivých oblastí transmiteru/emitoru.
popísaná elektrónového spoločne s odporového
Teraz bude, príprava vysoko Kvazibalistický polovodič (QB-Sem), monokryštalická monokryštalického kremíková
Si prútu, kryštálov flotáciou. Z tohoto odvolaním na obr. 3, popísaná polovodiča alebo izolátoru, v tomto prípade uvedená vzorka odstrihnutá z pripraveného prútu boli plátky (doštičky) s orientáciou <111>kolmou Jednako iné orientácie priestorovej mriežky byť tiež vybrané s podobnými výsledkami, kryštálový materiál ako kremík, mala by metódou rastu pripravené tenké k povrchu doštičky. <110< a <100> môžu Ak je použitý iný byť zvolená vhodná orientácia priestorovej mriežky pre tento materiál. Ako povrch S2. tak aj S3 boli opticky leštené. Stupeň legovania fosforom (poskytujúci elektrónovú vodivosť) bol zvolený na 2,0.1012 cm-3. Kontakt (katóda) Schottkyho diódy bol pripravený úspešnou evaporáciou 50 Á chrómu na povrch S2 a nasledovnou evaporáciou 2000 Ä zlata. Anóda bola ohmická, pozostávajúca s koncentrácie luminoforu, degenerovanej kremíkovej vrstvy (tenká oblasť zodpovedá - 1 mikrónovej hrúbke, pod povrch S3 - viď obr. 3) a zhustený odparovaním nanesený zlatý film o hrúbke 150 A.
Oblasť 2 - Kvazibalistický polovodič nie je obmedzená na pripravený množstvom materiálov. Je iba existencia konečného odstupu pásma E^ (viď obr. 1) pre vhodnom ale
Voľba kvazibalistického polovodiča jeden konkrétny materiál, ale môže byť rôznych spôsobov, za použitia rôznych žiadaná a existencie kvazibalistických trajektórií protiľahlými povrchmi materiálu. Vo uvedený materiál (QB-Sem) kremík, kombinovaných polovodičov (ako napríklad kombinovaných polovodičov Kryštalografická orientácia, legovania a teploty činnosti parametre pri zvažovaní polovodiča.
sú tiež plytké a konečného výberu vhodného elektróny medzi uskutočnení je skupina III-V a skupiny II-VI kandidátmi.
GaAs) dobrými hlboké prímesi stupňa zariadenia sú dôležité kvazibalistického
Tiež veľmi vhodné ako kvazibalistický polovodič (aspoň v podstate) sú izolátory, ako SiO__, Al^C^, karbid kremíku, nitrid kremíku, diamant (alebo diamantové uhlíkové častice) a iné. Niektoré z materiálov boli alebo sú skúmané v spojení s ich použitím práve ako zdroja pre emisiu elektrónov elektrickým poľom (viď doterajší stav techniky).
Oblasť 1 a povrchy SI a S2_ - oblasť katódy
V prednostnom uskutočnení, znázornenom na obr. 3, je oblasť katódy vytvorená odparením povlaku chrómu a zlata na povrch S2 kremíkovej vzorky, vytvárajúcej týmto spôsobom usmerňujúci kontakt Schottkyho diódy. Jediný účel oblasti katódy jednako je udržovať rôzne množstvo záporného náboja ú q na povrchu S2, a to môže byť uskutočnené mnohými rôznymi spôsobmi.
V jednej takej alternatíve skupenstvo čiastočne ionizovaného oblasť je 1 iba plynné plynu ako napríklad argónu a/lebo dusíku. V tomto prípade nie je teda vyžadovaná kovová elektróda.
Na dosiahnutie optimálneho chovania katódy ako elektrónového injektoru elektrónov do oblasti QB-polovodiča (vzťahová značka 2 na obr. 3) je vyžadované, aby uvedený dostatočne záporný nábor ΔQ z batérie (viď obr. 3) posunul chemickým potenciálom (viď obr. 2), čo možno najviacej (nárast elektrónov injektovaných do QB-polovodiča). To môže byť dosiahnuté znížením hustoty elektrónov na rozhraní stavov prostredníctvom mechanickej, chemickej a/lebo tepelnej úpravy povrchu S2. Ak je kovová katóda či nutná alebo požadovaná, táto úprava povrchu S2 je uskutočnená pred pokovovaním. Alebo alternatívne, môže byť zvolený kovový materiál s nízkou elektrónovou hustotou stavu pri Fermiho hladine a/lebo nízkou elektrónovou výstupnou funkciou.
Oblasť 4 a povrchy S3 a S4 - oblasť anódy
Akó bolo popísané vyššie, bola v blízkosti povrchu S3 upravená tenká oblasť kremíkovej vzorky s vysokou dávkou fosforu, v dôsledku čoho došlo k jej degenerácii. Potom bol na uvedený povrch S3, ktorý bol predtým upravený optickým
- 37 leštením, deponovaný tenký povlak zlata, a vytvorená štruktúra ako celok tak zaisťuje vytvorenie ohmického kontaktu s kremíkovou vzorkou. Popísaná príprava oblasti anódy by teda nemohla viesť k najoptimálnejšiemu chovaniu uvedeného planárneho elektrónového emitoru PEE.
Ako u oblasti zaistiť, aby rôzne odstránené z povrchu sa optimálneho fungovania uvedenej oblasti anódy je mohlo byť katódy, jediný účel oblasti množstvá záporného náboja 4 q oblasti S3. Jednako tu požiadavky týkajúce (anódy) sú odlišné od tých, ktoré platia pre oblasť katódy. Dierový prúd I (viď obr. 2) by mal byť minimalizovaný (prúd I narastá, ako sa chemický potenciál rozhrania pohybuje v energii dole - viď obr. 2) rovnako ako hrúbka kovovej anódy (pomerne veľké energetické straty kvazibalistických elektrónov pri pohybe cez oblasť 4). Na dosiahnutie prvého z týchto cieľov potrebujeme buď kov s veľmi vysokou hustotou elektrónov stavov pri Fermiho hladine a/lebo vysokú hustotu stavov vovnútri rozhrania povrch S3 - oblasť 4. Ako pri príprave povrchu S2, tiež tu môže byť tohto dosiahnuté vhodnou mechanickou, chemickou a/lebo tepelnou úpravou uvedeného povrchu S3 pred pokovovaním.
Aby sa dosiahol druhý cieľ, môže byť zvolená ešte iná alternatíva. V tomto prípade je povrch S3 zbavený kovovej elektródy (oblasť 4 na obr. 3) elektróda (urýchľovacia elektróda 7 a je umiestnená dodatočná elektrónov - viď napríklad obr. 8) vovnútri voľného priestoru FS (viď obr. 3) a v blízkom okolí povrchu £3,. Táto dodatočná elektróda je predpätím pri relatívne vysokom kladnom potenciále vzhľadom k povrchu S3 a/lebo oblasti katódy 1, polarizujúcej týmto spôsobom celú zostavu. Pokiaľ nie je vyvolané elektrické pole vovnútri oblasti 2 dostatočné pre akceleráciu kvazibalistických elektrónov vovnútri oblasti 2 na požadované energie, aby tieto elektróny unikli cez uvedený povrch S3 do voľného priestoru FS, povrch S3, môže byť geometricky zakrivený takým spôsobom, aby narástlo uvedené elektrické pole lokálne v bodoch (a/lebo ostro zakrivených oblastiach) povrchu S3. priestorovo najbližšie k urýchľujúcej elektróde 7 elektrónov na obr. 8.
Nakoniec môže byť geometricky zakrivený povrch S3 prikrytý tenkou kovovou elektródou (slúžiacou ako anóda), celá zostava planárneho elektrónového emitoru (zahrnujúci elektródu 7 akcelerácie elektrónov) je podobná usporiadaniu znázornenému na obr. 8. V takomto usporiadaní sú elektrické dopady vybijania/nabíjania na geometricky zakrivený povrch S3 minimalizované.
Je dôležité zdôrazniť skutočnosť, že tvar povrchu S3 emitujúci elektróny (povrch S4. ak je prítomná elektróda 4) nemusí byť vyložene rovinný.
Chovanie QB-Sem
Vzorka bola umiestnená do vákua a pri vonkajšom napätí 4,0 voltov (smerom k predpätiu) medzi katódou a anódou (pri štyroch voltoch naprieč 0,5 milimetre - hrúbka kremíkovej vzorky), bola spozorovaná relatívne veľká a laterálna homogénna elektrónová emisia prúdu I . Veľkosť emisie prúdu I značí, že až 30 % zo em em všetkých elektrónov injektovaných do kremíkovej vzorky z katódy dosiahlo anódy s energiou 4 eV (elektrónová afinita v kremíku je 4,0 eV) nad energiou (viď obr. 2) dostatočnou, elektróny prekonali energetickú bariéru povrch
- rozhrania vákua a unikli do voľného priestoru FS aby tieto
S4 anódy (viď obr.
3)-
Popis konkrétnych uskutočnení predloženého vynálezu
Predložený vynález bude najprv popísaný v praxi za použitia uskutočnenia planárneho elektrónového emitoru (PEE) spoločne s odkazmi na obr. 3, ktorý predstavuje základné schéma jedného z možných hmotných foriem vhodného uskutočnenia podľa predloženého vynálezu.
Oblasť 1 (katóda) je pripojená ako v oblasti 2 (časť kvazibalistického polovodiča) cez povrch S2, tak aj k zápornému pólu vonkajšieho elektrického zdroja 8 náboja/napätia (batérie) cez kontaktný článok (ECP). Jej (katódy) úloha, spoločne s batériou je dodávať a udržiavať záporný elektrický nábojziQ (elektróny) na povrchu S2. V rovnakej chvíli je záporný elektrický nábojôQ odstránený z oblasti 4. (anódy). Anóda je pripojená k oblasti 2 cez povrch S3 a ku kladnému pólu vonkajšieho elektrického zdroja 8 náboja/napätia cez ECP, uvedené napájanie 8 udržuje povrch S3 kladne nabitý. U tohoto spôsobu je ustálené rovnomerné elektrické pole E medzi povrchmi S2 a S3, spôsobujúce konečný elektrický prúd I prúdiaci cez oblasť 2. Vzhľadom k obr. 2 sa elektrický prúd I skladá z troch zložiek : Ιβ, I a I . Zatiaľ kým prvé dve zložky vytvárajú pozadie elektrického prúdu I , zložka I je tvorená tou časťou elektrónov (odteraz označené ako kvazibalistické elektróny), ktoré fyzicky opustia zariadenie a vstúpia do voľného priestoru FS (viď obr. 3), ak je dostatočne vysoké elektrické pole E a medzi povrchmi S2 a S3 sa udržuje zodpovedajúci elektrický potenciálny rozdiel (V = E . tl).
Pokiaľ je časť polovodiča alebo izolačného materiálu (oblasť 2 ďalej označovaná ako QB-Sem) vhodne pripravená, povrchy S2 a S3 sú vhodne upravené a oblasti 1 a 2 sú vhodne zvolené a vytvorené, časť elektrického prúdu I (prúd emisie em elektrónov) sa môže stať väčším v porovnaní k prúdu pozadia I
Pri vhodnom zvolení a príprave QB polovodiča môže byť potom, aj bez akýchkoľvek snáh o optimalizáciu (zahrnujúcu optimalizáciu povrchov S2 a S3), nameraný prúd I veľkosti ©m rádové stovky nanoampérov na centimeter štvorcový v elektrickom poli rádové 100 Voltov/cm (od tohoto okamihu tu označovaného ako ohmické elektrické pole) s celkovou makroskopickou hrúbkou (menšou ako milimetre) zariadenia L2. S dĺžkou LI (druhá odmocnina z plochy zariadení) v rádoch 30 cm (napríklad dnešná veľkosť kremíkových doštičiek). Zariadenie zobrazené na obr. 3 je veľkoplošný elektrónový emitor, ktorý je veľmi ľahko vyrobiteľný a môže byť vyrábaný pri konkurencieschopnej cene aj v porovnaní so štandardnými CRT televíznymi obrazovkami.
Vo vhodnom uskutočnení znázornenom na obr. 3, bolo dostatočné injektovanie elektrónov z katódy do kremíkovej vzorky (injektovanie elektrického náboja - viď obr. 2) dosiahnuté elektricky, zásobovaním kovovej elektródy 1 (katódy) dostatočným množstvom záporného náboja 4 Q z batérie. Jednako, ak elektrón injektovaný z oblasti katódy do QB-polovodiča je tiež silne teplotné závislý, alternatívne uskutočnenie plenárneho elektrónového emitoru podľa predloženého vynálezu môže zahrnúť vyhrievanú štruktúru katódy (oblasť 1 - viď obr. 3). V ešte inom alternatívnom uskutočnení sú elektróny injektované do QB-polovodiča fotoilumináciou emisného povrchu oblasti katódy S2 (v niektorých prípadoch môže táto oblasť zahrnovať časť QB-polovodiča vedľa povrchu S2) cez povrch SI. Toto uskutočnenie uvedeného planárneho elektrónového emitoru PEE podľa predloženého vynálezu je čiastočne užitočné v aplikáciách optoelektroniky. Tieto spôsoby na injektovanie elektrónov budú popísané v príslušných vhodných uskutočneniach nasledujúcich sekcií.
Planárny elektrónový emitor podľa predloženého vynálezu bude teraz demonštrovaný prostredníctvom popisu vhodného uskutočnenia znázorneného na obr. 3. Existuje tu jednako množstvo iných uskutočnení, všetky podľa predloženého vynálezu, ktoré sa týkajú voľby iných materiálov, návrhu, prípravy a konštrukcie uvedeného planárneho elektrónového emitoru, uvedené rozdiely sú diktované požiadavkami na použitie. Malo by byť zdôraznené, že aj keď sú elektróny emitované do voľného priestoru v PEE použitom na popísanie základných princípov QB-polovovdičov, nie je to nutne požiadavka. U niektorých iných možných uskutočnení bude predvedené, že základná charakteristika QB-polovodiča, kvazibalistický prenos elektrónov, môže tiež zlepšiť mnoho polovodičových zariadení nevykazujúcich emisiu.
Príklady použitia uskutočnení predloženého vynálezu
Množstvo aplikácií predloženého vynálezu, okrem planárneho elektrónového emitoru, bude teraz iluštrované a diskutované detailnejšie spoločne s odvolaním na obr. 3 až 24. Väčšina z každej oblasti použitia využívajúca predložený vynález bude teraz vyzdvihnutá, aj keď každá oblasť použitia a/lebo výrobok bude iluštrovaný za pomoci určitého vhodného uskutočnenia a zodpovedajúcemu obrázku (rešpektíve obrázkov). Ku každému vhodnému uskutočneniu existuje množstvo iných uskutočnení a/lebo modifikácií vhodného uskutočnenia, ktoré používajú predložený vynález ako kľúčový komponent. Teda je nevyhnutné, aby popis predloženého vynálezu už podaný v predchádzajúcich odstavcoch a popis aplikácií predloženého vynálezu, ktorý bude nasledovať, nebol konštruovaný ako obmedzujúci podstatu predloženého vynálezu a jeho použitia.
Príklad 1. Plochý panelový zobrazovač s emisiou elektrickým polom (FE-FPD)
Jedno zo zrejmých použití predloženého vynálezu je jeho použitie v konštrukcii robustného, spoľahlivého, s nízkou spotrebou energie a lacného plochého panelového zobrazovacieho displeja s emisiou poľom (FE-FPD).
Obr. 4, ktorý predstavuje schému prierezu pozdĺž línie A-A
FE-FPD znázornenom na obr. 5 jedným z možných FE-FPD s menej vákua podľa predloženého vynálezu. S odvolaním na obr. 3, základná rovinná štruktúra predloženého vynálezu - 1 (katóda), 2. (QB-Sem) a 4 (anóda - v tomto uskutočnení transperantná) je jasne zrejmá tiež na obr- 4. Rozdiel je iba y tom, že v tejto aplikácii u plochého panelového displeja predloženého vynálezu katóda a anóda sú vzorované, a že je medzi povrchmi S3 QB-polovodiča a anódu 4 vložená zvláštna vrstva 3. Táto tretia vrstva pozostáva zo striedajúcich sa (vzorovaných) častí červenej 5, žltej 18 a modrej 11 fosforu alebo iných farebné svetlo vyžarujúcich luminoforov. Segmenty sú oddelené jeden od druhého svetlo nevyžarujúcom, elektróny absorbujúcom, materiálom 16.
Zloženie vrstiev, 1, 2 a 4 umožňuje výberové adresovanie (zapínanie prvku 23 (i, j) aplikáciou vhodných napätí) jednotlivých farebných segmentov (pixelov) a je znázornené na obr. 5. Tu je katóda 1 (vo forme kovových paralelných pásikov) uložená na zadný povrch S2 QB-polovodiča 2. Červené 5, žlté 18. a modré 11 luminoforové pásiky sú uložené na prednom povrchu S3 QB-polovodiča 2 v zarovnaní s uvedenými pásikmi katódy, ako je znázornené na obr. 5. Nakoniec anóda 4 tiež vo forme kovových paralelných pásikov je uložená na povrchu vrstvy 1, s kovovými pásikmi anódy v pravom uhle ku kovovým pásikom katódy, ako naznačené na obr. 5.
Elektrické vedenia 9 a 10 sú pripevnené k príslušným kovovým pásikom anódy a katódy cez elektrické stykové články ECP, celá štruktúra katóda - anóda vytvára týmto spôsobom výberové adresovateľnú maticu jednofarebných prvkov vyžarujúcich svetlo. Prvok (i, j) je zapnutý aplikáciou patričného napätia medzi vedením i-(katódou) a vedením j-(anódou). Elektrické vedenia 9 a 10 sú pripojené k zvyčajnému TV zapojeniu striedavého prúdu, ktoré poháňa celý FE-FPD schématicky znázornený na obr. 3, 4, 5, 6 a 7. Rozmery dl, d2, d3 a d4 pixelovej matice môžu byť optimalizované podľa želania, za použitia štandardnej polovodičovej vzorkovacej technológie pre vhodné priestorové požiadavky FE-FPD.
Typická celková veľkosť L1, L2 samostatného čipu FE-FPD znázorneného na obr. 4, 5, 6, a 7 je v súčasnej dobe rádové 20 cm x 20 cm s použiteľnosťou kremíkových doštičiek s priemerom 30 cm. Pokiaľ je vyžadovaný veľký farebný displej, ľubovoľný počet modulov samostatných čipov môže byť spojený dokopy na zodpovedajúcej podkladovej vrstve, za použitia segmentov d2 a d4 (viď obr. 5) ako spojujúcich oblastí, predchádzajúcich týmto spôsobom priestorovej degradácii vytvorenej optickej obrazovej kvality. Hrúbka L3 uvedeného FE-FPD znázorneného na obr. 4, 5, 6, a 7 je rádové jeden milimeter, pričom táto hrúbka je v podstate hrúbkou plátku QB-polovodiča.
Na obr. 6 sú vrstvy 3. a 4 za účelom iluštrácie ešte ďaľšie možné fyzické formy uvedeného FE-FPD, zamenené. Tu svetlo vyžarujúca vrstva 3 smeruje priamo do voľného priestoru FS. Povrch S5 môže prípadne obsahovať ochranný transparentný (anireflexný) poťah.
V tomto bode musí byť zdôraznené, že segmenty 5,6 a 11 znázornené na obr. 4, 5, 6 a 7 nemusia byť nutne luminofor. Svetlo vyžarujúca vrstva 3. predstavuje tiež iné typy elektrón-farba-svetlo konverzné materiály a/lebo zariadenia.
Jeden takýto typ je usporiadanie, ktoré môže byť popísané za pomoci obr. 4. V tomto prípade štruktúra (katóda), 2 (QB-polovodič), červené/žlté/modré (anóda) vytvára maticu farebných (CLED), iné FE-FPD usporiadanie prvky (5, 18, 11) a 4 svetlo vyžarujúcich diód za použitia predloženého vynálezu sú samozrejme možné a vhodné uskutočnenie znázornené na obr. 5, 6 a 7 by nemali nikdy byť považované ako obmedzujúce podstatu predloženého vynálezu v tomto rozsahu použitia.
Nakoniec, v prípadoch kde požiadavky definície farby, jasu a kontrastu nevyhovujú luminoforom a/lebo iným elektrón-svetlo konverzným prvkom/zarladeniam, ktoré sú dnes k dispozícii, štandardné TV farebné luminofory môžu byť ešte potrebné, ktoré vyžadujú celkom vysoké elektrónové energie (vysoké urýchľujúce napätie v rozsahu od 10 do 20 kV). Vákuové ploché panelové zobrazovače s emisiou poľom môžu byť potom ešte optimálnejším riešením jedného možného fyzického uskutočnenia využívajúceho predložený vynález, ktorý je znázornený na obr. 7.
V tejto konfigurácii je vrstva 3 vyžarujúce farebné svetlo, znázornená na obr. 4, 5, 6, odstránená zo základnej štruktúry 1 (katóda), 2 (QB-polovodič) a 4 (anóda) planárneho elektrónového emitoru a je umiestnená na opticky transparentný plát 13 (napríklad sklo), ktorý vytvára, spoločne s časťami 14 a 12 vákuové zapúzdrenie uvedeného vákuového FE-FPD. Elektrónová urýchľujúca elektróda 7, ktorá je umiestnená na vrstve 2 je s predpätím k príslušnému vysokému kladnému napätiu.
Toto usporiadanie zaisťuje, že kvazibalistické elektróny, ktoré opustili základnému plátku 12 za štruktúru (pripevnenú mechanicky k pomoci mechanických držiakov 15) planárneho elektrónového emitoru cez povrch S4, sú zrýchlené vovnútri voľného priestoru FS (nie vo vákuu) na dostatočne vysoké energie, aby zaistili vhodné fungovanie štandardných farebných TV luminoforov 5, 6 a 11.
Hrúbka (Diml) vákuového FE-FPD znázorneného na obr. 7 je v rádoch jedného centimetru, zatiaľ kým plocha (Dim 1) je bez náboja v porovnaní so skôr popísaným FE-FPD bez vákua.
Príklad 2. Planárna litografia elektrónovým lúčom
Za použitia planárneho elektrónového emitoru podľa predloženého vynálezu boli vyriešené hlavné nevýhody, čo sa týka krátkej životnosti planárnych elektrónových emitorov doterajšieho stavu techniky. Predložený vynález ponúka kvalitné, nové a robustné riešenie pre dnešné časy polovodičového priemyslu. Spôsob a uskutočnenie sú popísané na obr. 9 až 14.
1 I
Schématické znázornenie princípu pozadia planárnej litografie elektrónovým zväzkom bolo popísané v doterajšom stavu techniky za použitia obr. 8. V doterajšom stave techniky bol projekčný systém elektrónovej litografie demonštrovaný za použitia planárneho elektrónového emitoru z doterajšieho stavu techniky. Planárny elektrónový emitor predloženého vynálezu môže byť priamo implementovaný na miesto predchádzajúceho emitoru.
Jedno možné uskutočnenie podľa predloženého vynálezu takéhoto planárneho elektrónového emitoru je znázornené na obr. 10. Hlavný rozdiel od doterajšieho stavu techniky, ktorý predstavuje obr. 8, je nahradenie tenkej vrstvy 24 oxidu z obr. 8 kvazibalistickým polovodičov QB-Sem, ktorý je znázornený na obr. 10. Teraz späť k obr. 10, elektróny, injektované z katódy 1 do QB-polovodiča 2. cez povrch S2 putujú po kvazibalistických trajektóriach vovnútri QB-polovodiča. Vystupujú cez povrch S3 a vstupujú buď do vopred definovaného absorpčného vzoru 19 alebo do anódy 4. Časť kvazibalistických elektrónov nie je zastavená elektrónmi absorbujúcim vopred definovaným vzorom 19, potom majú dostatok energie, aby vstúpili do voľného priestoru FS cez povrch S4, ako napríklad elektrón v bode i. Tieto elektróny sú potom zrýchlené vovnútri oblasti voľného priestoru FS na dostatočne veľkú energiu elektrónovou urýchľujúcou elektródou 7. Elektrónová urýchľujúce elektróda 7 pozostáva v tejto čiastočnej iluštrácii z plátku a uloženého elektrónovéj citlivej rezistentnej vrstvy 6.
Cez elektrónové optické prostriedky, elektróny, ktoré vystupujú napríklad v bode i_ (viď obr. 10) sú zobrazené v bode j, ležiaceho vovnútri rezistentnej vrstvy 6. V tomto prípade celá litografická vzorka (vrstva 19) môže byť prenesená na uvedenú zostavu plátok - rezistentná vrstva naraz a nie postupne, ako je to v prípade so štandardnými litografiami elektrónovým zväzkom. Tiež tu nie sú hlavné limity na priečne rozmery vzorovanej vrstvy 19, a to znamená, že celý plátok môže byť spracovaný v jednej expozícii. Minimálny získateľný prvok (Mins) leží pod hranicou 0,15 mikrónu, ak je optimalizovaný elektrónovo optický systém spoločne s časťou planárneho elektrónového emitoru krokového elektrónového projekčného systému 1 : 1. Okrem toho, expozíciou celého plátku naraz, výkonnosť takéhoto planárneho litografického systému elektrónovým zväzkom je veľmi vysoká. Je možný veľký počet usporiadania planárnej elektrónovej litografie, usporiadanie znázornené na obr. 10 je práve jedným z nich.
Jedna z možných alternatív uskutočnenia, ktoré je znázornené na obr. 10, je na obr. 9. Čo sa týka obr. 9, je tu jasne zrejmá zhodná štruktúra kvazibalistického elektrónového emitoru so štruktúrou, diskutovanou v súvislosti s obr. 10. V konkrétnom vhodnom uskutočnení, znázornenom na obr. 9, boli urýchľujúca elektróda 7 a elektrónový scintilátor 17 vložené medzi štruktúru 1, 2, 19 a 4 planárneho elektrónového emitoru a plátok s fotorezistentnou vrstvou. Takéto usporiadanie umožňuje planárnemu elektrónovému systému vo vákuu (to je oblasť 17, 12 a 14, ktoré tvoria vákuové zapúzdrenie uvedenej štruktúry elektrónového emitoru) nepretržitú činnosť, pokial je to nevyhnutné, zatiaľ kým plátok k spracovaniu môže byť umiestnený na vrch scintilátoru 17. Činnosť vo vákuu poskytuje lepší elektrónový postup z emisného povrchu plátku a bez nutnosti tomu predchádzajúceho vyprázdnenia, výkon celého zariadenia je zvýšený. Ak vzduchový priestor vyznačený na obr. 9 je dostatočne malý, degradácia veľkosti minimálneho rysu Min vďaka optickému rozšíreniu môže byť držaná na minimu.
V publikáciách niektorých vynálezcov predloženého vynálezu uvedených v doterajšom stave techniky (viď H. Ahmed a spol., : Proceeding of the Conference on Microlithography, Vavendish Laboratory, Camridge 1989) je predstavené a demonštrované experimentálne na obr. 11, 12, 13 a 14 ako uskutočniť planárnu litografiu elektrónovým zväzkom v praxi. Je popísané chovanie zariadenia - Experiment 1 : 1 krokového mechanizmu elektrónovej projekcie, ktoré vyhovuje priemyslovým požiadavkám, pokiaľ ide o nutnosť litografických krokov počas
IC produkcie, čo je jasne demonštrované. Jeho schématické znázornenie je predstavené na obr.
značka 20 predstavuje katóda-QB-polovodič-anóda (veľmi
11. Tu uvádzaná vzťahová uvádzanú podobná v zostavu konštrukcii usporiadania znázornenému na obr. 10 - časti 1, 2, 19 a 4) vzťahová značka 6 predstavuje podkladový plátok s uloženou rezistentnou vrstvou, dosky a nakoniec vzťahová značka 21 je x, y umiestnenie vzťahová značka 22 predstavuje pár
Helmholtzových cievok na vytváranie homogénneho magnetického pole medzi zostavou katóda - anóda a zostavou plátok - x, y doska. V tomto konkrétnom usporiadaní je to zostava katóda QB-polovodič-anóda, ktorá bola so záporným predpätím vzhľadom k základovému plátku, ktorý je udržovaný pri temer nulovom elektrickom potenciále. Emitované elektróny sú zrýchlené v ustálenom elektrickom poli od vysokého záporného potenciálu smerom k nulovému elektrickému potenciálu. Paralelné elektrické a magnetické pole vytvára týmto spôsobom elektrónovo optický 1 : 1 projekčný systém, ktorý prevádza elektróny vystupujúce z určitého bodu na spodnom povrchu zostavy 20 katóda-QB-polovodič-anóda do jedného bodu vovnútri rezistentnej vrstvy 6 (viď tiež obr. 10).
Celkový pohľad na uvedený krokový mechanizmus elektrónovej projekcie 1 : 1 je znázornený na obr. 12a a niektoré typické experimentálne výsledky vzorovania plátku na obr. 13 a 14. Ako kladné, tak aj záporné rezistentné vrstvy boli testované pri typických dobách expozície v rádoch 0,1 sekundy, ľahko dosažiteľné minimum (dĺžka Min” na obr. 8) bolo v oblasti 0,15 mikrónu (viď obr. 13 a 14). Zatiaľ kým časť celku, exponovaná a vzorkovaná (opakovanie testu vzorov) kremíková spodná vrstva je znázornená na obr. 13, štrukturálne
| detaily testu demonštrujúce prototypu. | vzorov sú znázornené na obr. 14, jasne 0,15 mikrónové minimum schopností tohoto |
Príklad 3. Dvojrozmerné iluminačné panely
Vďaka jednoduchosti konštrukcie, robustnosti, nízkej stratovosti výkonu, nízkej prevádzkovej teplote á dvojrozmernej povahe planárneho elektrónového emitoru podľa predloženého vynálezu, uvedený planárny elektrónový emitor môže byť použitý veľmi obyčajne pri konštrukcii dvojrozmerných (rovinných alebo nerovinných) osvetľovacích zdrojov.
Jeden takýto možný osvetľujúci panel je schématicky znázornený na obr. 15 a 16. Tu základná vrstva planárneho elektrónového emitoru (katóda 1, QB-polovodič 2 a anóda 4) je použitá ako planárny zdroj elektrónov (pokiaľ je zodpovedajúce napätie aplikované medzi katódou a anódou) vystupujúcich do voľného priestoru ES. Tieto elektróny sú urýchlené vovnútri tohoto priestoru pomocou urýchľujúcej elektródy 7 a vstupujú do svetlo vyžarujúcej vrstvy 2. Opticky transparentný plát 13 (typicky sklenený plát), ktorý umožňuje vytvorenému svetlu opustiť uvedenú štruktúru, vytvára (spoločne s plátmi 14 a 12) vákuové zapúzdrenie celej zostavy.
V inom možnom usporiadaní je svetlo vyžarujúca vrstva 3 vynechaná a voľný priestor FS je naplnený zodpovedajúcim plynom a/lebo zmesou plynu, nevyhnutná ilumiácia je teraz vytvorená prostredníctvom ionizácie plynov a fluorescencie. Typické rozmery vyššie uvedenej plochej iluminácie sú vyznačené na obr.
16. Zatiaľ kým ľahko pod jeden
Diml”-hrúbka osvetľujúceho centimeter; ”Dim2” môže byť panelu môže byť ľahko v rádoch metrov.
Vďaka jednoduchosti konštrukcie môže byť predložený vynález použitý tiež v konštrukcii nerovinných (guľatých) dvojrozmerných osvetľovacích zdrojov. Jeden z možných usporiadaní takéhoto zdroja je schématicky znázorný na obr. 17. Tu katóda 1, QB-polovodič 2 a anóda 4 sú sústredené do valcovej vrstvy. QB elektróny vystupujú do voľného priestoru FS radiálne a po urýchlení za pomoci urýchľujúcej elektródy 7 vstupujúce do svetlo vyžarujúcej oblasti 3,. Vytvorené svetlo uniká cez transparentný (sklenený) obal 13. Tiež v tomto
I usporiadaní môže byť svetlo vyžarujúca vrstva 2 vynechaná a voľný priestor môže byť naplnený zodpovedajúcim plynom emitujúcim svetlo.
Príklad 4. Polovodičové komponenty a zariadenia
Nasleduje iba stručný popis niektorých typických aplikácií predloženého vynálezu na poli výroby polovodičových súčiastok, zariadení a integrovaných obvodov a musí byť zvažované niekoľko iluštratívnych príkladov a v žiadnom prípade by nemali predstavovať obmedzujúci faktor, čo sa týka použitia predloženého vynálezu na tomto zvažovanom poli. Príklady, ktoré budú predstavené, boli vybrané zo štyroch rôznych hlavných tried (A až D) polovodivých komponentov/zariadení, kde môže byť predložený vynález použitý :
V týchto príkladoch je uchovaná základná štruktúra (katóda, QB-polovodič a anóda) predloženého vynálezu, aj keď v niektorých aplikáciách sú iba využité vlastnosti kvazibaliätických elektrónov medzi dvomi elektródami, skôr ako
I ich schopnosť uniknúť do voľného priestoru FS (viď obr,. 2).
Názvy katóda” a ”anóda” nebudú vždy používané pri pokuse o väčšie použitie terminológie polovodičovej fyziky. Elektrónové prenosové vlastnosti QB-polovodiče sú veľmi podobné vlastnostiam elektrónov pohybujúcich sa medzi katódou a anódou vo vákuovej trubici, iba. teraz nie je nutné vákuum. Injektovanie elektrónov z katódy sa odohráva pri izbovej teplote a celé zariadenie, o ktoré ide, môže byť vyrobené v submikrónových rozmeroch. Týmto spôsobom predložený vynález kombinuje všetky výhody vákuových trubíc a celé moderné polovodičové technológie v pevnom stave.
Príklad 4a
Trieda A : Usmerňovanie a uloženie náboja (informácia)
Polovodičové komponenty/zariadenia v tejto triede zahrnujú bipolárne p-n, p-i-n diódy, tyristory rovnako tak ako množstvo unipolárnych zariadení ako MIS (kov-izolant-polovodivý materiál) diódy, CCD (súčiastka s väzbou nábojom), MIS tunelové diódy, MIS spínacie diódy, IMPATT diódy (rázová lavinová prieletová dióda) a BARITT diódy (hradlová prieletová dióda) a ďaľšie obdobné prieletové zariadenia.
Príklad : Kvazibalistická Schottkyho dióda
Obr. rýchlej, vynálezu, obvody 36 predstavuje schématické znázornenie typickej planárnej Schottkyho diódy podľa Tiež zobrazované sú ekvivaletné R, a 37 (viď patentové spisy US 5 627 479 predloženého C elektrické a EP 672 257
BI) popisujúce elektrickú citlivosť diódy 36 aQB-polovodičovej diódy 37 doterajšieho stavu techniky.
S odvolaním na obr. 18 môže byť badateľné, že diódový prúd Idiodo je riadený vyprázdňovaním odporu Rd, ktorý je zasa determinovaný predlžovaním oblasti zníženia W^. Dĺžka (šírka) tejto oblasti zníženia je exponenciálne závislá na aplikovanom napätí Vθθ medzi ohmické elektrické kontakty a kontakty Schottkyho diódy. Akcia usmerňovania je dosiahnutá prostredníctvom riadenia pomocou Vso, ktorý na oplátku zahrnuje exponenciálne silné náboje v Rd, že riadi diodový prúd 1<a±o<ae (priepustný a záverný diodový prúd). Ak tu nie je elektrónové rýchlostné nasýtenie, pri vysokých elektrických poliach je nevyhnutné zmenšiť celý rozmer L a najmä vzdialenosť Lso medzi prednou časťou oblasti zníženia a ohmickým kontaktom pri aplikáciách vysokej frekvenice. Kvazibalistická Schottkyho dióda podľa predloženého vynálezu uskutočniteľná pri vyšších frekvenciách bude charakterizovaná jednoduchšou konštrukciou a rezistoru R veľmi malým stratovým výkonom počas prepojenia za pomoci L (kvazibalistická elektrónová kinetická induktancia) v 37 na obr. 18.·
Príklad 4b
Trieda B : Fotosnímecie a fotoemitujúce zariadenie
Táto trieda polovodivých komponentov/zariadení zahrnuje okrem iné LED (dióda emitujúca svetlo), fotodiódy, polovodivé lasery, lavinové prieletové diódy a iné fotovodivé zariadenia pre účely konverzie svetla na elektrický signál.
Príklad : Kvazibalistická fotodióda a kvazibalistická dióda emitujúca svetlo
Zjednodušene schéma energetického pásu znázornené na obr. 19 iluštruje fyzikálne princípy v pozadí a možnú konštrukciu (vhodné uskutočnenie) kvazibalistická fotodiódy (vzťahová značka A), kvazibalistické značka B) a jednu z možných prvého stupňa zariadenia zväčšenia optického signálu predloženého vynálezu. Tieto diskutované.
diódy emitugúce svetlo (vzťahová konštrukcií (vhodné uskutočnénie) detekcia/zošilnenie/priestorového (vzťahová značka C) všetko podľa zariadenia budú teraz striedavo
Kvazibalistická fotodióda (priebeh A na obr. 19)
Optický signál (príchodzí signál) je absorbovaný vovnútri oblasti katódy (oblasť medzi povrchmi SI a S2 - obr. 19) a tenká oblasť vovnútri QB-polovodiča, ktorá leží blízko povrchu S2 vytvára v tomto procese množstvo elektrónov - páry dier (proces označený Excl na obr. 19). Fotoexcitované elektróny potom vytvoria kvazibalistický prúd I , urýchlené vstupujú do oblasti lavinového násobenia AMR cez povrch S5. Proces lavinového násobenia AMR vedie k zosilnenému elektrickému prúdu Ie a I^. V niektorých aplikáciách môže byť oblasť lavinového násobenia AMR vynechaná, elektrický signál z konverzie (Excl) fotón-elektrón je dostaočne zosilnený počas urýchlenia generovaných kvazibalistických elektrónov.
Popísaná kvazibalistická fotodióda podľa predloženého vynálezu vykazuje veľké množstvo účinnosti, relatívne veľmi malú stratu energie a môže byť vyrobená vo forme dvojrozmerného fotosenzorického poľa, pokiaľ je požadovaná detekcia a spracovanie dvojrozmerného optického obrazu (signálu).
Kvazibalistická dióda emitujúca svetlo (proces B na obr. 19)
V prípade zariadenia emitujúce svetlo, elektrický signál (predpätie medzi katódou a anódou), ktorý môže byť tiež časovo modulovaný, v prípade, že je to vyžadované (optoelektrické aplikácie) riadi množstvo injektovaných elektrónov, ktoré vstúpia do oblasti OB-Sem QB-polovodiča (proces Exc2 na obr. 19). Po urýchlení, zatiaľ kým sa pohybujú cez oblasť QB-Sem, tieto elektróny (prúd I na obr. 19) vstúpia do oblasti emitujúcej svetlo (LER) cez povrch S5 a vytvoria fotónový tok cez proces rekombinácie cez odstup pásma E^ (viď obr. 2 a proces B na obr. 19). Tento fotónový tok (ktorý je tiež časovo modulovaný, ak predpätie katóda-anóda ÄQ(t) je časovo závislá), potom nakoniec vystúpi do voľného priestoru FS.
Ak je proces injektovania elektrónov EXC2 dostatočne intenzívny a oblasť LER emitujúca svetlo (normálne intenzívne p-dotovaná) uspokojuje nevyhnutné podmienky pre inverziu súboru, vyššie uvedené zariadenie bude fungovať ako kvazibalistický polovodivý laser s veľmi malou stratou energie,1 vysokou účinnosťou a môže byť použitý veľmi účinne v optometrických aplikáciách, ako je napríklad prenos signálu optickým vláknom a v telekomunikáciách všeobecne.
Optická detekcia obrazu a spracovanie (proces C na obr. 19)
V niektorých aplikáciách bude nutné a/lebo výhodné spracovať elektrónovo opticky kvazibalistický prúd I vytvorený buď počas procesu EXcl” a/lebo procesu Exc2. V tomto prípade oblasť medzi rozhraniami S5 a S3 je práve pokračovanie oblasti kvazibalistického polovodiča QB-Sem, ako je znázornené na obr. 19. Po prekročení oblasti anódy tieto kvazibalistické elektróny vystupujú povrchom S4 do voľného priestoru . FS ako prúd I emisie elektrónov, ktorý môže byť teraz spracovaný elektrónovo opticky. Zariadenia tohoto typu budú popísané v príklade 4d.
príklad 4c
Trieda C : Zosilnenie a stála pamäť
Prihlasovatelia predloženého vynálezu do tejto triedy polovodičových komponentov/zariadení zahrnuli tiež bipolárne tranzistory a bipolárne dvojbázové diódy, spoločne s množstvom unipolárnych komponentov a zariadení zahrnujúcich FET (tranzistor riadený poľom), JFET tranzistory (tranzistor riadený poľom s prechodovým hradlom), MESFET tranzistory (poľom riadený tranzistor s hradlom izolovaným kovom), MOSFET tranzistory (poľom riadený tranzistor s hradlom izolovaným oxidom) a zariadenie energeticky nezávislej pamäti. Osobitne relevantné vo vzťahu k predloženému vynálezu a tejto triede sú tunelové tranzistory, TED tranzistory (obvody s prenosom nábojov) a iné balistické tranzistory (tranzistory s vysoko aktívnymi elektrónmi) a/lebo zariadenia.
i
Príklad : Kvazibalistický tranzistor
Obr. 20 je schématické znázornenie typického planárneho tranzistoru MESFET. Prúd I medzi zdrojom a kolektorové elektródy je riadený napätím prostredníctvom meniacej sa aktívnej šírky oblasti zníženia (V ). a je elektricky aktívna časť substrátu polovodiča SEM, L je dĺžka vodivého spoja a Z je šírka zariadenia. Ak je požadovaný vysokorýchlostný výkon, dĺžka spoja bude dostatočne redukovaná ( 1,5 mikrónu) a typicky ovládacie napätie V vytvorí vysoké elektrické pole medzi zdrojom a kolektorom. Rýchlosť elektrického náboja (elektrónov) sa stane potom nasýtenou (je dosiahnuté oblasti mobility závislej na elektrickom poli), a to obmedzuje rýchlosť činnosti uvedeného zariadenia.
Teraz, aj keď geometrická konštrukcia uvedeného MESFET tranzistoru, ako je znázornený na obr. 20 je rovnaká z dôvodov jednoduchosti a jasnosti diskúzie, dve vyššie uvedené obmedzenia konštrukcie (malá konfigurácia a nasýtenie elektrónu rýchlosťou) nemusí byť, pokial je taký MESFET tranzistor konštruovaný podľa predloženého vynálezu. Daná forma zariadenia ako je znázornené na obr. 20, zahrnuje jednoduché nahradenie kvazibalistickým polovodičom QB-Sem.
Zariadenie MESFET podľa predloženého vynálezu a znázornené na obr. 20 sa vyznačuje nie iba rýchlou reakciou (vysokofrekvenčná rekcia), ale tiež veľmi nízkou energetickou stratovosťou, ak emitor-kolektor prúd Id je kvazibalistickej povahy.
Musí byť v tomto bode zdôraznené, že konštrukcia MESFET tranzistoru znázornená na obr. 20 je iba jedna z veľkého počtu možných konštrukcií zosilujúcich/prepínacích zariadení. Vďaka povahe predloženého vynálezu, iné optimálnejšie konštrukcie sú . I možné a budú realizované. Tie preberú niektoré charakteristické konštrukčné prvky z vákuových trubíc (viď napríklad vyššie uvedená publikácia K.W. Boer, str. 1237).
Rovnaké a/lebo veľmi podobné argumenty aké sú diskutované vyššie, v prípade MESFET tranzistorov, skrývajú konštrukciu poľom riadeného tranzistoru s hradlom izolovaným oxidom (MOSFET), stálej pamäti MOSFET s inými zariadeniami vovnútri tejto triedy podľa predloženého vynálezu. Všetky tieto zariadenia sa vyznačujú jednoduchou konštrukciou, robustnosťou, vysokorýchlostnou odozvou a veľmi malou stratou výkonu.
Príklad 4d
Trieda D : Optická detekcia obrazu, úprava a spracovanie
Vďaka dvojrozmernej povahe predloženého vynálezu je možná optická detekcia, konverzia a spracovanie veľkých plôch. Ako príklad vezmime elektromagnetické žiarenie. Predložený vynález môže byť použitý v mnohých smeroch :
- konverzia zaznamenaného elektrického signálu (elektricky zaznamenaný optický obraz) späť na dvojrozmerné obrazy/signály (kvazibalistický polovodičový plochý panelový zobrazovač s emisiou poľom -viď tiež príklad 1).
- konverzia dvojrozmerných optických obrazov na elektrický signál (kvazibalistická polovodičová kamera)
- detekcia dvojrozmerného optického obrazu, zosilnenie výsledného elektrického signálu, nasledovné zväčšenie dvojrozmerného optického obrazu priestorové a nakoniec zaznamenanie dvojrozmerného optického obrazu. Výsledok tohoto typu spracovania optického obrazu je originálny dvojrozmerný optický obraz, ale teraz je kontrast/intenzita zosilnená a priestorovo zväčšená.
Dva posledné spôsoby sa obidva týkajú sady dvojrozmerných snímačov elektromagnetického žiarenia, ktoré budú použité pri detekcii optického obrazu, úprave a spracovaní. Zahrnuje to, čo by mohlo byť približne definované ako dve základné aplikácie predloženého vynálezu :
a) kvazibalistická polovodičová kamera (konverzia z 2D optických obrazov/signálov na sekvencie elektrického signálu)
b) systém na zosilnenie a priestorové zväčšenie 2D optického obrazu/signálu jas/kontrast.
V tomto odstavci bude krátky popis QB-poloodičovej kamery a) a systému spracovania optického obrazu/signálu b). Z dôvodov jasnosti a jednoduchosti budú popísané dve aplikácie pri predstave, že optický signál bude vo forme dvojrozmerného optického obrazu vytvoreného fotónmi vovnútri viditeľnej časti špektra elektromagnetického žiarenia. Toto samozrejme nesmie byť považované v žiadnom prípade ako obmedzujúci faktor vo vzťahu k predloženému vynálezu a jeho použitie v tejto triede aplikáciou. Optický signál bude detekovaný/spracovaný, môže byť teda vovnútri inej časti špektra elektromagnetického žiarenia a/lebo môže byť signál vytvorený inými časticami. Priestorové rozmery optického obrazu môžu byť tiež premenné od nuly do troch. Nakoniec, presnosť dvoch príkladov aplikácie predloženého vynálezu bude prezentovaná nižšie, slúži čisté pre iluštratívne/výkladové účely a nesmie byť považovaná ani ako obmedzujúci faktor vo vzťahu k aplikácii predloženého vynálezu vovnútri na tomto poli.
a) Kvazibalistické polovodičová kamera
Obr. 21 je schématické znázornenie zariadenia podľa predloženého vynálezu pre detekciu a záznam dvojrozmerných optických signálov/obrazov. V tomto vhodnom uskutočnení je QB-polovodič vložený medzi katódu 1 a anódu 4. Obidve elektródy vykazujú schéma uloženia podobné štruktúre x, y znázornené na obr. 5. Kovová katóda, QB-polovodič a anóda tvoria dvojrozmerné pole Schottkyho fotodiód, ktoré môžu byť adresované jednotlivo a sekvenčne, ako je znázornené na obr. 5 (pixel dióda i, j zapnutá).
Optický obraz je vytvorený blízko povrchu S2 a je transformovaný a spracovaný, za pomoci uvedeného zariadenia, do časovej postupnosti elektrických signálov nasledujúcim spôsobom:
Optický obraz utvárajúci svetlo (fotóny) vstupuje do uvedenej štruktúry znázornenej na obr. 21 cez príslušné farebné filtre R (červená), Y (žltá) a B (modrá) a je absorbovaný v oblasti pozostávajúcej sa z rozhrania katódy -QB-polovodič a QB-polovodičovej oblasti zníženia, vytvára v tomto procese množstvo párov elektrón-diera.
Zapnutím určitej pixel diódy (i, j ) aplikáciou príslušného elektrického napätia medzi pásik i katódy a pásik j anódy (dióda so žltým filtrom Y na obr. 21), vytvorené kvazibalistické elektróny sú urýchlené vovnútri QB-polovodičovej oblasti QB-Sem (obr. 21) a ak je to nutné, môžu byť zosilnené lavinovým násobením vo vnútri oblasti AMR lavinového násobenia (obr. 21). Výsledný prúdový impulz potom vytvorí elektrický signál, ktorý zodpovedá intenzite svetla žltých fotónov dopadajúcich na pixel (i, j) znázornený na obr. 21.
Celková hrúbka (Dim2) uvedeného zariadenia (QB-polovodičová kamera) je v oblasti niekoľkých milimetrov, zatiaľ kým aktívna plocha uvedeného zariadenia (priečny rozmer Diml) môže byť, v súvislosti so stávajúcou technológiou, rádové až do 30 centimetrov. Vysoké množstvo účinnosti, vysoké priestorové rozlíšenie, robustnosť a jednoduchosť konštrukcie sú práve niekoľkými atraktívnymi charakteristickými znakmi navrhovaného zariadenia podľa predloženého vynálezu.
b) Zariadenie na spracovanie optického signálu/obrazu
V množstve aplikácií (ako napríklad astrofyzika, infračervené videnie a iné) musia byť dvojrozmerné optické obrazy detekované, spracované a zaznamenané s dodatočnou požiadavkou na vysoké priestorové rozlíšenie/zväčšenie a/lebo na extrahovateľnú špektrálnu informáciu. Jedno možné zariadenie podľa predloženého vynálezu, ktoré naplňuje tieto požiadavky, je schématicky znázornené na obr. 22. Pozostáva z dvoch častí, kde časť A je zosilujúca časť dvojrozmerného optického obrazu/signálu, zatiaľ kým časť B je priestorovo zväčšujúca časť dvojrozmerného optického obrazu/signálu.
Prichádzajúce fotóny, ktoré vytvárajú optický obraz v rovine primárneho optického obrazu 25 sú absorbované vovnútri oblasti katódy, rozhrania S2 a oblasti zníženia, ako je schématicky naznačené na obr. 22, vytvára týmto spôsobom množstvo párov nosičov. Tento počet závisí na energii príchodzích fotónov (špektroskopická informácia) a na množstve príchodzích fotónov (informácia intenzity signálu). Kvazibalistické elektróny vytvorené v rovine primárneho optického obrazu sú urýchlené v oblasti QB-Sem QB-polovodiča (primárne zosilnenie) a ich vlastnosti im umožnia opustiť základnú štruktúru planárneho elektrónového emitoru (katóda, QB-polovodič a anóda) cez povrch S4. V rovnakú chvíľu vytvára týmto spôsobom tiež elektrónové optický obraz originálneho optického obrazu v rovine primárneho optického obrazu.
Po konverzii fotónu na elektrón (vstupuje fotón vystupuje pár elektrónových dier) a primárnom zosilnení (zrýchlení vytvorených elektrónov vovnútri oblasti QB-Sem) získaný elektrónové optický obraz vytvorený v rovine povrchu S4 môže byť ďalej spracovaný vhodnou elektrónovou optikou (nie je znázornená). Je ďalej zosilnený za pomoci urýchľujúcej elektródy (sekundárne zosilnenie) a môže byť, pokiaľ je to nutné, priestorovo zväčšený (elektrónovo optické primárne priestorové zväčšenie).
Tento priestorové zväčšený a zosilnený elektrónovo optický obraz je prevedený späť do druhého stavu optického obrazu za pomoci príslušného elektrónového scintilátoru 17. Rovina tohoto druhého stavu optického obrazu sa potom stane cieľovou rovinou finálneho optického zväčšujúceho systému 29 k zaisteniu sekundárneho priestorového zväčšenia originálneho optického obrazu. Konečný optický obraz, ktorého signál/intenzita je zosilnená v časti A a priestorové zväčšená v 29 je potom vytvorený v rovine 27 finálneho optického obrazu pripravený pre zaznamenanie vhodným optickým záznamovým zariadením 28. (fotografickou doskou alebo CCD). V závislosti na požadovanom priestorovom rozlíšení môže byť celá zostava (časť A a časť ,B) posunutá laterálne v rovine primárneho optického obrazu.
Nakoniec by malo byť poznačené, pretože charakteristické vlastnosti základného planárneho elektrónového emitoru, ktoré tvoria spodnú časť časti A zariadenia, uvedený planárny elektrónový emitor v spojení s elektrónovo optickými časťami vo voľnom priestore FS môže byť použitý ako špektroskopické zariadenie, extrahujúce nevyhnutné informácie o energii fotónového špektra u primárneho optického obrazu.
Príklad 5. Fotoelektrické aplikácie
Vďaka veľmi nízkemu pružnému rozptylu a rekombinácii pomerov kvazibalistických elektrónov, je Schottkyho dióda podľa predloženého vynálezu vysoko účinný fotoodpor a jeho použitie vo fotoelektrickej aplikácii je zrejmé. Jedna z možných konštrukcií solárneho článku podľa predloženého vynálezu je schématicky znázornená na obr. 23.
Uvedené zariadenie je tvorené QB-polovodičovou vrstvou 2 vloženou medzi dve elektródy - katódu 1 a anódu 2. Zatiaľ kým katóda a QB-polovodič tvoria Schottkyho usmerňovači kontakt, anóda a QB-polovodič tvoria ohmický kontakt. Pokiaľ je konštruované týmto spôsobom (za použitia QB-Sem polovodič P s dierovou vodivosťou), vnútorné elektrické pole E(x) vovnútri uvedeného zariadenia, spôsobené prenosom elektrického náboja, ktorý sa uskutoční, aby ustálil termodynamickú rovnováhu, vykazuje profil znázornený na spodnej časti obr. 23.
Slnečné svetlo vstupuje do uvedeného zariadenia (solárny článok podľa predloženého vynálezu) zľava (obr. 23) cez katódu a je absorbované štruktúrou, vytvára jeden pár nosičov na prichádzajúci fotón. Môžu byť rozlíšené tri priestorovo oddelené procesy absorpcie. Proces D je vytvorenie páru nosičov na rozhraní medzi katódou a QB-polovodičom. Proces E je vytvorenie páru nosičov vovnútri oblasti zníženia QB-polovodiča a nakoniec proces F popisuje proces absorpcie vytvárajúci páry nosičov vovnútri QB-polovodiča (oblasť QB-Sem, kde vnútorné elektrické pole je nula). Vďaka existencii kvazibalistických trajektórií vovnútri QB-polovodiča väčšina elektrónov vytvorených najmä v oblasti zníženia QB-polovodiča, bude urýchlená vnútorným elektrickým poľom existujúcim v oblasti zníženia W smerom k anóde bez rekombinácie a/lebo nepružnému rozptylu. Tento efekt zvyšuje badateľne veľkosť účinnosti uvedených solárnych článkov.
Optimalizáciou štruktúry uvedeného zariadenia prostredníctvom minimalizovania rozsahu oblasti objemu a prostredníctvom vhodnej voľby materiálu katódy (napríklad transparentný vodivý oxid cínatý) solárny článok podľa predloženého vynálezu predstavuje veľmi účinné, jednoduché a robustné zariadenie na konverziu svetla na elektrickú energiu s veľkou aktívnou oblasťou.
Príklad 6. Mikroskopia s elektrónovou studenou emisiou
Existuje tu potenciálna veľmi dôležitá aplikácia predloženého vynálezu na poli šetrenia nedostatku a/lebo chýb v prírodných polovodičových plátkoch, čo je tu označené ako Mikroskopia s elektrónovou studenou emisiou (ECEM). Toto je diskutované vzhľadom k obr. 24.
V štandardnej verzii mikroskopie elektrónovou emisiou, vzorka, ktorá bude skúmaná, je zohriata na teplotu, kedy je ukončená tepelná emisia elektrónov. Tieto elektróny opustili vzorku cez povrch a sú nasledovne elektrónovo opticky spracované do formy elektrónovo optického obrazu s vysokým priestorovým rozlíšením časti povrchu, cez ktorý vystúpili do vákua. Jednako informácia o vzorke, ktorá môže byť pri skúmaní vytiahnutá z takého typu elektrónovej mikroskopie, je obmedzená na povrch a niekoľko jednoduchých vrstiev materiálu priamo pod ňou. To je preto, že pri týchto podmienkach prostriedok voľnej cesty elektrónov (s dostatočnou energiou, aby unikli do vákua) je extrémne malý (veľmi pod 50 angstromov).
V navrhovanej verzii tejto experimentálnej metódy podľa predloženého vynálezu elektróny, ktoré opustia
QB-Sem na obr. 24) cez povrch 53, musia byť uvedeného QB-polovodiča už pri povrchu S2 vzorku (oblasť injektované do a teda nesú informáciu o podmienkach vzorky po celej ich kvazibalistickej trajektórii vovnútri vzorky. Akákoľvek chyba a/lebo nedostatok (môžu byť jeden, dva a/lebo tri rozmerná rôznosť) spôsobí ich rozptýlenie (a ich nasledovné termalizovanie) mimo ich priame kvazibalistické trajektórie. To vytvára projekciu typu kontrastu v rovine elektrónovo optického obrazu.
Jedno z možných vhodných uskutočnení uvedenej mikroskopie studenou emisiou podľa predloženého vynálezu je schématicky znázornené na obr. 24. Táto základná štruktúra predloženého vynálezu (katóda, QB-polovodič, anóda - viď tiež obr. 1 a 2) je zachovaná tiež aj v tomto prípade, iba teraz uvedená základná štruktúra vytvára skúmanú vzorku. Okrem toho, kovové elektródy smerujúce k QB-polovodičovému povrchu S2 a S3 nie sú nevyhnutne nutné, slúžia, aby elektrické pole dostatočnej sily mohlo byť generované vovnútri tela QB-polovodiča a elektróny mohli byť injektované do QB-polovodiča cez povrch S2. V takejto konfigurácii celý proces kontroly kvality môže byť uskutočnený bezkontaktné. Tieto injektované elektróny putujú po ich priamych kvazibalistických trajektóriach, ktoré nie sú nijako odchyľované nedokonalosťou, prímesami, vadami a/lebo inými nepravidelnosťami povrchu, a nakoniec cez povrch S3 QB-polovodiča vystupujú do priestoru vákua. Povrchová hustota týchto elektrónov, ich energia a ich uhol výstupu sú parametre (veličiny), ktoré sa vzťahujú k presnej interakcii kvazibalistických elektrónov s povrchom S2 a s hmotou QB-polovodiča pozdĺž ich trajektórie a s povrchom S3.
Elektróny vystupujúce cez segment 32 povrchu S4 sú potom spracované štandardnou elektrónovou optikou 34. aby vytvorili priestorové rozlíšenie (zväčšenie) elektrónovo optický obraz 33 uvedeného segmentu v rovine 30 elektrónovo optického obrazu.
Umiestnením QB-polovodiča na vysoký stupeň presnosti x, y, môže byť celý plátok skúmaný týmto spôsobom až na rozmer 10 až 50 angstromov štandardného rozlíšenia typického skenovacieho elektrónového mikroskopu.
Príklad 7. Zdroje elektrónového zväzku všeobecne
Aj keď predložený vynález (planárny elektrónový emitor) je primárne zameraný na aplikáciu, ktorá vyžaduje a/lebo má prospech z , dvojrozmernej povahy uvedeného vynálezu, charakteristiky (ako napríklad nízka strata výkonu, jednoduchosť konštrukcie, vysoká hustota prúdu elektrónovej emisie a činnosť pri izbovej teplote) predloženého vynálezu vytvárajú použitie predloženého vynálezu v konštrukcii štandardnejších zdrojov elektrónových zväzkov tiež veľmi atraktívnym. Bodované, vzorované, kvaziplanárne a elektrónové zdroje všeobecného tvaru môžu byť vyrobené s ľahkosťou a sú označené ako studené Schottkyho katódy. Ich typické použitie bude ako elektrónové zdroje pre obrazovky typu CRT, rentgenové lampy, elektrónové mikroskopy zahrnujúce elektrónové dýzy pre odparovanie, zvarovanie, zobrazovanie a iné možné aplikácie elektrónových zväzkov.
Ak všetky tieto aplikácie sú považované ako triviálne použitie predloženého vynálezu, a pretože sú dobre známe a popísané v zodpovedajúcom doterajšom stave techniky, nebudú už tu detailnejšie diskutované.
Claims (50)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zariadenie na prenos elektrónov zahrnujúce prvok vykazujúci prvý a druhý povrch a obsahujúci vrstvu materiálu, oddeľujúcu prvý a druhý povrch s tým, že prvý povrch je prispôsobený pre nesenie prvého elektrického náboja, a že druhý povrch je prispôsobený pre nesenie druhého elektrického náboja, a prostriedky na poskytovanie elektrického poľa cez aspoň časť prvku, ktoré prostriedky obsahujú :prostriedky na poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu prvku, a prostriedky na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu prvku, pričom druhý elektrický náboj je za účelom zaistenia pohybu množstva elektrónov cez prvok v smere v podstate kolmom k prvému alebo ku druhému povrchu odlišný od prvého elektrického náboja, vyznačujúci sa tým, že uvedená vrstva materiálu je za účelom redukcie elektrónového rozptylu vovnútri vrstvy materiálu vytvorená ako monokryštál s vopred stanovenou kryštálovou orientáciou, ktorá je kolmá na prvý alebo druhý povrch, a vykazuje koncentráciu prímesí<ako 1014, cm-3, a vrstva materiálu vykazuje, v smere aspoň v podstate kolmom k prvému alebo ku druhému povrchu, hrúbku, ktorej veľkosť sa rovná alebo je väčšia ako 0,2 xim.
- 2. Zariadenie na prenos elektrónov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vrstva materiálu obsahuje polovodičový materiál taký ako je kremík, germánium, karbid kremíku, arzenid gália, fosfid india, antimonid india, arzenid india, arzenid hliníku, telúrid zinku, alebo nitrid kremíku, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 3. Zariadenie na prenos elektrónov podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že príprava vrstvy materiálu zahrnuje legovanie vrstvy materiálu legovacou látkou na docielenie vopred stanovenej koncentrácie prímesí.
- 4. Zariadenie na prenos elektrónov podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že legovacou látkou je fosfór, lítium, antimón, arzén, bór, hliník, tantal, kremík, germánium, síra, cín, telúr, horčík, zinok alebo kadmium, alebo kombinácie.gálium, indium, bizmut, selén, uhlík, berýlium, ich ľubovoľné vzájomné
- 5. Zariadenie na prenos nárokov 1 až 4, vyznačujúce elektrónov podľa niektorého z sa tým, že prostriedok na poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu obsahuje aspoň čiastočne vodivý prvý materiál alebo materiálovú štruktúru.
- 6. Zariadenie na prenos elektrónov podľa niektorého z nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že prostriedok na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu obsahuje aspoň čiastočne vodivý druhý materiál alebo materiálovú štruktúru.
- 7. Zariadenie na prenos elektrónov podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvy vykazujúce prvý a druhý povrch s tým, že druhý povrch je funkčne pripojený k prvému vývodu zásobníka náboja, a že prvý povrch je v priamom kontakte s prvým povrchom vrstvy materiálu prvku.
- 8. Zariadenie na prenos elektrónov podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvu vykazujúcu prvý a druhý povrch s tým, že prvý povrch je funkčne pripojený k druhému vývodu zásobníku náboja, a že druhý povrch je v priamom kontakte s druhým povrchom vrstvy materiálu prvku.
- 9. Zariadenie na prenos elektrónov podľa niektorého z nárokov 5 až 8, vyznačujúce sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý a druhý materiál alebo materiálová štruktúra obsahuje kov alebo vysoko legovaný polovodičový materiál so stupňom legovania vyšším ako 1 x 1017 cm-3.i
- 10. Zariadenie na prenos elektrónov podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý a druhý materiál alebo materiálová štruktúra obsahujú zlato, chróm, platinu, hliník, meď, cézium, ribídium, stroncium, indium, prezeodým, samárium, utterbium, francium alebo európium, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 11. Zariadenie na prenos elektrónov podľa ktoréhokoľvek predchádzajúceho nároku, vyznačujúce sa tým, že vedené elektróny obsahujú kvazibalistické elektróny.
- 12. Zariadenie na prenos elektrónov podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúceho nároku, vyznačujúce sa tým, že vrstva materiálu vykazuje koncentráciu prímesí menšiu ako 1013 cm-3 alebo menšiu ako 1012 cm3.i ·Ί
- 13. Elektrónový emitor obsahujúci zariadenie na prenos elektrónov podľa ktoréhokoľvek predchádzajúceho nároku, vyznačujúci sa tým, že prostriedok na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu je prispôsobený pre vysielanie aspoň časti elektrónov vedených vrstvou materiálu.
- 14. Elektrónový emitor podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že prostriedok na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu obsahuje tenkú vrstvu povlaku vysielajúcu aspoň časť elektrónov vedených vrstvou materiálu.
- 15. Spôsob prenosu elektrónov, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje nasledujúce kroky opatrenie prvku vykazujúceho prvý á druhý povrch, pričom prvý povrch jé prispôsobený na nesenie prvého elektrického náboja a druhý povrch je prispôsobený na nesenie druhého elektrického náboja, pričom prvý povrch je v podstate paralelný s druhým povrchom, a že tento prvok obsahuje vrstvu monokryštálu vykazujúcu, v smere aspoň v podstate kolmom k prvému alebo ku druhému povrchu, hrúbku, ktorej veľkosť sa rovná alebo je väčšia ako 0,2 ,um, pričom táto vrstva je, za účelom poskytovania trajektórií pre balistický alebo kvazibalistický prenos elektrónov vovnútri vrstvy materiálu, vytvorená tak, že vykazuje vopred stanovenú kryštálovú orientáciu, ktorá je kolmá k prvému alebo ku druhému povrchu, a jej materiál je za účelom zaistenia redukcie elektrónového rozptylu vovnútri materiálu pripravený tak, že vykazuje koncentráciu prímesí menšiu ako 10XA cm-3.poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu prvku, poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu prvku, pričom druhý elektrický náboj je za účelom vytvorenia elektrického poľa vovnútri materiálu alebo materiálovej štruktúry odlišný od prvého elektrického náboja, a vysielanie množstva elektrónov cez vrstvu materiálu po balistických alebo kvazibalistikcých trajektóriach v smere v podstate kolmom k prvému alebo ku druhému povrchu.
- 16. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že vrstva materiálu obsahuje polovodičový materiál ako napríklad kremík, germánium, karbid kremíku, arzenid gália, fosfid india, antimonid india, arzenid india, arzenid hliníku, telurid zinku, alebo nitrid kremíku, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 17. Spôsob podľa nároku 15 alebo 16, vyznačujúci sa tým, že príprava vrstvy materiálu zahrnuje legovanie vrstvy materiálu alebo materiálovej štruktúry legovacou látkou na docielenie vopred stanovenej koncentrácie prímesi.
- 18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že legovacou látkou je fosfór, lítium, antimón, arzén, bór, hliník, tantal, gálium, indium, bizmut, kremík, germánium, síra, cín, telúr, selén, uhlík, berýlium, horčík, zinok alebo kadmium, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 19. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že vopred stanovený stupeň legovanie je menší ako 1 xlOia cm-3, napríklad menší ako 1 χ101β cm-3, alebo menší ako 1 x 1014 cm-3, napríklad menej ako 1 x 10X3 cm-3, alebo menší ako 1 x ÍO12 cm-3.
- 20. Spôsob podľa niektorého z nárokov 15 až 19, vyznačujúci sa tým, že prostriedok na poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu obsahuje aspoň čiastočne vodivý prvý materiál alebo materiálovú štruktúru.
- 21. Spôsob podľa niektorého z nárokov 15 až 19, vyznačujúci sa tým, že prostriedok na poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu obsahuje aspoň čiastočne vodivý druhý materiál alebo materiálovú štruktúru.
- 22. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvu vykazujúcu prvý a druhý povrch s tým, že druhý povrch je funkčne pripojený k prvému vývodu zásobníka náboja; a že prvý povrch je v priamom kontakte s prvým povrchom vrstvy materiálu prvku.
- 23. Spôsob podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvu vykazujúcu prvý a druhý povrch s tým, že prvý povrch je funkčne pripojený k druhému vývodu zásobníku náboja; a že druhý povrch je v priamom kontakte s druhým povrchom vrstvy materiálu prvku.
- 24. Spôsob podľa nároku 22 alebo 23, vyznačujúci sa tým, že rozdiel potenciálu medzi prvým a druhým vývodom zásobníku náboja je väčší ako 2 volty.
- 25. Spôsob podľa niektorého z nárokov 20 až 23, vyznačujúci sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý a druhý materiál alebo materiálová štruktúra obsahuje kov alebo vysoko legovaný polovodičový materiál so stupňom legovania vyšším ako 1 x ΙΟ1-7 cm3.
- 26. Spôsob podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý a druhý materiál alebo materiálová štruktúra obsahujú zlato, chróm, platinu, hliník, meď, cézium, ribídium, stroncium, indium, prezeodým, samárium, utterbium, francium alebo európium, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 27. Spôsob podľa niektorého z nárokov 15 až 26, vyznačujúci sa tým, že vrstva materiálu vykazuje koncentráciu prímesí menšiu ako 1013 cm3, alebo menšiu ako 1012 cm3.
- 28. Spôsob výroby zariadenia na prenos elektrónov, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje nasledujúce kroky opatrenie vrstvy polovodičového materiálu vykazujúceho prvý a druhý povrch, pričom druhý povrch je prispôsobený na nesenie druhého elektrického náboja, pričom druhý povrch je v podstate paralelný s prvým povrchom s tým, že táto vrstva polvodičového materiálu vykazuje, v smere aspoň v podstate kolmom k prvému alebo ku druhému povrchu, hrúbku, ktorej veľkosť sa rovná alebo je väčšia ako 0,2 um, pričom táto vrstva je, za účelom poskytovania trajektórií pre balistický alebo kvazibalistický prenos elektrónov vovnútri vrstvy materiálu, vytvorená tak, že vykazuje vopred stanovenú kryštálovú orientáciu, ktorá je kolmá k prvému alebo ku druhému povrchu, a jej materiál je za účelom zaistenia redukcie elektrónového rozptylu vovnútri materiálu pripravený tak, že vykazuje koncentráciu prímesí menšiu ako 1014 cm-3.uskutočnenie povrchovej úpravy prvého a druhého povrchu za účelom redukcie hrubosti povrchu, opatrenie aspoň čiastočne vodivého prvého materiálu alebo materiálovej štruktúry, pričom uvedený prvý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvu vykazujúcu prvý a druhý povrch s tým, že druhý povrch je funkčne pripojený k prvému vývodu zásobníku náboja, a že prvý povrch je v priamom kontakte s prvým povrchom vrstvy materiálu prvku, a opatrenie aspoň čiastočne vodivého druhého materiálu alebo materiálovej štruktúry, pričom uvedený druhý materiál alebo materiálová štruktúra tvorí vrstvu vykazujúcu prvý a druhý povrch s tým, že prvý povrch je funkčne pripojený k druhému vývodu zásobníku náboja, a že druhý povrch je v priamom kontakte s druhým povrchom vrstvy materiálu prvku.
- 29. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že polovodičový materiál obsahuje kremík, germánium, karbid kremíku, arzenid gália, fosfid india, antimonid india, arzenid india, arzenid hliníku, telurid zinku, alebo nitrid kremíku, 'l alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie. !
- 30. Spôsob podľa nároku 28 alebo 29, vyznačujúci sa tým, že vopred stanovená kryštálová oprientácia je orientácia v smere 111, 110 alebo 100.
- 31. Spôsob podľa niektorého vyznačujúci sa tým, že povrchová leštenie.z nárokov 28 až 30, úprava zahrnuje optické
- 32. Spôsob podľa niektorého zu nárokov 28 až 31, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje krok legovania vrstvy materiálu legovacou látkou na docielenie vopred stanovenej koncentrácie prímesi.
- 33. Spôsob podľa nároku 34, vyznačujúci sa tým, že legovacou látkou je jeden alebo viacej materiálov vybraných zo skupiny, obsahujúcej fosfór, lítium, antimón, arzén, bór, hliník, tantal, gálium, indium, bizmut, kremík, germánium, síra, cín, telúr, selén, uhlík, berýlium, horčík, zinok alebo kadmium, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 34. Spôsob podľa niektorého z nárokov 28 až 33, vyznačujúci sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý a druhý materiál alebo materiálová štruktúra obsahuje kov alebo vysoko legovaný polovodičový materiál so stupňom legovania vyšším ako 1 x 103-·7 cm“3.
- 35. Spôsob podľa nároku 34, vyzančujúci sa tým, že aspoň čiastočne vodivý prvý a druhý materiál alebo materiálová štruktúra obsahuje zlato, platinu, chróm, hliník alebo meď, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 36. Spôsob podľa niektorého z nárokov 28 až 35, vyznačujúci sa tým, že vrstva materiálu vykazuje koncentráciu prímesí menšiu ako 1013 cm-3, alebo menšiu ako 1012 cm-3.
- 37. Panelový zobrazovač obsahujúci elektrónový emitor podľa nároku 13 alebo 14, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje svetlo vyžarujúcu vrstvu, ktorá je prispôsobená na emitovanie svetla veľkého množstva vlnových dĺžok počas expozície elektrónov, pričom uvedená svetlo vyžarujúca vrstva vymedzuje, v rovine v podstate paralelnej k prvému a k druhému povrchu prvku, dvojrozmernú maticu s jedným alebo viacej povrchovými prvkami a tým, že každý z týchto povrchových prvkov je prispôsobený na emitovanie svetla vopred stanovenej vlnovej dĺžky, a prostriedky na selektívne overovanie elektrónov jedného alebo viacej povrchových prvkov uvedenej dvojrozmernej matice.
- 38. Panelový zobrazovač podľa nároku 37, vyznačujúci sa tým, že svetlo vyžarujúca vrstva na emitovanie množstva vlnových dĺžok obsahuje zodpovedajúce luminofory alebo štandardné farebné televízne luminofory.
- 39. Panelový zobrazovač podľa nároku 37 alebo 38, vyznačujúci sa tým, že emitované svetlo obsahuje aspoň tri vlnové dĺžky zodpovedajúce aspoň trom farbám.
- 40. Panelový zobrazovač podľa nároku 39, vyznačujúci sa tým, že z kombinácie uvedených aspoň troch farieb emitovaných zo svetlo vyžarujúcej vrstvy je odvoditeľná akákoľvek farba.
- 41. Panelový zobrazovač podľa niektorého z nárokov 37 až 40, vyznačujúci sa tým, že emitované vlnové dĺžky zodpovedajú skupine farieb červená, žltá amodrá, alebo skupine farieb červená, zelená a modrá.
- 42. Panelový zobrazovač podľa niektorého z nárokov 37 až41, vyznačujúci sa tým, že elektróny zahrnujú kvazibalistické elektróny.
- 43. Panelový zobrazovač podľa niektorého z nárokov 37 až42, vyznačujúci sa tým, že selektívne prostriedky zahrnujú vzor na vymedzovanie, v rovine v podstate paralelnej k prvému alebo ku druhému povrchu, dvojrozmernej matice elektricky ovládateľných maticových prvkov, ktorý vzor je tvorený aspoň čiastočne vodivým materiálom alebo materiálovou štruktúrou.
- 44. Spôsob exponovania filmu na množstve elektrónov, vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúce kroky opatrenie elektrónového emitoru podľa nároku 14 alebo 15,- 75 opatrenie druhého prvku, pričom tento druhý prvok je prispôsobený na nesenie filmu k exponovaniu na elektróny emitované elektrónovým emitorom, umiestnenie vzorovanej absorpčnej vrstvy medzi prvý a druhý prvok, pričom táto absorpčná vrstva je prispôsobená na absorbovanie elektrónov emitovaných elektrónovým emitorom v polohách vymedzených uvedeným vzorom, poskytovanie prvého elektrického náboja prvému povrchu vrstvy materiálu elektrónového emitoru, poskytovanie druhého elektrického náboja druhému povrchu vrstvy materiálu, pričom tento druhý elektrický náboj vykazuje za účelom zaistenia pohybu z prvého povrchu smerom k druhému povrchu, v porovnaní s prvým elektrickým nábojom, opačné znamienko, a exponovanie filmu druhého prvku na aspoň niektoré elektróny emitované elektrónovým emitorom, ktoré nie sú absorbované vzorovanou absorpčnou vrstvou.
- 45. Spôsob podľa nároku 44, vyznačujúci sa tým, že prvý elektrický náboj poskytuje prvému povrchu vrstvy materiálu elektrónového emitoru prvý vývod zásobníku náboja.
- 46. Spôsob podľa nároku 45, vyznačujúci sa tým, že druhý elektrický náboj poskytuje druhému povrchu vrstvy materiálu elektrónového emitoru druhý vývod zásobníku náboja.
- 47. Spôsob podľa nároku 46, vyznačujúci sa tým, že rozdiel potenciálu medzi prvým a druhým vývodom zásobníku náboja je väčší ako 2 volty.
- 48. Spôsob podľa niektorého z nárokov 44 až 47, vyznačujúci sa tým, že vrstva materiálu obsahuje polovodičový materiál ako napríklad kremík, germánium, karbid kremíku, arzenid gália, fosfid india, antimonid india, arzenid india, arzenid hliníku, telurid zinku, alebo nitrid kremíku, alebo ich ľubovoľné vzájomné kombinácie.
- 49. Spôsob podľa niektorého z vyznačujúci sa tým, že uvedený film nárokov 44 až 48, zahrnuje rezistentnú vrstvu.
- 50. Spôsob podľa niektorého z nárokov 44 až 49, vyznačujúci sa tým, že elektróny emitované elektrónovým emitorom obsahujú elektróny, ktoré sú vovnútri vrstvy materiálu elektrónového emitoru kvazibalistické.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8897898P | 1998-06-11 | 1998-06-11 | |
| PCT/DK1999/000323 WO1999065050A1 (en) | 1998-06-11 | 1999-06-11 | Planar electron emitter (pee) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK18512000A3 true SK18512000A3 (sk) | 2003-01-09 |
Family
ID=22214628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1851-2000A SK18512000A3 (sk) | 1998-06-11 | 1999-06-11 | Planárny elektrónový emitor (PEE) |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7399987B1 (sk) |
| EP (1) | EP1086480B1 (sk) |
| JP (1) | JP2002518788A (sk) |
| KR (1) | KR20010083046A (sk) |
| CN (1) | CN1202545C (sk) |
| AT (1) | ATE249094T1 (sk) |
| AU (1) | AU755927B2 (sk) |
| BR (1) | BR9912185A (sk) |
| CA (1) | CA2332556A1 (sk) |
| CZ (1) | CZ20004455A3 (sk) |
| DE (1) | DE69911012T2 (sk) |
| HK (1) | HK1034358A1 (sk) |
| HU (1) | HUP0103631A3 (sk) |
| IL (1) | IL139693A0 (sk) |
| RU (1) | RU2224327C2 (sk) |
| SK (1) | SK18512000A3 (sk) |
| UA (1) | UA64802C2 (sk) |
| WO (1) | WO1999065050A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA200006692B (sk) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW497278B (en) * | 2000-03-24 | 2002-08-01 | Japan Science & Tech Corp | Method for generating trajectory electron, trajectory electron solid state semiconductor element |
| US7129626B2 (en) * | 2001-03-20 | 2006-10-31 | Copytele, Inc. | Pixel structure for an edge-emitter field-emission display |
| US6643248B2 (en) * | 2001-04-16 | 2003-11-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Data storage device |
| US6891176B2 (en) | 2003-06-20 | 2005-05-10 | Nanion Aps | Planar electron emitter with extended lifetime and system using same |
| US6872964B2 (en) | 2003-08-20 | 2005-03-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Data storage device |
| EP1801842A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-06-27 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Device for generating X-rays and use of such a device |
| JP2007194087A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子放出装置およびその製造方法 |
| US8089211B2 (en) * | 2006-05-31 | 2012-01-03 | Panasonic Corporation | Plasma display panel and method for manufacturing the same |
| JP5354598B2 (ja) * | 2009-12-17 | 2013-11-27 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 電子源 |
| WO2011079434A1 (zh) * | 2009-12-29 | 2011-07-07 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 场致发射白光的装置 |
| US9324897B2 (en) | 2010-01-08 | 2016-04-26 | Tri Alpha Energy, Inc. | Conversion of high-energy photons into electricity |
| CN102243967B (zh) * | 2011-05-25 | 2013-05-22 | 西安交通大学 | 基于多孔介电材料薄膜的弹道场发射显示器件阴极的制备方法 |
| US9443691B2 (en) | 2013-12-30 | 2016-09-13 | General Electric Company | Electron emission surface for X-ray generation |
| GB2531326B (en) * | 2014-10-16 | 2020-08-05 | Adaptix Ltd | An X-Ray emitter panel and a method of designing such an X-Ray emitter panel |
| US9525077B1 (en) * | 2015-11-04 | 2016-12-20 | Texas Instruments Incorporated | Integration of a baritt diode |
| AU2017205654B9 (en) | 2016-01-07 | 2021-12-09 | The Research Foundation For The State University Of New York | Selenium photomultiplier and method for fabrication thereof |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE716262A (sk) | 1967-07-25 | 1968-11-04 | ||
| GB1303659A (sk) | 1969-11-12 | 1973-01-17 | ||
| NL184589C (nl) | 1979-07-13 | 1989-09-01 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van een elektronenbundel en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke halfgeleiderinrichting. |
| US4683399A (en) | 1981-06-29 | 1987-07-28 | Rockwell International Corporation | Silicon vacuum electron devices |
| GB2109160B (en) * | 1981-11-06 | 1985-05-30 | Philips Electronic Associated | Semiconductor electron source for display tubes and other equipment |
| NL8400297A (nl) | 1984-02-01 | 1985-09-02 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van een elektronenbundel. |
| NL8600675A (nl) | 1986-03-17 | 1987-10-16 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van een elektronenstroom. |
| US4823004A (en) | 1987-11-24 | 1989-04-18 | California Institute Of Technology | Tunnel and field effect carrier ballistics |
| EP0367195A3 (en) | 1988-10-31 | 1991-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Mim cold-cathode electron emission elements and methods of manufacture thereof |
| DE69033677T2 (de) | 1989-09-04 | 2001-05-23 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Elektronenemissionselement- und Herstellungsverfahren desselben |
| US5229682A (en) | 1989-12-18 | 1993-07-20 | Seiko Epson Corporation | Field electron emission device |
| NL9000297A (nl) | 1990-02-08 | 1991-09-02 | Philips Nv | Ladingsgekoppelde inrichting. |
| JPH0425175A (ja) | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Canon Inc | ダイオード |
| US5212426A (en) | 1991-01-24 | 1993-05-18 | Motorola, Inc. | Integrally controlled field emission flat display device |
| EP0504603B1 (en) | 1991-02-20 | 1997-07-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor electron emission device |
| JP3126158B2 (ja) * | 1991-04-10 | 2001-01-22 | 日本放送協会 | 薄膜冷陰極 |
| US5536193A (en) | 1991-11-07 | 1996-07-16 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Method of making wide band gap field emitter |
| US5686791A (en) | 1992-03-16 | 1997-11-11 | Microelectronics And Computer Technology Corp. | Amorphic diamond film flat field emission cathode |
| US5463275A (en) | 1992-07-10 | 1995-10-31 | Trw Inc. | Heterojunction step doped barrier cathode emitter |
| DE69316960T2 (de) | 1992-11-12 | 1998-07-30 | Koninkl Philips Electronics Nv | Elektronenröhre mit Halbleiterkathode |
| DK146692D0 (da) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Petr Viscor | Fremgangsmaade og apparat til bestemmelse af karakteristiske elektriske materialeparametre for halvledende materialer |
| EP0601637B1 (en) | 1992-12-08 | 1999-10-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Cathode ray tube comprising a semiconductor cathode |
| US5340997A (en) | 1993-09-20 | 1994-08-23 | Hewlett-Packard Company | Electrostatically shielded field emission microelectronic device |
| CH689190A5 (fr) | 1993-10-19 | 1998-11-30 | Hans Ulrich Meyer | Instrument de mesure de longueurs ou d'angles. |
| US5528103A (en) | 1994-01-31 | 1996-06-18 | Silicon Video Corporation | Field emitter with focusing ridges situated to sides of gate |
| US5631196A (en) | 1994-07-18 | 1997-05-20 | Motorola | Method for making inversion mode diamond electron source |
| US5729094A (en) * | 1996-04-15 | 1998-03-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Energetic-electron emitters |
| US5712490A (en) | 1996-11-21 | 1998-01-27 | Itt Industries, Inc. | Ramp cathode structures for vacuum emission |
-
1999
- 1999-06-11 DE DE69911012T patent/DE69911012T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-11 SK SK1851-2000A patent/SK18512000A3/sk unknown
- 1999-06-11 AU AU43589/99A patent/AU755927B2/en not_active Ceased
- 1999-06-11 KR KR1020007014014A patent/KR20010083046A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-06-11 EP EP99926278A patent/EP1086480B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-11 US US09/700,463 patent/US7399987B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-11 AT AT99926278T patent/ATE249094T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-06-11 CZ CZ20004455A patent/CZ20004455A3/cs unknown
- 1999-06-11 JP JP2000553971A patent/JP2002518788A/ja active Pending
- 1999-06-11 RU RU2001101493/09A patent/RU2224327C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-06-11 WO PCT/DK1999/000323 patent/WO1999065050A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-06-11 IL IL13969399A patent/IL139693A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1999-06-11 HU HU0103631A patent/HUP0103631A3/hu unknown
- 1999-06-11 CA CA002332556A patent/CA2332556A1/en not_active Abandoned
- 1999-06-11 BR BR9912185-9A patent/BR9912185A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-06-11 CN CNB998072478A patent/CN1202545C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-06 UA UA2001010209A patent/UA64802C2/uk unknown
-
2000
- 2000-11-16 ZA ZA200006692A patent/ZA200006692B/en unknown
-
2001
- 2001-07-12 HK HK01104860A patent/HK1034358A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2332556A1 (en) | 1999-12-16 |
| RU2224327C2 (ru) | 2004-02-20 |
| HUP0103631A2 (hu) | 2002-01-28 |
| ATE249094T1 (de) | 2003-09-15 |
| DE69911012T2 (de) | 2004-06-17 |
| JP2002518788A (ja) | 2002-06-25 |
| CZ20004455A3 (cs) | 2002-06-12 |
| BR9912185A (pt) | 2001-04-10 |
| WO1999065050A1 (en) | 1999-12-16 |
| US7399987B1 (en) | 2008-07-15 |
| AU4358999A (en) | 1999-12-30 |
| IL139693A0 (en) | 2002-02-10 |
| UA64802C2 (uk) | 2004-03-15 |
| EP1086480A1 (en) | 2001-03-28 |
| DE69911012D1 (de) | 2003-10-09 |
| KR20010083046A (ko) | 2001-08-31 |
| CN1305636A (zh) | 2001-07-25 |
| HUP0103631A3 (en) | 2004-07-28 |
| CN1202545C (zh) | 2005-05-18 |
| AU755927B2 (en) | 2003-01-02 |
| ZA200006692B (en) | 2002-02-18 |
| HK1034358A1 (en) | 2001-10-19 |
| EP1086480B1 (en) | 2003-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK18512000A3 (sk) | Planárny elektrónový emitor (PEE) | |
| EP0706196B1 (en) | An electron emission cathode; an electron emission device, a flat display, a thermoelectric cooling device incorporating the same; and a method for producing the electron emission cathode | |
| US8866152B2 (en) | Betavoltaic apparatus and method | |
| US6495843B1 (en) | Method for increasing emission through a potential barrier | |
| JP3226745B2 (ja) | 半導体冷電子放出素子及びこれを用いた装置 | |
| US5747826A (en) | Photoemitter electron tube, and photodetector | |
| US20080203397A1 (en) | Switching Device | |
| US9671507B2 (en) | Solid-state neutron detector device | |
| US5712490A (en) | Ramp cathode structures for vacuum emission | |
| Baum et al. | Negative electron affinity photocathodes as high-performance electron sources. Part 1: achievement of ultrahigh brightness from an NEA photocathode | |
| JPH08321256A (ja) | 電子放出陰極、それを用いた電子放出素子、フラットディスプレイ、及び熱電冷却装置、ならびに電子放出陰極の製造方法 | |
| CA3075509C (en) | Thermally assisted negative electron affinity photocathode | |
| US9583298B2 (en) | Nano granular materials (NGM) material, methods and arrangements for manufacturing said material and electrical components comprising said material | |
| JPH1196897A (ja) | 光電陰極及びそれを用いた電子管 | |
| Khan | Design and characterization of pin devices for betavoltaic microbatteries on gallium nitride | |
| JPH01162335A (ja) | 電子銃およびそれを使用した電子転写マスク | |
| Yuan et al. | Quantum confinement: mechanism for visible electroluminescence from spark-processed silicon | |
| Nudelman | Photoelectronic Imaging Devices | |
| Winn | High gain photodetectors formed by nano/micromachining and nanofabrication | |
| Rindermann et al. | In-situ electrical characterisation of a photodiode during nano-structuring with a focussed ion beam | |
| Schomaker | Performance of the hybrid photomultiplier tube (HPMT) | |
| PL242315B1 (pl) | Układ fototranzystora | |
| JPH05114375A (ja) | 撮像管 | |
| SK13162002A3 (sk) | Spôsob priamej premeny slnečného a/alebo tepelného žiarenia na elektrickú energiu a termočlánok |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FD9A | Suspended procedure due to non-payment of fee |