JP2007513477A - 電界放出デバイス - Google Patents
電界放出デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007513477A JP2007513477A JP2006541992A JP2006541992A JP2007513477A JP 2007513477 A JP2007513477 A JP 2007513477A JP 2006541992 A JP2006541992 A JP 2006541992A JP 2006541992 A JP2006541992 A JP 2006541992A JP 2007513477 A JP2007513477 A JP 2007513477A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- insulating layer
- zone
- electron emitter
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
-
- 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
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
- H01J1/3042—Field-emissive cathodes microengineered, e.g. Spindt-type
- H01J1/3044—Point emitters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
- H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/304—Field emission cathodes
- H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
- H01J2201/30453—Carbon types
- H01J2201/30469—Carbon nanotubes (CNTs)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
本発明は、
カソード(22,30)と、
孔が電子エミッタ(29)を含むようにした多孔性の絶縁層(26,36)と、
ゲート層と呼ばれる導電層(28,38,48)と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスに関する。
カソード(22,30)と、
孔が電子エミッタ(29)を含むようにした多孔性の絶縁層(26,36)と、
ゲート層と呼ばれる導電層(28,38,48)と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスに関する。
Description
本発明は、「マイクロ三極管」デバイスの製造に関わり、さらに電界放出電子源の製造に関連する。
平面状の電子源は、フォトリソグラフィのためのスクリーン(screen)または電子源のような、多数の用途を持っている。電子を引き出すために使われる構造は2つのタイプがある。すなわち:
・集合体構造、つまりエミッタのセット3を通常の電極によって制御することである。この電極は、三極管構造6を制御するためのゲート8(図1参照、また参照符号5と7はそれぞれカソードとアノードを指す)、または二極管システム12のアノード10(図2参照、また参照符号13はカソードを指す)のいずれかである。
もしくは、
・個々の三極管構造であって、それぞれのエミッタ14が個々のゲート16によって制御される(カソード15およびアノード17と共に図3参照)。
・集合体構造、つまりエミッタのセット3を通常の電極によって制御することである。この電極は、三極管構造6を制御するためのゲート8(図1参照、また参照符号5と7はそれぞれカソードとアノードを指す)、または二極管システム12のアノード10(図2参照、また参照符号13はカソードを指す)のいずれかである。
もしくは、
・個々の三極管構造であって、それぞれのエミッタ14が個々のゲート16によって制御される(カソード15およびアノード17と共に図3参照)。
第1のタイプでは、エミッタが結合される。機能可能なエミッタの最大密度は1/h2のオーダーであり、ここにhはナノチューブの高さである。これにより、hが非常に小さい場合に限り、表面上で機能するエミッタの任意に高い密度を得ることが可能であり、それは禁制の(ひどく高い)電子放出しきい値につながる(しきい値はナノチューブの半径に対する高さの比率に比例する)。
第2のケースでは、それぞれのエミッタがキャビティー内に分離される。従って、エミッタの密度は、製造可能な基本デバイスのサイズによって設定される。その限界は使われるフォトリソグラフィ・デバイスによって与えられる。解像度がより高ければ高いほど、製造可能なデバイスの表面はより小さくなり、そしてデバイスは一層高価となる。
高解像度のフォトリソグラフィのような用途に対して、Wong・Bong・Choiによる特許文献1に記述されたように、電子放出マスクを作り出すために高いエミッタ密度を有する電子源を持つことは有利であろう。この特許文献1は、二極管構造における炭素エミッタの使用を開示している。従って、エミッタは、上記のような不利な状態で、すべて結合される。さらに、個々のエミッタの放出が制御できるようなシステムはない。しかも、このようなデバイスでは放出の良好な均一化は困難である。
米国特許出願第2002 0182542号明細書
本発明の目的は、新しいタイプの電界放出電子源を提供することである。
高いエミッタ密度を考慮した、新しい電界効果放出デバイス構造を見いだすことについての課題もある。
他の課題は、特にエミッタ密度が高い時に、個々のエミッタが制御できるような構造を見いだすことである。
本発明は、高解像度のフォトリソグラフィを使わないで製造でき、それによって大きな表面生成と妥当なコストとを両立でき得るようなエミッタのマトリックスまたはアレイに関係する。
本発明は、
カソードと、
開口ゾーンであって、その開口ゾーンが例えばナノチューブなどの電子エミッタ含んでいるような開口ゾーンを含む絶縁層と、
ゲート層と呼ばれる導電層と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスに関係する。
カソードと、
開口ゾーンであって、その開口ゾーンが例えばナノチューブなどの電子エミッタ含んでいるような開口ゾーンを含む絶縁層と、
ゲート層と呼ばれる導電層と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスに関係する。
本発明による方法は、電界放出デバイスの製造において、いかなるリソグラフィ段階をも削除できるようにする。
本発明は、
例えばチタン窒化物、モリブデン、クロムまたはタンタル窒化物からなるカソードを形成する段階と、
開口ゾーンを備える絶縁層を形成する段階と、
ゲート層と呼ばれる導電層を形成する段階と、
絶縁層の開口ゾーン内に電子エミッタを形成する段階と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスまたは電界放出デバイスの製造方法にも関係する。
例えばチタン窒化物、モリブデン、クロムまたはタンタル窒化物からなるカソードを形成する段階と、
開口ゾーンを備える絶縁層を形成する段階と、
ゲート層と呼ばれる導電層を形成する段階と、
絶縁層の開口ゾーン内に電子エミッタを形成する段階と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスまたは電界放出デバイスの製造方法にも関係する。
開口ゾーンは孔であり、その結果、絶縁層は多孔性の絶縁層である。
抵抗層が、例えばアモルファスシリコンから作られ、カソードと絶縁層の間に配置されることが可能で、それによって、放出される均一な流れを得ることができる。
電子エミッタは炭素から作ることができ、多孔性の絶縁層はアルミナ(酸化アルミニウム)から作ることができる。
ある実施の態様によれば、開口ゾーン、特に孔は、アルミニウム層のアノード酸化によって作られる。
例えばニッケル、または鉄、またはコバルト、もしくはそれらの材料の酸化物のような触媒は、カソードと絶縁層の間に層形状で形成でき、あるいは開口ゾーンの形成後にその開口ゾーンの底部(ベース)に形成できる。
ゲート層は、例えばパラジウム−クロムまたはパラジウム−モリブデンなどの金属の二重層を、好都合に有する。
本発明は、
カソードを形成する段階と、
第1の絶縁層を、次にゲート層を形成する段階と、
第2の絶縁層、および第2の絶縁層における開口ゾーンを形成する段階と、
第2の絶縁層の開口ゾーンを通してゲート層および第1の絶縁層をエッチングする段階と、
第1の絶縁層のエッチングされたゾーン底部に露出した触媒ゾーン上に、電子エミッタを形成する段階と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスの製造方法にも関係する。
カソードを形成する段階と、
第1の絶縁層を、次にゲート層を形成する段階と、
第2の絶縁層、および第2の絶縁層における開口ゾーンを形成する段階と、
第2の絶縁層の開口ゾーンを通してゲート層および第1の絶縁層をエッチングする段階と、
第1の絶縁層のエッチングされたゾーン底部に露出した触媒ゾーン上に、電子エミッタを形成する段階と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスの製造方法にも関係する。
本発明によれば、ゲート構造と第1の絶縁層をエッチングするために、多孔性の、または開口ゾーンを有する第2の絶縁層をマスクとして使うことが可能である。次に、この第2の層は除去することができる。
本発明による第1のデバイスを図4の断面図に示す。
このようなデバイスは、まず基板20から始まり、カソード導体とも呼ばれる第1の導電層22を含む。
抵抗層24は、状況に応じて、それぞれのエミッタに対して放出された流れの規則性、または隣接するエミッタ間の流れの一定の一意化を確実にする。
絶縁層26は開口ゾーンを持ち、その開口ゾーンは層26の一定の多孔率(porosity:多孔性)の形態を持つことができる。エミッタ29は、この絶縁層のこれらの開口ゾーン内に位置している。
これらのエミッタは、放出材料、例えば炭素または金属(例としてモリブデンまたはパラジウム)、あるいは半導体材料(例としてシリコン)から作られたナノチューブまたはナノファイバであり得る。ナノチューブという用語は、中実または中空で、電子を放出できる何らかのチューブ状のナノメートル規模構造のことを言う。それは、例えばナノファイバまたはナノワイヤを含む。
最後に、第2の導電層28がエミッタ制御ゲートを構成する。
このエミッタまたは電子源アセンプリ(電子源組み立て構造)は、図3に示すように、アノード17と共に三極管構造を構成する。従ってそれは、ナノ三極管のアセンブリによって構成される。
この基本デバイスは、それぞれの三極管の特徴寸法に対して大きな基板上に集合的に製造することができる。
本発明による構造の実施形態の第1の詳細な例を図5Aから図5Cを参照しながら提供する。
カソード導体層30は、チタン窒化物または何らかの他の導電材料、例えばモリブデン(Mo)、またはクロム(Cr)、またはタンタル窒化物(TaN)から作られる。層の厚さは10nmから100nmの範囲にあり、つまりそれは、例えば60nmオーダーである。
この層30上に、例えば500nmから1μmの範囲の厚さを持つ抵抗層32が堆積される。この層32は、例えば、カソードスパッターによるかまたはCVDによって堆積できるアモルファスシリコンの層である。この層は、個々のエミッタにより放出される流れを、放出が同一となるように制限することを可能にする。
この層32上に、触媒層34、例えばニッケル、鉄、コバルト、またはこれらの材料の酸化物層などが蒸着によって堆積させられる。この層34の厚さは典型的には1nmから10nmの範囲にある。
次に、アルミニウムの堆積物36が、例えば蒸着によって作られる。その厚さは典型的には100nmから700nmのオーダーである。
このアルミニウム層はアノード酸化(anodize:アノード処理)される。従って、絶縁層は、例えばH.Masuda著の応用物理学会誌第35巻(1996年発行、第126〜129頁)(Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 35 (1996, pp L126-129))の記事に記述されているように、2段階プロセスを使ってアルミニウム層のアノード酸化によって製造される。
アノード酸化プロセスの終わると、数ナノメートルオーダー、例えば5nmから25nmの範囲の直径を持つ孔40(図5B)が得られる。
これらの孔は、導電層32に接続してはいない。この接続(図5C)をして孔の直径を制御するのに、例えば5%の薄いリン酸でアルミナ36がエッチングされる。
次に、ゲート金属38(図5C)の、斜め投射(oblique incidence)の下での堆積が行なわれる。
孔が埋まるのを防止するために、堆積された厚さeは孔の直径dと同じオーダーの大きさであることが好ましい。この埋め込みを防止するためには、以下から成る金属の二重層を使用することもできる。すなわち、
・例えば1nmから20nmの範囲の厚さの、パラジウム(非常に小さな終了角(closing angle)を持つ)、および/またはニッケル、および/または鉄、および/またはコバルトなどである、第1の触媒材料、
・そして、埋め込まれない孔または開口の直径に応じた、例えば20nmから100nmの範囲の厚さの、例えばクロム、および/またはモリブデン、および/または銅、および/またはニオブのような第2の金属であって、ナノチューブ成長反応に触媒作用を及ぼさないもの、
である。
・例えば1nmから20nmの範囲の厚さの、パラジウム(非常に小さな終了角(closing angle)を持つ)、および/またはニッケル、および/または鉄、および/またはコバルトなどである、第1の触媒材料、
・そして、埋め込まれない孔または開口の直径に応じた、例えば20nmから100nmの範囲の厚さの、例えばクロム、および/またはモリブデン、および/または銅、および/またはニオブのような第2の金属であって、ナノチューブ成長反応に触媒作用を及ぼさないもの、
である。
次に、アニーリングによって触媒が滴(drop:しずく)状に形成される。穴の底部における触媒は、次に還元される。この還元は水素分圧(典型的には数百mTorr)の下か、または水素RFプラズマの助けによるか、のいずれかによって起こる。
次に、エミッタが、特定のケースに応じ、例えば炭素のナノチューブまたはナノファイバの成長によって形成される。ナノチューブを製造するために、純粋な触媒成長法(例えば100mTorr圧力のアセチレンの存在下で、600℃において堆積が行なわれる)、またはRFプラズマによる触媒成長法のいずれかを使うことが可能である。そして、堆積温度は典型的には500℃であり、RFパワーは300Wであり、反応ガスは、すべて100mTorrの全圧力下で5%アセチレンのH2+C2H2混合気体である。
もし同一の長さを持つチューブを得るためにCVDによって成長が行なわれるならば、、ゲートのレベルにチューブをカットするために、堆積後に超音波バス(ultrasound bath)が追加される。
第2の例を図6Aから図6Cに示す。
これは例1とほぼ同様の方法で行われるが、予め触媒層を堆積しない。そのため、カソード導体層30、抵抗層32、およびアルミニウムの層36とそれに続く孔40を備えたアルミナ、を有する図6Aの構成が最初に得られる。
触媒44は、アルミナに孔40を開ける段階の後に電着によって堆積される(図6B)。これは、凝集堆積(aggregate deposition)によって、または蒸着によって行なうこともできる。従って、この触媒は孔の底部において層44を形成するのみならず、孔40の開口周囲におけるアルミナ層36部分の上側に層45を形成する。この触媒材料は、例えば、例えば1nmから20nmの範囲の厚さの、パラジウム(非常に小さな終了角(closing angle)を持つ)、および/またはニッケル、および/または鉄、および/またはコバルトである。
金属投射堆積(metal incidence deposition)は、ゲート48を作るのを可能にする。それは触媒層45を覆う。使われる金属は、例として20nmから100nmの範囲の厚さを持つ、例えばクロム、および/またはモリブデン、および/または、銅および/または、ニオブである。
次に、既に第1の例で上述したようにしてエミッタが形成される。
2つの例では図4と同一の構造が得られる。他の選択肢では、孔の形成後に、知られた技術によってそれらの孔にシリコンワイヤーを成長させることが可能である。また、金属エミッタを形成するために、例えば、モリブデン、パラジウム、または金のような放出性金属(emitting metal)の電気化学的堆積などのような堆積を行なうことも可能である。
本発明による他の方法の例を図7Aから図7B参照しながら提供する。
基板120上に(図7A)、状況に応じて抵抗層で覆われたカソード層122が形成される。
次に、触媒層134がカソード層122の上に形成される。
第1の絶縁層124が、触媒層134の上に順に形成される。この絶縁層は、例えばSiO2、またはSi3N4から作られ、また、例えば50nmから500nmの範囲の厚さを持つことができる。
次に、例えば、Mo、および/またはNb、および/またはCr、および/またはCuから成り、また、例えば10nmから100nmの範囲の厚さを持つ伝導性のゲート層128が形成される。
最後に、開口140または開口ゾーンが作られた第2の絶縁層126、例えば多孔性の層がゲート層上に形成される。多孔性の層は、数百nm厚さ、例えば100nmから700nmの範囲、例として約500nmオーダーの厚さを持ったアルミニウム堆積によって得ることができ、次にこのアルミニウム層のアノード酸化が続き、孔140が形成されることになる。
ゲート層128と、さらに第1の絶縁層124は、層126の開口または孔140を通してエッチングされ、例えばプラズマエッチングによって触媒層134上に開口される(図7B)。
次に、露出した触媒ゾーン134からナノチューブを形成できる。
次に第2の絶縁層126を除去できるが、ナノチューブの形成前にそれを除去することもできる。この除去は、例えばソーダ(soda:ナトリウム化合物)またはオルトリン酸(orthophosphoric acid:H3PO4)で化学腐食によって行なわれる。
このようにして、図7Bの構造を持っているが、層126のない状態で、かつ放出電子が開口140内に配置された状態の電子放出デバイスが得られる。
本発明による他の方法を、図8Aから図8Cを参照しながら説明する。
状況に応じて抵抗層で覆われたカソード層222が基板220上に形成される。
次に、第1の絶縁層224が形成され、続いて絶縁層上にゲート導電層228が形成される。
次に、開口240または開口ゾーンが作られた第2の絶縁層226、例えば多孔性の層がゲート層上に形成される(図8B)。
多孔性の層は、数百nm厚さ、例えば100nmから700nmの範囲、例として約500nmオーダーの厚さを持ったアルミニウム堆積によって得ることができ、次にこのアルミニウム層のアノード酸化が続き、孔240が形成されることになる。
ゲート層と第1の絶縁層は、層226の開口または孔140を通してエッチングされ、カソード222上に開口されるか、または抵抗層上に開口される(図8B)。
次に、触媒層244が、例えば蒸着によって、または電気化学的プロセスによって堆積される(図8C)。
最後に、層226(図8D)が、例えばソーダまたはH3PO4の腐食によって除去される。
次に、触媒244の残っているゾーンにナノチューブが形成できるが、その残っているゾーンは開口240の底部に位置する。
このようにして、図8Dの構造を持つ電子放出デバイスが得られるが、電子放出手段は開口240内に配置される。
第3の方法を図9Aから図9Cを参照しながら説明する。
基板上320に、状況に応じて抵抗層に覆われたカソード層322が形成される。
第1の絶縁層324がカソード322上に形成され、続いて前記絶縁層上にゲート導電層328が形成される。
開口340または開口ゾーンが作られた第2の絶縁層326、例えば多孔性の層がゲート層上に形成される(図9A)。
多孔性の層は、数百nm厚さ、例えば100nmから700nmの範囲、例として約500nmオーダーの厚さを持ったアルミニウム堆積によって得ることができ、次にこのアルミニウム層のアノード酸化が続き、孔340が形成されることになる。
ゲート層328と第1の絶縁層324は、層326の開口または孔を通してエッチングされ、カソード322上に開口される(図9B)。
次に、層326が、例えばソーダまたはH3PO4の腐食によって除去される。
次に、触媒層332が、例えばスパッタリングによって堆積される。
斜め投射堆積(oblique incidence deposition)によって、金属層330が触媒層上に形成され、ゲート328上に堆積された触媒がマスクされる。
次に、ナノチューブを、露出された触媒ゾーン332内(図9C)に形成することができる。
このようにして、図9Cの構造を持つ電子放出デバイスが得られるが、電子放出手段は開口340内に配置される。
図7A、図7B、図8Aから図8D、および図9Aから図9Cを参照しながら上述した方法では、開口または孔が作られた第2の絶縁層126,226,326が、除去前にエッチングマスクとして使用される。
これらの方法の特に説明しなかった段階は、以前に図5Aから図6Cを参照しながら説明した。これは、エミッタまたはナノチューブの成長に対して特に当てはまる。知られた技術によってシリコンワイヤーを成長させることも可能である。金属エミッタを形成するために、例えば、モリブデン、パラジウム、または金のような放出性金属の電気化学的堆積などのような堆積を行なうことも可能である。
触媒134,244,332のために使われた材料は、既に先述の例で示したものであり得る。同じことがゲート導体にも当てはまる。
本発明による構造によれば、個々のエミッタを有するものの、形成された孔が数ナノメートルオーダーの直径を持つので、その実施形態にかかわらず高い密度のデバイスを形成することが可能になる。
本発明による放出デバイスは、要求される可能性に対し、図1のように配列されたカソード、ゲート層、およびアノードをもたらすための手段を装備することができる。
典型的には、40nmの距離、または一層小さな距離で分布させられたナノチューブを得ることが可能である。
20 基板
24 抵抗層
26 絶縁層
29 エミッタ
30 カソード
32 抵抗層
34 触媒層
36 アルミナ層
38 ゲート金属
40 孔
44、45 触媒層
48 ゲート
120 基板
122 カソード層
124 第1の絶縁層
126 第2の絶縁層
128 ゲート層
134 触媒層(触媒ゾーン)
140 開口(孔)
220 基板
222 カソード
224 第1の絶縁層
226 第2の絶縁層
228 ゲート導電層
240 開口(孔)
244 触媒層
320 基板
322 カソード
324 第1の絶縁層
326 第2の絶縁層
328 ゲート
330 金属層
332 触媒層(触媒ゾーン)
340 開口(孔)
24 抵抗層
26 絶縁層
29 エミッタ
30 カソード
32 抵抗層
34 触媒層
36 アルミナ層
38 ゲート金属
40 孔
44、45 触媒層
48 ゲート
120 基板
122 カソード層
124 第1の絶縁層
126 第2の絶縁層
128 ゲート層
134 触媒層(触媒ゾーン)
140 開口(孔)
220 基板
222 カソード
224 第1の絶縁層
226 第2の絶縁層
228 ゲート導電層
240 開口(孔)
244 触媒層
320 基板
322 カソード
324 第1の絶縁層
326 第2の絶縁層
328 ゲート
330 金属層
332 触媒層(触媒ゾーン)
340 開口(孔)
Claims (32)
- カソード(22,30)と、
開口ゾーン(40)を備える絶縁層(26,36)と、
電子エミッタの形成のための少なくとも1つの触媒材料の層(45)、および前記電子エミッタの形成に触媒作用を及ぼさない少なくとも1つの導電材料の層(48)を有し、ゲート層と呼ばれる導電層(28,38,48)と、
前記絶縁層と前記ゲート層の開口ゾーン(40)内における電子エミッタ(29)と、
を有することを特徴とする電界放出デバイス。 - それぞれの前記絶縁層は多孔性のゾーンであり、前記絶縁層の開口ゾーン(40)はこの層の孔であることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
- 抵抗層(24,32)が前記カソードと前記絶縁層の間に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のデバイス。
- 前記電子エミッタはナノチューブ(29)またはナノファイバによって構成されていることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記電子エミッタは炭素から作られていることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記電子エミッタは金属材料から作られていることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記電子エミッタはモリブデンまたはパラジウムから作られていることを特徴とする請求項6に記載のデバイス。
- 前記電子エミッタは放出性半導体材料から作られていることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記電子エミッタはシリコンから作られていることを特徴とする請求項8に記載のデバイス。
- 前記絶縁層はアルミナから作られていることを特徴とする請求項1から9のうちいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記開口ゾーンまたは孔は5nmから25nmの範囲の直径を持つことを特徴とする請求項1から10のうちいずれか1項に記載のデバイス。
- カソード(22,30)を形成する段階と、
開口ゾーン(40)を備える絶縁層(26,36)を形成する段階と、
電子エミッタの形成のための少なくとも1つの触媒材料の層(45)、および前記電子エミッタの形成に触媒作用を及ぼさない少なくとも1つの導電材料の層(48)を有し、ゲート層と呼ばれる導電層(28,38,48)を形成する段階と
前記絶縁層と前記ゲート層の開口ゾーン(40)内に電子エミッタ(29)を形成する段階と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスの製造方法。 - 前記絶縁層は多孔性のゾーンであり、前記絶縁層の開口ゾーン(40)はこの層の孔であることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記カソードと前記絶縁層の間に抵抗層(24,32)を形成する段階をさらに有することを特徴とする請求項12または13に記載の方法。
- 前記抵抗層はアモルファスシリコンから作られていることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- カソード(122,222,322)を形成する段階と、
第1の絶縁層(124,224,324)を、次にゲート層(128,228,328)を形成する段階と、
第2の絶縁層(126,226,326)、および前記第2の絶縁層における開口ゾーン(140,240,349)を形成する段階と、
前記第1の絶縁層(126,226,326)の開口ゾーンを通して前記ゲート層および前記第1の絶縁層をエッチングする段階と、
前記第1の絶縁層のエッチングされたゾーン底部に露出した触媒ゾーン上に、電子エミッタを形成する段階と、
を有することを特徴とする電界放出デバイスの製造方法。 - 前記第1の絶縁層(124)の形成の前に、触媒層(134)を形成する段階を有することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記電子エミッタの形成の前か後に、第2の絶縁層(126)を除去する段階を有することを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記ゲート層(228,328)および前記第1の絶縁層(224,324)のエッチングの後に、少なくとも前記第1の絶縁層のエッチングされたゾーン(240,340)において、触媒材料(244,344)を堆積する段階を有することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記触媒材料の堆積の後に、前記第2の絶縁層(226)を除去する段階をさらに有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記触媒材料(332)の堆積の前に、前記第2の絶縁層(326)を除去し、次に前記第1の絶縁層(324)のエッチングされたゾーン内とゲート(328)の非エッチングゾーン上に前記触媒材料を堆積する段階をさらに有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- ゲート上に堆積された前記触媒層(332)の上に金属層(330)を形成する段階をさらに有することを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記第2の絶縁層は多孔性のゾーンであり、前記開口ゾーンはこの層の孔であることを特徴とする請求項16から22のうちいずれか1項に記載の方法。
- 例えばアモルファスシリコンからなる抵抗層が、カソード(122,222,322)の上に配置されることを特徴とする請求項16から23のうちいずれか1項に記載の方法。
- 前記エミッタはナノチューブまたはナノファイバであることを特徴とする請求項12から24のうちいずれか1項に記載の方法。
- 前記ナノチューブは、純粋な触媒の成長またはRFプラズマによって得られることを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記エミッタは炭素から作られていることを特徴とする請求項25または26に記載の方法。
- 前記電子エミッタは、放出性金属の電気化学的堆積によって得られることを特徴とする請求項12から25のうちいずれか1項に記載の方法。
- 前記絶縁層または前記第2の絶縁層は、アルミニウム層から作られることを特徴とする請求項12から28のうちいずれか1項に記載の方法。
- 前記開口ゾーンまたは孔はアルミニウム層のアノード酸化によって作られることを特徴とする請求項29に記載の方法。
- 前記カソードは、チタン窒化物(TiN)またはモリブデン、あるいはクロムまたはタンタル窒化物(TaN)から作られていることを特徴とする請求項12から30のうちいずれか1項に記載の方法。
- 前記触媒は、ニッケル、あるいは鉄またはコバルトまたはこれらの材料の酸化物から作られていることを特徴とする請求項12から31のうちいずれか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0350953A FR2863102B1 (fr) | 2003-12-02 | 2003-12-02 | Dispositifs a emission de champ. |
PCT/FR2004/050632 WO2005057604A2 (fr) | 2003-12-02 | 2004-11-30 | Dispositifs a emission de champ. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007513477A true JP2007513477A (ja) | 2007-05-24 |
Family
ID=34566390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006541992A Withdrawn JP2007513477A (ja) | 2003-12-02 | 2004-11-30 | 電界放出デバイス |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070200478A1 (ja) |
EP (1) | EP1690277A2 (ja) |
JP (1) | JP2007513477A (ja) |
FR (1) | FR2863102B1 (ja) |
WO (1) | WO2005057604A2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2873852B1 (fr) | 2004-07-28 | 2011-06-24 | Commissariat Energie Atomique | Structure de cathode a haute resolution |
TWI489507B (zh) * | 2011-01-04 | 2015-06-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 場發射電子器件及場發射顯示裝置 |
RU171957U1 (ru) * | 2016-09-09 | 2017-06-22 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Торий" | Металлопористый резервуарный катод |
JP6605553B2 (ja) * | 2017-09-11 | 2019-11-13 | シャープ株式会社 | 電子放出素子およびその製造方法ならびに電子素子の製造方法 |
DE102020129541A1 (de) * | 2019-11-18 | 2021-05-20 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Elektronenemissionsstruktur und Röntgenröhre, die sie enthält |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2623013A1 (fr) * | 1987-11-06 | 1989-05-12 | Commissariat Energie Atomique | Source d'electrons a cathodes emissives a micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ,utilisant cette source |
US5559389A (en) * | 1993-09-08 | 1996-09-24 | Silicon Video Corporation | Electron-emitting devices having variously constituted electron-emissive elements, including cones or pedestals |
GB9416754D0 (en) * | 1994-08-18 | 1994-10-12 | Isis Innovation | Field emitter structures |
US5872422A (en) * | 1995-12-20 | 1999-02-16 | Advanced Technology Materials, Inc. | Carbon fiber-based field emission devices |
FR2770683B1 (fr) * | 1997-11-03 | 1999-11-26 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'une source d'electrons a micropointes |
JP3902883B2 (ja) * | 1998-03-27 | 2007-04-11 | キヤノン株式会社 | ナノ構造体及びその製造方法 |
JP2000021287A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Sharp Corp | 電界放出型電子源及びその製造方法 |
US6465132B1 (en) * | 1999-07-22 | 2002-10-15 | Agere Systems Guardian Corp. | Article comprising small diameter nanowires and method for making the same |
JP3502082B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2004-03-02 | シャープ株式会社 | 電子源およびその製造方法、並びに、表示装置 |
KR100421218B1 (ko) * | 2001-06-04 | 2004-03-02 | 삼성전자주식회사 | 선택 성장된 탄소나노튜브 전자 방출원을 이용한 전자방출 리소그래피 장치 및 리소그래피 방법 |
FR2829873B1 (fr) * | 2001-09-20 | 2006-09-01 | Thales Sa | Procede de croissance localisee de nanotubes et procede de fabrication de cathode autoalignee utilisant le procede de croissance de nanotubes |
JP2005116232A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Ngk Insulators Ltd | 電子放出素子及びその製造方法 |
-
2003
- 2003-12-02 FR FR0350953A patent/FR2863102B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-11-30 US US10/581,485 patent/US20070200478A1/en not_active Abandoned
- 2004-11-30 EP EP04805870A patent/EP1690277A2/fr not_active Withdrawn
- 2004-11-30 WO PCT/FR2004/050632 patent/WO2005057604A2/fr not_active Application Discontinuation
- 2004-11-30 JP JP2006541992A patent/JP2007513477A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005057604A3 (fr) | 2005-12-08 |
US20070200478A1 (en) | 2007-08-30 |
FR2863102A1 (fr) | 2005-06-03 |
FR2863102B1 (fr) | 2006-04-28 |
EP1690277A2 (fr) | 2006-08-16 |
WO2005057604A2 (fr) | 2005-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4627188B2 (ja) | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 | |
US7070472B2 (en) | Field emission display and methods of forming a field emission display | |
US6440763B1 (en) | Methods for manufacture of self-aligned integrally gated nanofilament field emitter cell and array | |
US6448701B1 (en) | Self-aligned integrally gated nanofilament field emitter cell and array | |
US6891319B2 (en) | Field emission display and methods of forming a field emission display | |
US6568979B2 (en) | Method of manufacturing a low gate current field emitter cell and array with vertical thin-film-edge emitter | |
US6472802B1 (en) | Triode-type field emission device having field emitter composed of emitter tips with diameter of nanometers and method for fabricating the same | |
JP3502082B2 (ja) | 電子源およびその製造方法、並びに、表示装置 | |
US6890233B2 (en) | Method of making low gate current multilayer emitter with vertical thin-film-edge multilayer emitter | |
US8040038B2 (en) | High frequency, cold cathode, triode-type, field-emitter vacuum tube and process for manufacturing the same | |
JP2006527459A5 (ja) | ||
JP4611228B2 (ja) | 電界電子放出装置およびその製造方法 | |
JP2007513477A (ja) | 電界放出デバイス | |
JP2003162956A (ja) | Mis/mim電子放出素子 | |
CN100541700C (zh) | 使用阳极氧化工艺制造的具有三极管结构的电场发射器件及其制造方法 | |
JPH09161665A (ja) | 電界放出カソードとその製造方法 | |
JP2001291465A (ja) | 冷陰極及びその製造方法 | |
KR100492509B1 (ko) | 양극 산화 공정을 이용한 일체형 3극 구조 전계방출 소자및 제조방법 | |
JP2000323011A (ja) | 電界放出型電子源 | |
RU2678192C1 (ru) | Способ изготовления полевого эмиссионного элемента | |
RU2579777C1 (ru) | Прибор на основе углеродосодержащих холодных катодов, расположенных на полупроводниковой подложке, и способ его изготовления | |
KR100898071B1 (ko) | 전자 방출 소자, 이를 구비한 전자 방출 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 | |
JP4371976B2 (ja) | 電界電子放出装置 | |
JP4093997B2 (ja) | 電子デバイスにおける電子放出を改善するための陽極酸化法 | |
JP2008226825A (ja) | 電子放出素子、これを備えた電子放出ディスプレイ装置、及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070814 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20071108 |