JP3210149B2

JP3210149B2 - 電子放出素子および電子放出素子の製造方法

Info

Publication number: JP3210149B2
Application number: JP20804493A
Authority: JP
Inventors: 聡勝又; 種正浅野
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 2001-09-17
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JPH0765700A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子放出素子および
電子放出素子の製造方法に関し、更に詳しくは、高い電
子放出特性および安定性を有し、長期間その性能が劣化
することがなく、冷陰極、フラットＣＲＴ、電子銃、高
周波素子等の電気・電子分野をはじめとする広い分野で
好適に用いることができる電子放出素子、およびかかる
電子放出素子を容易にかつ簡便に製造することができる
電子放出素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来にお
いては、ディスプレイ、エレクトロンビーム描画装置、
真空管、電子線プリンター等に用いる電子放出素子は、
シリコン、モリブデン、ＳｉＣ、ＳｉＮ₄ 等の材質によ
り形成されていた。ところが、これらの材質は、耐酸化
性、耐スパッタリング性、安定性等が充分でなく、これ
らの材質で形成される従来の電子放出素子は、長期間安
定に電子を放出することができないという問題を有して
いた。

【０００３】ところで、ダイヤモンドは、負の電気陰性
度を有し、熱伝導率、耐酸化性、耐スパッタリング性、
安定性等に優れるという特性を有する。また、（１１
１）面を有する独特の結晶構造をとる。近時、かかるダ
イヤモンドをエミッタに応用し、前記従来の問題を解決
した電子放出素子が幾つか提案されている。

【０００４】例えば、米国特許明細書第４，９４３，７
２０号には、先端が円錐形状に削られたスチール製の棒
状基材の先端部にダイヤモンド薄膜を被覆し、ダイヤモ
ンドチップを形成してなるエミッタが開示されている。
しかし、この場合、前記ダイヤモンドチップにおける先
端の角度が大きく鋭利でないので、電子を効率よく安定
に放出することができないという問題がある。また、特
開平４−６７５２７号公報には、ｐ型半導体層にダイヤ
モンドを用いた半導体電子放出素子が提案されている。
しかしながら、この半導体電子放出素子は、アバランシ
ェ増幅という特定の増幅機構により電子を放出させる素
子であり、通常の電子放出素子とは電子を放出する原理
が異なる。この素子においては、（１１１）面を有する
ダイヤモンドの独特の結晶構造が有効に利用されていな
いのである。したがって、これらの電子放出素子には依
然問題があり、かかる問題のない電子放出素子が望まれ
ている。

【０００５】この発明は、（１１１）面を有するダイヤ
モンドの結晶構造を有効に利用することにより、高い電
子放出特性および安定性を有し、長期間その性能が劣化
することがなく、冷陰極、フラットＣＲＴ、電子銃、高
周波素子等の電気・電子分野をはじめとする広い分野で
好適に用いることができる電子放出素子、およびかかる
電子放出素子を容易にかつ簡便に製造することができる
電子放出素子の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】前記課題を解決するための請求項１に記載
の発明は、種結晶を含有するレジスト材によるパターン
の形成を基板上に行うことにより基板上に選択的に設け
た種結晶の表面に、気相法によりダイヤモンドをエピタ
キシャル成長させてなるダイヤモンド粒子を有すること
を特徴とする電子放出素子であり、前記請求項２に記載
の発明は、種結晶を含有するレジスト材によるパターン
の形成を基板上に行うことにより基板上に選択的に設け
た種結晶の表面に、気相法によりダイヤモンドをエピタ
キシャル成長させることによりダイヤモンド粒子のエミ
ッタを形成した後、前記基板にコレクタを形成すること
を特徴とする電子放出素子の製造方法である。

【０００７】以下に、この発明に係る電子放出素子につ
き電子放出素子の製造方法と共に詳細に説明する。

【０００８】この発明に係る電子放出素子は、以下の電
子放出素子の製造方法により製造することができる。前
記電子放出素子の製造方法は、１）基板上に種結晶を選
択的に設ける工程（以下、前処理工程と称する。）と、
２）前記種結晶の表面にダイヤモンドをエピタキシャル
成長させることによりダイヤモンド粒子を形成する工程
（以下、ダイヤモンド粒子成長工程と称する。）と、
３）ダイヤモンド粒子が形成された基板にコレクタを形
成する工程（以下、素子形成工程と称する。）とを有す
る。

【０００９】１）前処理工程この前処理工程においては、基板上に、特定量の種結晶
を含有するレジスト材によるパターンの形成を行うこと
により、種結晶を選択的に設ける。

【００１０】−基板− 前記基板としては、その材質等につき特に制限はない
が、例えばＳｉ、ガリウム−ヒ素、ＳｉＣ、ＳｉＯ₂ 、
Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｒＴｉＯ₃ 、ＭｇＯ、アルミナ、Ａｌ
Ｎ、セラミックス、サファイヤ、超硬合金等の半導体用
基板として用いることができる基板を挙げることができ
る。これらの中でもＳｉの基板が好ましい。この発明に
おいては、前記基板としてシリコンウエハーを好ましく
用いることができる。また、前記基板は、Ｐ型あるいは
Ｎ型の半導体であってもよい。前記基板の比抵抗として
は、通常１０^-6〜１０³ Ω・ｃｍである。

【００１１】−パターンの形成− 前記パターンの形成を行うには、リソグラフィーの技術
など公知の各種の方法を用いることができる。例えば、
先ず、特定量の種結晶を含有するレジスト材を前記基板
上に塗布し乾燥する。次に、所望の形状のパターンある
いはその逆のパターンの遮光部を有するフォトマスクを
介して、紫外線等の光を前記塗布面に照射して露光す
る。そして、未露光部分を現像液、リンス液、溶剤等を
用いて除去することにより、種結晶を含有するパターン
を前記基板上に選択的に形成することができる。

【００１２】前記種結晶としては、例えばシリコン、ダ
イヤモンド等の微粒子を挙げることができる。この発明
においては、これらの単結晶微粒子が好ましく、特にダ
イヤモンド単結晶微粒子が好ましい。前記ダイヤモンド
微粒子としては、天然のものでも、あるいは合成のもの
でもよい。

【００１３】前記種結晶としては、その粒度分布が通常
０〜１００μｍであり、好ましくは０〜１０μｍであ
り、特に好ましくは０〜０．５μｍあるいは０〜０．２
５μｍである。前記粒度分布が１００μｍを越えると、
レジスト材中への前記種結晶の均一分散が困難になり、
エミッタとして好適な素子を製造することができないこ
とがある。

【００１４】前記レジスト材中の前記種結晶の含有量
は、通常０．００１〜１０重量％であり、０．１〜５重
量％が好ましい。前記含有量が、０．００１重量％未満
であると、エミッタとして好適な素子を形成することが
できないことがある。一方、１０重量％を越えると、レ
ジスト材中での種結晶の分散性が低下し、基板上にレジ
スト材を均一に塗布することができないことがある。

【００１５】前記レジスト材としては、フォトレジスト
の他、電子線やＸ線用のレジストを挙げることができ
る。

【００１６】前記フォトレジストとしては、ネガ型フォ
トレジストまたはポジ型フォトレジストを挙げることが
できる。これらのレジストは一般に用いられているもの
の外、各種公知の樹脂系やゴム系のフォトレジストを用
いることができる。前記ネガ型フォトレジストの市販品
としては、例えば、富士薬品工業（株）製のＬＭＲ−３
３や東京応化工業（株）製のＯＭＲ−８３、ＯＭＲ−８
５等を挙げることができる。また、前記ポジ型フォトレ
ジストの市販品としては、東京応化工業（株）製のＯＦ
ＰＲ−２やＯＦＰＲ−８００等を挙げることができる。

【００１７】前記レジスト材の調製方法としては、特に
制限はなく、公知の種々の方法を採用することができ
る。例えば、先ず前記レジスト材に前記種結晶を混合さ
せる。次に、この種結晶を含有するレジスト材に超音波
を照射する。すると、レジスト材中で前記種結晶が均一
に混合し分散する。その後、これをたとえば直径５μｍ
程度のテフロン製フィルタ等を用いて濾過する。する
と、二次粒子や大きな粒子が除去された均一なレジスト
材を調製することができる。

【００１８】前記レジスト材の塗布は、スプレー、スピ
ンナー、デイッピング、刷毛塗り等の方法を用いて行う
ことができ、特にスピンナーを用いて好適に行うことが
できる。

【００１９】前記レジスト材を前記基板上に塗布する際
の厚みとしては、特に制限はないが、通常０．５〜１０
μｍ程度である。

【００２０】前記露光の方式としては、例えばコンタク
ト露光方式、プロキシミティー露光方式、プロジェクシ
ョン露光方式等を挙げることができる。これらは、その
目的に応じて適宜に選択することができる。

【００２１】以上により、前記基板上に特定量の前記種
結晶を含有するレジスト材によるパターンが選択的に形
成される。

【００２２】なお、この前処理工程においては、以下の
ような洗浄操作を行なうことにより、前記基板上におけ
る非パターン部に残留する種結晶を除去しておくことが
好ましい。前記洗浄操作としては、それ自体公知の洗浄
操作を採用することができ、超音波洗浄操作を好適に用
いることができる。

【００２３】前記超音波洗浄の条件としては特に制限は
なく、それ自体公知の超音波洗浄装置を用い、適宜に選
択した条件にて行なうことができる。前記超音波洗浄に
おいて用いる洗浄液としては、例えばレジストのリンス
液を好適に挙げることができる。

【００２４】また、この前処理工程においては、前記パ
ターンの形成を行うのに先立って炭素化合物の薄膜を前
記基板上に被覆しておくのが好ましい。

【００２５】前記炭素化合物としては、前記基板上に薄
膜として被覆することができ、かつ、ダイヤモンド粒子
形成の温度において燃焼する性質、具体的にはダイヤモ
ンド粒子形成用プラズマ中で燃焼する性質を有する化合
物であれば特に制限はない。かかる炭素化合物として
は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、グ
ラッシーカーボン、グラファイト、アモルファスカーボ
ン等の炭素からなる化合物、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂等の炭素および水素か
らなる化合物、並びにポリカーボネート、ポリエステ
ル、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）、エ
チレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ樹脂）、ポ
リメタクリル酸メチル樹脂、ノボラック樹脂等の炭素、
水素および酸素からなる化合物を挙げることができる。
また、この発明においては、前記炭素化合物として、一
般のリソグラフィー用のレジスト剤を用いることもでき
る。これらの中でも、ダイヤモンドライクカーボン、グ
ラッシーカーボン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、ポリエステルが好ましく、特にダイヤモ
ンドライクカーボンがダイヤモンド粒子形成のための初
期核の発生を効果的に抑えることができるので好まし
い。これらは一種単独で用いても、あるいは二種以上を
併用してもよい。

【００２６】前記薄膜を前記基板上に被覆する方法とし
ては、特に制限はなく、被覆する前記炭素化合物の種類
に応じて適宜選択することができるが、例えばＣＶＤ
法、ＰＶＤ法、プラズマ重合法、あるいはスピンコータ
法およびディップ法などの塗布法等の種々のそれ自体公
知の被覆方法を挙げることができる。

【００２７】前記薄膜の厚みとしては、通常５００Å〜
１００μｍであり、１，０００Å〜１０μｍが好まし
く、特に３，０００Å〜５μｍが好ましい。前記厚み
が、前記範囲内にあると、非ダイヤモンド形成領域にダ
イヤモンド形成のための初期核が発生するのを効果的に
抑えることができる。その結果、高い選択率でダイヤモ
ンド粒子の形成を行なうことができる。一方、前記厚み
が５００Åよりも薄いと、基板上に前記炭素化合物の薄
膜を形成した効果が充分でなく、その後の超音波洗浄時
において、前記炭素化合物の薄膜上に残留する種結晶に
より前記基板が傷付けられてしまうことがある。また、
１００μｍよりも厚いと、プラズマ中での燃焼の際、前
記パターンにおける上部がずれてしまうことがある。

【００２８】２）ダイヤモンド粒子成長工程− このダイヤモンド粒子成長工程においては、それ自体公
知の装置を用い、それ自体公知の各種ダイヤモンド気相
形成法に従い、前記種結晶の表面にダイヤモンド単結晶
をエピタキシャル成長させる。

【００２９】前記装置としては、特に制限はないが、こ
の発明においてはエピタキシャル成長装置を好適に用い
ることができる。前記エピタキシャル成長装置として
は、例えば分子線エピタキシャル成長装置、ガスソース
分子線エピタキシャル成長装置、原子層エピタキシャル
成長装置、気相エピタキシャル成長装置、常圧気相エピ
タキシャル成長装置、減圧エピタキシャル成長装置、有
機金属エピタキシャル成長装置、光気相エピタキシャル
成長装置、液相エピタキシャル成長装置、固相エピタキ
シャル成長装置等を挙げることができる。

【００３０】前記ダイヤモンド気相形成法としては、例
えばＣＶＤ法、ＰＶＤ法、ＰＣＶＤ法またはこれらを組
合せた方法等を挙げることができる。これらの中でも、
通常ＥＡＣＶＤ法を含めた各種の熱フィラメント法、熱
プラズマ法を含めた各種の直流プラズマＣＶＤ法、熱プ
ラズマ法を含めたマイクロ波プラズマＣＶＤ法等が好ま
しい。

【００３１】前記ダイヤモンド気相形成法に用いる炭素
源ガスとしては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブ
タン等のパラフィン系炭化水素；エチレン、プロピレ
ン、ブチレン等のオレフィン系炭化水素；アセチレン、
アリレン等のアセチレン系炭化水素；ブタジエン、アレ
ン等のジオレフィン系炭化水素；シクロプロパン、シク
ロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式
炭化水素；シクロブタジエン、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、ナフタレン等の芳香族炭化水素；アセトン、ジ
エチルケトン、ベンゾフェノン等のケトン類；メタノー
ル、エタノール等のアルコール類；この外の含酸素炭化
水素；トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン
類；この外の含窒素炭化水素；炭酸ガス、一酸化炭素、
過酸化炭素等を挙げることができる。

【００３２】これらの中でも、メタン、エタン、プロパ
ン等のパラフィン系炭化水素、エタノール、メタノール
等のアルコール類、アセトン、ベンゾフェノン等のケト
ン類、トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン
類、炭酸ガス、および一酸化炭素が好ましく、特に一酸
化炭素が好ましい。

【００３３】なお、これらは一種単独で用いてもよく、
あるいは二種以上を混合ガス等として併用してもよい。

【００３４】また、これらは水素等の活性ガスやヘリウ
ム、アルゴン、ネオン、キセノン、窒素等の不活性ガス
と混合して用いてもよい。

【００３５】ダイヤモンド粒子の形成条件としては、特
に制限はないが、例えば反応圧力としては、通常１０^-6
〜１０³ Ｔｏｒｒであり、１〜７６０Ｔｏｒｒが好まし
い。前記反応圧力が１０^-6Ｔｏｒｒよりも低いと、ダイ
ヤモンド粒子の形成速度が遅くなることがある。一方、
１０³ Ｔｏｒｒより高いと、１０³ Ｔｏｒｒのときに得
られる効果に比べて、それ以上の効果がないこともあ
る。

【００３６】前記基板の表面温度としては、前記炭素源
ガスの活性化手段等により異なるので、一概に規定する
ことはできないが、通常、室温〜１，２００℃であり、
室温〜１，１００℃が好ましい。前記基板の表面温度が
室温よりも低いと、ダイヤモンドを十分にエピタキシャ
ル成長させることができないことがある。一方、１，２
００℃を超えると、形成されたダイヤモンド粒子のエッ
チングが生じ易くなることがある。

【００３７】反応時間としては、特に限定はなく、ダイ
ヤモンド粒子が所望の大きさとなるように、ダイヤモン
ドの成長速度に応じて適宜設定するのが好ましい。

【００３８】前記ダイヤモンド粒子の成長量としては、
通常、粒径で約１．００５倍から１０倍、好ましくは
１．０５倍から５倍である。１．００５倍未満では、全
表面に渡って十分に成長していない場合があり、また１
０倍を越えて成長させてもそれに見合う効果が得られな
いことがある。

【００３９】以上により、基板上に選択的に設けた種結
晶の表面にダイヤモンドをエピタキシャル成長させるこ
とができ、ダイヤモンド粒子を成長させることができ
る。こうして得られたダイヤモンド粒子は、電子放出素
子におけるエミッタとして機能する。このダイヤモンド
粒子は、（１１１）面が成長した自形を有するもので、
高い電子放出特性を有する。

【００４０】３）素子形成工程この素子形成工程においては、エミッタとしてのダイヤ
モンド粒子が形成された基板にコレクタを形成し、更に
必要に応じてゲート（以下、ベースと称することがあ
る。）を形成することにより、電子放出素子を製造す
る。

【００４１】前記電子放出素子としては、エミッタ、ゲ
ートおよびコレクタによる三極素子で構成されるもので
も、あるいはエミッタおよびコレクタによる二極素子で
構成されるものでもよい。また、その構造としては、ポ
イント形でもウエッジ形でもよく、これらは横形でもあ
るいは縦型でもよい。前記縦型としては、プレーナー
形、あるいは、密閉型、開放型、ＦＥＴ型等のノンプレ
ーナー形を挙げることができる。

【００４２】前記コレクタとしては、例えばシリコン、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等を挙げることが
できる。前記コレクタの大きさ、形状等は、エミッタの
大きさ、形状等に応じて適宜選択することができる。

【００４３】前記コレクタは、例えば以下のようにして
形成することができる。即ち、前記基板の表面におけ
る、前記ダイヤモンド薄膜が形成された部位の周囲に、
前記ダイヤモンド薄膜よりも厚い厚みを有する絶縁材に
よる層を形成する。そして、前記絶縁物による層の表面
に前記コレクタを配置することにより形成することがで
きる。

【００４４】前記絶縁材としては、例えばポリイミド、
シリカ、アルミナ等を挙げることができる。これらの中
でもシリカが好ましい。

【００４５】なお、前記三極素子の場合には、エミッタ
およびコレクタの外に、さらに前記ゲートを設ける。前
記ゲートの材質としては、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ等を挙げることができる。前記ゲートは、前記
コレクタと前記ダイヤモンド薄膜との間の位置に、適宜
選択した大きさ、形状等にて設けることができる。

【００４６】前記電子放出素子は、適宜選択したそれ自
体公知の方法により製造することができる。

【００４７】ここで、前記二極素子で構成されるサンド
イッチ型の電子放出素子の製造について、具体的に説明
する。この場合、先ず前記基板における前記ダイヤモン
ド粒子が形成された部位の周囲にポリアミド樹脂による
絶縁層を、その厚みが前記ダイヤモンド粒子よりも厚く
なるように形成する。そして、コレクタを前記ポリイミ
ド樹脂による絶縁層上に、前記ダイヤモンド粒子を覆
い、かつ密閉するように配置する。すると、図１に示す
ような、基板２の表面に形成されたダイヤモンド粒子３
のエミッタと絶縁層４とコレクタ５とを有する電子放出
素子１を製造することができる。

【００４８】以上のようにして製造された電子放出素子
は、その先端の形状が鋭利なダイヤモンド粒子をエミッ
タとして有しているので、高い電子放出特性および安定
性を有し、電子・電気分野をはじめとする広い分野で好
適に用いることができる。

【００４９】

【実施例】

（実施例１）１）前処理工程 −基板− 基板として、３０×１０ｍｍのｐ型シリコンウエハーを
用いた。

【００５０】−パターンの形成− 先ず、ダイヤモンド微粒子を種結晶として含有するレジ
スト材を以下のようにして調製した。即ち、ポジ型フォ
トレジスト（東京応化工業（株）製、ＯＦＰＲ−８０
０、比重；１．０２ｇ／ｃｍ³ ）３ｍｌ中に粒度分布が
０〜０．２５μｍである合成ダイヤモンド微粒子（東名
ダイヤモンド工業（株）製；ファイングレードタイプ
ＩＭＭ）０．０５ｇを混合させた。この混合物に超音波
を照射して前記ダイヤモンド微粒子を前記ポジ型フォト
レジスト中に均一に分散させた後、この混合物を直径５
μｍのフィルタを用いて濾過することにより、ダイヤモ
ンド微粒子含有レジスト材を調製した。

【００５１】次に、このレジスト材を、基板上に、スピ
ンコーターを用いて３×１０³ ｒｐｍの速さで厚みが約
１μｍになるように塗布し、この塗布面を８５℃で３０
分間かけてプリベークした。その後、前記塗布面の上
に、直径５ｍｍの円形の遮光部を中央に有するフォトマ
スクを配置し、レジストアライナー（キャノン販売
（株）製：ＰＬＡ−５０１ＦＡ）を用いて前記塗布面を
３秒間露光（１３ｍＷ／ｃｍ² ）した。露光後、東京応
化工業（株）製の現像液ＮＭＤ−３で６０秒間現像し、
純水によりリンスし、露光した部分の前記ポジ型フォト
レジストを除去し、１３５℃で３０分間前記基板を加熱
した。

【００５２】次に、こうしてダイヤモンド微粒子を含有
するレジスト材によるパターンが形成された基板につ
き、純水中に浸漬して５分間行なう超音波洗浄を、純水
を交換しながら３回繰返して行なった。超音波洗浄に用
いた装置は、ヤマト科学（株）製のブランソン卓上型、
形式２２００である。

【００５３】２）ダイヤモンド粒子成長工程マイクロ波プラズマＣＶＤ法（２．４５ＧＨｚ）によ
り、原料ガスとしてＣＯ／Ｈ₂ を各々１０／９０ｓｃｃ
ｍの流量で使用し、反応圧力が４０Ｔｏｒｒ、基板温度
が９００℃、反応時間が１時間である条件下で反応させ
ることにより、大きさが約１μｍであるエミッタとして
のダイヤモンド粒子を基板上に形成した。

【００５４】３）素子形成工程前記基板における、前記ダイヤモンド粒子が形成された
部位の周囲に、厚み３５μｍのポリイミド樹脂による絶
縁層を形成した。次に、ｐ型シリコン基板をコレクタと
して前記絶縁層の表面に、かつエミッタとして機能する
前記ダイヤモンド粒子を密閉するように配置することに
より、二極で構成されるサンドイッチ型の電子放出素子
を形成した。

【００５５】得られた電子放出素子につき、Ｉ−Ｖ特性
を測定した。前記Ｉ−Ｖ特性は、エミッタが形成された
前記基板を電源の陰極に接続し、前記コレクタを電源の
陽極に接続して回路を形成し、この回路内に電流計と電
圧計とを設置した後、通電し、電流値および電圧値を測
定し、この測定値をファウラー・ノルドハイム理論式に
代入することにより求めた。その結果を図２に示すグラ
フに、かつ白い丸のプロットで示した。なお、図２に示
すグラフ中、Ａは電流を意味し、Ｖは電圧を意味してい
る。結果としては、良好な電子放出特性が観察され、５
７０Ｖで１５μＡの電流が得られた。

【００５６】（比較例１）前記種結晶であるダイヤモン
ド微粒子がエミッタとして機能するかを観察するため
に、実施例１において、２）ダイヤモンド粒子成長工程
を行なわなかった外は、実施例１と同様にして電子放出
素子を製造し、そのＩ−Ｖ特性を測定した。その結果を
図２に示すグラフに、かつ黒い丸のプロットで示した。
結果としては、電子の放出はほとんど観察されなかっ
た。

【００５７】（比較例２）実施例１において、種結晶を
用いないで合成したダイヤモンド薄膜を用い、実施例１
と同様にして電子放出素子を製造し、そのＩ−Ｖ特性を
測定した。結果としては、基板上に形成されたダイヤモ
ンド薄膜からの電子の放出はほとんど観察されなかっ
た。

【００５８】

【発明の効果】この発明の電子放出素子は、（１１１）
面を有するダイヤモンドの結晶構造を有効に利用してい
るので、高い電子放出特性および安定性を有し、長期間
その性能が劣化することがなく、冷陰極、フラットＣＲ
Ｔ、電子銃、高周波素子等の電気・電子分野をはじめと
する広い分野で好適に用いることができる。また、この
発明の電子放出素子の製造方法は、かかる電子放出素子
を容易にかつ簡便に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明における電子放出素子の一実
施例を示す断面概略説明図である。

【図２】図２は、この発明の電子放出素子における電子
放出特性の一例を示す説明図である。

【符合の説明】

１・・・電子放出素子、２・・・基板、３・・・ダイヤ
モンド粒子、４・・・絶縁層、５・・・コレクタ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 1/304 H01J 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】種結晶を含有するレジスト材によるパタ
ーンの形成を基板上に行うことにより基板上に選択的に
設けた種結晶の表面に、気相法によりダイヤモンドをエ
ピタキシャル成長させてなるダイヤモンド粒子を有する
ことを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】種結晶を含有するレジスト材によるパタ
ーンの形成を基板上に行うことにより基板上に選択的に
設けた種結晶の表面に、気相法によりダイヤモンドをエ
ピタキシャル成長させることによりダイヤモンド粒子の
エミッタを形成した後、前記基板にコレクタを形成する
ことを特徴とする電子放出素子の製造方法。