JPS6229032A - 高安定フイ−ルドエミツタ−の製造方法 - Google Patents
高安定フイ−ルドエミツタ−の製造方法Info
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- JPS6229032A JPS6229032A JP60168727A JP16872785A JPS6229032A JP S6229032 A JPS6229032 A JP S6229032A JP 60168727 A JP60168727 A JP 60168727A JP 16872785 A JP16872785 A JP 16872785A JP S6229032 A JPS6229032 A JP S6229032A
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Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は高安定な電子放射特性を示すフィールドエミッ
ターの製造方法に関する。
ターの製造方法に関する。
フィールドエミッターからの放射電流は輝度が大きく、
放射電子のエネルギー幅が小さく、しかも点光源に近い
などの優れた性質を持っているので、低加速走査型電子
顕微鐙１分析電子顕微鏡。
放射電子のエネルギー幅が小さく、しかも点光源に近い
などの優れた性質を持っているので、低加速走査型電子
顕微鐙１分析電子顕微鏡。
電子線ホログラフィ−電子顕微鏡等の新機能電子顕微鏡
の実現、電子顕微鏡の高分解能化に必須であり、またナ
ノメートルリソグラフィー等の分野においても不可欠な
ものである。
の実現、電子顕微鏡の高分解能化に必須であり、またナ
ノメートルリソグラフィー等の分野においても不可欠な
ものである。
従来技術
従来、フィールドエミッターとしては、Ｗが実用化され
ている。しかし、電流の安定性に問題があシ、広い応用
を疎外している。
ている。しかし、電流の安定性に問題があシ、広い応用
を疎外している。
本発明者らはさきに、炭化チタン単結晶を用いたフィー
ルドエミッターとして、エミッターの軸方位を＜ １１
０ ）方位に選ぶことにより、従来実現していなかった
放射電子ビームの方向をエミッター軸方位にすることに
成功した。（特願昭５８−１９９６０５号）。さらに、
炭化チタン単結晶チップ表面を酸素ガスによる処理（特
願昭５９−２７５２２０号）及びＣ２Ｈ４などの炭化水
素ガスによる処理（特願昭５９−２７５２２１号）を施
すことにより、高安定な電子放射特性を示すフィールド
エミッターを得ることを開発し得た。
ルドエミッターとして、エミッターの軸方位を＜ １１
０ ）方位に選ぶことにより、従来実現していなかった
放射電子ビームの方向をエミッター軸方位にすることに
成功した。（特願昭５８−１９９６０５号）。さらに、
炭化チタン単結晶チップ表面を酸素ガスによる処理（特
願昭５９−２７５２２０号）及びＣ２Ｈ４などの炭化水
素ガスによる処理（特願昭５９−２７５２２１号）を施
すことにより、高安定な電子放射特性を示すフィールド
エミッターを得ることを開発し得た。
発明の目的
本発明の目的は炭化チタン単結晶エミッターの表面処理
方法を新たに開発し、さらに優れた安定性を示すフィー
ルドエミッターの製造方法を提供するにある。
方法を新たに開発し、さらに優れた安定性を示すフィー
ルドエミッターの製造方法を提供するにある。
発明の構成
本発明者らは前記目的を達成すべく、更に研究を続けた
結果、Ｈ２ＳまたはＳを含むガス（例えば５Ｆ）（以下
Ｈ２Ｓと略記する）で、９００〜１４００℃の下で処理
し、またはこの処理と０２ガスによる処理及び又はＣ２
Ｈ４または他の炭化水素ガス（例えば０２Ｈ６） （以
下Ｃ２Ｈ４と略記する）を併用して処理した後、さらに
超高真空下で１０Ｖ／ｃｍ以上の強電界を印加すると、
エミッションパターンが変化し、安定な特性を示すフィ
ールドエミッターが得られることを究明し得た。この知
見に基いて本発明を完成した。
結果、Ｈ２ＳまたはＳを含むガス（例えば５Ｆ）（以下
Ｈ２Ｓと略記する）で、９００〜１４００℃の下で処理
し、またはこの処理と０２ガスによる処理及び又はＣ２
Ｈ４または他の炭化水素ガス（例えば０２Ｈ６） （以
下Ｃ２Ｈ４と略記する）を併用して処理した後、さらに
超高真空下で１０Ｖ／ｃｍ以上の強電界を印加すると、
エミッションパターンが変化し、安定な特性を示すフィ
ールドエミッターが得られることを究明し得た。この知
見に基いて本発明を完成した。
本発明の要旨は
１）炭化チタン単結晶エミッター表面を、９００〜１４
００℃の下で、Ｈ２Ｓによる表面処理を施した後、超高
真空下で１ｏ’ｖ／ｃｍ以上の強電界を印加することを
特徴とする高安定フィールドエミッターツタ造方法。
００℃の下で、Ｈ２Ｓによる表面処理を施した後、超高
真空下で１ｏ’ｖ／ｃｍ以上の強電界を印加することを
特徴とする高安定フィールドエミッターツタ造方法。
２）炭化チタン単結晶エミッター表面を９００〜１４０
０℃の下で、 Ｈ２ＳまたはＳを含んだガスによる表面
処理と０２による表面処理とを別個にまたは同時に施し
た後、超高真空下で、ｌＯ’Ｖ７’ＣＴｎ以上の強電界
を印加することを特徴とする高安定フィールドエミッタ
ーの製造方法。
０℃の下で、 Ｈ２ＳまたはＳを含んだガスによる表面
処理と０２による表面処理とを別個にまたは同時に施し
た後、超高真空下で、ｌＯ’Ｖ７’ＣＴｎ以上の強電界
を印加することを特徴とする高安定フィールドエミッタ
ーの製造方法。
３）炭化チタン単結晶エミッター表面を、９００〜１４
００℃の下で、Ｈ２Ｓによる表面処理と、０２Ｈ４によ
る表面処理とを別個にまたは同時に施した後、超高真空
下で、１０’ Ｖ ／ ｃｍ以上の強電界を印加するこ
とを特徴とする冒安定フィールドエミッターの製造方法
。
００℃の下で、Ｈ２Ｓによる表面処理と、０２Ｈ４によ
る表面処理とを別個にまたは同時に施した後、超高真空
下で、１０’ Ｖ ／ ｃｍ以上の強電界を印加するこ
とを特徴とする冒安定フィールドエミッターの製造方法
。
４）炭化チタン単結晶エミッター表面を、９００〜１４
００℃の下で、）１２ＳＫよる表面処理、０□による表
面処理及びＣ２Ｈ４による表面処理を別個に、例えばＨ
２Ｓ→０２→Ｃ２Ｈ４１Ｈ２Ｓ−＋（！２Ｈ４→０２Ｉ
Ｃ２Ｈ４→Ｈ２Ｓ→０□、ｃ２Ｈ４→０２→Ｈ２Ｓ、０
２→ｃ２Ｈ４ＩＪ −Ｑ 、 ＊ Ｊ−Ｌ＋
ｎ ユ ＬＪ Ｑ −ム ／’ Ｕ
ｊ）鮨百 −ｒ ４ Ｊ−１寺 Ｉ”ＥＩ時に施した
後、超高真空下で、ＩＯＶ／ｃｍ以上の強電界を印加す
ることを特徴とする高安定フィールドエミッターの製造
方法。にある。
００℃の下で、）１２ＳＫよる表面処理、０□による表
面処理及びＣ２Ｈ４による表面処理を別個に、例えばＨ
２Ｓ→０２→Ｃ２Ｈ４１Ｈ２Ｓ−＋（！２Ｈ４→０２Ｉ
Ｃ２Ｈ４→Ｈ２Ｓ→０□、ｃ２Ｈ４→０２→Ｈ２Ｓ、０
２→ｃ２Ｈ４ＩＪ −Ｑ 、 ＊ Ｊ−Ｌ＋
ｎ ユ ＬＪ Ｑ −ム ／’ Ｕ
ｊ）鮨百 −ｒ ４ Ｊ−１寺 Ｉ”ＥＩ時に施した
後、超高真空下で、ＩＯＶ／ｃｍ以上の強電界を印加す
ることを特徴とする高安定フィールドエミッターの製造
方法。にある。
本発明において使用する炭化チタン単結晶エミッターは
、炭化チタン単結晶ロンドから切り出しターを超高真空
下で１５００℃フラッシュ加熱し、Ｔｉｅ ＜ １１０
＞エミッターの表面を清浄したものを使用スる。その
エミッションパターンは第１図に示す通シである。なお
、図中の斜線部分が電子ビームのあたった部分を表わす
。
、炭化チタン単結晶ロンドから切り出しターを超高真空
下で１５００℃フラッシュ加熱し、Ｔｉｅ ＜ １１０
＞エミッターの表面を清浄したものを使用スる。その
エミッションパターンは第１図に示す通シである。なお
、図中の斜線部分が電子ビームのあたった部分を表わす
。
このような清浄表面を持ったＴｉＣ＜ １１０ ）チッ
プなＨ２Ｓガス中で、例えば１０ Ｔｏｒｒの下で９
００〜１４００℃で加熱する。加熱時間は２Ｌ（ラング
ミュア−） （Ｌ＝ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ ｘ １ ｓｅ
ｃ ）以上になるように選ぶ。加熱温度が９００℃未満
及び１４００℃を超えると、エミッションパターンは清
浄表面からのエミッションパターンと同じであり、電子
放射特性も改善されない。従って、加熱温度は９００〜
１４００℃であることが必要である。
プなＨ２Ｓガス中で、例えば１０ Ｔｏｒｒの下で９
００〜１４００℃で加熱する。加熱時間は２Ｌ（ラング
ミュア−） （Ｌ＝ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ ｘ １ ｓｅ
ｃ ）以上になるように選ぶ。加熱温度が９００℃未満
及び１４００℃を超えると、エミッションパターンは清
浄表面からのエミッションパターンと同じであり、電子
放射特性も改善されない。従って、加熱温度は９００〜
１４００℃であることが必要である。
このように処理した後、超高真空下で、全電流を約１０
μＡにし、３０分以上電子ビームを放射（強電界を印加
）すると、エミッションパターンは第２図に変化する。
μＡにし、３０分以上電子ビームを放射（強電界を印加
）すると、エミッションパターンは第２図に変化する。
なお、点線部分は表面処理前の清浄表面からのエミッシ
ョンパターンヲ示ス。
ョンパターンヲ示ス。
このような処理を施したＴＩＧフィールドエミッターは
、電流雑音が±０．２％以下で、ドリフトは±０．２％
／ｈｒ以下の優れた特性を示し、第３図（−の通かとな
る。
、電流雑音が±０．２％以下で、ドリフトは±０．２％
／ｈｒ以下の優れた特性を示し、第３図（−の通かとな
る。
前記のＨ２Ｓ処理と０２処理及び又はＣ２Ｈ４ガスによ
る処理を相合せてガス処理を施してもよい。
る処理を相合せてガス処理を施してもよい。
これらを例示すると次の通りである。
■）前記のＨ２Ｓ処理後、さらに０２中で９００〜１４
００℃で加熱する。その時の加熱時間は５Ｌ以上になる
ように選ぶ。また逆に０２処理を先に施した後、Ｈ２Ｓ
ガス処理を行っても、また、同時に施してもよい。同時
に行う場合は０２ガスの導入量を０２：５Ｌ以上、Ｈ２
Ｓ ： ２ Ｌ以上と調整して行う。
００℃で加熱する。その時の加熱時間は５Ｌ以上になる
ように選ぶ。また逆に０２処理を先に施した後、Ｈ２Ｓ
ガス処理を行っても、また、同時に施してもよい。同時
に行う場合は０２ガスの導入量を０２：５Ｌ以上、Ｈ２
Ｓ ： ２ Ｌ以上と調整して行う。
２）前記１）における０２処理に代え、Ｃ２Ｈ４ガスに
よる処理（ガス導入量５０Ｌ以上）を同様に行うことが
できる。
よる処理（ガス導入量５０Ｌ以上）を同様に行うことが
できる。
３） Ｈ２Ｓ処理、Ｏ２処理及びＣ２Ｈ４処理を同時
または別個に施してもよい。
または別個に施してもよい。
なお、前記１） 、 ２） 、 ３）の方法を行う場合
は、炭化チタン単結晶の方位に関係なく、優れた安定性
を示すフィールドエミッターを製造することが−できる
。
は、炭化チタン単結晶の方位に関係なく、優れた安定性
を示すフィールドエミッターを製造することが−できる
。
一実施例１゜
先端径０．１μｍのＴｉＣ８，９６＜１１０ ＞フィー
ルドエミッターを、超高真空下にセットし、１５００℃
にフラッシュ加熱して清浄表面を得た。この糸にＨ２Ｓ
ガスを導入し、Ｉ Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒの真空度に
した後、１１００℃で１０秒間加熱した。（１０Ｌの露
出量）、その後超高真空下で全電流的１０μＡを３０分
間放射（印加電圧３３３０ Ｖ ） （１，ＯＶ／ｃｍ
以上の強電界の印加）して、エミッションパターン第１
図より第２図のパターンに変化させた。得らｉたフィー
ルドエミッターの電流雑音は真空度５ｘｌｏ Ｔｏ
ｒｒの下で±０．２％以下ｔ ドリフトは±０．２％／
ｈｒ以下、その電子放射特性は第３図（ａ）に示す通り
であった。
ルドエミッターを、超高真空下にセットし、１５００℃
にフラッシュ加熱して清浄表面を得た。この糸にＨ２Ｓ
ガスを導入し、Ｉ Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒの真空度に
した後、１１００℃で１０秒間加熱した。（１０Ｌの露
出量）、その後超高真空下で全電流的１０μＡを３０分
間放射（印加電圧３３３０ Ｖ ） （１，ＯＶ／ｃｍ
以上の強電界の印加）して、エミッションパターン第１
図より第２図のパターンに変化させた。得らｉたフィー
ルドエミッターの電流雑音は真空度５ｘｌｏ Ｔｏ
ｒｒの下で±０．２％以下ｔ ドリフトは±０．２％／
ｈｒ以下、その電子放射特性は第３図（ａ）に示す通り
であった。
実施例２゜
実施例１の方法でＴｉＣ，，６＜ １１０ ）フィール
ドエミッターチップを、Ｈ２Ｓで表面処理した後、この
系にＣ２Ｈ４ガスを導入し、Ｉ Ｘ １０−’ Ｔｏｒ
ｒの真空度にした後、１１００℃で１００秒間加熱した
。
ドエミッターチップを、Ｈ２Ｓで表面処理した後、この
系にＣ２Ｈ４ガスを導入し、Ｉ Ｘ １０−’ Ｔｏｒ
ｒの真空度にした後、１１００℃で１００秒間加熱した
。
（１００Ｌの露出量）。
その後、実施例１におけると同様に超高真空下で１０’
Ｖ／ｃｍ以上の強電界（１９６０Ｖ ）を印加してエミ
ッションパターンを第１図から第２図に変化させた。
Ｖ／ｃｍ以上の強電界（１９６０Ｖ ）を印加してエミ
ッションパターンを第１図から第２図に変化させた。
得られたフィールドエミッターの電流雑音は真空度５
Ｘ １０−１２Ｔｏｒｒ下のもとて±０．２％以下。
Ｘ １０−１２Ｔｏｒｒ下のもとて±０．２％以下。
ドリフトは±０．２％／ｈｒ以下であり、その特性は第
３図（ｂ）に示す通りであった。
３図（ｂ）に示す通りであった。
実施例３゜
実施例２におけるＣ２Ｉ（４に代えて０２を使用し、以
下実施例２と同様にしてフィールドエミッターを得た。
下実施例２と同様にしてフィールドエミッターを得た。
得られたフィールドエミッターは実施例２と同様なもの
であった。
であった。
実施例４、
実施例２と同様にしてＧ２Ｈ４処理した後、再度超高真
空に排気した後、０２を導入し、ｌＸｌ０−’、 Ｔｏ
ｒｒの真空度にした後、１１００℃で２０秒間加熱した
。（２０Ｌの露出量）。以下実施例２と同様にしてフィ
ールドエミッターを得た。
空に排気した後、０２を導入し、ｌＸｌ０−’、 Ｔｏ
ｒｒの真空度にした後、１１００℃で２０秒間加熱した
。（２０Ｌの露出量）。以下実施例２と同様にしてフィ
ールドエミッターを得た。
得られたフィールドエミッターは実施例２と同様のもの
であった。
であった。
発明の効果
本発明の方法によると、炭化チタン単結晶から、優れた
安定性を示すフィールドエミッターが容易に製造するこ
とができる。
安定性を示すフィールドエミッターが容易に製造するこ
とができる。
第１図はＴｉＣ，，６＜ １１０ ）フィールドエミッ
ターの１５００℃フラッシュ加熱後の清浄表面からのエ
ミッションパターン、第２図は本発明の方法の処押ル添
１ナー藷のフィールドてミツｉ−め）瓜内工Ｓツション
パターン、第３図は本発明の方法で製造したフィールド
エミッターの全電流と時間の関係図で、第３図（ａ）は
Ｈ２Ｓガスのみにより表面処理した場合、第３図（ｂ）
は１（２Ｓ処理後、さらにＣ２Ｈ４ガス処理を施した場
合を示す。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長後 藤
優
ターの１５００℃フラッシュ加熱後の清浄表面からのエ
ミッションパターン、第２図は本発明の方法の処押ル添
１ナー藷のフィールドてミツｉ−め）瓜内工Ｓツション
パターン、第３図は本発明の方法で製造したフィールド
エミッターの全電流と時間の関係図で、第３図（ａ）は
Ｈ２Ｓガスのみにより表面処理した場合、第３図（ｂ）
は１（２Ｓ処理後、さらにＣ２Ｈ４ガス処理を施した場
合を示す。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長後 藤
優
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）炭化チタン単結晶エミッター表面を、９００〜１４
００℃の下で、Ｈ＿２ＳまたはＳを含んだガスによる表
面処理を施した後、超高真空下で、１０＾７Ｖ／ｃｍ以
上の強電界を印加することを特徴とする高安定フィール
ドエミッターの製造方法。 ２）炭化チタン単結晶エミッター表面を、９００〜１４
００℃の下で、Ｈ＿２ＳまたはＳを含んだガスによる表
面処理とＯ＿２による表面処理とを別個にまたは同時に
施した後、超高真空下で、１０＾７Ｖ／ｃｍ以上の強電
界を印加することを特徴とする高安定フィールドエミッ
ターの製造方法。 ３）炭化チタン単結晶エミッター表面を、９００〜１４
００℃の下で、Ｈ＿２ＳまたはＳを含んだガスによる表
面処理とＣ＿２Ｈ＿４またはその他の炭化水素ガスによ
る表面処理とを別個にまたは同時に施した後、超高真空
下で１０＾７Ｖ／ｃｍ以上の強電界を印加することを特
徴とする高安定フィールドエミッターの製造方法。 ４）炭化チタン単結晶エミッター表面を、９００〜１４
００℃の下で、Ｈ＿２ＳまたはＳを含んだガスによる表
面処理、Ｏ＿２による表面処理及びＣ＿２Ｈ＿４または
その他の炭化水素ガスによる表面処理を別個にまたは同
時に施した後、超高真空下で、１０＾７Ｖ／ｃｍ以上の
強電界を印加することを特徴とする高安定フィールドエ
ミッターの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60168727A JPS6229032A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 高安定フイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60168727A JPS6229032A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 高安定フイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229032A true JPS6229032A (ja) | 1987-02-07 |
| JPH0533487B2 JPH0533487B2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=15873302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60168727A Granted JPS6229032A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 高安定フイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6229032A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300070A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Kingtec Korea Co Ltd | ジャケット型個人冷房装置 |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP60168727A patent/JPS6229032A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300070A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Kingtec Korea Co Ltd | ジャケット型個人冷房装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533487B2 (ja) | 1993-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |