JPS6280936A - フイ−ルドエミツタ−の製造方法 - Google Patents
フイ−ルドエミツタ−の製造方法Info
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- JPS6280936A JPS6280936A JP60219833A JP21983385A JPS6280936A JP S6280936 A JPS6280936 A JP S6280936A JP 60219833 A JP60219833 A JP 60219833A JP 21983385 A JP21983385 A JP 21983385A JP S6280936 A JPS6280936 A JP S6280936A
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Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (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
本発明はフィールドエミッ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、輝度が太き（
、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、これは高分解能
電子顕微鏡、電子線ホログラフィ−電顕、ナノメートル
リソグラフィー等の分野において不可欠のものである。
、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、これは高分解能
電子顕微鏡、電子線ホログラフィ−電顕、ナノメートル
リソグラフィー等の分野において不可欠のものである。
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
てきたが、このフィールドエミッターは電流の安定性に
問題があり、広い応用を疎外している。
てきたが、このフィールドエミッターは電流の安定性に
問題があり、広い応用を疎外している。
また炭化チタン単結晶からなるフィールドエミッターも
知られている。しかし、このフィールドエミッターから
の放射電子は、チップ先端近傍から放射状に放出され、
い（つかの電子ビーム塊に分れる問題点がある。
知られている。しかし、このフィールドエミッターから
の放射電子は、チップ先端近傍から放射状に放出され、
い（つかの電子ビーム塊に分れる問題点がある。
本発明者らはこの問題点を解決すべく研究の結果、遷移
金属化合物からなるフィールドエミッターの軸方位を＜
１１０＞方位に選ぶことにより、放射電子ビームの方向
をエミッター軸方位にすることを開発し得た（特願昭５
８−１９９６０５号参照）。
金属化合物からなるフィールドエミッターの軸方位を＜
１１０＞方位に選ぶことにより、放射電子ビームの方向
をエミッター軸方位にすることを開発し得た（特願昭５
８−１９９６０５号参照）。
発明の目的
本発明の目的は高輝度でさらに優れた電子放射特性を示
すフィールドエミッターの製造方法を提供するにある。
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
本発明者らはフィールドエミッターについて研究ヲ続け
た結果、炭窒化チタン（ＴｉＣｘＮｙ 、 ０．５≦
ｘ ＋ ｙ ＜： １ ）単結晶エミッター（以下、
Ｔ１ＣＮエミッターと略記する）を酸素ガス中で９００
〜１４００℃で熱処理して、その表面を酸化した後、超
高真空下で１０７Ｖ／ｃｍ以上の強電界を印加スると、
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。
た結果、炭窒化チタン（ＴｉＣｘＮｙ 、 ０．５≦
ｘ ＋ ｙ ＜： １ ）単結晶エミッター（以下、
Ｔ１ＣＮエミッターと略記する）を酸素ガス中で９００
〜１４００℃で熱処理して、その表面を酸化した後、超
高真空下で１０７Ｖ／ｃｍ以上の強電界を印加スると、
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、炭窒化チタン単結晶エミッターを酸素
ガス中で９００〜１４００℃で熱処理して、該エミッタ
ーの表面を酸化した後、超高真空下で１０７Ｖ／ｃｍ以
上の強電界を印加することを特徴とするフィールドエミ
ッターの製造方法にある。
ガス中で９００〜１４００℃で熱処理して、該エミッタ
ーの表面を酸化した後、超高真空下で１０７Ｖ／ｃｍ以
上の強電界を印加することを特徴とするフィールドエミ
ッターの製造方法にある。
本発明において使用する炭窒化チタン単結晶エミッター
は、単結晶ロンドから切り出した、例えば、０．２ Ｘ
Ｏ，２３ｍｍの直方体の先端を電解研磨法により約０
，１μｍの先端径とし、このエミッターを超高真空下で
１５００℃でフラツノユ加熱する。これにより清浄表面
とすると共にチツブ先端を４１００夫（２１１）−面で
覆われた形状のものにする。例えば、Ｔ１ＣＮ ＜ １
１０ ＞エミッターの場合は第１図に示すような形状の
ものとなる。このＴ１ＣＮ ＜ １１０ ＞エミッター
からのエミッションパターンは第２図に示すようになる
。（なお、斜線部分は電子ビームのあたった部分を示す
。）これはチップ先端の（１００）、 （１１１）の
各結晶面から作られる尖った部分からのエミッションに
対応する。このＴ１ＣＮのエミッションパターンは電界
強度の大きい個所からの電子のエミッションで説明でき
る。
は、単結晶ロンドから切り出した、例えば、０．２ Ｘ
Ｏ，２３ｍｍの直方体の先端を電解研磨法により約０
，１μｍの先端径とし、このエミッターを超高真空下で
１５００℃でフラツノユ加熱する。これにより清浄表面
とすると共にチツブ先端を４１００夫（２１１）−面で
覆われた形状のものにする。例えば、Ｔ１ＣＮ ＜ １
１０ ＞エミッターの場合は第１図に示すような形状の
ものとなる。このＴ１ＣＮ ＜ １１０ ＞エミッター
からのエミッションパターンは第２図に示すようになる
。（なお、斜線部分は電子ビームのあたった部分を示す
。）これはチップ先端の（１００）、 （１１１）の
各結晶面から作られる尖った部分からのエミッションに
対応する。このＴ１ＣＮのエミッションパターンは電界
強度の大きい個所からの電子のエミッションで説明でき
る。
このような清浄表面を持ったＴ１ＣＮチップを、酸素ガ
ス中で例えば１０− Ｔｏｒｒの下で９００〜１４００
℃で加熱する。
ス中で例えば１０− Ｔｏｒｒの下で９００〜１４００
℃で加熱する。
これにより、表面に酸化物ができる。加熱時間は５Ｌ（
ラングミｚ ７− ）、（Ｌ ＝ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ
Ｘ １ ｓｅｃ ）以上になるように選ぶ。加熱温度が
９００℃未満および１４００℃以上では、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本質
的に同じであり、又電子放射特性も改善されない。した
がって加熱温度は９００〜１４００℃であることが好ま
しい。チップ表面を酸化した後、超高真空下で全電流を
ｌＯμＡ〜２０μＡにより、３０分以上電子ビームを放
射しく強電界を印加）つづけると、エミッションパター
ンが第２図から第３図に変化する。なお、斜線部分が電
子ビームのあたった個所で１点線部分は清浄表面からの
エミッションパターンヲ示ス。
ラングミｚ ７− ）、（Ｌ ＝ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ
Ｘ １ ｓｅｃ ）以上になるように選ぶ。加熱温度が
９００℃未満および１４００℃以上では、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本質
的に同じであり、又電子放射特性も改善されない。した
がって加熱温度は９００〜１４００℃であることが好ま
しい。チップ表面を酸化した後、超高真空下で全電流を
ｌＯμＡ〜２０μＡにより、３０分以上電子ビームを放
射しく強電界を印加）つづけると、エミッションパター
ンが第２図から第３図に変化する。なお、斜線部分が電
子ビームのあたった個所で１点線部分は清浄表面からの
エミッションパターンヲ示ス。
このようにして得られたフィールドエミッターは、電流
雑音が±０．２９Ｖ）以下、ドリフトは±０．２９６／
ｈｒ以下の優れた特性を示す。その電子放射特性は第４
図に示す通りであり、一定の電流値を示し極めて安定で
ある。この実験条件は真空度５．０ Ｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒ、 印加電圧１４００■で行ったものである。
雑音が±０．２９Ｖ）以下、ドリフトは±０．２９６／
ｈｒ以下の優れた特性を示す。その電子放射特性は第４
図に示す通りであり、一定の電流値を示し極めて安定で
ある。この実験条件は真空度５．０ Ｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒ、 印加電圧１４００■で行ったものである。
なお、このような特性は炭窒化チタン単結晶の方位に関
係なく得られる。
係なく得られる。
実施例
先端径０．１ｚ１ｍのＴ１Ｃｏ、９ｓ Ｎｏ、ｏ＋ ＜
１１０＞フィールドエミッターを１０−１０〜１０−
”Ｔｏｒｒの超高真空下にセットし、１５００℃にフラ
ッシュ加熱した。この系に酸素ガスを導入し、１ ｘ
ｌ Ｏ−６Ｔｏ ｒｒの真空度にした後、１１００℃で
１０秒間加熱してチップ表面を酸化した。この後、５Ｘ
１０−１１Ｔｏｒｒの真空下で全電流１０μＡを３０分
間以上放射しく １０７Ｖ、／ｃｍ 以上の強電界の印
加）でエミッションパターンを変化させた。
１１０＞フィールドエミッターを１０−１０〜１０−
”Ｔｏｒｒの超高真空下にセットし、１５００℃にフラ
ッシュ加熱した。この系に酸素ガスを導入し、１ ｘ
ｌ Ｏ−６Ｔｏ ｒｒの真空度にした後、１１００℃で
１０秒間加熱してチップ表面を酸化した。この後、５Ｘ
１０−１１Ｔｏｒｒの真空下で全電流１０μＡを３０分
間以上放射しく １０７Ｖ、／ｃｍ 以上の強電界の印
加）でエミッションパターンを変化させた。
上記製法によって得たフィールドエミッターの電流雑音
は±０．２％以下、ドリフトは±０，２％／ ｈ ｒ以
下で、その電流特性は第４図に示す通りであった。
は±０．２％以下、ドリフトは±０，２％／ ｈ ｒ以
下で、その電流特性は第４図に示す通りであった。
第１図はＴ１ＣＮ ＜ １１０ ＞エミッターの１５０
０℃フラッシュシュ加熱後の先端形状、第２図は第１図
のエミッターからのエミッションパターン、第３図は第
１図のエミッターチップの表面を酸化処理した後のエミ
ッションパターン、第４図は本発明の方法で製造したエ
ミッターの全電流と時間との関係図であり、この時の実
験条件は真空度５、ＯＸ １０〜”Ｔｏｒｒ、印加電圧
１４００Ｖである。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長後藤 優
０℃フラッシュシュ加熱後の先端形状、第２図は第１図
のエミッターからのエミッションパターン、第３図は第
１図のエミッターチップの表面を酸化処理した後のエミ
ッションパターン、第４図は本発明の方法で製造したエ
ミッターの全電流と時間との関係図であり、この時の実
験条件は真空度５、ＯＸ １０〜”Ｔｏｒｒ、印加電圧
１４００Ｖである。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長後藤 優
Claims (1)
- 炭窒化チタン単結晶エミッターを酸素ガス中で９００〜
１４００℃で熱処理して、該エミッターの表面を酸化し
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 |
|---|---|---|---|
| JP60219833A JPS6280936A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | フイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60219833A JPS6280936A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | フイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6280936A true JPS6280936A (ja) | 1987-04-14 |
| JPH0577132B2 JPH0577132B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=16741760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60219833A Granted JPS6280936A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | フイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6280936A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63279535A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-16 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 炭窒化ニオブフイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-02 JP JP60219833A patent/JPS6280936A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63279535A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-16 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 炭窒化ニオブフイ−ルドエミツタ−の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577132B2 (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |