JP2001006529A - Cold cathode electron source - Google Patents
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- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極電子源に関
し、特に同平面型冷陰極電子源の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold cathode electron source, and more particularly, to the structure of a planar cold cathode electron source.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は従来の冷陰極電子源の典型的な構
造の概略を示す斜視図である。金属あるいは半導体から
なる基板41上に絶縁体層42を設け、更にその上部に
表面金属層43が形成されている。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective view schematically showing a typical structure of a conventional cold cathode electron source. An insulator layer 42 is provided on a substrate 41 made of metal or semiconductor, and a surface metal layer 43 is further formed thereon.
【0003】金属あるいは半導体基板41と上部の金属
層43との間に引き出しバイアス電源49により電圧を
印加して金属層43から電子を引き出す。このように、
金属基板−絶縁体−表面金属あるいは半導体基板−絶縁
体−表面金属の材料構成からなる電子源は平面状の電子
源を得ることができる点で有用である。A voltage is applied between a metal or semiconductor substrate 41 and an upper metal layer 43 by an extraction bias power supply 49 to extract electrons from the metal layer 43. in this way,
An electron source having a metal substrate-insulator-surface metal or semiconductor substrate-insulator-surface metal material composition is useful in that a planar electron source can be obtained.
【0004】特開平6−162918号公報(以下、公
知例1とする)には、電子放出表面となる表面金属層を
単結晶Auで形成して、Au膜中を通過する電子の散乱
を抑制し電子放出電流を増加させるとともに、表面の凹
凸による電子放出の不均一を防止する方法が開示されて
いる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-162918 (hereinafter referred to as "known example 1") discloses that a surface metal layer serving as an electron emission surface is formed of single crystal Au to suppress scattering of electrons passing through an Au film. A method of increasing the electron emission current and preventing non-uniformity of electron emission due to surface irregularities is disclosed.
【0005】また、特開平6−177020号公報(以
下、公知例2とする)には、MIM構造の薄膜冷陰極の
絶縁薄膜に単結晶あるいは高配向アルミニウム酸化膜を
用いた構造が開示されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-177020 (hereinafter referred to as "known example 2") discloses a structure using a single crystal or highly oriented aluminum oxide film as an insulating thin film of a thin-film cold cathode having an MIM structure. I have.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】公知例1では、電子放
出表面となる表面金属層に単結晶Auを用いることで、
電子放出電流の増加あるいは電子放出の不均一の抑制と
いった効果を得ている。In the known example 1, a single crystal Au is used for a surface metal layer serving as an electron emission surface.
The effect of increasing the electron emission current or suppressing the non-uniformity of electron emission is obtained.
【0007】しかし、この単結晶Auは金錯体溶液中の
金錯体を分解処理する方法により形成されているため、
単結晶Auを形成する際の核形成が基板表面材料に強く
依存し、絶縁体上に直接形成するのが困難であったり、
核となる材料を予め形成してからAuを成長させる工夫
が必要であったりする。However, since this single crystal Au is formed by a method of decomposing a gold complex in a gold complex solution,
Nucleation during the formation of single crystal Au strongly depends on the substrate surface material, and it is difficult to form directly on an insulator,
It may be necessary to devise a method of growing Au after forming a core material in advance.
【0008】これは、電子源の形成工程を複雑にするば
かりでなく、電子の放出面形状等の構造の設計自由度を
制限するという問題がある。This not only complicates the process of forming the electron source, but also limits the degree of freedom in designing the structure such as the shape of the electron emission surface.
【0009】次に、公知例2では、GaAs(001)
基板上にAlを室温〜400℃の基板温度、10-9To
rrの真空雰囲気、0.05nm/sの蒸着速度、の条
件下で200nm付着して単結晶Al成長させ、更にこ
の単結晶Alの表面に陽極酸化法によりあるいは10-2
Torr程度の減圧酸素中で300から600℃の低温
で加熱して単結晶あるいは単結晶に近い高配向膜のAl
2 O3 膜を形成した後、このAl2 O3 膜の上に10n
mのAu膜を上部電極(表面金属)として抵抗加熱蒸着
法で形成したMIM構造の薄膜冷陰極が開示されてい
る。Next, in the known example 2, GaAs (001)
Al is placed on the substrate at a substrate temperature of room temperature to 400 ° C., 10 -9 To
In a vacuum atmosphere of rr and a deposition rate of 0.05 nm / s, a 200 nm film is adhered and single crystal Al is grown, and the surface of the single crystal Al is further anodized or 10 −2.
A single crystal or a highly oriented Al film close to a single crystal is heated by heating at a low temperature of 300 to 600 ° C. in reduced pressure oxygen of about Torr.
After forming the 2 O 3 film, 10n on the the Al 2 O 3 film
A thin film cold cathode having an MIM structure in which an Au film of m is formed as an upper electrode (surface metal) by a resistance heating evaporation method is disclosed.
【0010】この公知例2では、絶縁体に単結晶あるい
は高配向膜のAl2 O3 膜を用いることでエネルギの揃
った単色の電子線が得られているが、電子放出表面とな
る表面金属層を単結晶化することが困難であり、電子放
出効率に限界がある。In this known example 2, a single-crystal electron beam having uniform energy is obtained by using a single crystal or a highly oriented Al 2 O 3 film as an insulator. It is difficult to single-crystallize the layer, and the electron emission efficiency is limited.
【0011】本発明の目的は、金属基板−絶縁体−表面
金属あるいは半導体基板−絶縁体−表面金属の材料構成
からなる電子源において、表面金属及び絶縁体に互いに
格子整合した単結晶材料を用いることで、放出電子のエ
ネルギの制御、あるいはそのバラツキ幅を低減するとと
もに、放出効率の向上した冷陰極電子源を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide an electron source having a metal substrate-insulator-surface metal or semiconductor substrate-insulator-surface metal material structure, using a single crystal material lattice-matched to the surface metal and the insulator. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cold cathode electron source having improved emission efficiency while controlling the energy of emitted electrons or reducing the variation width thereof.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の冷陰極電子源
は、金属又は半導体からなる基板の上に第1の絶縁膜と
第1の金属膜とが前記基板側からこの順序で積層されて
おり、前記第1の絶縁膜と前記第1の金属膜とはいずれ
も単結晶で且つ互いに格子整合しており、更に前記第1
の金属膜が真空中に電子を放出する表面電極を構成して
いる。このとき、基板と第1の絶縁膜とも格子整合して
いることがより望ましい。According to the cold cathode electron source of the present invention, a first insulating film and a first metal film are laminated on a substrate made of metal or semiconductor in this order from the substrate side. The first insulating film and the first metal film are both single crystal and lattice-matched to each other.
Metal film constitutes a surface electrode that emits electrons in a vacuum. At this time, it is more desirable that the substrate and the first insulating film are also lattice-matched.
【0013】また、本発明の他の冷陰極電子源は、金属
又は半導体からなる基板の上に第2の絶縁膜,第2の金
属膜,第1の絶縁膜及び第1の金属膜が前記基板側から
この順序で積層されており、(a)前記第1の絶縁膜及
び前記第1の金属膜はいずれも単結晶で且つ互いに格子
整合しており、(b)前記第1の金属膜が表面電極を構
成する表面金属膜であり、(c)前記第2の絶縁膜及び
第2の金属膜は結晶である、というものである。In another cold cathode electron source according to the present invention, a second insulating film, a second metal film, a first insulating film and a first metal film are formed on a substrate made of metal or semiconductor. (A) the first insulating film and the first metal film are both single-crystal and lattice-matched to each other; (b) the first metal film Is a surface metal film constituting a surface electrode, and (c) the second insulating film and the second metal film are crystals.
【0014】このとき、第2の金属膜に電圧を印加する
電極を更に付加することができる。At this time, an electrode for applying a voltage to the second metal film can be further added.
【0015】また、第2の金属膜に量子井戸層が形成さ
れるのが好ましい。Preferably, a quantum well layer is formed in the second metal film.
【0016】また、第1の金属膜にシート抵抗低減用の
低抵抗膜をこの第1の金属膜の電子放出面側あるいはそ
の裏面側に電気的に導通するように付加してもよい。Further, a low resistance film for reducing sheet resistance may be added to the first metal film so as to be electrically connected to the electron emission surface side or the back surface side of the first metal film.
【0017】また、第1の金属膜の電子放出面側表面を
平坦にすることもできる。Further, the surface of the first metal film on the electron emission surface side can be made flat.
【0018】更に、第1の金属膜及び第1の絶縁膜の代
表的な例としては、それぞれ単結晶CoSi2 ,単結晶
CaF2 を用いることができる。Further, as typical examples of the first metal film and the first insulating film, single crystal CoSi 2 and single crystal CaF 2 can be used, respectively.
【0019】従って、本発明の冷陰極電子源は、表面電
極を構成する第1の金属膜を含めて格子整合した材料系
で電子源が構成されているので、電子放出効率を向上さ
せながら放出電子のエネルギのバラツキ幅を狭くするこ
とが可能になっている。Therefore, since the cold cathode electron source of the present invention is formed of a lattice-matched material system including the first metal film forming the surface electrode, the electron emission is performed while improving the electron emission efficiency. It is possible to reduce the variation width of the energy of electrons.
【0020】また、第1の絶縁膜、第1の金属膜をエピ
タキシャル成長により成膜できるので、層構造を簡便に
作製でき、更に電子の放出面形状等の構造の設計自由度
が向上する。Further, since the first insulating film and the first metal film can be formed by epitaxial growth, the layer structure can be easily formed, and the degree of freedom in designing the structure such as the electron emission surface shape is improved.
【0021】また、第2の金属膜を用いて電子源に量子
井戸層を導入することで、第2の金属膜に電極を導入
し、量子井戸層の電位を調整することが可能になること
から放出電子のエネルギの制御も可能となっている。In addition, by introducing a quantum well layer into an electron source using the second metal film, it is possible to introduce an electrode into the second metal film and adjust the potential of the quantum well layer. It is also possible to control the energy of emitted electrons.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】次に、添付した図面を参照して、
本発明の実施形態を以下に詳述する。尚,図1から図3
において共通する要素はできるだけ同じ参照符号を用い
て説明を簡略化する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Embodiments of the present invention will be described in detail below. 1 to 3
The description of the elements common to the above will be simplified using the same reference numerals as much as possible.
【0023】まず、本発明の第1の実施形態の冷陰極電
子源を説明する。First, a cold cathode electron source according to a first embodiment of the present invention will be described.
【0024】図1は、本発明の第1の実施形態の冷陰極
電子源の概略構造を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a cold cathode electron source according to the first embodiment of the present invention.
【0025】図1を参照すると、基板1としてシリコン
ウェハを用い、この基板1上に第1の絶縁膜2及び上部
電極となる第1の金属膜3としてそれぞれ2nmから1
0nm程度の膜厚のCaF2 層と1nmから10nm程
度の膜厚のCoSi2 層をこの順序でエピタキシャル成
長により堆積する。このとき、第1の絶縁膜2であるC
aF2 層は基板1であるシリコンウェハと、また第1の
金属膜3であるCoSi2 層は第1の絶縁膜2であるC
aF2 層とそれぞれ格子整合した結晶構造で堆積する。Referring to FIG. 1, a silicon wafer is used as a substrate 1, and a first insulating film 2 and a first metal film 3 serving as an upper electrode are formed on the substrate 1 by 2 nm to 1 nm, respectively.
A CaF 2 layer having a thickness of about 0 nm and a CoSi 2 layer having a thickness of about 1 nm to 10 nm are deposited by epitaxial growth in this order. At this time, the first insulating film 2 C
The aF 2 layer is a silicon wafer as the substrate 1, and the CoSi 2 layer as the first metal film 3 is a CSi as the first insulating film 2.
The aF 2 layer is deposited with a crystal structure that is lattice-matched with each other.
【0026】次に、第1の金属膜3であるCoSi2 層
の上部に、それぞれの膜厚が5〜30nm及び100〜
500nm程度のTi/Ptを用いてシート抵抗低減用
の低抵抗膜5をリフトオフ法により形成する。TiはC
oSi2 との密着性を向上させるために設ける。Ptが
実際に抵抗を低減する役割を果たす。これにより、上部
電極にバイアス電圧を印加する際のシート抵抗を低減す
ることができる。Next, on the CoSi 2 layer which is the first metal film 3, the film thickness is 5 to 30 nm and 100 to 100 nm, respectively.
A low resistance film 5 for reducing sheet resistance is formed by a lift-off method using Ti / Pt of about 500 nm. Ti is C
It is provided to improve the adhesion to oSi 2 . Pt actually plays a role in reducing the resistance. Thereby, the sheet resistance when applying a bias voltage to the upper electrode can be reduced.
【0027】引き出しバイアス電源11により、基板1
と表面電極を構成する第1の金属膜3であるCoSi2
層との間にバイアス電圧を印加して、低抵抗膜5である
Ti/Ptが存在しない部分から電子を真空中へ放出さ
せる。The substrate 1 is supplied by the extraction bias power supply 11.
And CoSi 2 that is the first metal film 3 constituting the surface electrode
A bias voltage is applied between the layers, and electrons are emitted into vacuum from the low resistance film 5 where Ti / Pt does not exist.
【0028】本実施形態の冷陰極電子源は、上述のとお
り第1の絶縁膜2に基板1であるシリコンウェハと格子
整合するCaF2 層を用い、表面電極を構成する第1の
金属膜3に第1の絶縁膜2であるCaF2 層と格子整合
するCoSi2 層を用いることで、第1の絶縁膜2,第
1の金属膜3の形成にエピタキシャル成長を用いること
ができ、膜厚の均一性に優れた膜構造を容易に得ること
ができる。As described above, the cold cathode electron source of this embodiment uses the first metal film 3 constituting the surface electrode by using the CaF 2 layer lattice-matched to the silicon wafer as the substrate 1 for the first insulating film 2 as described above. By using a CoSi 2 layer lattice-matched with the CaF 2 layer as the first insulating film 2, epitaxial growth can be used to form the first insulating film 2 and the first metal film 3. A film structure with excellent uniformity can be easily obtained.
【0029】シート抵抗低減用の低抵抗膜5は特に単結
晶金属である必要はなく、表面電極を構成する第1の金
属膜3と直接接触し形成され、十分な膜厚を有していれ
ばよい。Ti/Ptの他に例えば、Cr/Auなども用
いることができる。The low-resistance film 5 for reducing the sheet resistance does not need to be a single-crystal metal, but is formed in direct contact with the first metal film 3 constituting the surface electrode and has a sufficient film thickness. I just need. In addition to Ti / Pt, for example, Cr / Au or the like can be used.
【0030】尚、低抵抗膜5は金属に限る必要はない。
例えばポリシリコン膜のような導電性のある半導体膜で
も、上部電極のシート抵抗が十分小さくなるように断面
積を大きくすればよい。The low resistance film 5 need not be limited to metal.
For example, even for a conductive semiconductor film such as a polysilicon film, the cross-sectional area may be increased so that the sheet resistance of the upper electrode is sufficiently reduced.
【0031】次に、本発明の第2の実施形態の冷陰極電
子源を説明する。Next, a cold cathode electron source according to a second embodiment of the present invention will be described.
【0032】図2は、第2の実施形態の冷陰極電子源の
概略構造を模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing the schematic structure of the cold cathode electron source according to the second embodiment.
【0033】図2を参照すると、本実施形態の冷陰極電
子源は基板1として用いるシリコンウェハのシート抵抗
低減用の低抵抗膜25を付加する部分に予めエッチング
加工等により溝が形成されており、この溝部分を含めた
基板1全面に第1の絶縁膜2としてCaF2 層がエピタ
キシャル成長により堆積されている。Referring to FIG. 2, in the cold cathode electron source of the present embodiment, a groove is previously formed by etching or the like in a portion where a low resistance film 25 for reducing sheet resistance of a silicon wafer used as a substrate 1 is added. On the entire surface of the substrate 1 including the groove, a CaF 2 layer is deposited as a first insulating film 2 by epitaxial growth.
【0034】次いで低抵抗膜25であるTi/Ptをリ
フトオフ法により溝部分にのみ残して形成して基板21
の表面が平面になるようにし、その上に第1の金属膜3
としてCoSi2 層をエピタキシャル成長により堆積し
ている。Next, Ti / Pt, which is a low-resistance film 25, is formed only in the groove portion by a lift-off method to form the substrate 21.
Of the first metal film 3
A CoSi 2 layer is deposited by epitaxial growth.
【0035】この構成により、本実施形態の冷陰極電子
源は、最終的に得られる電子放出面を平坦にすることが
できる。With this configuration, the cold cathode electron source of the present embodiment can make the finally obtained electron emission surface flat.
【0036】本実施形態の冷陰極電子源は、上述の材料
構成に限定されることなく、最終的に冷陰極電子源の表
面が平坦になり、且つ表面電極である第1の金属膜3あ
るいはシート抵抗低減用の低抵抗膜25と基板1との間
に第1の絶縁膜2を挟む構造になり、且つ溝以外の部分
では第1の絶縁膜2と第1の金属膜3とが接している構
造であればよい。The cold cathode electron source of the present embodiment is not limited to the above-described material composition, but the surface of the cold cathode electron source is finally flattened and the first metal film 3 or the surface electrode, The first insulating film 2 is sandwiched between the low-resistance film 25 for reducing sheet resistance and the substrate 1, and the first insulating film 2 and the first metal film 3 are in contact with each other in portions other than the grooves. Any structure is acceptable.
【0037】次に、本発明の第3の実施形態の冷陰極電
子源を説明する。Next, a cold cathode electron source according to a third embodiment of the present invention will be described.
【0038】図3は、第3の実施形態の冷陰極電子源の
概略構造を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a schematic structure of a cold cathode electron source according to the third embodiment.
【0039】図3を参照すると、本実施形態の冷陰極電
子源は、基板1の上に、第2の絶縁膜6,第2の金属膜
7,第1の絶縁膜2及び第1の金属膜3がこの順序で堆
積されている。具体的には、基板1にシリコンウェハ
を、第1の絶縁膜2と第1の絶縁膜6にCaF2 層を、
第1の金属膜3と第2の金属膜7にCoSi2 層をそれ
ぞれ用いている。更に、第1の実施形態の場合と同様に
第1の金属膜3の上に、Ti/Ptを用いてシート抵抗
低減用の低抵抗膜4がリフトオフ法により形成されてい
る。Referring to FIG. 3, a cold cathode electron source according to the present embodiment includes a second insulating film 6, a second metal film 7, a first insulating film 2, and a first metal film on a substrate 1. The films 3 are deposited in this order. Specifically, a silicon wafer is used for the substrate 1, a CaF 2 layer is used for the first insulating film 2 and the first insulating film 6,
CoSi 2 layers are used for the first metal film 3 and the second metal film 7, respectively. Further, a low-resistance film 4 for reducing sheet resistance is formed on the first metal film 3 using Ti / Pt by a lift-off method, as in the case of the first embodiment.
【0040】本実施形態では、CoSi2 層を第2の金
属膜7に、CaF2 層を第1の絶縁膜2と第2の絶縁膜
6にそれぞれ用いたことで、第2の金属膜7に量子井戸
層が形成されている。In the present embodiment, the CoSi 2 layer is used for the second metal film 7, and the CaF 2 layer is used for the first insulating film 2 and the second insulating film 6. A quantum well layer is formed.
【0041】量子井戸構造中では、エネルギ準位が量子
化され、電子の進行方向のエネルギのバラツキを狭める
ことができる。第2の金属膜7で構成される量子井戸層
を用いることで、第2の金属膜7に電極を導入し、制御
バイアス電源12により第2の金属膜7の所望の電圧を
印加することで量子井戸層の電位を調整することがで
き、放出電子のエネルギの制御を行うことができる。In the quantum well structure, the energy level is quantized, so that the energy variation in the direction in which electrons travel can be reduced. By using a quantum well layer composed of the second metal film 7, an electrode is introduced into the second metal film 7, and a desired voltage of the second metal film 7 is applied by the control bias power supply 12. The potential of the quantum well layer can be adjusted, and the energy of emitted electrons can be controlled.
【0042】尚、第2の絶縁膜6,第2の金属膜7及び
第1の絶縁膜2は上述の材料に限定されることなく、そ
れぞれに良好な結晶構造を有し且つ互いに格子整合する
材料を選択することにより第2の金属膜7に量子井戸層
が形成される。The second insulating film 6, the second metal film 7, and the first insulating film 2 are not limited to the above-mentioned materials, but each have a favorable crystal structure and are lattice-matched to each other. By selecting a material, a quantum well layer is formed in the second metal film 7.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明の冷陰極電子
源は、第1の金属膜(表面金属)及び第1の絶縁膜(絶
縁体)に互いに格子整合した結晶構造の単結晶材料を用
いることで、電子放出効率を向上させながら放出電子の
エネルギのバラツキ幅を抑制できるという効果得られ
る。As described above, the cold cathode electron source of the present invention comprises a single crystal material having a crystal structure lattice-matched to the first metal film (surface metal) and the first insulating film (insulator). By using this, it is possible to obtain the effect that the variation width of the energy of the emitted electrons can be suppressed while improving the electron emission efficiency.
【0044】また、第1の絶縁膜、第1の金属膜をエピ
タキシャル成長により成膜できるので、層構造を簡便に
作製でき、更に構造(例えば、電子放出面形状等)の設
計自由度が向上するという効果が得られる。Further, since the first insulating film and the first metal film can be formed by epitaxial growth, the layer structure can be easily manufactured, and the degree of freedom in designing the structure (for example, the shape of the electron emission surface) is improved. The effect is obtained.
【0045】更に、第2の金属膜を用いて電子源に量子
井戸層を導入するとともに、第2の金属膜に電極を導入
して量子井戸層の電位を調整することで、放出電子のエ
ネルギを制御することができるという効果も得られる。Further, by introducing a quantum well layer into the electron source using the second metal film and introducing an electrode into the second metal film to adjust the potential of the quantum well layer, the energy of the emitted electrons is increased. Can be controlled.
【図1】本発明の第1の実施形態の冷陰極電子源の概略
構造を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a cold cathode electron source according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施形態の冷陰極電子源の概略
構造を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of a cold cathode electron source according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施形態の冷陰極電子源の概略
構造を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic structure of a cold cathode electron source according to a third embodiment of the present invention.
【図4】従来の冷陰極電子源の概略構造を示す斜視図で
ある。FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of a conventional cold cathode electron source.
1 基板 2 第1の絶縁膜 3 第1の金属膜 4,5,25 低抵抗膜 6 第2の絶縁膜 7 第2の金属膜 11 引き出しバイアス電源 12 制御バイアス電源 41 金属あるいは半導体からなる基板 42 絶縁体層 43 表面金属層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 1st insulating film 3 1st metal film 4,5,25 Low resistance film 6 2nd insulating film 7 2nd metal film 11 Leading bias power supply 12 Control bias power supply 41 Substrate 42 made of metal or semiconductor Insulator layer 43 Surface metal layer
Claims (10)
の絶縁膜と第1の金属膜とが前記基板側からこの順序で
積層されており、前記第1の絶縁膜と前記第1の金属膜
とはいずれも単結晶で且つ互いに格子整合しており、更
に前記第1の金属膜が真空中に電子を放出する表面電極
を構成していることを特徴とする冷陰極電子源。1. A method according to claim 1, wherein a first substrate is formed on a metal or semiconductor substrate.
The insulating film and the first metal film are laminated in this order from the substrate side, and the first insulating film and the first metal film are both single crystal and lattice-matched to each other. A cold cathode electron source, wherein the first metal film constitutes a surface electrode for emitting electrons in a vacuum.
る請求項1記載の冷陰極電子源。2. The cold cathode electron source according to claim 1, wherein the substrate and the first insulating film are lattice-matched.
の絶縁膜,第2の金属膜,第1の絶縁膜及び第1の金属
膜が前記基板側からこの順序で積層されており、(a)
前記第1の絶縁膜及び前記第1の金属膜はいずれも単結
晶で且つ互いに格子整合しており、(b)前記第1の金
属膜が表面電極を構成する表面金属膜であり、(c)前
記第2の絶縁膜及び第2の金属膜は結晶である、ことを
特徴とする冷陰極電子源。3. The method according to claim 1, wherein a second substrate is formed on a metal or semiconductor substrate.
An insulating film, a second metal film, a first insulating film, and a first metal film are laminated in this order from the substrate side.
The first insulating film and the first metal film are both single crystal and lattice-matched to each other; (b) the first metal film is a surface metal film constituting a surface electrode; (c) The cold cathode electron source, wherein the second insulating film and the second metal film are crystals.
に有する請求項3記載の冷陰極電子源。4. The cold cathode electron source according to claim 3, further comprising an electrode for applying a voltage to the second metal film.
る請求項3又は4記載の冷陰極電子源。5. The cold cathode electron source according to claim 3, wherein the second metal film forms a quantum well layer.
り、第1の絶縁膜が単結晶CaF2 からなる請求項1乃
至5のいずれか1項に記載の冷陰極電子源。6. The cold cathode electron source according to claim 1, wherein the first metal film is made of single crystal CoSi 2 , and the first insulating film is made of single crystal CaF 2 .
する低抵抗膜を更に有する請求項1乃至6のいずれか1
項に記載の冷陰極電子源。7. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a low-resistance film in contact with the first metal film forming the surface electrode.
Item 8. The cold cathode electron source according to item 1.
に低抵抗膜を有する請求項7記載の冷陰極電子源。8. The cold cathode electron source according to claim 7, wherein a low resistance film is provided on the back surface of the first metal film opposite to the electron emission surface.
を有する請求項7記載の冷陰極電子源。9. The cold cathode electron source according to claim 7, further comprising a low resistance film on the electron emission surface side of the first metal film.
坦である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の冷陰極
電子源。10. The cold cathode electron source according to claim 1, wherein the surface of the first metal film on the electron emission surface side is flat.
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