【事件の表示】
　特許第３２２６７４５号「半導体冷電子放出素子及びこれを用いた装置」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２２６７４５号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３２２６７４５号の特許請求の範囲の請求項１〜３に係る発明は、平成７年３月９日に特許出願され、平成１３年８月３１日に設定登録がなされ、古川惇一より特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１４年９月１２日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の適否について
　ア．訂正の内容
　訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１に記載の「厚膜」を「約４０μｍ」と訂正する。
　訂正事項ｂ
　特許明細書段落【０００９】中の「厚膜の単一層からなる」を「約４０μｍの単一層からなる」と訂正する。
　イ．訂正の目的の適否、新規事項の追加の有無及び特許請求の範囲の拡張又は変更の存否
　訂正事項ａについて
　訂正事項ａは、特許明細書段落【００１８】中の「ＰＳ層２の厚さは約４０μｍである。」の記載から直接的かつ一義的に導き出せる事項であるから、明りょうでない記載の釈明に該当し、新規事項を追加するものでなく、また、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでもない。
　訂正事項ｂについて
　訂正事項ｂは、訂正事項ａの訂正に整合するように特許明細書の発明の詳細な説明の記載を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当し、新規事項を追加するものでなく、また、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでもない。
　ウ．むすび
　以上のとおり、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同法同条第３項で準用する特許法（平成５年法）第１２６条第１項ただし書き及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立について
　ア．本件発明
　訂正後の本件特許明細書の特許請求の範囲の請求項１〜３に係る発明（以下、本件発明１〜３という。）は次のとおりのものである。
「【請求項１】
（ａ）半導体基板と、
（ｂ）該半導体基板の表面を陽極酸化処理により多孔質化した、約４０μｍの単一層からなる多孔質半導体層と、
（ｃ）該多孔質半導体層上に形成される金属薄膜電極と、
（ｄ）前記半導体基板の裏面に形成されるオーミック電極と、
（ｅ）前記金属薄膜電極に対向して配置され、真空雰囲気で該金属薄膜電極からの放出電子を捕獲するコレクタ電極とを具備することを特徴とする半導体冷電子放出素子。
　【請求項２】　請求項１記載の半導体冷電子放出素子は、面状又は点状の冷電子放出ダイオードである半導体冷電子放出素子。
　【請求項３】　請求項２記載の半導体冷電子放出素子を、半導体基板面上に多数配列し、それらを電子放出源として利用する発光形フラットパネルディスプレイ装置。
　イ．異議申立の理由の概要
　異議申立人古川惇一は、
（１）平成１１年８月１９日付け手続補正書において、出願当初の明細書の請求項１の「多孔質半導体層」が「膜厚が厚めの単一層からなる多孔質半導体層」に補正され、さらに、平成１３年２月９日付け手続補正書において、これが「厚膜の単一層からなる多孔質半導体層」に補正されたことは、新規事項を追加する補正であり、本件特許は特許法第１７条第２項（平成６年法改正前）の規定に違反してなされたものである。
（２）本件特許の請求項１の「厚膜の単一層からなる多孔質半導体層」は、その膜厚の範囲が不明確であり、明細書の発明の詳細な説明の記載を見ても膜厚の範囲を特定することができないから、本件特許の明細書又は図面には不備があり、本件特許は特許法第３６条第４項、同第５項（平成６年法改正前）の規定に違反してなされたものである。
と主張し、「厚膜」との記載によってはその意義を明確にできないとの証拠として、甲第１号証〜甲第６号証を提出している。
　ウ．当審の判断
　本件発明１〜３は、上記訂正により、「厚膜」との記載が「約４０μｍ」と訂正され、願書に最初に添付した明細書に記載された発明となった。
　また、その記載は明りょうであるから、訂正後の本件発明１〜３は、特許法第１７条の２第２項の規定に適合するとともに、特許法第３６条第４項又は第５項の規定に違反するものでもないことは明らかである。
　エ．むすび
　以上のとおり、異議申立の理由及び証拠によっては、本件発明１〜３についての特許を取り消すことができない。
　また、他に本件発明１〜３についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年９月３０日（２００２．９．３０）
【訂正の要旨】
訂正事項
ａ．特許請求の範囲の請求項１「厚膜」を「約４０μｍ」と訂正する。
ｂ．明細書段落〔０００９〕中の「厚膜の単一層からなる」を「約４０μｍの単一層からなる」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
半導体冷電子放出素子及びこれを用いた装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
（ａ）半導体基板と、
（ｂ）該半導体基板の表面を陽極酸化処理により多孔質化した、
約４０μｍ
（ｃ）該多孔質半導体層上に形成される金属薄膜電極と、
（ｄ）前記半導体基板の裏面に形成されるオーミック電極と、
（ｅ）前記金属薄膜電極に対向して配置され、真空雰囲気で該金属薄膜電極からの放出電子を捕獲するコレクタ電極とを具備することを特徴とする半導体冷電子放出素子。
　【請求項２】　請求項１記載の半導体冷電子放出素子は、面状又は点状の冷電子放出ダイオードである半導体冷電子放出素子。
　【請求項３】　請求項２記載の半導体冷電子放出素子を、半導体基板面上に多数配列し、それらを電子放出源として利用する発光形フラットパネルディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、半導体による電子放出素子に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、加熱を必要としない冷電子放出源として有用なだけでなく、発光・電子放出機能集積素子としても有用な新規な半導体素子に関するものである。具体的な利用分野は、発光形フラットパネルディスプレイ素子（装置）、真空マイクロエレクトロニクス素子（装置）、極高真空計測用電子源等である。
　【０００２】
　【従来の技術】
　加熱を必要としない冷電子放出源については、従来から平面形発光ディスプレイ素子や真空マイクロエレクトロニクス素子などの電子放出源として、その開発が望まれており、実際に種々の素子が提案・試作されてきた。
　【０００３】
　その代表的なものとして、金属又は半導体の電界放出チップアレイ及びシリコンのｐｎ接合又はＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の構造素子の２つが挙げられる。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、前者の電界放出チップアレイは、▲１▼製作工程が複雑である。▲２▼電子放出特性が真空度に敏感である。▲３▼安定な動作には超高真空が必要である。▲４▼動作電界が高いといった問題がある。
　【０００５】
　また、後者のｐｎ接合およびＭＯＳの構造素子は、▲１▼集積回路作製に準じた多くの製作工程と装置が必要である。▲２▼素子構造のパラメータ（接合深さ、酸化膜の厚さ等）の厳密制御の必要性がある等のため、コスト低減の点や応用範囲の面で大きな制約と限界があった。
　【０００６】
　これらの問題を克服することは、冷電子放出素子を本格的に進展させる上で不可欠である。また、単なる電子放出機能だけではなく、付加的な機能をも兼ね備えた冷電子放出素子を志向することも重要な技術課題であると思われる。
　【０００７】
　このような観点から、研究開発の現状を見た場合、これまでのところ上記課題に応える提案は、ほとんどなされていないのが現状である。
　【０００８】
　本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、冷電子放出素子の新しい展開を可能にするとともに、半導体応用分野の拡大を図り得る半導体冷電子放出素子及びこれを用いた装置を提供することを目的としている。
　【０００９】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は、上記目的を達成するために、
　（１）半導体冷電子放出素子において、半導体基板と、この半導体基板の表面を陽極酸化処理により多孔質化した、
約４０μｍ
　【００１０】
　（２）上記（１）記載の半導体冷電子放出素子は、面状又は点状の冷電子放出ダイオードである。
　【００１１】
　（３）上記（２）記載の半導体冷電子放出素子を、半導体基板面上に多数配列し、それらを電子放出源として利用する発光形フラットパネルディスプレイ（素子）装置を得るようにしたものである。
　【００１２】
　【作用】
　本発明は、半導体の陽極酸化処理によって形成される多孔質半導体（例えば多孔質シリコン）が、量子サイズ効果の発現により特異な電気的・光学的性質を示すことに着目してなされたものである。
　【００１３】
　本発明の半導体冷電子放出素子は、基本的には多孔質半導体を高抵抗層として用いた一種のＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード構造の素子であり、金属薄膜／多孔質半導体／半導体基板をその構成要素にしている。
　【００１４】
　そこで、半導体基板から注入された電子を多孔質半導体中の電界で加速し、金属薄膜中をトンネル効果によって通過させ真空中に放出させるようにしている。
　【００１５】
　本発明により、▲１▼複雑な工程は不要である。▲２▼素子構成が単純である。▲３▼大面積化・多画素化が容易である。▲４▼超高真空を必要としない。▲５▼発光ダイオードとしても機能する等の特徴を持つ冷電子放出素子を実現することができる。
　【００１６】
　【実施例】
　以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
　【００１７】
　図１は本発明の実施例を示す半導体冷電子放出素子の構成を示す図である。
　【００１８】
　この図に示すように、裏面にオーミック電極をとった面方位（１１１）のｎ形シリコン基板（ｎ形シリコンウエハ）（比抵抗が０．００１８Ωｃｍ）１表面に、５０ｗｔ％ＨＦ水溶液とエタノールとの混合液（混合比は１：１）中で定電流陽極酸化処理（電流密度は１００ｍＡ／ｃｍ２、時間は５ｍｉｎ）を施し、多孔質シリコン層（以下、ＰＳ層という）２を形成する。陽極酸化中には５００Ｗのタングステンランプにより試料面を光照射する。ＰＳ層２の厚さは約４０μｍである。作製したＰＳ層２の表面にＡｕ薄膜を真空蒸着し（厚さ１５ｎｍ、直径６ｍｍの円形）、これを表面側の正電位ＶＰＳにあるＡｕ薄膜電極３として裏面の接地電位にあるオーミック電極４との間でダイオードを形成する。
　【００１９】
　ここで、真空チャンバー１０を用いて、１０−７Ｔｏｒｒの雰囲気におかれる。
　【００２０】
　そこで、このダイオードのＡｕ薄膜電極３に正電圧ＶＰＳを印加し、ｎ形シリコン基板１からＰＳ層２に電子を注入する。その際の電流はＩＰＳである。その場合、ＰＳ層２は高抵抗であるので、印加電界の大部分はＰＳ層２にかかっているが、ＰＳ層２の表面には酸化層が存在するため、図２のエネルギーバンド図に示すように、電界強度はＰＳ層２表面ほど強い。
　【００２１】
　更に、ｎ形シリコン基板１から注入された電子は、Ａｕ薄膜電極３側に向けてＰＳ層２を走行し、Ａｕ薄膜電極３側に向かう。ＰＳ層２表面付近に達した電子は、そこでの強電界により一部はＡｕ薄膜電極３をトンネルし、真空チャンバー１０の１０−７Ｔｏｒｒの雰囲気の真空中に放出される。放出された電子はＡｕ薄膜電極３に対し数Ｖの正電圧Ｖｃを印加してあるコレクタ電極５に集められる。その際の電流はＩＥＭである。
　【００２２】
　図３に放出電子流のＶＰＳ依存性を示す。図３において、１０−７Ｔｏｒｒの雰囲気で、横軸はＶＰＳ（Ｖ）、縦軸は放出電子流（ｎＡ／ｃｍ２）を示す。
　【００２３】
　電子放出はＶＰＳが正の領域のみで観測され、電圧の上昇とともに放出電子流は急激に増大する。この放出電子流−電圧曲線の理論的な解析結果により、電子放出がトンネル効果によるものであることが裏付けられた。
　【００２４】
　図１のコレクタ電極５に蛍光体を塗布し、Ａｕ薄膜電極３とコレクタ電極５の間に約４ｋＶの電圧を印加した状態でダイオードから電子放出をさせたところ、Ａｕ薄膜電極３に対応する円形の均一な蛍光パターンが観測された。
　【００２５】
　このことは、ＰＳ層２からの電子放出が均一であることを示すとともに、平面ディスプレイ素子の電子源としての応用可能性を実証するものである。
　【００２６】
　本発明の平面ディスプレイへの応用例を図４に示す。
　【００２７】
　この図において、１１はオーミック電極、１２はシリコン基板、１３は多孔質シリコン層、１４は薄膜電極、１５は信号供給源回路、１６は蛍光体、１７は電子ビーム加速電圧を供給する電源、１８はガラス板である。
　【００２８】
　この図に示すように、信号供給源回路１５，１５から画像に応じた電気信号がＸ方向、Ｙ方向から薄膜電極１４を通じて供給される。各交点（画素）では、供給された電圧に対応して、図１及び図２の原理に基づいて電子が放出される。放出された電子は加速されて蛍光体１６を発光させ、観測者はそのパターンを画像として見ることができる。
　【００２９】
　このディスプレイ素子はシリコン基板とガラス基板を基本要素とするもので、薄形、かつ大面積に構成できることを特徴としている。
　【００３０】
　また、多画素化も容易であり、高解像度も期待できる。
　【００３１】
　なお、本発明の冷電子源による平面ディスプレイの構成は、図４に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、シリコン基板側から一様に放出させた電子流を画像に応じて強度変調するメッシュ状グリッド電極をシリコン基板とガラス基板との中間に配置する方法、図４の各画素にスイッチング用の能動素子（トランジスタまたはダイオード）を配置する方法などが考えられる。
　【００３２】
　また、本願の発明者によって、既に特開平４−３５６９７７号公報によって提案されているように、本発明のダイオードは、電子放出と同時に可視光を放出する発光ダイオードとしても動作させることができる。
　【００３３】
　更に、上記実施例ではシリコンを基板としたものであるが、本発明はシリコンに限られたものではなく、陽極酸化を適用できる半導体は全て利用することができる。
　【００３４】
　すなわち、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）など、ＩＶ族、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの単体及び化合物半導体の多くが、これに該当する。
　【００３５】
　以上述べたように、本発明は独自の半導体構成要素によって新規の半導体冷電子放出素子及びそれを用いた装置を開発したもので、その応用範囲及び適用範囲は極めて広い。
　【００３６】
　なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
　【００３７】
　【発明の効果】
　以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
　【００３８】
　（Ａ）請求項１記載の発明によれば、複雑な工程は不要であり、素子構成が単純な、半導体冷電子放出素子を得ることができる。
　【００３９】
　また、大面積化・多画素化が容易であり、超高真空を必要としない。
　【００４０】
　より具体的には、
　▲１▼多孔質シリコン層を電子が走行する際の散乱損失が小さいことから、ホットエレクトロンがより効率的に生成される。
　【００４１】
　▲２▼その結果、電子放出効率が高く、放出される電子のエネルギーも高い。
　【００４２】
　▲３▼多孔質シリコン層を厚くできるため、素子の形成および大面積化が容易であり、素子の動作信頼性も高い。
　【００４３】
　（Ｂ）請求項２記載の発明によれば、上記（Ａ）の効果を有する面状又は点状の冷電子放出ダイオードを得ることができる。
　【００４４】
　（Ｃ）請求項３記載の発明によれば、上記（Ｂ）の半導体冷電子放出素子を、半導体基板面上に多数配列し、それらを電子放出源として利用する発光形フラットパネルディスプレイ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の実施例を示す半導体冷電子放出素子の構成を示す図である。
　【図２】
　本発明の実施例を示す半導体冷電子放出素子のエネルギーバンド図である。
　【図３】
　本発明の実施例を示す半導体冷電子放出素子の放出電子流のＶＰＳ依存性を示す図である。
　【図４】
　本発明の実施例を示す平面ディスプレイ素子の構成を示す図である。
　【符号の説明】
　１　　ｎ形シリコン基板（ｎ形シリコンウエハ）
　２，１３　　多孔質シリコン層（ＰＳ層）
　３　　Ａｕ薄膜電極
　４，１１　　オーミック電極
　５　　コレクタ電極
　１０　　真空チャンバー
　１２　　シリコン基板
　１４　　薄膜電極
　１５　　信号供給源回路
　１６　　蛍光体
　１７　　電子ビーム加速電圧を供給する電源
　１８　　ガラス板