(57)【要約】【課題】ナノ結晶化処理の際の条件を考慮することにより、長寿命化を可能とした電界放射型電子源の製造方法を提供する。【解決手段】電解液１１を入れた処理槽１０の底に形成した処理孔１０ａを通してノンドープの多結晶シリコンからなる半導体層４′の主平面を電解液１１に接触させ、電解液１１の中に浸漬した液中電極１２と半導体層４′に設けた下部電極２との間に通電することにより、ナノ結晶化処理を行う。ナノ結晶化処理に用いる電解液１１は、フッ化水素酸とエタノールと水とが混合前の質量比で１：０．４〜１：１の範囲から選択される混合液であり、ナノ結晶化の際の電流密度は２０〜１００ｍＡ／ｃｍ２の範囲から選択される値である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体のナノ結晶化により形成した電子通過層と、電子通過層の主表面に設けた表面電極と、表面電極と対向する下部電極とを備え、表面電極と下部電極との間に電圧を印加して電子通過層に電界を作用させることにより電子通過層から表面電極をトンネルする電子を放射する電界放射型電子源の製造方法であって、電子通過層となる半導体のナノ結晶化の過程において、フッ化水素酸水溶液を含む電解液に主表面を接触させた半導体層の裏面に設けた電極と電解液に浸漬した液中電極との間に液中電極に対して電極が負電位になる電圧を印加し、電流密度−印加電圧に関するＴａｆｅｌプロットの傾きを０．０５Ｖ／ｄｅｃ以下に設定したことを特徴とする電界放射型電子源の製造方法。
【請求項２】
半導体のナノ結晶化により形成した電子通過層と、電子通過層の主表面に設けた表面電極と、表面電極と対向する下部電極とを備え、表面電極と下部電極との間に電圧を印加して電子通過層に電界を作用させることにより電子通過層から表面電極をトンネルする電子を放射する電界放射型電子源の製造方法であって、電子通過層となる半導体のナノ結晶化の過程において、フッ化水素酸水溶液を含む電解液に主表面を接触させた半導体層の裏面に設けた電極と電解液に浸漬した液中電極との間に液中電極に対して電極が負電位になる電圧を印加し、電解液はフッ化水素酸とエタノールと水との混合液であって混合前の質量比が１：０．４〜１：１の範囲から選択され、ナノ結晶化の過程における電流密度が２０〜１００ｍＡ／ｃｍ２の範囲から選択されることを特徴とする電界放射型電子源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体のナノ結晶化により形成した電子通過層に電界を作用させることによって電子を放射させる電界放射型電子源の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電界放射型電子源には各種原理のものが提案されており、たとえば図７に示すように、ガラス基板あるいはセラミック基板のような絶縁基板からなる支持基板１の上に下部電極２を配置し、下部電極２に対向する表面電極３と下部電極２との間に半導体からなる電子通過層４を介在させた構造を有するものがある。電子通過層４には種々構造があり、たとえば、電子通過層４を酸化シリコンや窒化シリコンや酸化アルミニウムのような絶縁体層で形成したＭＩＭ構造の電子源や、電子通過層４に多孔質多結晶シリコンのような微細構造を持つ強電界ドリフト層を形成した電子源などが知られている。いずれの電子源も下部電極２と表面電極３との間に表面電極３が高電位となる電圧を印加し、電子通過層４に電界を作用させることによって固体である電子通過層４から表面電極３をトンネルした電子を放出させる。
【０００３】
図７に示す電界放射型電子源は、微細構造を持つ電子通過層４を設けた電子源であって、電子通過層４は、半導体であるノンドープの多結晶シリコンにナノ結晶化処理を実施することによって、図８に示すような強電界ドリフト層４ａを持つ構造に形成される。電子通過層４に形成される強電界ドリフト層４ａは、図８に示すように、内部構造として、電子通過層４の厚み方向に延びる多結晶シリコンからなる多数本の柱状のグレイン４１を有し、グレイン４１の間にナノメートルオーダの多数個のシリコンの微結晶４２が存在している。また、グレイン４１および微結晶４２の表面には、それぞれ微結晶４２の粒径よりも小さい膜厚のシリコンの酸化膜が絶縁膜４３，４４として形成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
この構造の電界放射型電子源は、表面電極３にコレクタ電極６（図３参照）を対向させて用いられ、下部電極２と表面電極３との間に表面電極３を下部電極２よりも高電位とするように電源回路５から直流電圧を印加し、さらにコレクタ電極６と表面電極３との間にコレクタ電極６が表面電極３よりも高電位となるように直流電源７により直流電圧を印加する。図３の関係で電圧を印加すると、下部電極２から電子通過層４に電子が注入される。電子通過層４の内部では、絶縁膜４３，４４に集中的に電界が生じており絶縁膜４３，４４は非常に薄いから、絶縁膜４３に生じる電界の電界強度がきわめて大きくなる。したがって、電子通過層４に注入された電子ｅ−は、絶縁膜４３，４４に生じる強電界により加速され、グレイン４１の間の領域を表面電極３に向かってドリフトし、表面電極３をトンネルして空中に放射される。すなわち、電子通過層４の内部において、電子ｅ−は絶縁膜４３，４４に沿って移動するから微結晶４２でほとんど散乱されることがなく、表面電極３に向かって大きな速度で移動し表面電極３を容易にトンネルする。
【０００５】
ところで、電子通過層４を形成するナノ結晶化処理は、ノンドープの多結晶シリコンからなる半導体層の主表面を電解液に接触させるとともに、半導体層の主表面とは反対側の面に設けた電極と電解液に浸漬した液中電極との間に、液中電極を高電位とするように電圧を印加する処理であって、このようなナノ結晶化処理を行うことにより、半導体層を多孔質化し、図８に示した微細構造を形成することが可能になっている。
【特許文献１】特開２００３−１６２９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、電子通過層４を形成するナノ結晶化（特許文献１では、多孔質シリコン層から多孔質多結晶シリコン層を形成する処理として説明されている）の際に、下部電極２と液中電極との間に通電し、電流密度をたとえば２５ｍＡ／ｃｍ２まで１ｓ程度の時間で時間の経過とともに増加させ、規定の電流密度をたとえば３秒間維持して通電を終了することが記載されている。つまり、ナノ結晶化処理の際に電流密度と時間とを管理することにより、多孔質多結晶シリコン層の表面の微細な凹凸に起因した電界集中を防止して電界放射型電子源を長寿命化することが提案されている。
【０００７】
特許文献１に示された技術を採用すれば、比較例に対しては寿命が延長されているものの、３０分程度で絶縁破壊が生じており、電流密度と時間との管理のみでは数時間以上の寿命を得ることは困難である。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、ナノ結晶化処理の際の条件を考慮することにより、従来方法よりもさらに長寿命化を可能とした電界放射型電子源の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、半導体のナノ結晶化により形成した電子通過層と、電子通過層の主表面に設けた表面電極と、表面電極と対向する下部電極とを備え、表面電極と下部電極との間に電圧を印加して電子通過層に電界を作用させることにより電子通過層から表面電極をトンネルする電子を放射する電界放射型電子源の製造方法であって、電子通過層となる半導体のナノ結晶化の過程において、フッ化水素酸水溶液を含む電解液に主表面を接触させた半導体層の裏面に設けた電極と電解液に浸漬した液中電極との間に液中電極に対して電極が負電位になる電圧を印加し、電流密度−印加電圧に関するＴａｆｅｌプロットの傾きを０．０５Ｖ／ｄｅｃ以下に設定したことを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、ナノ結晶化の過程においてＴａｆｅｌプロットの傾きに着目しているのであって、Ｔａｆｅｌプロットの傾きは、電解液の成分比を反映しており、電流密度だけではなく電解液の成分比も併せて考慮することにより、従来方法よりも長寿命の電界放射型電子源を製造することが可能になる。
【００１１】
請求項２の発明は、半導体のナノ結晶化により形成した電子通過層と、電子通過層の主表面に設けた表面電極と、表面電極と対向する下部電極とを備え、表面電極と下部電極との間に電圧を印加して電子通過層に電界を作用させることにより電子通過層から表面電極をトンネルする電子を放射する電界放射型電子源の製造方法であって、電子通過層となる半導体のナノ結晶化の過程において、フッ化水素酸水溶液を含む電解液に主表面を接触させた半導体層の裏面に設けた電極と電解液に浸漬した液中電極との間に液中電極に対して電極が負電位になる電圧を印加し、電解液はフッ化水素酸とエタノールと水との混合液であって混合前の質量比が１：０．４〜１：１の範囲から選択され、ナノ結晶化の過程における電流密度が２０〜１００ｍＡ／ｃｍ２の範囲から選択されることを特徴とする。
【００１２】
この方法によれば、ナノ結晶化の過程において、電解液の成分比と電流密度とを併せて考慮しているから、従来方法よりも長寿命の電界放射型電子源を製造することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の方法によれば、ナノ結晶化の過程において、電流密度だけではなく電解液の成分比を併せて考慮しているから、ナノ結晶化の際の電気量（電流密度と時間）のみを管理している従来方法よりも適切な処理が可能になり、請求項１、請求項２の発明において設定した条件でナノ結晶化を行うことにより、従来方法よりも長寿命の電界放射型電子源を製造することが可能になるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の特徴であるナノ結晶化処理について説明するに先だって、まず本発明の電界放射型電極を製造する過程の概略を説明する。
【００１５】
本実施形態において説明する電界放射型電子源は、図６を用いて説明したように、支持基板１の上に下部電極２を配置し、下部電極２に電子通過層４を介して表面電極３を重ねた構造を有している。電子通過層４は、半導体であるノンドープの多結晶シリコンに後述するナノ結晶化処理を行うことで図８に示した構造の強電界ドリフト層４ａを形成したものであり、ナノ結晶化処理により形成された電子通過層４の主表面に表面電極３が形成される。表面電極３は電子通過層４からの電子がトンネルするように仕事関数の小さい材料が選択される。表面電極３の厚み寸法は１０〜１５ｎｍ程度に設定される。
【００１６】
ナノ結晶化処理においては、図１（ａ）に示す陽極酸化処理装置を用いる。陽極酸化処理装置は、電解液１１を入れた処理槽１０と、電解液１１に浸漬された白金からなる液中電極１２と、処理槽１０の上方から処理対象物に光を照射する光源１３とを備える。処理槽１０の底壁には処理対象物を電解液１１に接触させるための処理孔１０ａが形成され、処理対象物で処理孔１０ａを塞いだ状態で、処理対象物に設けた電極と上述の液中電極１２との間で通電することにより、処理対象物において電解液１１に接触している部分からナノ結晶化を進行させるようにしてある。本実施形態では、電解液１１として、５０％フッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合液を用いる。
【００１７】
本実施形態では、処理対象物は、下部電極２にノンドープの多結晶シリコンからなる半導体層４′を積層したものであって、半導体層４′が処理孔１０ａを通して電解液１１に接触するように配置され、下部電極２と液中電極１２との間で電源１４から通電される。電源１４は下部電極２を液中電極１２に対して低電位とする状態から高電位とする状態まで連続的に変化させることができるものを用いる。下部電極２を液中電極１２に対して低電位とするように電圧を印加すると、電子通過層４となる半導体層４′において下部電極２とは反対側の面（つまり、電子通過層４における主表面）からナノ結晶化が進行し、電子通過層４の主表面側から強電界ドリフト層４ａが形成される。強電界ドリフト層４ａの厚み寸法は、下部電極２と液中電極１２との間で移動した電荷量に依存するから、強電界ドリフト層４ａの厚み寸法の管理には、下部電極２と液中電極１２との間の電流密度と処理時間とを管理することが必要である。さらに、電流密度は、下部電極２と液中電極１２との間の印加電圧、および電解液１１の成分とに依存する。
【００１８】
以下では、ナノ結晶化処理における電解液１１の成分、および電流密度と印加電圧との関係に関する望ましい条件について検討する。電解液１１については、上述のように５０％（質量％）フッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合液を用いる。電流密度と印加電圧との関係（すなわち、Ｔａｆｅｌプロット）を求めるために、電解液１１として５０％フッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合前の体積比（５０％フッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの質量比は略１：１であるから体積比＝質量比とみなせる）が、４００ｍＬ：２００ｍＬ、４００ｍＬ：３３０ｍＬ、４００ｍＬ：６００ｍＬ（Ｌはリットルを表す）である場合の３条件で比較した（なお、以下では混合前の体積比ないし質量比を単に「混合比」と呼ぶ）。また、光源１３には５００Ｗのタングステン電球を用いた。図１（ｂ）に結果を示す。図１（ｂ）における線Ａ，Ｂ，Ｃがそれぞれ上述した成分の電解液１１に対するＴａｆｅｌプロットを示している。
【００１９】
図１（ｂ）から明らかなように、下部電極２への印加電圧が液中電極１３への印加電圧に対して負極性である領域において、電流密度が最小になる印加電圧があり、電流密度が最小になる印加電圧から印加電圧の絶対値が減少すると（つまり、下部電極２と液中電極１２との間の電位差が減少すると）、電流密度が比較的大きい増加率で増加する領域があり、印加電圧の極性が反転する領域付近から印加電圧が正極性の領域で増加すると、電流密度の増加率が比較的小さくなる領域があることがわかる。つまり、上述した３種類の電解液１１では、図２に示すように、電解液１１の成分にかかわらず、Ｔａｆｅｌプロットにおいて、印加電圧の変化により比較的大きい変化率で電流密度が変化する第１領域Ｄ１と、印加電圧の変化により比較的小さい変化率で電流密度が変化する第２領域Ｄ２とが生じ、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２との境界は印加電圧の極性が反転する領域付近に存在する。第１領域Ｄ１ではナノ結晶化が主として行われ、第２領域Ｄ２では電解研磨が主として行われると考えられる。第１領域Ｄ１における傾きの最大値（図２では一点鎖線で表している）は、線Ａ，Ｂ，Ｃについてそれぞれ０．０５Ｖ／ｄｅｃ、０．２５Ｖ／ｄｅｃ、０．０８Ｖ／ｄｅｃであった。
【００２０】
図１（ｂ）の結果を踏まえて、電流密度を５ｍＡ／ｃｍ２、１２．５ｍＡ／ｃｍ２、２０ｍＡ／ｃｍ２とした場合の３条件について比較することとした。また、電子通過層４のナノ結晶化の反応量が略等しくなるように、各電流密度について処理時間との積である電荷量が略一定になるように処理時間を設定した。具体的には、電流密度の５ｍＡ／ｃｍ２、１２．５ｍＡ／ｃｍ２、２０ｍＡ／ｃｍ２に対して処理時間をそれぞれ１５ｓ、６ｓ、４ｓとした。したがって、電子通過層４を形成する際の電荷量はいずれの条件でも７５〜８０ｍＣであって略一定とみなすことができる。
【００２１】
上述した電解液１１の成分に関する３条件と電流密度および処理時間の組合せに関する３条件とを組み合わせて合計９条件で作成した電子通過層４について、実際に電子を放出させることにより、駆動時の劣化の程度について考察した。劣化の程度の評価には、実際に電子を放出させ、電子の放出量が初期時から半減するまでの時間を用いる。
【００２２】
電界放射型電子源を駆動するにあたっては、ナノ結晶化処理の後に表面電極３を形成することが必要であり、さらに図３に示すように、表面電極３に対向してコレクタ電極６を設けた。表面電極３とコレクタ電極６との間にはコレクタ電極６を表面電極３よりも高電位とするように直流電源７から電圧を印加する。以下では、表面電極３から放射された電子によって表面電極３とコレクタ電極６との間を流れる電流をエミッション電流Ｉｅと呼ぶ。エミッション電流Ｉｅは、表面電極３とコレクタ電極６との間で直流電源７を通る経路で流れる電流として検出することができる。また、下部電極２と表面電極３との間で電子通過層４を通して流れる電流をダイオード電流と呼ぶ。ダイオード電流は、下部電極２と表面電極３との間で電源回路５を通る経路で流れる電流として検出することができる。ダイオード電流は双方向に流すことができるから、表面電極３から電子を放出させる極性の電圧を印加しているときのダイオード電流を順方向ダイオード電流＋Ｉｄと呼び、逆極性の電圧を印加しているときのダイオード電流を逆方向ダイオード電流−Ｉｄと呼ぶ。
【００２３】
電界放射型電子源の評価にあたっては、まず直流電源７から印加する電圧を±２０Ｖの範囲で変化させ、１Ｖ刻みでダイオード電流±Ｉｄとエミッション電流Ｉｅとを測定することにより、評価用のサンプルに関して印加電圧とダイオード電流±Ｉｄおよびエミッション電流Ｉｅとの関係を測定した。その後、電界放射型電子源のサンプルを実際に駆動し、エミッション電流Ｉｅが初期値から半減するまでの時間を測定した。エミッション電流Ｉｅが半減する時間は、電界放射型電子源の駆動時の劣化の程度の指標であり、この時間が長いほど電界放射型電子源の寿命が長いと言える。
【００２４】
電界放射型電子源を駆動する電圧は、図４に示すように、矩形波パルスで印加し、しかも極性を交互に反転させるようにした。すなわち、エミッション電流Ｉｅが１００〜２５０μＡ／ｃｍ２になる正極性の矩形波パルス電圧＋Ｖｄと、エミッション電流Ｉｅが正極性の場合の１０％程度になる負極性の矩形波パルス電圧−Ｖｄとを交互に一定周期で印加した。パルス電圧＋Ｖｄ，−Ｖｄの各パルス幅Ｗｐは１ｍｓに設定し、パルス電圧＋Ｖｄ，−Ｖｄを印加する時間間隔Ｔｐを３．５ｍｓに設定した。つまり、正極性のパルス電圧＋Ｖｄを印加する時間間隔を１周期とすれば、１周期は９ｍｓであり、各パルス電圧＋Ｖｄ，−Ｖｄのパルス幅Ｗｐはデューティが１／９ということになる。
【００２５】
エミッション電流Ｉｅの測定結果を図５および図６に示す。図５はナノ結晶化処理の際の際の電流密度とエミッション電流Ｉｅが半減するまでの時間との関係を表し、図６はナノ結晶化処理の際の電解液の成分とエミッション電流Ｉｅが半減するまでの時間との関係を表している。図５および図６において実線はエミッション電流Ｉｅの初期値を示し、破線はエミッション電流Ｉｅが半減した時間（半減時間）を示している。半減時間は、電界放射型電子源に実際に電圧を印加した時間であって、上述のようにパルス電圧＋Ｖｄ，−Ｖｄのデューティが１／９であるから、実駆動時間は半減時間の９倍になる。
【００２６】
図５において線Ａ，Ｂ，Ｃは、フッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合比が４００：２００、４００：３３０、４００：６００の電解液を用いた場合をそれぞれ示している。図５から明らかなように、電流密度に関しては、電解液においてフッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合比が４００：６００の場合を除くと、５〜２０ｍＡ／ｃｍ２の範囲内において半減時間が最小になる値が存在すると推測できる。また、電流密度が５〜２０ｍＡ／ｃｍ２の範囲では、混合比が４００：３３０であると５ｍＡ／ｃｍ２において半減時間が最大になっており、混合比が４００：２００であると２０ｍＡ／ｃｍ２において半減時間が最大になっている。
【００２７】
一方、図６は図５に示したデータを電解液の成分を横軸となるように示したものであって、図６の線Ａ，Ｂ，Ｃは、電流密度を５ｍＡ／ｃｍ２、１２．５ｍＡ／ｃｍ２、２０ｍＡ／ｃｍ２とした場合をそれぞれ示している。図６から明らかなように、電解液の成分に関しては、電流密度が１２．５ｍＡ／ｃｍ２である場合を除くと、電解液においてフッ化水素酸水溶液に対する無水エタノールの混合比が４００：６００（＝１：１．５）よりも小さい範囲において半減時間が最大になる値が存在すると推測できる。また、フッ化水素酸水溶液に対する無水エタノールの混合比が１：１．５よりも小さい範囲では、電流密度が５ｍＡ／ｃｍ２であると混合比が４００：３３０（＝１：０．８２５）のときに半減時間が最大になっており、電流密度が２０ｍＡ／ｃｍ２であると混合比が４００：２００（＝１：０．５）のときに半減時間が最大になっている。
【００２８】
したがって、図５と図６とに示す結果では、ナノ結晶化処理の条件として、電流密度が大きいほうが望ましく、かつ電解液の成分としてはフッ化水素酸水溶液に対する無水エタノールの混合比が小さいほうがよいという予見が得られる。すなわち、図示例では電流密度が２０ｍＡ／ｃｍ２であってフッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合比が４００：２００であるときに、半減時間が約６．５時間であって最大になっており、しかもグラフの形状からみて、電流密度をさらに増加させると半減時間がさらに長くなり、フッ化水素酸水溶液に対する無水エタノールの混合比をさらに小さくすると半減時間がさらに長くなると予測できる。
【００２９】
ところで、電界放射型電子源を製造する際のナノ結晶化処理に際して、処理速度に上下限が存在すると考えられ、処理速度は電解液の成分と電流密度とをパラメータに含んでいる。上述の結果では、ナノ結晶化処理に際して電流密度は大きいほうが良品を得やすく、電解液においてはエタノールの混合比が小さいほうが良品を得やすいと考えられる。
【００３０】
図示した結果では、電流密度が５ｍＡ／ｃｍ２の場合の半減時間は最大で４時間程度であり、これ以上長い半減時間は期待できないから、電流密度の範囲を規定する意味においては５ｍＡ／ｃｍ２を採用する必要はない。また、電流密度が１２．５ｍＡ／ｃｍ２場合も採用できない。したがって、半減時間が５時間以上であるものを良品とみなし、かつ電流密度を大きくするという観点で電流密度の下限値を規定すれば、電流密度の下限値は２０ｍＡ／ｃｍ２とするのが望ましいと言える。一方、電流密度が過大になると半導体層４′が電解研磨される。ナノ結晶化を行うときの電流密度の上限値は実験によって１００ｍＡ／ｃｍ２であるという知見を得ているから、ナノ結晶化の際の電流密度は、２０〜１００ｍＡ／ｃｍ２の範囲で選択するのが望ましいと言える。
【００３１】
電流密度を上述のように規定すると、電解液におけるエタノールの混合比の上限値を規定することができる。すなわち、半減時間が５時間以上である場合を良品と考えれば、電流密度が下限値である２０ｍＡ／ｃｍ２の場合に５０％フッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合比は４００：２００（＝１：０．５）以下が望ましいと言える。一方、電解液にエタノールを混合しているのは親水性を持たせるとともに処理速度を調節する目的であるから、無水エタノールの混合比を極端に小さくすることはできない。すなわち、フッ化水素酸水溶液のみを用いた電解液では半導体層４′が溶出しナノ結晶化が行えなくなる。ナノ結晶化のための無水エタノールの混合比の下限値は実験によって０．２（５０％フッ化水素酸水溶液に対して）であるという知見を得ているから、５０％フッ化水素酸水溶液と無水エタノールとの混合比は、１：０．２〜０．５の範囲で選択するのが望ましいと言える。なお、電解液は、フッ化水素酸とエタノールと水との混合液であればよく、上述の例は計算を容易にするための例であって、フッ化水素酸水溶液の濃度は上述のものに限定されるものではなく、またエタノールも無水エタノールではなく含水エタノールであってもよい。
【００３２】
以上説明したように、ナノ結晶化処理の条件は、Ｔａｆｅｌプロットにおける第１領域Ｄ１の傾きの最大値が０．０５Ｖ／ｄｅｃ以下になる範囲で選択することであり、また、電流密度を２０〜１００ｍＡ／ｃｍ２の範囲から選択するとともに、フッ化水素酸（１００％換算）と無水エタノールと水との混合比を１：０．４〜１：１の範囲から選択することである。このような処理条件を設定することにより、半減時間が５時間以上（実駆動時間は４５時間以上）である良品の電界放射型電子源を得ることができる。また、図１（ｂ）に示したＴａｆｅｌプロットでは電解液１１の成分により第１領域Ｄ１の傾きが変化することがわかっているから、上述した条件をＴａｆｅｌプロットにおける第１領域Ｄ１の傾きの最大値に関連付けると、傾きが０．０５Ｖ／ｄｅｃ以下になることが望ましいと言える。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に用いる陽極酸化処理装置を示す概略構成図、（ｂ）は同上の動作説明図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】本発明に係る電界放射型電子源の使用例を示す概略構成図である。
【図４】図３に示した使用例の動作説明図である。
【図５】本発明に係る電界放射型電子源のナノ結晶化処理時の電流密度と半減時間との測定結果を示す図である。
【図６】本発明に係る電界放射型電子源のナノ結晶化処理時の電解液の成分と半減時間との測定結果を示す図である。
【図７】従来例を示す断面図である。
【図８】同上の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  支持基板
２  下部電極
３  表面電極
４  電子通過層
４′  半導体層
５  電源回路
６  コレクタ電極
７  直流電源
１０  処理槽
１０ａ  処理孔
１１  電解液
１２  液中電極
１３  光源
１４  電源
【図１】
2005339975.tif 000003
【図２】
2005339975.tif 000004
【図３】
2005339975.tif 000005
【図４】
2005339975.tif 000006
【図５】
2005339975.tif 000007
【図６】
2005339975.tif 000008
【図７】
2005339975.tif 000009
【図８】
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