(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接する低抵抗の低抵抗半導体層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくとも低抵抗半導体層が形成され且つ当該領域では低抵抗半導体層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域で低抵抗半導体層上に形成された複数の導電性層とからなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項２】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接する低抵抗の低抵抗半導体層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくとも低抵抗半導体層が形成され且つ当該領域では低抵抗半導体層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域で低抵抗半導体層と上記基板の一表面との間に形成された複数の導電性層とからなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項３】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接する低抵抗の低抵抗半導体層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくとも低抵抗半導体層が形成され且つ当該領域では低抵抗半導体層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、同一面内で低抵抗半導体層に隣接して直線状に形成された導電性層とからなり、上記導電性層と上記第２配線とが重複する領域において上記導電性層と上記第２配線との間の適宜位置に絶縁層が設けられてなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項４】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接する低抵抗の低抵抗半導体層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくとも低抵抗半導体層が形成され且つ当該領域では低抵抗半導体層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域において同一面内で低抵抗半導体層に隣接して形成された複数の導電性層とからなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項５】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくともシリサイド層が形成され且つ当該領域ではシリサイド層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域でシリサイド層上に形成された複数の導電性層とからなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項６】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくともシリサイド層が形成され且つ当該領域ではシリサイド層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域でシリサイド層と上記基板の上記一表面との間に形成された複数の導電性層とからなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項７】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくともシリサイド層が形成され且つ当該領域ではシリサイド層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、同一面内でシリサイド層に隣接して直線状に形成された導電性層とからなり、上記導電性層と上記第２配線とが重複する領域において上記導電性層と上記第２配線との間の適宜位置に絶縁層が設けられてなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項８】
一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくともシリサイド層が形成され且つ当該領域ではシリサイド層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在せず、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域において同一面内でシリサイド層に隣接して形成された複数の導電性層とからなることを特徴とする電界放射型電子源。
【請求項９】
上記低抵抗半導体層は、それぞれ抵抗の異なる半導体層が厚み方向において積層された多層構造を有し、導電性層に近い半導体層ほど抵抗が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電界放射型電子源。
【請求項１０】
上記低抵抗半導体層は、厚み方向に抵抗が連続的に変化した層であって、導電性層に近づくほど抵抗が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電界放射型電子源。
【請求項１１】
上記低抵抗半導体層と上記基板との間で上記低抵抗半導体層に接するシリサイド層が設けられてなることを特徴とする請求項１〜４、９、１０のいずれかに記載の電界放射型電子源。
【請求項１２】
上記強電界ドリフト層は、上記基板の上記一表面に略直交して列設された柱状の半導体結晶と、半導体結晶間に介在するナノメータオーダの半導体微結晶と、半導体微結晶の表面に形成され当該半導体微結晶の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜とからなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の電界放射型電子源。
【請求項１３】
上記半導体は、多結晶半導体よりなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の電界放射型電子源。
【請求項１４】
上記半導体は、シリコンよりなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の電界放射型電子源。
【請求項１５】
上記導電性層は、金属よりなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の電界放射型電子源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放射により電子線を放射するようにした電界放射型電子源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電界放射型電子源として、例えば米国特許３６６５２４１号などに開示されているいわゆるスピント（Spindt）型電極と呼ばれるものがある。このスピント型電極は、微小な三角錐状のエミッタチップを多数配置した基板と、エミッタチップの先端部を露出させる放射孔を有するとともにエミッタチップに対して絶縁された形で配置されたゲート層とを備え、真空中にてエミッタチップをゲート層に対して負極として高電圧を印加することにより、エミッタチップの先端から放射孔を通して電子線を放射するものである。
【０００３】
しかしながら、スピント型電極は、製造プロセスが複雑であるとともに、多数の三角錐状のエミッタチップを精度良く構成することが難しく、例えば平面発光装置やディスプレイなどへ応用する場合に大面積化が難しいという問題があった。また、スピント型電極は、電界がエミッタチップの先端に集中するので、エミッタチップの先端の周りの真空度が低くて残留ガスが存在するような場合、放射された電子によって残留ガスがプラスイオンにイオン化され、プラスイオンがエミッタチップの先端に衝突するから、エミッタチップの先端がダメージ（例えば、イオン衝撃による損傷）を受け、放射される電子の電流密度や効率などが不安定になったり、エミッタチップの寿命が短くなってしまうという問題が生じる。したがって、スピント型電極では、この種の問題の発生を防ぐために、高真空（約１０−５Ｐａ〜約１０−６Ｐａ）で使用する必要があり、コストが高くなるとともに、取扱いが面倒になるという不具合があった。
【０００４】
この種の不具合を改善するために、ＭＩＭ（Metal  Insulator  Metal)方式やＭＯＳ(Metal  Oxide  Semiconductor)型の電界放射型電子源が提案されている。前者は金属−絶縁膜−金属、後者は金属−酸化膜−半導体の積層構造を有する平面型の電界放射型電子源である。しかしながら、このタイプの電界放射型電子源において電子の放射効率を高めるためには（多くの電子を放射させるためには）、上記絶縁膜や上記酸化膜の膜厚を薄くする必要があるが、上記絶縁膜や上記酸化膜の膜厚を薄くしすぎると、上記積層構造の上下の電極間に電圧を印加した時に絶縁破壊を起こす恐れがあり、このような絶縁破壊を防止するためには上記絶縁膜や上記酸化膜の膜厚の薄膜化に制約があるので、電子の放出効率（引き出し効率）をあまり高くできないという不具合があった。
【０００５】
また、近年では、特開平８−２５０７６６号公報に開示されているように、シリコン基板などの単結晶の半導体基板を用い、その半導体基板の一表面を陽極酸化することにより多孔質半導体層（ポーラスシリコン層）を形成して、その多孔質半導体層上に金属薄膜を形成し、半導体基板と金属薄膜との間に電圧を印加して電子を放射させるように構成した電界放射型電子源（半導体冷電子放出素子）が提案されている。
【０００６】
しかしながら、上述の特開平８−２５０７６６号公報に記載の電界放射型電子源では、基板が半導体基板に限られるので、大面積化やコストダウン化が難しいという不具合がある。また、特開平８−２５０７６６号公報に記載の電界放射型電子源では電子放出時にいわゆるポッピング現象が生じやすく、放出電子量にむらが起こりやすいので、平面発光装置やディスプレイ装置などに応用すると、発光むらができてしまうという不具合がある。
【０００７】
そこで、多孔質多結晶半導体層（例えば、多孔質化された多結晶シリコン層）を急速熱酸化（ＲＴＯ）技術によって急速熱酸化することによって、導電性基板と金属薄膜（表面電極）との間に介在し導電性基板から注入された電子がドリフトする強電界ドリフト層を形成した電界放射型電子源が提案されている（例えば、特許第２９６６８４２号、特許第２９８７１４０号参照）。
【０００８】
この種の電界放射型電子源を利用したディスプレイ装置は、例えば図１４に示すように電界放射型電子源１０の表面電極７に対向配置されるガラス基板３３を備え、ガラス基板３３の電界放射型電子源１０と対向する面には複数本のコレクタ電極３１がストライプ状に形成され、電界放射型電子源１０から表面電極７を通り抜けて放射される電子線によって可視光を発光する蛍光体層３２がコレクタ電極３１を覆うように形成されている。ここに、電界放射型電子源１０は、導電性基板たるｎ形シリコン基板１の主表面側に酸化した多孔質多結晶シリコンよりなる強電界ドリフト層６が形成され、該強電界ドリフト層６上に導電性薄膜よりなる複数本の表面電極７がストライプ状に形成され、ｎ形シリコン基板１の裏面にオーミック電極２が形成されている。
【０００９】
このディスプレイ装置では、複数本の表面電極７をストライプ状に形成するとともに、複数本のコレクタ電極３１を表面電極７に直交する方向にストライプ状に形成し、コレクタ電極３１および表面電極７を適宜選択して電圧（電界）を印加することにより電圧を印加した表面電極７からのみ電子が放出される。そして、放出された電子は、当該電子が放出された表面電極７において対向するコレクタ電極３１に電圧が印加されている領域から放出された電子だけが加速され、該コレクタ電極３１を覆う蛍光体を光らせる。
【００１０】
要するに、図１４に示す構成のディスプレイ装置では、特定の表面電極７と特定のコレクタ電極３１とに電圧を印加することにより、蛍光体層３２のうち前記電圧が印加された両電極７，３１の交差する領域に対応する部分を光らせることができる。そして、電圧を印加する表面電極７およびコレクタ電極３１を適宜切り替えることにより、画像や文字などを表示することが可能になる。
【００１１】
ところで、上述の電界放射型電子源１０では、電子放出特性の真空度依存性が小さく且つ電子放出時にポッピング現象が発生せず安定して電子を高い電子放出効率で放出することができる。ここにおいて、強電界ドリフト層６は、図１５に示すように、少なくとも、柱状の多結晶シリコン５１（グレイン）と、多結晶シリコン５１の表面に形成された薄いシリコン酸化膜５２と、多結晶シリコン５１間に介在するナノメータオーダの微結晶シリコン層６３と、微結晶シリコン層６３の表面に形成され当該微結晶シリコン層６３の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜であるシリコン酸化膜６４とから構成されると考えられる。すなわち、強電界ドリフト層６は、各グレインの表面が多孔質化し各グレインの中心部分では結晶状態が維持されていると考えられる。したがって、強電界ドリフト層６に印加された電界はほとんどシリコン酸化膜６４にかかるから、注入された電子はシリコン酸化膜６４にかかっている強電界により加速され多結晶シリコン５１間を表面に向かって図１５中の矢印Ａの向きへ（図１５中の上方向へ向かって）ドリフトするので、電子放出効率を向上させることができる。なお、強電界ドリフト層６の表面に到達した電子はホットエレクトロンであると考えられ、表面電極７を容易にトンネルし真空中に放出される。なお、表面電極７の膜厚は１０ｎｍないし１５ｎｍ程度に設定されている。
【００１２】
また、上記導電性基板としてｎ形シリコン基板１などの半導体基板の代わりに、ガラス基板などの絶縁性基板上に例えばＩＴＯ膜よりなる導電性層を形成した基板を使用すれば、電子源の大面積化および低コスト化が可能になる。
【００１３】
図１６にガラス基板よりなる絶縁性基板１１と該絶縁性基板１１上に形成したＩＴＯ膜よりなる導電性層８とで構成した導電性基板を用いた電界放射型電子源１０を示す。すなわち、この電界放射型電子源１０は、図１６に示すように、絶縁性基板１１上に例えばＩＴＯ膜よりなる導電性層８が形成され、導電性層８上に強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に金属薄膜よりなる表面電極７が形成されている。ここに、強電界ドリフト層６は、導電性層８上にノンドープの多結晶シリコン層を堆積させた後に、該多結晶シリコン層を陽極酸化処理にて多孔質化し、さらに急速加熱法によって酸化することにより形成されている。
【００１４】
図１６に示した電界放射型電子源１０では、表面電極７を真空中に配置するとともに図１７に示すように表面電極７に対向してコレクタ電極２１を配置し、表面電極７を導電性層８に対して正極として直流電圧Ｖpsを印加するとともに、コレクタ電極２１を表面電極７に対して正極として直流電圧Ｖcを印加することにより、導電性層８から注入された電子が強電界ドリフト層６をドリフトし表面電極７を通り抜けて放出される（なお、図１７中の一点鎖線は表面電極７を通り抜けて放出された電子ｅ−の流れを示す）。ここにおいて、表面電極７と導電性層８との間に流れる電流をダイオード電流Ｉpsと称し、コレクタ電極２１と表面電極７との間に流れる電流を放出電子電流（エミッション電流）Ｉeと称し、ダイオード電流Ｉpsに対する放出電子電流Ｉeが大きい（Ｉe／Ｉpsが大きい）ほど電子放出効率が高くなる。なお、この電界放射型電子源１０では、表面電極７と導電性層８との間に印加する直流電圧Ｖpsを１０〜２０Ｖ程度の低電圧としても電子を放出させることができる。
【００１５】
また、図１６に示した電界放射型電子源１０をディスプレイ装置の電子源とし応用する場合には、例えば図１８に示す構成を採用すればよい。図１８に示す電界放射型電子源１０の基本構成は図１６に示す構成と略同じであって、複数本の導電性層８をストライプ状に形成するとともに複数本の表面電極７を導電性層８に直交する方向にストライプ状に形成している点が相違するだけである。この図１８に示す構成の電界放射型電子源１０では、複数本の第１配線たる導電性層８と複数本の第２配線たる表面電極７とでマトリクスを構成しているので、導電性層８と表面電極７との組を適宜選択して選択した組間に電圧を印加することにより、選択された表面電極７と導電性層８との交差する領域（重複する領域）のみ電子が放出される。したがって、図１８に示す構成の電界放射型電子源１０を採用する場合には、図１４に示すようなコレクタ電極３１のパターニングは不要となる（コレクタ電極３１をストライプ状に形成する必要がない）。
【００１６】
ところで、図１８の絶縁性基板１１を利用した電界放射型電子源１０における強電界ドリフト層６は、導電性層８上にノンドープの多結晶シリコン層を堆積させた後に、該多結晶シリコン層を陽極酸化処理にて多孔質化し、さらに急速加熱法によって８００℃から９００℃の温度範囲で酸化させることにより形成されているが、多孔質化した多結晶シリコン層を酸化する方法としては、例えば酸により酸化する方法や、酸素とオゾンとの少なくとも一方を含むガス雰囲気中で紫外線を照射して酸化する方法なども提案されている。このように多孔質化した多結晶シリコン層を酸により酸化する方法や、多孔質化した多結晶シリコン層を酸素とオゾンとの少なくとも一方を含むガス雰囲気中で紫外線を照射して酸化する方法を採用することにより、絶縁性基板１１として耐熱温度が石英ガラス基板に比べて低く価格が石英ガラス基板に比べて安価なガラス基板（例えば、無アルカリガラス基板、低アルカリガラス基板、ソーダライムガラス基板など）を用いることが可能となる。
【００１７】
なお、図１８に示した電界放射型電子源１０では、ノンドープの多結晶シリコン層を導電性層８に達する深さまで多孔質化しているが、導電性層８に到達しない深さまで多孔質化するようにしてもよく、後者の場合には、導電性層８と強電界ドリフト層６との間に上記多結晶シリコン層の一部が残ることになる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の図１８に示した電界放射型電子源１０では、導電性層８上に多結晶シリコン層が残っている場合、第１配線たる導電性層８と該導電性層８上の多結晶シリコン層との間にショットキーバリアが形成されており該ショットキーバリアで電圧降下が生じ、また、大面積化を図った場合、大面積化にともなって各導電性層８および各表面電極７それぞれの長手方向の寸法が長くなり、導電性層８および表面電極７それぞれでの電圧降下が大きくなるので、必要な大きさのダイオード電流Ｉpsが得られず、所望の大きさのエミッション電流Ｉeが得られないことがあった。
【００１９】
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、従来に比べて大きなエミッション電流が得られる電界放射型電子源を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜４の発明は、上記目的を達成するために、一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接する低抵抗の低抵抗半導体層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくとも低抵抗半導体層が形成され且つ当該領域では低抵抗半導体層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在しないことを特徴とするものであり、第１配線が導電性層と該導電性層に接する低抵抗半導体層とから構成されているので、第１配線が導電性層のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流が大きくなり、結果としてエミッション電流が大きくなる。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができて、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができ、より大きなダイオード電流、より大きなエミッション電流を得ることが可能になる。
【００２１】
また、請求項１の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域で低抵抗半導体層上に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、熱的な安定性が向上する。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流を得ることができ、より大きなエミッション電流を得ることができる。
【００２２】
また、請求項２の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域で低抵抗半導体層と上記基板の一表面との間に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、熱的な安定性が向上する。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流を得ることができ、より大きなエミッション電流を得ることができる。
【００２３】
また、請求項３の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、同一面内で低抵抗半導体層に隣接して直線状に形成された導電性層とからなるので、強電界ドリフト層を低抵抗半導体層のみに重複する領域に形成することで、導電性層が強電界ドリフト層に重複しないようにできるから、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流を得ることができる。また、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。
【００２４】
また、請求項３の発明では、上記導電性層と上記第２配線とが重複する領域において上記導電性層と上記第２配線との間の適宜位置に絶縁層が設けられてなるので、クロストークを低減させることができる。
【００２５】
また、請求項４の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域において同一面内で低抵抗半導体層に隣接して形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができて、熱的な安定性が向上する。さらに、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流を得ることができる。
【００２６】
請求項５〜８の発明は、一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくともシリサイド層が形成され且つ当該領域ではシリサイド層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在しないことを特徴とするものであり、第１配線が導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とから構成されているので、第１配線が導電性層のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流が大きくなり、結果としてエミッション電流が大きくなる。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になる。また、シリサイド層が導電性層の構成元素の拡散を防ぐので、熱的に安定となる。
【００２７】
また、請求項５の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域でシリサイド層上に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、シリサイド層の構成元素は拡散しにくいので、熱的な安定性が向上する。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になり、より大きなダイオード電流を得ることができて、より大きなエミッション電流を得ることができる。
【００２８】
また、請求項６の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域でシリサイド層と上記基板の上記一表面との間に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、シリサイド層の構成元素は拡散しにくく、熱的な安定性が向上する。また、導電性層上にシリサイド層が設けられていることで第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることができ、より大きなダイオード電流を得ることができて、より大きなエミッション電流を得ることができる。
【００２９】
また、請求項７の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、同一面内でシリサイド層に隣接して直線状に形成された導電性層とからなるので、強電界ドリフト層をシリサイド層のみに重複する領域に形成することで、導電性層が強電界ドリフト層に重複しないようにできるから、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になり、より大きなダイオード電流を得ることができる。
【００３０】
また、請求項７の発明では、上記導電性層と上記第２配線とが重複する領域において上記導電性層と上記第２配線との間の適宜位置に絶縁層が設けられてなるので、クロストークを低減させることができる。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になる。
【００３１】
また、請求項８の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域において同一面内でシリサイド層に隣接して形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができるので、熱的な安定性が向上する。さらに、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になり、より大きなダイオード電流を得ることができる。
【００３２】
請求項９の発明は、請求項１または請求項２の発明において、上記低抵抗半導体層は、それぞれ抵抗の異なる半導体層が厚み方向において積層された多層構造を有し、導電性層に近い半導体層ほど抵抗が小さいので、電子放出効率が向上する。
【００３３】
請求項１０の発明は、請求項１または請求項２の発明において、上記低抵抗半導体層は、厚み方向に抵抗が連続的に変化した層であって、導電性層に近づくほど抵抗が小さいので、電子放出効率が向上する。
【００３４】
請求項１１の発明は、請求項１〜４、９、１０において、上記低抵抗半導体層と上記基板との間で上記低抵抗半導体層に接するシリサイド層が設けられてなるので、第１配線と第２配線とが交差する領域での第１配線の抵抗を小さくすることができ、さらに大きなダイオード電流を得ることができ、さらに大きなエミッション電流を得ることができる。
【００３５】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１の発明において、上記強電界ドリフト層は、上記基板の上記一表面に略直交して列設された柱状の半導体結晶と、半導体結晶間に介在するナノメータオーダの半導体微結晶と、半導体微結晶の表面に形成され当該半導体微結晶の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜とからなるので、強電界ドリフト層では導電性層から注入された電子が半導体微結晶に衝突せずに上記絶縁膜に印加されている電界で加速されてドリフトし、強電界ドリフト層で発生した熱が柱状の半導体結晶を通して放熱されるから、電子放出時にポッピング現象が発生せず高効率で電子を放出することができる。
【００３６】
請求項１３の発明は、請求項１〜１２の発明において、上記半導体は、多結晶半導体よりなるので、大面積化が容易になる。
【００３７】
請求項１４の発明は、請求項１〜１３の発明において、上記半導体は、シリコンよりなるので、シリコンプロセスを使用できる。
【００３８】
請求項１５の発明は、請求項１〜１４の発明において、上記導電性層は、金属よりなるので、上記導電性層の低抵抗化が容易になる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（参考例１）
本参考例の電界放射型電子源１０は、図１に示すように、ガラス基板（例えば、無アルカリガラス基板）よりなる絶縁性基板１１の一表面上に複数本の第１配線２１がストライプ状に形成され、絶縁性基板１１の上記一表面側に全ての第１配線２１を覆うようにノンドープの多結晶シリコン層３が形成され、多結晶シリコン層３のうち第１配線２１に重複した領域において第１配線２１から離間して、酸化した多孔質多結晶シリコン層よりなる強電界ドリフト層６が形成されている。ここに、強電界ドリフト層６は、多結晶シリコン層３のうち第１配線２１に重複した領域を、第１配線２１を陽極酸化処理時の電極として利用して所定深さまで多孔質化した後に該多孔質化した部分を酸化することにより形成されており、多結晶シリコン層３の最表面と強電界ドリフト層６の表面とは略面一となっている。つまり、強電界ドリフト層６は、第１配線２１に平行な方向にストライプ状に形成されている。さらに、電界放射型電子源１０は、第１配線２１に交差する（直交する）方向に形成された複数本の第２配線たる表面電極７を備えており、各表面電極７は複数本の強電界ドリフト層６と各強電界ドリフト層６間に介在する多結晶シリコン層３とに跨る形で形成されている。すなわち、第１配線２１と第２配線たる表面電極７とが交差する領域では、絶縁性基板１１上に第１配線２１が形成され、第１配線２１上に多結晶シリコン層３が形成され、多結晶シリコン層３上に強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に表面電極７が形成されており、隣り合う強電界ドリフト層６間および隣り合う第１配線２１間は多結晶シリコン層３により絶縁分離されている。
【００４０】
ところで、本参考例の電界放射型電子源１０の基本構成および基本動作は図１８に示した従来構成と略同じであって、各第１配線２１が、導電性層８と、該導電性層８に接し該導電性層８上に形成された低抵抗の低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とで構成されている点に特徴がある。
【００４１】
なお、本参考例では、導電性層８を金属であるタングステン（Ｗ）により構成しているが、導電性層８の材料はタングステンに限定されるものではなく、タングステンの代わりに、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、パラジウム（Ｐｄ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、シリコン（Ｓｉ）などを用いてもよく、また、これらの材料の複数種類を選択し積層するようにしてもよいし、これらの材料のうちの複数種類を合金化して堆積してもよい。また、導電性層８としては、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの金属酸化物（透明電極）を用いてもよいし、上記金属酸化物に上記Ｗ以下Ｓｉまで列記している金属材料を適宜選択し積層化したり、上記金属酸化物に上記金属材料の合金膜を積層するようにしてもよい。
【００４２】
しかして、本参考例では、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接する低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、導電性層８に接する半導体を低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とすることで、導電性層８に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層８と半導体との界面での電圧降下を低減することができる。また、従来に比べて、ショットキーバリアの抵抗による電圧降下を低減させることができ、このことによってもダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなって、電子放出効率が高くなる。
【００４３】
また、本参考例の電界放射型電子源１０は、特許第２９６６８４２号、特許第２９８７１４０号に開示された電界放射型電子源と同様に、電子放出特性の真空度依存性が小さく且つ電子放出時にポッピング現象が発生せず安定して電子を放出することができる。したがって、強電界ドリフト層６は、従来例と同様、図１５に示すように、少なくとも、柱状の多結晶シリコン５１（グレイン）と、多結晶シリコン５１の表面に形成された薄いシリコン酸化膜５２と、多結晶シリコン５１間に介在するナノメータオーダの微結晶シリコン層６３と、微結晶シリコン層６３の表面に形成され当該微結晶シリコン層６３の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜であるシリコン酸化膜６４とから構成されると考えられる。すなわち、強電界ドリフト層６は、各グレインの表面が多孔質化し各グレインの中心部分では結晶状態が維持されていると考えられる。
【００４４】
ところで、本参考例では、強電界ドリフト層６を酸化した多孔質多結晶シリコン層により構成しているが、強電界ドリフト層６を窒化した多孔質多結晶シリコン層、あるいは、その他の酸化若しくは窒化した多孔質多結晶半導体層により構成してもよい。また、本参考例では、低抵抗半導体層をｎ形多結晶シリコン層９により構成しているが、ｐ形多結晶シリコン層、あるいは、その他の半導体層により構成してもよいし、それぞれ抵抗（不純物濃度）の異なる半導体層が厚み方向に積層された多層構造として導電性層８に近い半導体層ほど抵抗が小さくなるように構成してもよいし、厚み方向に抵抗（不純物濃度）が連続的に変化し導電性層８に近づくほど抵抗が小さくなるような層としてもよい。
【００４５】
（実施形態１）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例１と略同じであって、図２に示すように、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成された低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９と、第２配線たる表面電極７に重複しない領域でｎ形多結晶シリコン層９上に形成された複数の導電性層８とから構成されている点に特徴がある。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
しかして、本実施形態では、参考例１と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接する低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００４７】
しかも、本実施形態では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたｎ形多結晶シリコン層９と、厚み方向において表面電極７に重複しない領域でｎ形多結晶シリコン層９上に形成された複数の導電性層８とで構成されているので、導電性層８が厚み方向において表面電極７に重複しないから、導電性層８の構成元素が第１配線２１と第２配線たる表面電極７とが交差する領域で拡散するのを防止することができるので、熱的な安定性が向上する。また、導電性層８に接する半導体を低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とすることで、導電性層８に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層８と半導体との界面での電圧降下を低減することができる。また、従来に比べて、ショットキーバリアの抵抗による電圧降下を低減させることができ、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができて、より大きなエミッション電流Ｉeを得ることができる。
【００４８】
（実施形態２）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例１と略同じであって、図３に示すように、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面側で平面形状が直線状に形成された低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９と、第２配線たる表面電極７に厚み方向において重複しない領域でｎ形多結晶シリコン層９と絶縁性基板１１の上記一表面との間に形成された複数の導電性層８とで構成されている点に特徴がある。ここにおいて、各導電性層８は面内で離間して形成されている。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
しかして、本実施形態では、参考例１と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接する低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００５０】
しかも、本実施形態では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面側で直線状に形成されたｎ形多結晶シリコン層９と、厚み方向において表面電極７に重複しない領域でｎ形多結晶シリコン層９と絶縁性基板１１の上記一表面との間に形成された複数の導電性層８とで構成されているので、導電性層８が厚み方向において表面電極７に重複しないから、導電性層８上にｎ形多結晶シリコン層９が形成されていることにより、導電性層８に起因したショットキーバリアの高さを低くすることができる。さらに、導電性層８の構成元素が第１配線２１と第２配線たる表面電極７とが交差する領域で拡散するのを防止することができるので、熱的な安定性が向上する。また、導電性層８に接する半導体を低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とすることで、導電性層８に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層８と半導体との界面での電圧降下を低減することができる。また、従来に比べて、ショットキーバリアの抵抗による電圧降下を低減させることができ、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができる。
【００５１】
（参考例２）
本参考例の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例１と略同じであって、図４に示すように、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成された低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９と、同一面内でｎ形多結晶シリコン層９に隣接して直線状に形成された導電性層８とからなる点に特徴がある。ここにおいて、各第１配線２１は、ｎ形多結晶シリコン層９を導電性層８よりも幅広に形成し、ｎ形多結晶シリコン層９のみが厚み方向において強電界ドリフト層６に重複するように配設されており、導電性層８は、厚み方向において強電界ドリフト層６には重複していない。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
しかして、本参考例では、参考例１と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接する低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００５３】
しかも、本参考例では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたｎ形多結晶シリコン層９と、同一面内でｎ形多結晶シリコン層９に隣接して直線状に形成された導電性層８とで構成されているので、強電界ドリフト層６をｎ形多結晶シリコン層９のみに重複する領域に形成することで、導電性層８が厚み方向において強電界ドリフト層６に重複しないようにできるから、第１配線２１の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線たる表面電極７の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、導電性層８に接する半導体を低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とすることで、導電性層８に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層８と半導体との界面での電圧降下を低減することができる。また、従来に比べて、ショットキーバリアの抵抗による電圧降下を低減させることができる、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができる。
【００５４】
（実施形態３）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例２と略同じであって、図５に示すように、多結晶シリコン層３において強電界ドリフト層６が形成されていない領域上に絶縁層２２が形成されている点に特徴がある。すなわち、本実施形態では、導電性層８と第２配線たる表面電極７とが重複する領域において導電性層８と表面電極７との間で多結晶シリコン層３上に絶縁層２２が設けられている点に特徴がある。なお、参考例２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
しかして、本実施形態では、参考例２と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接する低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００５６】
しかも、本実施形態では、導電性層８と表面電極７とが重複する領域において導電性層８と表面電極７との間で多結晶シリコン層３上に絶縁層２２が設けられているので、クロストークを低減させることができる。また、導電性層８に接する半導体を低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とすることで、導電性層８に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層８と半導体との界面での電圧降下を低減することができる。また、従来に比べて、ショットキーバリアの抵抗による電圧降下を低減させることができる。
【００５７】
ところで、本実施形態では、絶縁層２２を多結晶シリコン層３の表面に形成しているが、絶縁層２２は、導電性層８と多結晶シリコン層３との間、あるいは、多結晶シリコン層３の内部に設けてもよい。
【００５８】
（実施形態４）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例１と略同じであって、図６に示すように、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成された低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９と、厚み方向において第２配線たる表面電極７に重複しない領域において同一面内でｎ形多結晶シリコン層９に隣接して形成された複数の導電性層８とで構成されている点に特徴がある。ここにおいて、各第１配線２１は、ｎ形多結晶シリコン層９を導電性層８よりも幅広に形成し、ｎ形多結晶シリコン層９のみが厚み方向において強電界ドリフト層６に重複するように配設されており、導電性層８は、厚み方向において強電界ドリフト層６には重複していない。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
しかして、本実施形態では、参考例１と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接する低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００６０】
しかも、本実施形態では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたｎ形多結晶シリコン層９と、表面電極７に重複しない領域において同一面内でｎ形多結晶シリコン層９に隣接して形成された複数の導電性層８とで構成されているので、導電性層８が表面電極７に重複しないから、導電性層８の構成元素が第１配線２１と表面電極７とが交差する領域で拡散するのを防止することができるので、熱的な安定性が向上する。さらに、第１配線２１の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、表面電極７の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、導電性層８に接する半導体を低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とすることで、導電性層８に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層８と半導体との界面での電圧降下を低減することができる。また、従来に比べて、ショットキーバリアの抵抗による電圧降下を低減させることができ、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができる。
【００６１】
（参考例３）
本参考例の電界放射型電子源１０は、図７に示すように、ガラス基板（例えば、無アルカリガラス基板）よりなる絶縁性基板１１の一表面上に複数本の第１配線２１がストライプ状に形成され、絶縁性基板１１の上記一表面側に全ての第１配線２１を覆うようにノンドープの多結晶シリコン層３が形成され、多結晶シリコン層３のうち第１配線２１に重複した領域において第１配線２１から離間して酸化した多孔質多結晶シリコン層よりなる強電界ドリフト層６が形成されている。ここに、強電界ドリフト層６は、多結晶シリコン層３のうち第１配線２１に重複した領域を、第１配線２１を陽極酸化処理時の電極として利用して所定深さまで多孔質化した後に該多孔質化した部分を酸化することにより形成されており、多結晶シリコン層３の最表面と強電界ドリフト層６の表面とは略面一となっている。つまり、強電界ドリフト層６は、第１配線２１に平行なストライプ状に形成されている。さらに、電界放射型電子源１０は、第１配線２１に交差する（直交する）方向に形成された複数本の第２配線たる表面電極７を備えており、各表面電極７は複数本の強電界ドリフト層６と各強電界ドリフト層６間に介在する多結晶シリコン層３とに跨る形で形成されている。すなわち、第１配線２１と第２配線たる表面電極７とが交差する領域では、絶縁性基板１１上に第１配線２１が形成され、第１配線２１上に多結晶シリコン層３が形成され、多結晶シリコン層３上に強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に表面電極７が形成されており、隣り合う強電界ドリフト層６間および隣り合う第１配線２１間は多結晶シリコン層３により絶縁分離されている。
【００６２】
ところで、本参考例の電界放射型電子源１０の基本構成および基本動作は図１８に示した従来構成と略同じであって、各第１配線２１が、導電性層８と、該導電性層８に接し該導電性層８上に形成されたシリサイド層１９とで構成されている点に特徴がある。すなわち、第１配線２１と表面電極７とが交差する領域では、絶縁性基板１１上に導電性層８が形成され、導電性層８上にシリサイド層１９が形成され、シリサイド層１９上に多結晶シリコン層３が形成され、多結晶シリコン層３上に強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に表面電極７が形成されている。
【００６３】
なお、本参考例では、導電性層８を金属であるタングステン（Ｗ）により構成しているが、導電性層８の材料はタングステンに限定されるものではなく、タングステンの代わりに、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、パラジウム（Ｐｄ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、シリコン（Ｓｉ）などを用いてもよく、また、これらの材料の複数種類を選択し積層するようにしてもよいし、これらの材料のうちの複数種類を合金化して堆積してもよい。また、導電性層８としては、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの金属酸化物（透明電極）を用いてもよいし、上記金属酸化物に上記Ｗ以下Ｓｉまで列記している金属材料を適宜選択し積層化したり、上記金属酸化物に上記金属材料の合金膜を積層するようにしてもよい。
【００６４】
また、本参考例では、シリサイド層１９をＷＳｉ２により構成しているが、シリサイド層１９はＷＳｉ２に限定されるものではなく、金属元素とＳｉとの金属間化合物であればよく、金属元素としては、Ｗの他に、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどを用いればよく、また、シリサイド層１９をシリサイド膜の多層構造により構成してもよい。
【００６５】
しかして、本参考例では、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接するシリサイド層１９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にシリサイド層１９が介在しているので、導電性層８に起因したショットキーバリアは導電性層８とシリサイド層１９との間に形成されるから、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが形成される場合に比べてショットキーバリアの高さを低くすることができ、ショットキーバリアでの電圧降下が低下するので、このことによってもダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、上述のシリサイド層１９が設けられていることで、導電性層８（金属）と多結晶シリコン層３（半導体層）との界面に生じる金属元素の多結晶シリコン層３への拡散による合金化を抑えることができ、熱的な安定性が向上する。なお、導電性層８とシリサイド層１９との間にはほとんどショットキーバリアは存在せず、シリサイド層１９と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが存在するが、当該ショットキーバリアの高さはシリサイド層１９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低いので、ショットキーバリアにおける電圧降下の低減が可能となる。また、シリサイド層１９が導電性層８の構成元素の拡散を防ぐので、熱的安定性が高くなる。
【００６６】
また、本参考例の電界放射型電子源１０は、特許第２９６６８４２号、特許第２９８７１４０号に開示された電界放射型電子源と同様に、電子放出特性の真空度依存性が小さく且つ電子放出時にポッピング現象が発生せず安定して電子を放出することができる。したがって、強電界ドリフト層６は、従来例と同様、図１５に示すように、少なくとも、柱状の多結晶シリコン５１（グレイン）と、多結晶シリコン５１の表面に形成された薄いシリコン酸化膜５２と、多結晶シリコン５１間に介在するナノメータオーダの微結晶シリコン層６３と、微結晶シリコン層６３の表面に形成され当該微結晶シリコン層６３の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜であるシリコン酸化膜６４とから構成されると考えられる。すなわち、強電界ドリフト層６は、各グレインの表面が多孔質化し各グレインの中心部分では結晶状態が維持されていると考えられる。
【００６７】
ところで、本参考例では、強電界ドリフト層６を酸化した多孔質多結晶シリコン層により構成しているが、強電界ドリフト層６を窒化した多孔質多結晶シリコン層、あるいは、その他の酸化若しくは窒化した多孔質多結晶半導体層により構成してもよい。
【００６８】
（実施形態５）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例３と略同じであって、図８に示すように、上記各第１配線が、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層１９と、上記第２配線に重複しない領域でシリサイド層１９上に形成された複数の導電性層１８とからなる点に特徴がある。なお、参考例３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
しかして、本実施形態では、参考例３と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接するシリサイド層１９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にシリサイド層１９が介在しているので、導電性層８に起因したショットキーバリアは導電性層８とシリサイド層１９との間に形成されるから、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが形成される場合に比べてショットキーバリアの高さを低くすることができ、ショットキーバリアでの電圧降下が低下するので、このことによってもダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００７０】
しかも、本実施形態では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層１９と、第２配線たる表面電極７に重複しない領域でシリサイド層１９上に形成された複数の導電性層８とで構成されているので、導電性層８が厚み方向において表面電極７に重複しないから、導電性層８の構成元素が第１配線２１と表面電極７とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、シリサイド層１９の構成元素は拡散しにくいので、熱的な安定性が向上する。また、上述のシリサイド層１９が設けられていることで、導電性層８（金属）と多結晶シリコン層３（半導体層）との界面に生じる金属元素の多結晶シリコン層３への拡散による合金化を抑えることができ、熱的な安定性が向上する。なお、導電性層８とシリサイド層１９との間にはほとんどショットキーバリアは存在せず、シリサイド層１９と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが存在するが、当該ショットキーバリアの高さはシリサイド層１９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低いので、ショットキーバリアにおける電圧降下の低減が可能となり、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができ、より大きなエミッション電流Ｉeを得ることができる。
【００７１】
（実施形態６）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例３と略同じであって、図９に示すように、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面側で平面形状が直線状に形成されたシリサイド層１９と、第２配線たる表面電極７に重複しない領域でシリサイド層１９と絶縁性基板１１の上記一表面との間に形成された複数の導電性層８とで構成されている点に特徴がある。ここにおいて、各導電性層８は同一面内で離間して形成されている。なお、参考例３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
しかして、本実施形態では、参考例３と同様、第１配線２１が、導電性層８と該導電性層８に接するシリサイド層１９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にシリサイド層１９が介在しているので、導電性層８に起因したショットキーバリアは導電性層８とシリサイド層１９との間に形成されるから、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが形成される場合に比べてショットキーバリアの高さを低くすることができ、ショットキーバリアでの電圧降下が低下するので、このことによってもダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００７３】
しかも、本実施形態では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面側で直線状に形成されたシリサイド層１９と、表面電極７に厚み方向において重複しない領域でシリサイド層１９と絶縁性基板１１の上記一表面との間に形成された複数の導電性層８とで構成されているので、導電性層８が表面電極７に重複しないから、導電性層８上にシリサイド層１９が形成されていることにより、導電性層８に起因したショットキーバリアの高さを低くすることができる。さらに、導電性層８の構成元素が第１配線２１と表面電極７とが交差する領域で多結晶シリコン層３へ拡散するのを防止することができるので、熱的な安定性が向上する。また、上述のシリサイド層１９が設けられていることで、導電性層８（金属）と多結晶シリコン層３（半導体層）との界面に生じる金属元素の多結晶シリコン層３への拡散による合金化を抑えることができ、熱的な安定性が向上する。なお、導電性層８とシリサイド層１９との間にはほとんどショットキーバリアは存在せず、シリサイド層１９と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが存在するが、当該ショットキーバリアの高さはシリサイド層１９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低いので、ショットキーバリアにおける電圧降下の低減が可能となり、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができる。
【００７４】
（参考例４）
本参考例の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例１と略同じであって、図１０に示すように、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層１９と、同一面内でシリサイド層１９に隣接して直線状に形成された導電性層８とで構成されている点に特徴がある。ここにおいて、各第１配線２１は、シリサイド層１９を導電性層８よりも幅広に形成し、シリサイド層１９のみが厚み方向において強電界ドリフト層６に重複するように配設されており、導電性層８は、厚み方向において強電界ドリフト層６には重複していない。なお、参考例３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
しかして、本参考例では、参考例３と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接するシリサイド層１９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にシリサイド層１９が介在しているので、導電性層８に起因したショットキーバリアは導電性層８とシリサイド層１９との間に形成されるから、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが形成される場合に比べてショットキーバリアの高さを低くすることができ、ショットキーバリアでの電圧降下が低下するので、このことによってもダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００７６】
しかも、本参考例では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層１９と、同一面内でシリサイド層１９に隣接して直線状に形成された導電性層８とからなるので、強電界ドリフト層６をシリサイド層１９のみに重複する領域に形成することで、導電性層８が表面電極７に重複しないようにできるから、第１配線２１の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、表面電極７の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、上述のシリサイド層１９が設けられていることで、導電性層８（金属）と多結晶シリコン層３（半導体層）との界面に生じる金属元素の多結晶シリコン層３への拡散による合金化を抑えることができ、熱的な安定性が向上する。なお、導電性層８とシリサイド層１９との間にはほとんどショットキーバリアは存在せず、シリサイド層１９と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが存在するが、当該ショットキーバリアの高さはシリサイド層１９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低いので、ショットキーバリアにおける電圧降下の低減が可能となり、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができる。
【００７７】
（実施形態７）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例４と略同じであって、図１１に示すように、多結晶シリコン層３において強電界ドリフト層６が形成されていない領域上に絶縁層２２が形成されている点に特徴がある。すなわち、本実施形態では、導電性層８と第２配線たる表面電極７とが重複する領域において導電性層８と表面電極７との間で多結晶シリコン層３上に絶縁層２２が設けられている点に特徴がある。なお、参考例４と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
しかして、本実施形態では、参考例４と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接するシリサイド層１９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にシリサイド層１９が介在しているので、導電性層８に起因したショットキーバリアは導電性層８とシリサイド層１９との間に形成されるから、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが形成される場合に比べてショットキーバリアの高さを低くすることができ、ショットキーバリアでの電圧降下が低下するので、このことによってもダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００７９】
しかも、本実施形態では、導電性層８と表面電極７とが重複する領域において導電性層８と表面電極７との間で多結晶シリコン層３上に絶縁層２２が設けられているので、クロストークを低減させることができる。また、上述のシリサイド層１９が設けられていることで、導電性層８（金属）と多結晶シリコン層３（半導体層）との界面に生じる金属元素の多結晶シリコン層３への拡散による合金化を抑えることができ、熱的な安定性が向上する。なお、導電性層８とシリサイド層１９との間にはほとんどショットキーバリアは存在せず、シリサイド層１９と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが存在するが、当該ショットキーバリアの高さはシリサイド層１９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低いので、ショットキーバリアにおける電圧降下の低減が可能となる。
【００８０】
ところで、本実施形態では、絶縁層２２を多結晶シリコン層３の表面に形成しているが、絶縁層２２は、導電性層８と多結晶シリコン層３との間、あるいは、多結晶シリコン層３の内部に設けてもよい。
【００８１】
（実施形態８）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例３と略同じであって、図１２に示すように、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層１９と、第２配線たる表面電極７に重複しない領域において同一面内でシリサイド層１９に隣接して形成された複数の導電性層８とで構成されている点に特徴がある。ここにおいて、各第１配線２１は、シリサイド層１９を導電性層８よりも幅広に形成し、シリサイド層１９のみが厚み方向において強電界ドリフト層６に重複するように配設されており、導電性層８は、厚み方向において強電界ドリフト層６には重複していない。なお、参考例３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
しかして、本実施形態では、参考例３と同様、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接するシリサイド層１９とから構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。また、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にシリサイド層１９が介在しているので、導電性層８に起因したショットキーバリアは導電性層８とシリサイド層１９との間に形成されるから、導電性層８と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが形成される場合に比べてショットキーバリアの高さを低くすることができ、ショットキーバリアでの電圧降下が低下するので、このことによってもダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００８３】
しかも、本実施形態では、各第１配線２１が、絶縁性基板１１の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層１９と、表面電極７に重複しない領域において同一面内でシリサイド層１９に隣接して形成された複数の導電性層８とで構成されているので、導電性層８が表面電極７に重複しないから、導電性層８の構成元素が第１配線２１と表面電極７とが交差する領域で拡散するのを防止することができるので、熱的な安定性が向上する。さらに、第１配線２１の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、表面電極７の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、上述のシリサイド層１９が設けられていることで、導電性層８（金属）と多結晶シリコン層３（半導体層）との界面に生じる金属元素の多結晶シリコン層３への拡散による合金化を抑えることができ、熱的な安定性が向上する。なお、導電性層８とシリサイド層１９との間にはほとんどショットキーバリアは存在せず、シリサイド層１９と多結晶シリコン層３との間にショットキーバリアが存在するが、当該ショットキーバリアの高さはシリサイド層１９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低いので、ショットキーバリアにおける電圧降下の低減が可能となり、より大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができる。
【００８４】
（実施形態９）
本実施形態の電界放射型電子源１０の基本構成は参考例１と略同じであって、図１３に示すように、低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９と絶縁性基板１１の上記一表面との間でｎ形多結晶シリコン層９に接するシリサイド層１９が設けられている点に特徴がある。要するに、本実施形態では、導電性層８とｎ形多結晶シリコン層９とシリサイド層１９とで第１配線２１を構成しているのである。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８５】
しかして、本実施形態では、第１配線２１が導電性層８と該導電性層８に接する低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９とシリサイド層１９とで構成されているので、第１配線２１が導電性層８のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線２１を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線２１の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流Ｉpsが大きくなり、結果としてエミッション電流Ｉeが大きくなる。
【００８６】
しかも、本実施形態では、低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９と絶縁性基板１１との間でｎ形多結晶シリコン層９に接するシリサイド層１９が設けられているので、第１配線２１と第２配線たる表面電極７とが交差する領域での第１配線２１の抵抗を小さくすることができ、さらに大きなダイオード電流Ｉpsを得ることができ、さらに大きなエミッション電流Ｉeを得ることができる。また、導電性層８の構成元素が第１配線２１と表面電極７とが交差する領域で拡散するのを防止することができるので、熱的な安定性が向上する。さらに、第１配線２１の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、表面電極７の平坦性が損なわれるのを防ぐことができる。また、上述のシリサイド層１９が設けられていることで、導電性層８（金属）とｎ形多結晶シリコン層９（半導体層）との界面に生じる金属元素のｎ形多結晶シリコン層９への拡散による合金化を抑えることができ、熱的な安定性が向上する。なお、導電性層８とシリサイド層１９との間にはほとんどショットキーバリアは存在せず、シリサイド層１９とｎ形多結晶シリコン層９との間にショットキーバリアが存在するが、当該ショットキーバリアの高さはシリサイド層１９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低く、また、シリサイド層１９と多結晶シリコン層３との間にｎ形多結晶シリコン層９を設けなかった場合に導電性層８と多結晶シリコン層３との間に形成されるショットキーバリアよりも低いので、ショットキーバリアにおける電圧降下の低減が可能となる。
【００８７】
なお、実施形態１、２の構成において、低抵抗半導体層たるｎ形多結晶シリコン層９と絶縁性基板１１の上記一表面との間でｎ形多結晶シリコン層９に接するシリサイド層１９を設けてもよい。
【００８８】
ところで、上記各実施形態および上記各参考例では、絶縁性基板１１としてガラス基板を用いているが、絶縁性基板１１はガラス基板に限定されるものではなく、例えば、シリコン基板上に絶縁膜（ＳｉＯＸ、ＡｌＯＸなどの酸化膜や、ＳｉＮＸ、ＢＮ、ＡｌＮＸなどの窒化膜）を形成した基板や、金属性基板上に絶縁膜（酸化膜や窒化膜など）を形成した基板を用いてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
請求項１〜４の発明は、一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接する低抵抗の低抵抗半導体層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくとも低抵抗半導体層が形成され且つ当該領域では低抵抗半導体層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在しないことを特徴とするものであり、第１配線が導電性層と該導電性層に接する低抵抗半導体層とから構成されているので、第１配線が導電性層のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流が大きくなり、結果としてエミッション電流が大きくなるという効果がある。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流、より大きなエミッション電流を得ることが可能になるという効果がある。
【００９０】
また、請求項１の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域で低抵抗半導体層上に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、熱的な安定性が向上するという効果がある。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流を得ることができ、より大きなエミッション電流を得ることができるという効果がある。
【００９１】
また、請求項２の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域で低抵抗半導体層と上記基板の一表面との間に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、熱的な安定性が向上するという効果がある。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流を得ることができ、より大きなエミッション電流を得ることができるという効果がある。
【００９２】
また、請求項３の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、同一面内で低抵抗半導体層に隣接して直線状に形成された導電性層とからなるので、強電界ドリフト層を低抵抗半導体層のみに重複する領域に形成することで、導電性層が強電界ドリフト層に重複しないようにできるから、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができて、より大きなダイオード電流を得ることができるという効果がある。また、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができるという効果がある。
【００９３】
また、請求項３の発明では、上記導電性層と上記第２配線とが重複する領域において上記導電性層と上記第２配線との間の適宜位置に絶縁層が設けられてなるので、クロストークを低減させることができるという効果がある。
【００９４】
また、請求項４の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成された低抵抗半導体層と、上記第２配線に重複しない領域において同一面内で低抵抗半導体層に隣接して形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、熱的な安定性が向上するという効果がある。さらに、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができるという効果がある。また、導電性層に接する半導体を低抵抗半導体層とすることで、導電性層に起因したショットキーバリアが薄くなり、トンネリングで電子を流すことができ、導電性層と半導体との界面での電圧降下を低減することができ、より大きなダイオード電流を得ることができるという効果がある。
【００９５】
請求項５〜８の発明は、一表面上にストライプ状に形成された複数本の第１配線を有する基板と、該基板の上記一表面側で上記第１配線よりも上記基板から離れて形成された酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層と、強電界ドリフト層上で上記第１配線に交差する方向にストライプ状に形成された複数本の第２配線とを備え、第２配線を第１配線に対して正極として電圧を印加することにより第１配線から注入された電子が強電界ドリフト層をドリフトし第２配線を通り抜けて放出される電界放射型電子源であって、上記各第１配線は、導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とからなり、且つ、上記第２配線に重複する領域に少なくともシリサイド層が形成され且つ当該領域ではシリサイド層と強電界ドリフト層との間に導電性層が存在しないことを特徴とするものであり、第１配線が導電性層と該導電性層に接するシリサイド層とから構成されているので、第１配線が導電性層のみにより形成された従来の電界放射型電子源に比べて、第１配線を比較的低コストで低抵抗化することができ、第１配線の抵抗が従来に比べて小さくなることにより、従来に比べてダイオード電流が大きくなり、結果としてエミッション電流が大きくなるという効果がある。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になるという効果がある。また、シリサイド層が導電性層の構成元素の拡散を防ぐので、熱的に安定となるという効果がある。
【００９６】
また、請求項５の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域でシリサイド層上に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、シリサイド層の構成元素は拡散しにくく、熱的な安定性が向上するという効果がある。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になり、より大きなダイオード電流を得ることができて、より大きなエミッション電流を得ることができるという効果がある。
【００９７】
また、請求項６の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面側で直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域でシリサイド層と上記基板の上記一表面との間に形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、シリサイド層の構成元素は拡散しにくく、熱的な安定性が向上するという効果がある。また、導電性層上にシリサイド層が設けられていることで第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることができ、より大きなダイオード電流を得ることができて、より大きなエミッション電流を得ることができるという効果がある。
【００９８】
また、請求項７の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、同一面内でシリサイド層に隣接して直線状に形成された導電性層とからなるので、強電界ドリフト層をシリサイド層のみに重複する領域に形成することで、導電性層が強電界ドリフト層に重複しないようにできるから、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができるという効果がある。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になり、より大きなダイオード電流を得ることができるという効果がある。
【００９９】
また、請求項７の発明では、上記導電性層と上記第２配線とが重複する領域において上記導電性層と上記第２配線との間の適宜位置に絶縁層が設けられてなるので、クロストークを低減させることができるという効果がある。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になるという効果がある。
【０１００】
また、請求項８の発明では、上記各第１配線は、上記基板の上記一表面上に直線状に形成されたシリサイド層と、上記第２配線に重複しない領域において同一面内でシリサイド層に隣接して形成された複数の導電性層とからなるので、導電性層が第２配線に重複しないから、導電性層の構成元素が第１配線と第２配線とが交差する領域で拡散するのを防止することができ、熱的な安定性が向上するという効果がある。さらに、第１配線の厚さ寸法が厚くなるのを防ぐことができ、第２配線の平坦性が損なわれるのを防ぐことができるという効果がある。また、導電性層にシリサイド層が接していることにより、第１配線に起因して発生するショットキーバリアを低くすることが可能になり、より大きなダイオード電流を得ることができるという効果がある。
【０１０１】
請求項９の発明は、請求項１または請求項２の発明において、上記低抵抗半導体層は、それぞれ抵抗の異なる半導体層が厚み方向において積層された多層構造を有し、導電性層に近い半導体層ほど抵抗が小さいので、電子放出効率が向上するという効果がある。
【０１０２】
請求項１０の発明は、請求項１または請求項２の発明において、上記低抵抗半導体層は、厚み方向に抵抗が連続的に変化した層であって、導電性層に近づくほど抵抗が小さいので、電子放出効率が向上するという効果がある。
【０１０３】
請求項１１の発明は、請求項１〜４、９、１０において、上記低抵抗半導体層と上記基板との間で上記低抵抗半導体層に接するシリサイド層が設けられてなるので、第１配線と第２配線とが交差する領域での第１配線の抵抗を小さくすることができ、さらに大きなダイオード電流を得ることができ、さらに大きなエミッション電流を得ることができるという効果がある。
【０１０４】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１の発明において、上記強電界ドリフト層は、上記基板の上記一表面に略直交して列設された柱状の半導体結晶と、半導体結晶間に介在するナノメータオーダの半導体微結晶と、半導体微結晶の表面に形成され当該半導体微結晶の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜とからなるので、強電界ドリフト層では導電性層から注入された電子が半導体微結晶に衝突せずに上記絶縁膜に印加されている電界で加速されてドリフトし、強電界ドリフト層で発生した熱が柱状の半導体結晶を通して放熱されるから、電子放出時にポッピング現象が発生せず高効率で電子を放出することができるという効果がある。
【０１０５】
請求項１３の発明は、請求項１〜１２の発明において、上記半導体は、多結晶半導体よりなるので、大面積化が容易になるという効果がある。
【０１０６】
請求項１４の発明は、請求項１〜１３の発明において、上記半導体は、シリコンよりなるので、シリコンプロセスを使用できるという効果がある。
【０１０７】
請求項１５の発明は、請求項１〜１４の発明において、上記導電性層は、金属よりなるので、上記導電性層の低抵抗化が容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１を示す概略斜視図である。
【図２】  実施形態１を示す概略斜視図である。
【図３】  実施形態２を示す概略斜視図である。
【図４】  参考例２を示す概略斜視図である。
【図５】  実施形態３を示す概略斜視図である。
【図６】  実施形態４を示す概略斜視図である。
【図７】  参考例３を示す概略斜視図である。
【図８】  実施形態５を示す概略斜視図である。
【図９】  実施形態６を示す概略斜視図である。
【図１０】  参考例４を示す概略斜視図である。
【図１１】  実施形態７を示す概略斜視図である。
【図１２】  実施形態８を示す概略斜視図である。
【図１３】  実施形態９を示す概略斜視図である。
【図１４】  従来のディスプレイ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】  同上における電界放射型電子源の電子放出機構の説明図である。
【図１６】  他の従来例を示す概略断面図である。
【図１７】  同上の特性測定原理の説明図である。
【図１８】  同上を応用した電界放射型電子源を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
３  多結晶シリコン層
６  強電界ドリフト層
７  表面電極
８  導電性層
９  ｎ形多結晶シリコン層
１０  電界放射型電子源
１１  絶縁性基板
２１  第１配線
【図１】
0004306070.tif 000002
【図２】
0004306070.tif 000003
【図３】
0004306070.tif 000004
【図４】
0004306070.tif 000005
【図５】
0004306070.tif 000006
【図６】
0004306070.tif 000007
【図７】
0004306070.tif 000008
【図８】
0004306070.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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