发明名称 碳素薄体,碳素薄体形成方法及电场放射型电子源
摘要 本发明提供一种碳素薄体、碳素薄体形成方法及电场放射型电子源,系具备有可利用简单方法,制得面状电子源的构造。具有规定厚度t,为具有表面与背面的薄膜状之碳素薄体9,由平面观之,至少在表面侧3c部分,连结有曲线状壁3,并形成大略网孔状构造。
申请公布号 TWI238431 申请公布日期 2005.08.21
申请号 TW090113012 申请日期 2001.05.30
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 细野彰彦;中田修平;开政明
分类号 H01J1/304 主分类号 H01J1/304
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路80号6楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路80号6楼
主权项 1.一种碳素薄体,系为具有预定厚度,且具备表面与背面之薄膜状之碳素薄体,同时具备朝上述厚度之方向竖起之竖立壁,由平面观之,该竖立壁至少在表面侧部分系呈以曲线状相连成网孔状之大致网孔状构造,该构造包含用以构成其网孔空隙部之大致周缘部且延伸于网孔之中而成为端部的壁体。2.一种碳素薄体,系以下述方法形成者:施加磁场与电磁波,以产生由包括碳化合物之气体所形成之等离子,在上述磁场与电磁波实质上满足上述等离子中之电子之共振条件的情形下,以化学气相沈积法形成于物体面上。3.如申请专利范围第1项之碳素薄体,其中,上述碳素薄体9系位于物体1面上,而上述碳素薄体背面则接触该物体面上,上述曲线状的壁则自物体面呈立壁状直立。4.如申请专利范围第1项之碳素薄体,其中,在上述碳素薄体9之上述背面侧之特定范围内的基部3b,上述空隙部4呈埋入状方式形成连续膜状。5.如申请专利范围第1项之碳素薄体,其中,上述曲线状壁3,系具有六面晶系的结晶构造,而该六面晶的底面系朝平行于与上述薄膜9面交叉的方向而配置。6.如申请专利范围第1项之碳素薄体,其中,上述曲线状壁9的平均厚度系在100nm以下。7.如申请专利范围第1项之碳素薄体,其中,上述碳素薄体9系在薄体任意2个位置间作电性导通。8.如申请专利范围第3项之碳素薄体,其中,上述物体面系玻璃基板1的表面。9.一种碳素薄体形成方法,系采用附加磁场与电磁波,并由含碳化合物之气体所形成的等离子,利用化学气相沉积法,在物体1面上形成碳素薄体的碳素薄体形成方法;上述磁场与电磁波系实质上满足对上述等离子中之电子的共振条件。10.如申请专利范围第9项之碳素薄体形成方法,其中,上述磁场方向与该电磁波16之进行方向相互平行,同时交叉于物体1面的方向。11.如申请专利范围第9项之碳素薄体形成方法,其中,上述电磁波系微波16。12.如申请专利范围第9项之碳素薄体形成方法,其中,形成上述电浆的原料气体14系包含有含碳化合物与氢,该原料气体中的氢气比率,系在25%至75%范围内。13.如申请专利范围第9项之碳素薄体形成方法,其中,上述物体面系玻璃基板1的表面。14.如申请专利范围第9项之碳素薄体形成方法,其中,在上述碳素薄体形成中,上述物体1面系在700℃以下加热。15.一种电场放射型电子源,系将具有下述构造的碳素薄体9使用于朝前方放射电子的电子放射构件,该碳素薄体9系为具有预定厚度,且具备表面与背面之薄膜状之碳素薄体,同时具备朝上述厚度之方向竖起之竖立壁,由平面观之,该竖立壁至少在表面侧部分系呈以曲线状相连成网孔状之大致网孔状构造,该构造包含用以构成其网孔空隙部之大致周缘部且延伸于网孔之中而成为端部的壁体。图式简单说明:第1图系利用扫描型电子显微镜(SEM)所观察到大略网孔状壁之碳素薄体表面的立体图(2万倍)。第2图系利用SEM所观察到第1图所示碳素薄体之成长方向之平行剖面及表面之立体图(5千倍)。第3图系大略网孔状之碳素薄体的模式立体图。第4图系对大略网孔状之碳素薄体的电流及电压供给方法之示意图。第5图系大略网孔状之碳素薄体制作时所采用的电子回旋共振等离子CVD装置之概略构成图。第6图系基板温度、与大略网孔状壁之碳素薄体表面部之开口部数之间的关系图(基板位置:离磁场中心395nm)。第7图系基板温度、与大略网孔状壁之碳素薄体表面部之开口部数之间的关系图(基板位置:离磁场中心240nm)。第8图系基板温度、与大略网孔状壁之碳素薄体之壁厚度间的关系图(基板位置:离磁场中心240nm)。第9图系基板偏压、与大略网孔状壁之碳素薄体表面部之开口部数之间的关系图。第10图系基板上具平坦膜状部分之大略网孔状壁的碳素薄体的模式立体图。第11图系反应气体中之氢气比率,与大略网孔状壁之碳素薄体表面部之开口部数之间的关系图。第12图系电场放大率及模拟放射电流所采用的大略网孔状的碳素薄体之模型立体图。第13图系大略网孔状壁之碳素薄体的电场放大率模拟结果的示意图(同时显示比较例,比较例系垂直碳毫微管之电场放大率的模拟结果)。第14图系大略网孔状之碳素薄体放射电流模拟结果的示意图(同时显示比较例,比较例系垂直碳毫微管之电场放大率的模拟结果)。第15图系2极构造之放射电流之测量装置的概略构成图。第16图系大略网孔状壁之碳素薄体的放射电流与拉引电压间之关系示意图。第17图系采用本发明实施例之大略网孔状壁之碳素薄体的电场放射型电子源第1例的剖视构成图。第18图系第17图所示之大略网孔状壁之碳素薄体的部分剖视立体图。第19图系采用本发明实施例之大略网孔状壁之碳素薄体的电场放射型电子源第2例的剖视构成图。第20图系第19图所示之大略网孔状壁之碳素薄体的部分剖视立体图。第21图系采用本发明实施例之大略网孔状壁之碳素薄体的电场放射型电子源第3例的剖视构成图。第22图系第21图所示之大略网孔状壁之碳素薄体的部分剖视立体图。第23图系采用本发明实施例之大略网孔状壁之碳素薄体的电场放射型电子源第4例的剖视构成图。第24图系第23图所示之大略网孔状壁之碳素薄体的部分剖视立体图。第25图系习知垂直方向配置之碳毫微管的模式立体图。第26图系用于电场放大率及放射电流之模拟的垂直方向配置之碳毫微管的模型立体图。第27图系对垂直方向配置之碳毫微管之电流及电压供给方法的模式剖视图。
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