电子发射装置和设置有其的晶体管制造方法及图纸

提供了一种其生产简单的光诱导电子发射装置。该电子发射装置(1)包括基板(12)和电子发射膜(14)。电子发射膜(14)被设置在基板(12)上方，并且具有在其中形成的开口(14A)。电子发射膜(14)被以使得当光辐照界定开口(14A)的边缘部分(14a)时，从这个边缘部分(14a)发射电子的方式配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子发射装置和设置有其的晶体管
在这里公开的技术涉及一种电子发射装置。此外，在这里公开的技术还涉及一种设置有该电子发射装置的晶体管。
技术介绍
日本专利申请公报No.2010-257898、PeterHommelhoff、YvanSortais、AnoushAghajani-Talesh和MarkA.Kasevich的PhysicalReviewLetters96，077401(2006)，和AnnaMustonen、PaulBeaud、EugenieKirk、ThomasFeurer和SoichiroTsujino的ScientificReports2，p.915(2012)公开了光诱导电子发射装置。这些电子发射装置每一个设置有电子发射源和激光束辐照器。电子发射源设置有锐锥形金属。在这种电子发射装置中，当激光束从激光束辐照器辐照到锥形金属的顶端时，光学电场被施加到锥形金属的顶端，并且由于它的隧穿效应，从锥形金属的顶端发射电子。
技术实现思路
技术问题被用作电子发射源的锥形金属是通过加工金属丝而制造的。为了改进电子发射效率，优选的是减小在锥形金属的顶端处的曲率半径。然而，在高准确度下以这种形状加工金属丝在技术上是困难的。这里的说明意在提供一种易于制造的光诱导电子发射装置。这里的说明进一步意在提供一种设置有易于制造的该光诱导电子发射装置的晶体管。针对该技术问题的方案在一个实施例中，在这里公开的一种电子发射装置包括基板和电子发射层。电子发射层被设置在基板上方。开口被布置在电子发射层中。电子发射层具有限定开口的边缘并且配置为当该边缘被光辐照时从该边缘发射电子。当光被辐照到限定电子发射层的开口的边缘并且光学电场被施加时，该电子发射装置能够从它的边缘发射电子。该电子发射装置使用电子发射层作为电子发射源，并且允许限定电子发射层的开口的边缘用作电子发射区域。能够易于通过在电子发射层中设置开口而获得这种电子发射区域。由此，这个电子发射装置能够被评价为具有易于制造的结构。在一个实施例中，在这里公开的一种晶体管包括基板、阴极层和阳极层。阴极层被设置在基板上方。开口被布置在阴极层中。阳极层被设置在阴极层上方。阴极层具有限定开口的边缘并且配置为当该边缘被光辐照时从该边缘发射电子。当光被辐照到限定阴极层的开口的边缘并且光学电场被施加时，该晶体管能够从它的边缘发射电子。从阴极层发射的电子流入阳极层中。如上，这个晶体管能够基于光辐照控制在阴极层和阳极层之间流动的电流。晶体管使用阴极层作为电子发射源，并且允许限定阴极层的开口的边缘用作电子发射区域。能够易于通过在阴极层中设置开口而获得这种电子发射区域。由此，这个晶体管能够被评价为具有易于制造的结构。附图简要说明图1概略地示出第一实施例的电子发射装置的主要部分的透视图。图2概略地示出第一实施例的电子发射装置的主要部分的平面视图。图3概略地示出第一实施例的变型的电子发射装置的主要部分的平面视图。图4概略地示出第一实施例的变型的电子发射装置的主要部分的平面视图。图5A示出第一实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图5B示出第一实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图5C示出第一实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图5D示出第一实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图5E示出第一实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图5F示出第一实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图6概略地示出第二实施例的电子发射装置的主要部分的透视图。图7A示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7B示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7C示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7D示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7E示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7F示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7G示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7H示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7I示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7J示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7K示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图7L示出第二实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图8概略地示出第三实施例的电子发射装置的主要部分的透视图。图9A示出第三实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图9B示出第三实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图9C示出第三实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图9D示出第三实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图9E示出第三实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图9F示出第三实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图9G示出第三实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图10概略地示出第四实施例的电子发射装置的主要部分的透视图。图11概略地示出第四实施例的变型的电子发射装置的主要部分的平面视图。图12A示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图12B示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图12C示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图12D示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图12E示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图12F示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图12G示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。图12H示出第四实施例的电子发射装置制造过程的步骤。具体实施方式将列出在这里公开的某些特征。应该指出，分别的技术元素是相互独立的，并且每一个具有一定的技术实用性。在这里公开的电子发射装置的实施例可以例如被配置成场发射阵列。作为这种电子发射装置的意图，例如，可以例示晶体管、电子束光刻装置，或者电子显示装置。电子发射装置的实施例可以至少设置有基板和电子发射层。基板的材料不被特别地限制，然而，它优选地是半导体或者绝缘体。电子发射层设置在基板上方，并且设置有开口。电子发射层可以设置在基板上方从而直接地接触基板的上表面，或者可以经由另一个部件设置在基板上方。电子发射层可以设置有单一开口或者多个开口。电子发射层的开口的形状不被特别地限制，并且可以采用各种类型的形状。此外，如果多个开口被设置在电子发射层中，则该多个开口可以被布置成条纹图案，或者可以被布置成由多个行和列配置的栅格图案。电子发射层被利用作为电子发射源，并且它优选地由包含自由电子的材料制成。电子发射层的材料可以是过渡金属诸如钼或者钨的单一物质，或者过渡金属的组合物。可替代地，电子发射层的材料可以是金属诸如金、银、铜、铝或者铂。可替代地，电子发射层的材料可以是包含钡的碱土金属氧化物。可替代地，电子发射层的材料可以是金刚石或者石墨。电子发射层被配置为当光被辐照到限定它的开口的边缘上时从它的边缘发射电子。由此，电子发射层优选地是平坦薄层。在一个实施例中，在这里公开的电子发射装置可以进一步包括光辐照器。光辐照器被配置为朝向电子发射层辐照光。光辐照器的类型不被特别地限制，然而，可以采用半导体激光器、固体激光器或者气体激光器作为光辐照器。这种类型的实施例的电子发射装置能够基于来自光辐照器的光辐照控制从电子发射层的电子发射。电子发射层的开口可以包括当沿着正交于基板的上表面的方向看时在纵向方向上延伸的形状。在此情形中，优选地光辐照器被配置为辐照其电场的振荡平面正交于纵向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子发射装置，包括：基板；和电子发射层，所述电子发射层被设置在所述基板上方，其中，开口被布置在所述电子发射层中，其中，所述电子发射层具有限定所述开口的边缘，并且被配置为当所述边缘被光辐照时从所述边缘发射电子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.19 JP 2014-2347821.一种电子发射装置，包括：基板；和电子发射层，所述电子发射层被设置在所述基板上方，其中，开口被布置在所述电子发射层中，其中，所述电子发射层具有限定所述开口的边缘，并且被配置为当所述边缘被光辐照时从所述边缘发射电子。2.根据权利要求1所述的电子发射装置，进一步包括：光辐照器，所述光辐照器被配置为朝向所述电子发射层辐照所述光。3.根据权利要求2所述的电子发射装置，其中所述电子发射层的所述开口包括当沿着正交于所述基板的上表面的方向看时在纵向方向上延伸的形状，并且所述光辐照器被配置为辐照线性偏振光的激光束，所述线性偏振光的电场的振荡平面正交于所述纵向方向。4.根据权利要求2或者3所述的电子发射装置，其中所述基板的材料对所述光辐照器的所述光是透明的，并且所述光辐照器被配置为透过所述基板朝向所述电子发射层辐照所述光。5.根据权利要求1到4中任何一项所述的电子发射装置，进一步包括：引出电极，所述引出电极被设置在所述电子发射层上方，其中，开口被布置在所述引出电极中，其中，所述引出电极的所述开口位于所述电子发射层的所述开口上方。6.根据权利要求5所述的电子发射装置，其中当沿着正交于所述基板的上表面的方向看时，限定所述电子发射层的所述开口的所述边缘在所述引出电极的所述开口内。7.根据权利要求5或者6所述的电子发射装置，其中凸部被布置在所述基板的上表面上，所述凸部的侧表面的一部分被所述电子发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川刚，胜野高志，副岛成雅，
申请(专利权)人：株式会社丰田中央研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP