[發明專利]具有低孔隙度高摻雜接觸層的硅發射體

無效

• 申請號: 02118885.8
• 申請日: 2002-04-30
• 公開（公告）號: CN1384520A
• 公開（公告）日: 2002-12-11
• 發明（設計）人: X·圣;N·科施達;H·P·郭
• 申請（專利權）人: 惠普公司
• 主分類號: H01J1/308
• 分類號: H01J1/308
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,譚明勝

1.一種高發射電子發射體10，它包括：

電子注入層1，包括正面表面2和背面表面4，

高孔隙度多孔硅材料的活性層3，它與正面表面2接觸；

低孔隙度多孔硅材料的接觸層5，它與活性層接觸，并包括界面表面12；和

n-型高摻雜區8，它延伸入界面表面12，該n-型高摻雜區8的特征是低孔隙度。

2.權利要求1的高發射電子發射體，其中電子注入層1包括選自n⁺半導體、n⁺單晶硅、導電的硅化物、導電的氮化物、金屬和玻璃基板上的金屬層的導電材料。

3.權利要求2的高發射電子發射體，其中n⁺單晶硅包括選自100晶體取向和111晶體取向的晶體取向。

4.權利要求2的高發射電子發射體，其中導電硅化物選自硅化鈦和硅化鉑，導電氮化物包括氮化鈦。

5.權利要求1的高發射電子發射體，其中電子注入層1的背面表面4包括歐姆接觸9。

6.權利要求5的高發射電子發射體，其中歐姆接觸9由選自金、金合金、鉑、鉑合金、鋁、鋁合金、多層金屬、金頂面的鉭、金頂面的鉻中的一種材料制成。

7.權利要求1的高發射電子發射體，還包括與界面表面12接觸的頂電極7。

8.權利要求7的高發射電子發射體，其中頂電極由選自金、金合金、鋁、鋁合金、鎢、鎢合金、鉑、和鉑合金的導電材料制成。

9.權利要求1的高發射電子發射體，其中低孔隙度多孔硅材料的接觸層5和高孔隙度多孔硅材料的活性層3是選自多孔外延硅、多孔聚硅、多孔無定形硅、和多孔碳化硅的材料。

10.權利要求9的高發射電子發射體，其中多孔外延硅是選自n^-多孔外延硅、p^-多孔外延硅、和本征多孔外延硅的材料。

11.權利要求10的高發射電子發射體，其中對于n^-多孔外延硅和本征多孔外延硅，接觸層5的n-型高摻雜區8包括選自砷、磷和銻的摻雜劑材料。

12.權利要求9的高發射電子發射體，其中多孔聚硅是選自n^-多孔聚硅、p^-多孔聚硅和本征多孔聚硅的材料。

13.權利要求12的高發射電子發射體，其中對于n^-多孔聚硅和本征多孔聚硅，接觸層5的n-型高摻雜區8包括選自砷、磷、和銻的摻雜劑材料。

14.權利要求9的高發射電子發射體，其中對于多孔碳化硅，接觸層5的n-型高摻雜區8包括選自氮、磷、和釩的摻雜劑材料。

15.一種用于制造高發射電子發射體10的方法，該發射體包括電子注入層1，其上為硅材料層6，該硅材料層6包括高孔隙度多孔硅材料的活性層3、低孔隙度多孔硅材料的接觸層5和接觸層5中的n-型高摻雜區8，該方法包括：

用摻雜劑摻雜硅材料層6的界面表面12，形成n-型高摻雜區8；在預選的光學環境下于氫氟酸溶液中以第一陽極化電流密度I，使界面表面12陽極化，以形成低孔隙度多孔硅材料的接觸層5；

使第一陽極化電流密度I₁持續第一時間期T₁，直至低孔隙度多孔硅材料的接觸層5達到第一厚度t_c；

將第一陽極化電流密度轉換到第二陽極化電流密度I₂，以形成高孔隙度多孔硅材料的活性層3；以及

使第二陽極化電流密度I₂持續第二時間期T₂，直至高孔隙度多孔硅材料的活性層3達到第二厚度t_a。

16.權利要求15的方法，其中摻雜工序是選自離子注入、擴散、和現場沉積的過程。

17.權利要求16的方法，在摻雜工序后還包括：

如果摻雜工藝是離子注入或擴散，則將硅材料層6在惰性環境中退火。

18.權利要求15的方法，其中第一陽極化電流密度I₁和第二陽極化電流密度I₂選自恒定的電流密度和隨時變化的電流密度之一。