| 研究概要 |
MOSまたはMIM構造のキャパシタを真空中に入れ、基板または下部電極に対しゲ-ト電極に正電圧を印加すると、ゲ-ト電極の縁から電子が放射される現象を見出した。現象が局部的であり、電子放射に変動が大きいため、直ちにカソ-ドディスプレイ用として利用することはできないが、それを将来の可能性として、この電子放射の現象的な確認とその動作メカニズムについて考察した。
MOS型はPSiーSiO_2ー金属の構成で、MIM型の絶縁膜には数種試みたうちCeO_2蒸着膜が比較的よかった。膜厚はいずれも数100〜数1000Å,電極の金属はAl,Cr,Ti,Auを用いた。電子放射とその位置を確認するため,サンプルに接近して蛍光体をつけた陽極を置き、放射電流を測るとともに放射の起る位置を知った。
発光すなわち電子放射はゲ-ト電極の縁に沿った局所的なスポットで起り、特にゲ-ト電極にあいた孔からは放射が起り易い。放射電流は数10μmの孔から最高数μAに達するものもあったが変動が大きい。
電子放射は(1)酸化膜あるいは絶縁膜への電子の注入,(2)酸化膜あるいは絶縁膜内の電子輸送,(3)表面からの電子放射の3つのプロセスが好条件で重なった時起こると考えられる。(1)はFNトンネル効果によるホット電子の注入が考えられ、結晶欠陥や不純物のサイトで起り易い。アルカリ+イオンの存在による酸化膜,絶縁膜への電子放射もありうる。(2)は高電界であるため、フィ-ルドアイオニゼ-ションも考えられる。(3)はエネルギバンド的に、電極の縁や孔からは電子放射が可能であることが説明できる。
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