Автоэмиссионный триод, устройство на его основе и способ его изготовления

 

Использование: в вакуумной и эмиссионной электронике (дисплеи, приборы СВЧ-электроники и др). Сущность изобретения: в автоэмиссионном триоде катод образован монокристаллической подложкой кремния и выполненными на ней монокристаллическими острийными эмиттерами, а три принципиальных компонента триода - катод, сетка (управляющий электрод) и анод разделены между собой с помощью двух типов спейсеров, оба из которых образуют единое монокристальное целое с указанной подложкой. Эмиттеры имеют покрытие из материала, увеличивающего эмиссию электронов. Управляющий электрод представляет собой отдельную деталь специальной конструкции. На основе такого триода предложено устройство для оптического отображения информации (дисплей), в котором адресация обеспечивается перпендикулярными шинами, одна из которых создается на управляющем электроде, а другая - на катоде или аноде. Предложен способ изготовления такого триода, в котором эмиттеры и спейсеры создаются посредством управляемого выращивания нитевидных кристаллов с последующим их заострением, а управляющий электрод - посредством напыления, микролитографии и травления. 3 с. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройствам эмиссионной электроники и вакуумной микроэлектроники, а более точно - к автоэмиссионным катодам, в том числе с алмазными покрытиями, а также к устройствам на основе автоэлектронной эмиссии, таким, как автоэмиссионные дисплеи, приборы СВЧ-электроники и др.

Катоды для автоэмиссионной электроники и вакуумной микроэлектроники представляют собой, как правило, регулярные системы острийных эмиттеров, сформированных с помощью фотолитографии, травления, напыления через маску и ДР.

Известен автоэлектронныи катод, изготовленный на монокристаллической подложке кремния путем управляемого выращивания нитевидных кристаллов на одноименной подложке с последующим их заострением и покрытием их вершины алмазом или алмазоподобным веществом как материалом, увеличивающим эмиссионную способность катода [1] . Такой катод не содержит управляющего электрода и предполагает, что управление автоэмиссионными токами осуществляется путем приложения напряжения к удаленному от него электроду, например к аноду, т.е. , рассчитан на использование прибора в диодном варианте. В таком катоде требуются управляющие напряжения на уровне 200 В и выше, в то время как для многих применений нужны катоды, способные работать при управляющих напряжениях 20 - 30 В, что сделало бы приборы на их основе совместимыми с современными микроэлектронными схемами.

Известен автоэмиссионный триод, содержащий острийные эмиттеры и управляющий электрод, выполненные на монокристаллической кремниевой подложке, а также анод, причем острийные эмиттеры и управляющий электрод, а также острийные эмиттеры и анод отделены друг от друга изолирующими спейсерами [2]. Управляющий электрод находится здесь на близком (около 1 мкм) расстоянии от эмиттеров, что увеличивает входную емкость триода. Кроме того, управляющий электрод в таком триоде отделен от эмиттеров диэлектриком, что увеличивает указанную емкость еще в несколько раз. Это ограничивает возможности использования такого триода в СВЧ электронике. Еще один недостаток такого триода состоит в том, что для того чтобы он обеспечил стабильную автоэлектронную эмиссию, вакуум в соответствующем приборе должен быть не хуже 10^-8 торр, а это существенно повышает требования к технологии его изготовления.

Известно устройство для оптического отображения информации (дисплей) в виде диодной структуры [1]. Напряжения, необходимые для работы такого дисплея (200 В и выше), предъявляют повышенные требования к прочности люминофора, наносимого на анод, что снижает надежность дисплея. Кроме того, компоненты и микроэлектронные схемы ("драйверы"), обеспечивающие работу такого дисплея, требуют высоких напряжений, что ограничивает возможности использования в нем стандартных микросхем.

Известен дисплей, содержащий матричный автоэмиссионный катод из острийных эмиттеров, расположенных на монокристаллической подложке кремния, анод и управляющий электрод, расположенный между катодом и анодом [2]. В таком дисплее расстояния от управляющего электрода до анода невелики (около 50 мкм), что затрудняет обеспечение высокого вакуума, необходимого для работы такого дисплея. Эта проблема усугубляется в дисплее, где в процессе работы из люминофора выделяются газообразные составляющие, способные отравить катод.

Известны проблемы в изготовлении автоэмиссионных триодов и дисплеев. Одна из них относится к способам создания так называемых - разделителей, определяющих величину зазора между анодом и катодом (или управляющим электродом). В диодной конструкции, описанной в патенте [1], спейсеры устанавливаются вручную, что, конечно, представляет недостаток этой технологии. В патенте [2] способ изготовления включает операции создания острийных эмиттеров, спейсеров, управляющего электрода и анода на основе дорогостоящей субмикронной технологии, тем более сложной чем ниже управляющие напряжения, которые должны быть обеспечены.

Все эти недостатки и ограничения устраняются в предлагаемом ниже изобретении.

Предлагается автоэмиссионный триод, содержащий острийные эмиттеры и управляющий электрод, выполненные на монокристаллической кремниевой подложке, а также анод, причем острийные эмиттеры и управляющий электрод, а также острийные эмиттеры и анод, отделены друг от друга изолирующими спейсерами. Острийные эмиттеры выполнены из нитевидных кристаллов кремния, выращенных эпитаксиально на монокристаллической кремниевой подложке, управляющий электрод выполнен в виде отдельной детали, опирающейся на спейсеры, при этом спейсеры по крайней мере между эмиттерами и управляющим электродом выполнены как единое монокристальное целое с подложкой и покрыты изолирующим слоем, эмиттеры и спейсеры различаются по высоте и поперечному сечению, причем эмиттеры имеют минимальные высоту и сечение, а спейсеры, разделяющие эмиттеры и анод, имеют максимальные высоту и сечение.

Управляющий электрод выполнен в виде перфорированной диэлектрической пластины, отверстия в которой затянуты проводящей сеткой. Управляющий электрод опирается на спейсеры диэлектрической пластиной или проводящей сеткой. При этом спейсеры могут иметь форму конических, цилиндрических, призматических, усеченно-конических или усеченно-пирамидальных столбиков. Спейсеры размещаются между острийными эмиттерами или группами эмиттеров. В случае многоострийного триода острийные элементы могут выполнять функцию балластного сопротивления. Вершины острийных эмиттеров имеют покрытие из материала (например, алмаза или алмазоподобного вещества), увеличивающего эмиссию электронов.

Поставленная задача достигается также конструкцией устройства для оптического отображения информации, содержащего матричный автоэмиссионный триод с катодом из острийных эмиттеров, расположенных на монокристаллической подложке кремния, анод и управляющий электрод, расположенный между катодом и анодом, у которого проводящая сетка управляющего электрода секционирована в электрически изолированные шины, анод выполнен из прозрачного материала и покрыт слоем прозрачного проводника и люминофора, причем анод и/или катод секционированы в электрически изолированные проводящие шины, перпендикулярные шинам управляющего электрода. Устройство может быть выполнено на основе описанного выше триода, в котором эмиттеры, одиночные или групповые, расположены вдоль катодных шин (кроме пп. 3 и 4 формулы изобретения), а напротив эмиттеров располагаются отверстия управляющего электрода.

Предлагается также способ изготовления автоэмиссионного триода, включающий создание катода с острийными эмиттерами, управляющего электрода, анода и изолирующих спейсеров между катодом и анодом. Острийные эмиттеры и спейсеры создают выращиванием нитевидных кристаллов из паровой фазы по механизму пар - жидкость - кристалл с последующим их заострением и покрытием спейсеров изолирующим слоем. Управляющий электрод создают напылением на алюминиевую фольгу вольфрама или молибдена. Секционирование и перфорирование этого электрода проводят посредством операций фотолитографии и плазмохимического травления, а затем проводят сквозное анодное окисление алюминия. Вначале создают спейсеры, а затем острийные эмиттеры, причем при создании эмиттеров и спейсеров путем выращивания нитевидных кристаллов используют разные металлы-катализаторы - золото, платину или никель. После выращивания нитевидных кристаллов проводят операции по их заострению путем химического травления при одновременном удалении затвердевших глобул сплава кремния с веществом катализатора, образовавшихся на вершинах нитевидных кристаллов в результате кристаллизации. При создании острийных эмиттеров используют проекционную литографию.

На фиг. 1 показана схема катодного элемента с управляющим электродом, поддерживаемым спейсерами; на фиг. 2 - схема автоэмиссионного триода со спейсерами, поддерживающими анод; на фиг. 3 - схема варианта триода с дополнительной изолирующей прокладкой между эмиттерами и управляющим электродом; на фиг. 4 - схема иного варианта автоэмиссионного триода; на фиг. 5, а и б - схемы автоэмиссионных дисплеев; на фиг. 6 - схема фрагмента управляющего электрода; на фиг. 7 - схема фрагмента триода с острийными эмиттерами напротив покрытых сетками отверстий в управляющем электроде; на фиг. 8 - схема расположения компонентов на фрагменте дисплея (проекция на катод).

На фиг. 1 изображен катодный элемент с управляющим электродом. Этот компонент автоэмиссионного триода содержит острийные эмиттеры 1, выращенные эпитаксиально на монокристаллической кремниевой подложке 2. На этой же подложке выращены также эпитаксиально спейсеры 3, покрытые диэлектрическим слоем 4 (назовем их спейсеры-1). И эмиттеры, и спейсеры образуют единое монокристальное целое с подложкой. На спейсеры опирается управляющий электрод 5, выполненный в виде диэлектрической пластины 6. Эта пластина покрыта со стороны эмиттеров металлическим слоем 7. В ней выполнены отверстия, затянутые проводящей сеткой 8, которая является продолжением указанного металлического слоя 7. Эмиттеры и спейсеры-1 имеют разную высоту, так что расстояние от сетки 8 до эмиттеров составляет по меньшей мере несколько микрометров.

На фиг. 2 изображен триод, содержащий, кроме катодного элемента с управляющим электродом, также анод 9, опирающийся на подложку 2 через спейсеры 10 (назовем их спейсеры-2), покрытые изолирующим слоем 11. Эти спейсеры также выращены эпитаксиально и образуют единое целое с монокристаллической кремниевой подложкой 2, причем их высота, как правило, значительно превосходит высоту спейсеров-1.

На фиг. 3 показан вариант автоэмиссионного триода, в котором проводящая сетка 8 и металлический слой 7 управляющего электрода 5 расположены со стороны анода. В таком варианте усиливается изоляция между управляющим электродом и эмиттерами, или отпадает необходимость в покрытии спейсеров-1 изолирующим слоем.

На фиг. 4 показан еще один вариант автоэлектронного катода, в котором анод расположен непосредственно на управляющем электроде 5. Здесь анод изолирован от сетки 8 диэлектрической пластиной 6.

На фиг. 5, а и б изображены два варианта дисплея, основанные на описанных выше автоэлектронных катодах. Они содержат, кроме катодного элемента с управляющим электродом и спейсеров-1 и спейсеров-2, также анод, выполненный из прозрачного материала (например, стекла) 12, который покрыт слоем прозрачного проводника 13 (обычно это сложный окисел индия-олова) и люминофора 14.

Описанные выше спейсеры-1 и спейсеры-2 создают путем выращивания химическим осаждением из паровой фазы по механизму пар - жидкость - кристалл с последующим удалением с вершины присущей этому механизму затвердевшей глобулы твердого раствора кремния с металлом-растворителем посредством химического травления. Соответственно эти спейсеры имеют форму конических, усеченно-конических или усеченно-пирамидальных столбиков с некоторым радиусом закругления. Для обеспечения минимальной электроемкости контактов спейсеров с электродами этот радиус должен быть по возможности малым.

Эмиттерные острия также создают путем выращивания из паровой фазы по механизму пар - жидкость - кристалл. Благодаря этому их геометрические параметры (высота, диаметр, радиус закругления) управляемы. В частности, высота эмиттеров составляет десятки микрометров, их диаметр от 1 до 5 микрометров, а радиус закругления около 10 нанометров. Удельное сопротивление материала эмиттеров (кремния) составляет от 10 до 100 Ом·см. Соответственно, электросопротивление отдельного эмиттера составляет от 10⁶ до 10⁷ Ом. Такое сопротивление в цепи автоэмиссионного тока выполняет функцию балластного сопротивления, что выравнивает токи отдельных эмиттеров в массиве эмиттеров и, таким образом, обеспечивается однородность эмиссии на большой площади.

Вершины эмиттеров покрываются материалом с малой работой выхода электронов, например, алмазом или алмазоподобным материалом. Благодаря этому обеспечивается автоэлектронная эмиссия при сравнительно невысоких напряжениях. Дополнительно это снижает разброс эмиссионных токов с разных эмиттеров, т.е. обеспечивает однородность эмиссии в массиве.

На фиг. 6 показан фрагмент управляющего электрода с сетками 8 и предполагаемыми участками контакта 15 управляющего электрода со спейсерами-1, а также отверстиями 16 для прохождения спейсеров-2. Спейсеры, те и другие, размещаются в пространствах между группами эмиттеров, располагающимися напротив сеток управляющего электрода, причем спейсеры-1 и спейсеры-2 чередуются с разными периодами. Плотность спейсеров-2 на единицу площади катода меньше, чем у спейсеров-1, но их диаметр значительно больше. Группы эмиттеров располагаются на участках прямолинейных электрически изолированных проводящих шин на катоде вдоль одной из координат для адресации. Другая, перпендикулярная ей координата располагается на управляющем электроде или на аноде.

На фиг. 7 показан фрагмент управляющего электрода с эмиттерами напротив покрытых сетками отверстий в управляющем электроде. Штриховыми гексагонами показаны спейсеры-1 (обозначены 17). Штриховыми же линиями показаны шины на катоде, на которых располагаются группы эмиттеров. Перпендикулярные им шины управляющего электрода здесь не показаны.

На фиг. 8 изображено расположение компонентов на фрагменте дисплея (проекция на катод), где группы эмиттеров размещены на катодных шинах 18 напротив отверстий в управляющем электроде. Гексагоны 17 изображают спейсеры-1. Относительно большим гексагоном 19 изображен спейсер-2.

В способе изготовления автоэлектронного катода (и дисплея) данной конструкции решающую роль играют следующие факторы: (а) специальные конструкция и технология изготовления управляющего электрода; (б) зависимости скорости роста нитевидных кристаллов, служащих основой для изготовления острийных эмиттеров и спейсеров обеих сортов; (в) возможности проекционной фотолитографии.

Управляющий электрод представляет собой пластину из окиси алюминия толщиной 20 мкм, перфорированную с шагом 300 мкм. Каждое отверстие диаметром 200 мкм покрыто вольфрамовой сеткой (см. фиг. 6 - 8). Управляющий электрод изготавливается на стеклянной технологической подложке, на которую сначала осаждается слой вольфрама толщиной 2 мкм. По нему посредством фотолитографии и плазмохимического травления выполняется рисунок сетки. Затем наносится слой алюминия, по которому посредством фотолитографии и жидкостного травления выполняется рисунок перфорации и проводится сквозное анодирование алюминия до слоя вольфрама. На заключительной стадии технологическая стеклянная подложка растворяется, и создается освобожденный сеточный узел. Между упомянутыми отверстиями симметрично, с шагом 1,5 мм располагаются отверстия диаметром 150 мкм для прохождения спейсеров-2.

Фотошаблоны, используемые для перфорации управляющего электрода, снабжены метками для совмещения с фотошаблонами, используемыми затем для изготовления спейсеров и острийных эмиттеров.

Ранее было установлено [3, 4], что: (а) скорость роста нитевидных кристаллов по механизму пар - жидкость - кристалл зависит от их диаметра, причем она снижается при диаметрах менее 1 мкм и при диаметрах более 10 мкм; (б) эта скорость зависит также от рода используемого металла-растворителя; например, в ряду растворителей Au:Pt:Ni она минимальна у золота и максимальна у никеля.

Пример 1. Ниже описывается процедура изготовления спейсеров и эмиттеров.

(а) На термически-окисленной пластине кремния (слой двуокиси кремния толщиной 0,5 - 0,7 мкм) посредством фотолитографии и напыления создается регулярная квадратная система частиц платины диаметром 20 мкм, толщиной 1 мкм, на тех же расстояниях 300 мкм, центрально-симметрично относительно отверстий в управляющем электроде, за исключением участков, предназначенных для отверстий в управляющем электроде, через которые будут проходить спейсеры-2 (см. выше). Частицы платины используются затем для создания спейсеров-1.

(б) Эта же пластина, далее, покрывается пиролитическим окислом толщиной 0,5 - 1 мкм и посредством повторно совмещаемой фотолитографии вскрываются отверстия диаметром 100 мкм, напыляется в них слой никеля толщиной 0,5 мкм и затем электролитическим осаждением он доращивается до толщины 5 мкм. Частицы никеля используются затем для создания спейсеров-2.

(в) Пластина еще раз покрывается пиролитическим окислом толщиной 0,5 - 1 мкм и повторно совмещаемой фотолитографией напротив отверстий в управляющем электроде на участках диаметром 100 мкм создаются регулярные, с шагом 10 мкм, отверстия диаметром 4 мкм, которые затем углубляются на 0,5 мкм. В эти отверстия напыляется золото толщиной 0,2 мкм. Со всей поверхности, кроме дна углублений, золото удаляется, например, механическим стиранием. Затем посредством раствора на основе плавиковой кислоты окисел удаляется со всех поверхностей. Частицы золота используются для создания эмиттеров.

(г) На приготовленной таким образом подложке выращиваются нитевидные кристаллы по механизму пар - жидкость - кристалл, при 1000^oC, в проточном реакторе, в газовой смеси водорода и тетрахлорида кремния, с молярной концентрацией тетрахлорида 5%. Длительность процесса кристаллизации выбирается с таким расчетом, чтобы нитевидные кристаллы, предназначенные для последующего превращения их в острийные эмиттеры и спейсеры, имели разную высоту: минимальную - для эмиттеров, максимальную - для спейсеров-2, в соответствии с [3].

(д) Закристаллизовавшиеся на вершинах нитевидных кристаллов глобулы сплавов кремния с металлами-катализаторами удаляются обработкой в растворе, медленно травящем кремний. При этом одновременно происходит заострение нитевидных кристаллов с образованием спейсеров и эмиттеров.

(е) Затем проводится термическое окисление всех острий с образованием слоя окисла толщиной до 1 мкм.

(ж) Окисел с острийных эмиттеров удаляется путем дозированного покрытия поверхности катода слоем растворителя, содержащего плавиковую кислоту, на высоту острийных элементов. При этом вершины всех спейсеров остаются покрытыми окислом.

(з) Проводится покрытие острийных эмиттеров алмазом методом горячей нити, описанным в работе [5]. При этом алмазом покрываются и спейсеры, однако это не препятствует выполнению ими своих основных функций, поскольку в указанном процессе, без легирования, образуется алмаз с изолирующими свойствами.

(и) Управляющий электрод, изготовленный по указанной выше методике, устанавливается на спейсерах-1 по схеме фиг. 2. При этом спейсеры-2 проходят сквозь указанные выше отверстия с шагом 1,5 мм, диаметром 150 мкм. Фрагмент такого прибора показан на фиг. 5, 6 и 7.

(л) Затем на спейсерах-2 устанавливается анод.

(м) Полученная триодная структура помещается в вакуумно-плотный корпус, имеющий электрические выводы катода, анода и сетки (управляющего электрода), вакуумируется и герметизируется.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но после стадии (б) проводится выращивание спейсеров, а для создания острийных эмиттеров используется проекционная литография, посредством которой на кремниевой подложке создаются частицы золота на дне углублений. С остальных участков золото удаляется путем стравливания окисла в растворе на основе плавиковой кислоты.

Пример 3. Для изготовления устройства (дисплея) создаются взаимно перпендикулярные системы проводящих шин: на управляющем электроде, и на аноде или катоде.

В том случае, когда они создаются на катоде (пример на фиг. 7 и 8), проводящие шины имеют ширину, например, 400 мкм, а просветы между ними 200 мкм. Спейсеры создаются на участках просветов, а острийные эмиттеры - на участках шин, причем группы эмиттеров наносятся на участки диаметром 100 мкм напротив отверстий в управляющем электроде, расстояния между отдельными эмиттерами в группе 10 мкм. Спейсеры-1 могут иметь гексагональное сечение, что характерно для нитевидных кристаллов кремния, выращиваемых, как здесь, на монокристаллической подложке ориентации (III). Однако они могут иметь и иную форму (круглую, треугольную и др.).

Пример 4. Создается дисплей по схеме фиг. 5а с эмиттерами высотой 50 мкм, радиусом закругления 10 нм и со спейсерами-1 высотой 60 мкм. При зазоре эмиттеры - сетка 10 мкм емкость в таком дисплее снижается по сравнению с катодом Спиндта в 10 раз. С учетом того, что здесь в зазоре отсутствует изолятор с диэлектрической постоянной 5, фактическое снижение емкости составит 50. Принимая, что при стандартном заострении эмиттера необходимая для дисплейных токов эмиссия обеспечивается при напряженности 1 В/мкм, получаем что необходимое рабочее напряжение дисплея составляет 10 В.

ЛИТЕРАТУРА 1. Гиваргизов Е.И., Жирнов В.В., Степанова А.Н., Оболенская Л.Н. Автоэлектронный катод и прибор на его основе, Пат. России по заявке 94-027731 (1995).

2. C. A.Spindt and C.E.Holland, Matrix addressed flat panel display, US Pat. 5.015.912, C1.313/495 (1991).

3. E.I.Givargizov, Fundamental aspects of VLS growth, J. Crystal Growth, 31, 20-30 (1975).

4. E. I.Givargizov, Growth of whiskers by the vapor-liquid-solid mechanism, in Current Topics in Materials Science, Ed. E.Kaldis, vol. 1 (North-Holland, Amsterdam), pp. 79-145 (1978).

5. E. I. Givargizov, V. V. Zhirnov, A.V. Kuznetsov, and P.S.Plekhanov, Growth of diamond particles on sharpened silicon tips, Mater. Lett. 18, 61-63 (1993).

Формула изобретения

1. Автоэмиссионный триод, содержащий острийные эмиттеры и управляющий электрод, выполненные на монокристаллической кремниевой подложке, а также анод, причем острийные эмиттеры и управляющий электрод, а также острийные эмиттеры и анод отделены друг от друга изолирующими спейсерами, отличающийся тем, что острийные эмиттеры выполнены из нитевидных кристаллов кремния, выращенных эпитаксиально на монокристаллической кремниевой подложке, управляющий электрод выполнен в виде отдельной детали, опирающейся на спейсеры, при этом спейсеры по крайней мере между эмиттерами и управляющим электродом выполнены как единое монокристальное целое с подложкой и покрыты изолирующим слоем, эмиттеры и спейсеры различаются по высоте и поперечному сечению, причем эмиттеры имеют минимальные высоту и сечение, а спейсеры, разделяющие эмиттеры и анод, имеют максимальные высоту и сечение.

2. Триод по п.1, в котором управляющий электрод выполнен в виде перфорированной диэлектрической пластины, отверстия в которой затянуты проводящей сеткой.

3. Триод по п.2, отличающийся тем, что управляющий электрод опирается на спейсеры диэлектрической пластиной.

4. Триод по п.2, отличающийся тем, что управляющий электрод опирается на спейсеры проводящей сеткой.

5. Триод по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что спейсеры имеют форму конических, цилиндрических, призматических, усеченно-конических или усеченно-пирамидальных столбиков.

6. Триод по любому из пп.1 - 5, в котором спейсеры размещены между острийными эмиттерами или группами эмиттеров.

7. Триод по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в случае многоострийного триода острийные элементы выполняют функцию балластного сопротивления.

8. Триод по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что вершины острийных эмиттеров имеют покрытие из материала, увеличивающего эмиссию электронов.

9. Триод по п.8, отличающийся тем, что вершины острийных эмиттеров имеют покрытие из алмаза или алмазоподобного материала.

10. Устройство для оптического отображения информации, содержащее матричный автоэмиссионный катод из острийных эмиттеров, расположенных на монокристаллической подложке кремния, анод и управляющий электрод, расположенный между катодом и анодом, отличающееся тем, что проводящая сетка управляющего электрода секционирована в электрически изолированные шины, анод выполнен из прозрачного материала и покрыт слоем прозрачного проводника и люминофора, причем анод и/или катод секционированы в электрически изолированные проводящие шины, перпендикулярные шинам управляющего электрода.

11. Устройство по любому из пп.1, 2, 5 - 10, в котором эмиттеры, одиночные или групповые, расположены вдоль катодных шин.

12. Устройство по любому из пп.1 - 11, в котором напротив эмиттеров располагаются отверстия управляющего электрода.

13. Способ изготовления автоэмиссионного триода, включающий операции создания острийных эмиттеров, управляющего электрода, анода и изолирующих спейсеров между катодом и анодом, отличающийся тем, что создают дополнительно спейсеры между эмиттерами и управляющим электродом, при этом острийные эмиттеры и спейсеры выполняют выращиванием нитевидных кристаллов из паровой фазы по механизму пар - жидкость - кристалл с последующим их заострением и покрытием спейсеров изолирующим слоем, управляющий электрод выполняют напылением на алюминиевую фольгу вольфрама или молибдена, проводят секционирование и перфорирование этого электрода посредством операций фотолитографии и плазмохимического травления, а затем проводят сквозное анодное окисление алюминия.

14. Способ по п.13, в котором вначале создают спейсеры, а затем острийные эмиттеры.

15. Способ по п.13, в котором при создании острийных эмиттеров и спейсеров для выращивания нитевидных кристаллов используют разные металлы-катализаторы.

16. Способ по любому из пп.13 - 15, в котором при создании острийных эмиттеров используют золото, при создании спейсеров, отделяющих эмиттеры от управляющего электрода, используют платину, а при создании спейсеров, отделяющих катод от анода, используют никель.

17. Способ по п.14, в котором при создании острийных эмиттеров используют проекционную литографию.

18. Способ по любому из пп.13 - 15, в котором после выращивания нитевидных кристаллов проводят операцию по их заострению путем химического травления, причем одновременно удаляются затвердевшие глобулы сплава кремния с веществом катализатора, образовавшиеся на вершинах нитевидных кристаллов в результате кристаллизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9