In an electron emitter based on Metal-Insulator-Semiconductor or
Metal-Insulator-Metal emitters, field emission structures are enclosed
within the emitter structure. The electron emitter may include a
conductive substrate and an electron supply layer formed on the conductive
substrate. The electron supply layer, for example undoped polysilicon, has
protrusions formed on its surface. The sharpness and density of
protrusions may be controlled. Above the electron supply layer and the
protrusions, an insulator may be formed thereby enclosing the protrusions.
A top conductive layer may be formed above the insulator. The enclosed
protrusions are relatively insensitive to vacuum contamination. The
thinness of the insulator allows high intensity electric fields at the
protrusions to be generated with low applied voltage. Field-enhanced
injection of electrons into the insulator and thence through the top
conductive layer results. Furthermore, electron beam dispersion and
divergence are minimized.
Σε έναν εκπομπό ηλεκτρονίων βασισμένο στους εκπομπούς μέταλλο-μονωτής-ημιαγωγών ή μέταλλο-μονωτής-μετάλλων, οι δομές εκπομπής τομέων εσωκλείονται μέσα στη δομή εκπομπών. Ο εκπομπός ηλεκτρονίων μπορεί να περιλάβει ένα αγώγιμο υπόστρωμα και ένα στρώμα ανεφοδιασμού ηλεκτρονίων που διαμορφώνονται στο αγώγιμο υπόστρωμα. Το στρώμα ανεφοδιασμού ηλεκτρονίων, παραδείγματος χάριν undoped πολυπυρίτιο, διαμορφώνει τις προεξοχές στην επιφάνειά του. Η οξύτητα και η πυκνότητα των προεξοχών μπορούν να ελεγχθούν. Επάνω από το στρώμα ανεφοδιασμού ηλεκτρονίων και τις προεξοχές, ένας μονωτής μπορεί να διαμορφωθεί με αυτόν τον τρόπο εσωκλείοντας τις προεξοχές. Ένα κορυφαίο αγώγιμο στρώμα μπορεί να διαμορφωθεί επάνω από το μονωτή. Οι εσωκλειόμενες προεξοχές είναι σχετικά αναίσθητες στην κενή μόλυνση. Thinness του μονωτή επιτρέπει στην υψηλή ένταση τα ηλεκτρικά πεδία στις προεξοχές για να παραχθεί με τη χαμηλά εφαρμοσμένη τάση. Η τομέας-ενισχυμένη έγχυση των ηλεκτρονίων στο μονωτή και από εκεί μέσω του κορυφαίου αγώγιμου στρώματος οδηγεί. Επιπλέον, η διασπορά δεσμών ηλεκτρονίων και η απόκλιση ελαχιστοποιούνται.
