CN1426082A - 隧道效应发射器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种发射器(100)具有一个电子供给层(10)以及这个电子供给层上形成的一个隧道效应层(20)。可以选择在这个电子供给层上形成一个绝缘层(78)，其中有孔，孔中形成隧道效应层。在这个隧道效应层上形成一个阴极层(14)。导电层(82)部分地沉积在阴极层上，部分地沉积在绝缘层上，如果有绝缘层的话。导电层给出一个孔，以提供电子(16)和/或光子(18)的能量发射(22)表面。

Description

隧道效应发射器及其制作方法
发明领域
本发明涉及场致发射器件。具体而言，本发明涉及采用隧道效应的平面场发射发射器，以及它们在电子器件中的应用。
发明背景
已经有人提出了几种不同的场致发射器件，用来进行能够用于显示器或者存储器这种其它电子装置的电子发射。历史上，象电子管这样能够进行热离子发射的真空器件需要加热阴极表面来进行电子发射。这些电子被拽到阳极结构的一个真空空间里，这个阳极结构具有预定的电势，会吸引这些电子。对于阴极射线管这样的显示器件，阳极结构上涂敷了磷，从而在电子撞击磷的时候产生一些光子，产生可见图像。象Spindt尖状体(针尖形状的尖端)这样的冷阴极装置已经被用于，或者已经被简单地用于替代某些应用中的热阴极技术。但是，很难缩小尺寸，将几个Spindt尖状体集成起来，同时维持可靠性。由于尺寸被缩小，这些Spindt尖状体更加容易受到真空中电子撞击的时候电离产生的杂质的损坏。电离以后产生的杂质被吸引到Spindt尖状体上，与它发生碰撞，从而造成损坏。为了延长Spindt尖状体的寿命，真空空间的真空度必须越来越高。具有更大发射表面的平面发射器能够可靠地工作，而对真空度的要求更低。但是，对于某些应用，传统平面发射器的电流密度没能高到能够实用。因此需要一种平面发射器，它具有很高的电流密度，同时能够在较低真空度的环境中可靠地工作。
发明简述
一种发射器具有电子供给层以及在电子供给层上形成的一个隧道层。也可以选择在这个电子供给层上形成一个绝缘层，其中有孔，在孔中形成隧道层。在这个隧道层上形成阴极层。导电层部分地沉积在阴极层上，部分地沉积在绝缘层上，如果存在绝缘层的话。导电层上有孔，用来提供一个表面用于进行电子和/或光子发射。最好但是可选地，这个发射器要经历退火处理，从而增加电子供给层向阴极层穿过去的隧道电子的数量。
附图简述
参考以下附图能够更好地理解本发明。附图中的部件不一定是按比例画出来的。相反，强调的是对本发明进行说明。除此以外，在这些附图中相同的引用数字对应于相似的部件。
图1是本发明中隧道效应发射器的一个示例性说明。
图2是利用图1所示隧道效应发射器产生一个聚焦电子束的一个示例性说明。
图3说明一个集成电路，它包括几个隧道效应发射器和一个光学透镜，用来形成显示器。
图4是结合了多个隧道效应发射器和控制电路的集成电路的一个示例性框图。
图5是集成电路上隧道效应发射器的一个示例性说明，它包括一个用于将隧道效应发射器发射的能量聚焦的透镜。
图6是利用包括多个隧道效应发射器以及产生或者通过光子的一个阳极结构的集成电路形成的一个示例性的显示器。
图7A是一个示例性的存储器，它结合了包括多个隧道效应发射器用来在可重写媒介上读写信息的集成电路。
图7B是结合到图7A所示示例性存储器中去的示例性读取电路的一个原理图。
图8是一个示例性隧道效应发射器的一个顶视图。
图9是图8所示隧道效应发射器的一个示例性剖面图。
图10是采用了电子装置、显示器或者存储器中至少一样的计算机的一个示例性框图，它利用了本发明的隧道效应发射器。
图11A～11J说明产生本发明的隧道效应发射器的第一个示例性过程中采用的示例性步骤。
图12A～12D说明产生本发明的隧道效应发射器的第二个示例性过程中采用的示例性步骤。
图13A～13B是说明如何选择改进本发明的隧道效应发射器的时候采用的示例性退火工艺的一些图。
优选实施方案
本发明的目的是提供一种场致发射发射器，它利用厚度在大约50～5000埃的隧道效应层在电源和平面阴极表面之间产生一个电场，提供很高的发射电流密度。传统的平面发射器类型的装置每平方厘米的表面发射电流较小，因而在几个应用中无法使用。本发明利用具有适当缺陷的硅基电介质，具有很高的介电强度用于实现直接隧道效应的金属族电介质，或者其它隧道效应材料，沉积形成薄层，来产生一个势垒，其中的电子能够在电子源和阴极表面之间，最好是直接或者通过电介质中的缺陷，穿过。利用这种材料，发射电流会大于10mA，100mA或者1A每平方厘米，它们分别是一阶、二阶或者三阶幅度，大于传统平面发射器技术中的电流。实际的发射率将取决于在设计过程中如何选择用于隧道效应层的材料的类型和厚度。除了电子发射以外，本发明还能够产生光子发射，使本发明应用更广。此外，通过阅读对本发明、它的制作方法以及它的各种应用的以下描述，本发明的优点和特征会更加清楚。
在说明本发明的时候，发射器的各个部件并没有按照比例画出。相对于其它尺寸，某些尺寸被夸大了，以便清楚地了解本发明。为了进行说明，这里给出的实施方案画成图的时候画成了二维的，各个区域具有深度和宽度。应该明白，这些区域仅仅是用于说明装置单独一个单元的一部分，它可能包括多个这样的单元，排列成三维结构。因此，这些区域将具有三维结构，包括长度、宽度和实际装置上的深度。
此外，一方面本发明是利用传统的集成电路薄膜技术实现的。有几种不同的技术能够用来执行这些处理步骤，本领域中的技术人员可以进行互换。例如，材料的沉积可以采用蒸发、溅射、化学汽相沉积、分子束外延、光化学汽相沉积、低温光化学汽相沉积和等离子体沉积这样的几个工艺之一来完成。此外，有几种不同的腐蚀技术，比如湿腐蚀、干腐蚀、粒子束腐蚀、反应离子腐蚀和等离子体腐蚀，比如桶状等离子体腐蚀和平面等离子体腐蚀。实际上如何选择这些技术取决于使用什么样的材料以及成本因素。
图1是发射器装置50的一个示例性示意图，它是一个平面发射器，用于电子和光子发射，包括一个电子源10。在电子源10上有一个隧道效应层20。这个隧道效应层20最好是利用金属族电介质或者硅基电介质形成。示例性的金属族电介质包括氮化钨硅(WSiN)或者氧化钽(TaO)，氧化钛(TiOx，其中x＝0.5～2.5)。还有，氮氧化钽铝(TaAlOxNy)，氧化钽铝(TaAlOx)，氮氧化铝(AlOxNy)或者其它过渡金属(TM)氧化物或者氮氧化物((TM)Ox或者(TM)OxNy)被看作能够用作隧道效应层20。金属族电介质隧道效应层的厚度最好是小于500埃，厚度在大约50～大约250埃的范围内更好，比如100埃或者更小。硅基电介质实例有SiNx，Si3N4(RI～2.0)，SixNy(x∶y＞3/4，RI～2.3)，和SiC。还有，Fy-SiOx和Cy-SiOx也被看作能够用作隧道效应层20。硅基电介质层的厚度最好是大约500埃，在大约250～大约5000埃之间的范围内更好，比如500埃或者更小。选中的厚度决定了隧道效应层20必须承受的电场强度和需要的发射器发射电流。在隧道效应层20中沉积一个阴极层14，最好是一个薄膜导体，比如铂、金、钼、铱、钌、钽、铬或者其它折射金属或者它们的合金。也可以采用其它的阴极层，这在本领域中大家都知道。阴极层的厚度最好是30～150埃。通过触点12在阴极层14和电子源10上施加具有一个发射器电压Ve(大约3～20伏特)的一个电压源24的时候，电子从基底10(电子源)到阴极层14之间直接或者间接穿过。在隧道效应层20中有缺陷的时候，电子通过的电场被打上各种间隙，从阴极层14表面上发射的电子16比传统设计的要多。另外，如果电介质足够薄，就会发生直接隧道效应。还有，出现电子发射16的同时发生光子发射18，形成发射器50的能量发射22。
对于各种厚度，电场为 其中t厚度是隧道效应层20的厚度。例如，对于Ve＝10V，对于500埃厚度的隧道效应层20，电场强度等于2×106伏特/米。特定电介质的最小厚度取决于它的电介质强度。
最好是通过溅射沉积一层金属族电介质隧道效应层20。将金属族电介质用作隧道效应层，可以在电子源10和阴极层14之间施加很强的电场，获得很高的发射率，因为金属族电介质能够承受强得多的电场而不会发生电击穿。金属族电介质允许发生直接隧道效应。
最好是利用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)沉积硅基电介质隧道效应层20。将硅基电介质用作隧道效应层，在整个材料中都能获得缺陷区域，由于电子源10和阴极层14之间产生了电场，会通过各种缺陷产生隧道效应。
图2是使用图1所示发射器50的一个示例性示意图。在这个应用中，用静电聚焦装置或者透镜28将发射的电子16聚焦，这个透镜利用导体中的一个孔，导体上有预定的电压，可以调整这个电压来改变透镜的聚焦28效果。本领域中的技术人员会明白，这些透镜可以用一个以上的导体层来制作，以获得所需要的聚焦效果。发射出来的电子16被透镜28聚焦成一个聚焦束32，打在阳极结构30上。阳极结构30设置在阳极电压Va26上，这个幅度随着用途以及阳极结构30到发射器50之间的距离不同而不同。例如，对于存储装置中属于记录媒体的阳极结构30，Va可以在500～1000伏特之间。透镜28通过在它的孔内形成一个电场34将发射出来的电子16聚焦。通过设置成一个适当的电压，从发射器50发射出来的电子到达孔的中心，然后被进一步吸引到阳极结构30，形成聚焦束32。
图3是具有集成电路52的显示器40的一个示例性实施方案，这个集成电路52包括像素群阵列中形成的多个集成发射器100。这些集成发射器100发射光子18，一种可见光，用光学透镜38聚焦成聚焦束32，可以将它看成一个图像。这些光学透镜38涂敷了透明导电材料，比如氧化铟锡，以便捕获从发射器发射出来的电子。
图4是集成电路52的一个示例性实施方案，这个集成电路52包括至少一个集成发射器100，但最好是包括多个集成发射器100，排列成一个阵列。发射器控制电路72被集成到集成电路52上，用于控制至少一个集成发射器100。
图5是集成电路52的一个示例性实施方案，这个集成电路52包括一个集成发射器100和一个透镜阵列48。这个集成电路52是在一个导电基底10上形成的，最好是在掺杂硅或者薄膜导电层这样的导电材料上形成，以便提供电子源。在这个基底10上沉积厚度在50埃和大约5000埃之间的一个隧道效应层20，最好是大约100埃，虽然大约50～大约70埃对于某些应用和材料更加合适。在基底10上涂上不同的半导体薄膜材料，对它们进行腐蚀，形成集成发射器100。沉积在隧道效应层20上面的是一个阴极层14，最好是铂、金、钼、铱、钌、钽、铬或者其它折射材料或者它们的合金形成的一个薄膜导电层。阴极层14形成一个阴极表面，从这个表面发射电子和光子形式的能量。用传统的薄膜处理形成透镜阵列48，包括在导电层中的透镜28，与集成发射器100对齐，将能量从集成发射器100聚焦到阳极结构76的表面上。阳极结构76与集成电路52之间相隔一个距离74。
图6是采用本发明的集成发射器100的显示器应用的另一个实施方案。在这个实施方案中，有多个发射器100，形成一个集成电路52。每个发射器100都以电子16或者光子18的形式发射能量22(见图1)。阳极结构，显示器40，中的显示像素44接收发射的能量，这些像素44由显示子像素42构成。显示子像素42最好是磷光材料，被发射能量22的电子16击中的时候产生光子。另外，显示子像素42可以是一个透明的孔，允许发射能量22的光子18通过显示器40，从而能够直接看到光子。
图7A说明存储器中集成发射器100的另一个应用。在这个示例性实施方案中，有多个集成发射器100的集成电路(IC)52具有透镜阵列48，与集成发射器100对齐。这个透镜阵列48用于产生聚焦束32，用于影响记录表面，也就是媒体58。媒体58放在一个活动部件56上，将媒体58固定在IC52上的集成发射器100上。这个活动部件56最好是有一个读取电路62集成在其中。
在图7B中，读取器62被画成一个放大器68，它与媒体58有第一个欧姆触点64，与活动部件56有第二个欧姆触点66，最好是一个半导体或者导体基底。当聚焦束32照射到媒体58上的时候，如果聚焦束的电流密度足够高，就会改变这个媒体的相，产生有效的媒体区域60。将低电流密度聚焦束32照射到媒体58表面的时候，放大器检测出不同的电流大小，产生读取器输出70。这样，通过利用来自集成发射器100的能量影响媒体，就能利用媒体的结构相变特性将信息储存在媒体中。一种这样的相变材料是In2Se3。本领域中的技术人员还知道有其它的相变材料，比如硫族化物，例如：GaSb、InSb、Sb2Te3、Ge2Sb2Te5！、InSbTe、GaSeTe、SnSb2Te4、InSbGe、AgInSbTe、(GeSn)SbTe、GeSb(SeTe)、Te81Ge15Sb2S2和GeSbTe。
图8是本发明中集成电路100的一个示例性实施方案的一个顶视图，它包括一个阴极层14中的一个发射器区域84。阴极层14与导电层82有电连接，在导电层82的下面，部分地在绝缘层78上面。集成发射器100最好是一个圆形，但是也可以采用其它形状。圆形最好是因为产生的电场更加均匀，因为这样的形状没有任何不连续边缘，这样的不连续边缘会影响电场强度。
图9是沿着9-9轴看过去集成发射器100的示例性实施方案的剖面图。基底10，最好是一个导电层或者一个高度掺杂的半导体，为绝缘层78孔内的隧道效应层20提供电子，它部分地在绝缘层78表面。阴极层14，最好是薄膜导电层，在隧道层20上面，部分地在导电层82下面，因而与导电层有电接触。也可以在导电层82之前选择一个附着层，比如钽，以便在导电层82和绝缘层78之间获得一个键合界面，具体取决于为绝缘层78和导电层82选择的是什么材料。
图10是计算机90的一个示例性框图，它包括微处理器96，存储器98，它与微处理器96连接，以及电子装置，存储装置94和显示器92。这些电子装置与微处理器96连接。微处理器96能够执行存储器中的指令，从而在存储器和电子装置之间传输数据，比如在存储装置94和显示器92之间。每个电子装置都包括一个集成电路，它具有本发明中的发射器，最好有一个聚焦装置，用来将发射器发射的东西聚焦。发射器有一个电子供给层，上面有一个绝缘层。绝缘层有一个孔，其中在电子供给层上形成一个隧道效应层。在隧道效应层上是一个阴极层。最好，但是是可以选择的，具有发射器的集成电路已经进行了退火处理，从而提高电子的供给量，从电子供给层穿过去到达阴极层。
图11A～11J画出了一个示例性的处理步骤，用于制作本发明中的发射器。在图11A中，将电介质或者光阻掩膜102用于基底10，最好是硅半导体基底，虽然基底10可能是一个导电薄膜层或者导电基底。基底10最好有一片电阻，大约是100～0.0001欧姆厘米。
在图11B中，产生绝缘层78，当基底10是硅基底的时候，最好是场氧化(FOX)生长。可以选择用其它氧化物、氮化物或者单独或者利用传统半导体工艺沉积或者生长的其它常规电介质形成绝缘体78。在基底10上产生绝缘层78，除了在掩膜102上覆盖的区域中。掩膜102划分出来的区域，因而绝缘层78中得到的空隙或者划分出来的孔决定了去掉掩膜102以后形成的集成发射器100的位置和形状。
在图11C中，在基底10和绝缘层78上形成隧道效应层20。最好是利用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)技术形成硅基电介质，用作隧道效应层20。其它的沉积技术本领域中的技术人员都了解。隧道效应层20最好是SiC、SiNx、Si3N4(RI～2.0)或者SixNy(x∶y＞3/4，RI-2.3)。Fy-SiOx和Cy-SiOx也可以用作隧道效应层20的合适材料。用作隧道效应层20的硅基电介质最好是大约250～大约5000埃厚。
在处理过的基底10和绝缘层78的表面上最好是采用高介电强度的材料形成的隧道效应层20，比如金属族电介质，TiOx，TaOx，WSiN，TaAlOxNy，TaAlOx或者AlOxNy，但最好是TiOx。用作隧道效应层20的金属族电介质最好是利用溅射金属和引入氧和/或氮形成大约500埃厚的电介质来沉积形成，这个厚度最好是在大约50到大约250埃厚，比如大约100埃厚。
虽然已经说明了两种隧道效应材料，但是也可以将其它的隧道效应材料用来提供隧道效应层20，同时仍然属于本发明的范围和实质之内。
沉积了隧道效应层20以后，在隧道效应层20上沉积、溅射或者用其它方法形成阴极层14。图11C说明在处理过的基底10表面上利用阴极层14的结果。阴极层14最好是薄膜金属层，比如铂或者金，它的厚度最好是大约50到大约250埃。也可以将其它金属用作阴极层14，比如钼、铱、钌、钽、铬或者其它折射金属或者它们的合金。在绝缘层78的孔中隧道效应层20上沉积的阴极层14形成发射器表面86。
图11D说明如何将腐蚀遮光膜55沉积在发射器表面86上，部分地在绝缘层78上，从而给出发射器结构的形状和位置。图11E说明阴极层14和隧道效应层20的腐蚀结果。
图11F说明在腐蚀遮光膜55被剥离以后如何形成第一个光阻层57，以及在处理过的基底10上形成第二个光阻层59，用来产生可再入剖面。第一个光阻层57最好是一厚层光阻，其中有光敏化合物(PAC)，在非常高的温度(也就是远远高于摄氏130度)下很稳定。形成了第一个光阻层57以后，最好是烤软。然后根据所需腐蚀剖面的类型，在一个能量级上涂上第一个光阻层57。然后在大约120摄氏度到大约150摄氏度下在热板上对第一个光阻层57硬烤90到180秒。
通过在第一个光阻层57的顶部进行旋转或者沉积，然后在大约90到大约110摄氏度的温度下烤60秒，涂敷第二个光阻层59。烘烤第二个光阻层59将它的PAC重新分布到第一个光阻层中，改变PAC光阻层61的密度。
在图11G中，在可变密度光阻层61的表面上采用光掩膜63来给出发射器形状和位置。
在图11H中，在TMAH(氢氧化四甲基氨)显影剂或者其它显影剂中将可变密度的光阻层61显影大约20到大约60秒，具体多长时间取决于厚度。这个显影过程产生高度可再入的剖面，对于防止进一步沉积的金属粘在腐蚀孔的壁上很有用。传统的工艺允许在接近垂直或者非再入侧壁上形成沉积金属。这一侧壁沉积金属会出现问题，因为侧壁上的金属会导致一块一块地保留在处理过的基底上，导致短路或者污染。还有，很难腐蚀金属线，并且在薄金属上停止。
产生可再入侧壁剖面的其它方法包括在涂敷曝光阶段改变曝光能量，利用染色/不染色的抗蚀剂，利用高/低对比度的抗蚀剂，通过利用温度和时间这样的涂敷后的烘烤条件控制第一个光阻层57中的溶剂和PAC控制第一个光阻层57和第二个光阻层59在显影剂中的相对溶解速度。使用的基本理论是在正光阻中产生PAC的适当梯度。然后将抗蚀剂暴露在照射光中进行显影。抗蚀剂的溶解速度反比于PAC浓度，因此能够产生非垂直侧壁剖面，比如图中所示的可再入结构。
在图111中，去掉光掩膜63，在处理过的基底10上沉积或者溅射导电层82。形成导电层82之前，将可选的粘合层首先用于增强与绝缘层78的粘性。当后面选用的导电层82是金的时候，这个可选的粘合层最好是钽。最好是利用传统的沉积技术来形成粘合层。粘合层最好是大约200埃厚。将导电层82应用于前面采用的基底10上的层，比如粘合层，如果有它的话。利用传统沉积技术形成导电层82。导电层最好是大约500到大约1000埃厚的金。
在图11J中，用一个剥离工艺来去掉可变密度光阻层61和沉积在它上面用来产生发射器装置50的部分导电层82。最好是将低温等离子体用来对可变密度光阻层61中的有机材料进行有机腐蚀。使用的气体最好是平面等离子体腐蚀工艺中的氧。处理过的基底10放置在一个箱子里，输入氧气，用能量源激活产生等离子体场。等离子体场给氧提供能量，使它进入高能态，它则进一步氧化可变密度光阻层61成分，使它成为气体，用真空泵从箱子中去掉它们。
也可以用湿剥离工艺代替等离子体剥离工艺。处理过的基底10浸入溶剂中进行超高音速或者超音速搅拌，它会使可变密度光阻层61膨胀并将它去掉，以及沉积在它上面的那部分导电层82。
图12A～12D说明图11A～11J以外示例性的其它处理步骤，可以将它们用来制作发射器装置50’。在图12A中，形成了阴极层14以后，形成一个保护层65。这个保护层65最好是一层锡或者钼，用于防止在进一步的处理过程中阴极层14上发射器表面86被污染。可变密度光阻层61形成在处理过的基底10的表面上，用光掩膜63曝光制作图形。
图12B说明腐蚀可变密度光阻层61形成高度可再入剖面的结果。
图12C说明将粘合层80，比如钽，以及导电层82，比如金，形成于处理过的基底10。因为腐蚀过的可变密度光阻层61的侧壁是高度可再入的，所以粘合层80和导电层82都不沉积在侧壁上。
图12D说明利用剥离工艺去掉可变密度层和粘合层80以及它上面的导电层82的结果，随后有选择地腐蚀其它的发射器装置50’，去掉保护层65，暴露出发射器区域84。
利用集成电路薄膜技术来制作发射器，能够与传统集成电路中有源器件一起同时制作它们。如前所述，具有发射器的集成电路能够用于显示器中或者存储器中。最好是在制作以后，对发射器进行退火处理，提高发射器的发射率。
图13A和13B说明用来提高本发明的一个发射器中发射电流的一个示例性退火过程。通过延长发射器的寿命，这个退火过程还能够提高器件的生产率和质量。除了其它好处以外，这个退火过程还能够降低不同金属的接触电阻，从而增大流进发射器的电流。
在图13A中，第一个热剖面120说明包括采用了本发明的一个发射器的处理过的基底首先在10分钟内被升温到大约400摄氏度，然后保持这个温度30分钟。接下来，用大约55分钟的时间将处理过的基底逐渐地冷却到室温(大约25摄氏度)。在图13B中，第二个热剖面122说明采用本发明的发射器的处理过的基底在10分钟内被加热到大约600摄氏度的温度，将这个温度保持大约30分钟。然后，在大约100分钟的时间内，将处理过的基底逐渐地冷却到室温。本领域中的技术人员会明白，可以改变示例性过程中描述的温度的升高速率和冷却速率，同时仍然属于本发明的范围之内。通过对包括本发明的至少一个发射器的基底进行退火处理，能够改善发射器的几个特性。
应该指出，对于本领域中的技术人员而言，可以对这里公开的实施方案进行许多改变和改进，而不会偏离本发明的实质。所有这种改变和改进都被包括在本发明的范围之内，就像下面的权利要求所说明的一样。

Claims (10)

1.一种发射器(100)，包括：
一个电子源(10)；
电子源上面沉积的一个隧道效应层(20)；和
隧道效应层上面沉积的一个阴极层(14)；
部分地在阴极层上面沉积，给出一个孔用来产生发射区的一个导电层(82)，
其中的电子源、隧道效应层和阴极层都已经进行了退火处理(120，122)。
2.权利要求1的发射器(100)，能够提供发射电流大于1×10-2安培每平方厘米的发射能量(22)。
3.一个电子装置，包括：
能够发射能量(22)的权利要求1的发射器(100)；和
能够接收发射的能量，并且能够在收到发射能量的时候产生至少第一个效应以及在没有收到发射能量的时候产生第二个效应。
4.一个存储装置，包括：
用来产生电子束的权利要求1的至少一个发射器(100)；
将电子束进行聚焦产生聚焦束(32)的一个透镜(28)；和
紧靠至少一个发射器附近的一个存储媒介(58)，这个存储媒介具有一个存储区域，能够处于多个状态(60)之一，以代表储存在这个存储区域中的信息；
从而使：
当聚焦束照射这个存储区域的时候产生一个效应；
这个效应的强度取决于存储区域的状态；和
通过测量这个效应的强度来读取存储区域中储存的信息。
5.一个发射器(100)，包括：
一个电子供给层(10)；
在电子供给层上形成，其中有一个孔的一个绝缘层(78)；
在这个电子供给层的这个孔中，绝缘层的上面形成一个隧道效应层(20)；
在这个隧道效应层上形成的一个阴极层(14)；和
部分地沉积在阴极层上面，部分地沉积在绝缘层上面的一个导电层(82)；
其中的发射器已经进行了退火处理(120，122)，以提高从电子供给层穿透到阴极层提高能量发射的电子的数量。
6.在电子供给层(10)上面产生一个发射器(100)的一种方法，包括以下步骤：
在电子源上形成一个隧道效应层(20)；
在隧道效应层上形成一个阴极层(14)；
在阴极层上形成一个可变密度光阻层(61)；和
对可变密度光阻层进行显影，产生腐蚀孔的可再入剖面，将阴极层的一部分暴露出来；和
在阴极层显影以后的孔中形成导电层(82)。
7.权利要求6的方法，其中形成导电层(82)的步骤还包括形成导电层之前形成粘合层(80)的步骤。
8.权利要求6的方法，其中形成阴极层(14)的步骤还包括在形成可变密度光阻层的步骤之前在阴极层上形成保护层(65)的步骤。
9.在电子源(10)上产生发射器(100)的一种方法，包括以下步骤：
在电子源上沉积的绝缘层(78)上形成一个隧道效应层(20)，这个绝缘层给出到电子源的一个孔；
形成一个阴极层(14)，与隧道效应层粘合；
在阴极层和绝缘层上形成可变密度光阻层(61)；
在阴极层的可变密度光阻层上产生一个孔；和
剥离可变密度光阻层，以便将它从阴极层和绝缘层上去掉。
10.在电子供给表面(10)上产生发射器(100)的一种方法，该方法包括以下步骤：
在电子供给表面上产生一个绝缘层(78)；
在这个绝缘层中给出一个发射区域；
在这个绝缘层和这个孔中形成一个隧道效应层(20)；
在这个隧道效应层上形成一个阴极层(14)；
腐蚀这个阴极层和隧道效应层；
在这个阴极层和绝缘层上形成一个可变密度光阻层(61)；
对这个可变密度光阻层进行显影，产生再入孔，暴露出一部分阴极层，
在这个可变密度光阻层上，再入孔内，在阴极层上形成一个导电层(82)；和
剥离可变密度光阻层以及沉积在它上面的导电层。
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