U.D.C.る21.382.232:るる9.782:537.533

シリコンの合金形PN接合からの電子放射についてElectron Emission from PN Alloyed-junction of Silicon

北 川 賢 司* 中 島 皇**KenjiKitagawa Sumera Nakajirna

内 容 梗 概

穴乍管川陰極としてヒータが不要で瞬時的勅するような冷瞼栴の開発が強くワほれている∩ このような冷陰

梅の基擬実験としてシリコンの合金形PN接合からの電J一放射特性について調べた∩実験において電十放射を

容易ならしガ)るために,表面にセシウムを吸崩させ,什事!対数を帆‾Fさせた〔放別一電流の測定は山流法およびパ

ルス法により行ない,電-‾f･放射特性の,比抵抗や逆特性との関係,ばらつき,セシウム吸着による影響,および異

常パルスエミッション特性などについて調べた｡その結盟,般高数十マイクロアンペアの放射電流が観測され

た｡さらに,異常パルスエミッショソ特性がマイクロプラズてに基づくものであることなどが明らかにされた∴

1.緒 言

通常の熱陰極ほ,陰梅の加熱にかなり人きな電力を消雪I～すること,

熱陰極特有のプチ命寸H女カミ比較的多いこと,およびかなり良い始動時

閃を必要とすることなどの火ノーさ､tを和するので,このような欠ノ∴ミのな

い,長寿命かつて衣定な冷陰極の開発が破く要与壬されている(すでに

酸化マグネシウム冷陰極,高電界冷陰極(ダイクカソード),トン

ネルカソードなどの冷陰梅について研究が進められておF),一汗附こ

実用化の果たされたものもある(1)｡筆者らは固体半導体を利用する

冷陰極の一つとして,逆バイアスされたシリコン合金形PN接合か

らの電子放射耳乙象をとりあげ,その基礎的な実験を行なった∩ これ

までにもPN接合からの電了･放射現象に関する若干の報告(2卜(B)は

あるが,いずれも一応のエミッションが観測されたという程度のも

のであり,現象の本質についてはほとんど不明であった｡この点を

明らかにするための一手段として筆者らほ合金形接合を用い,比机

抗やマイクロプラズマと電子放射現象との関係などについて実験的

検討を行なった｡以下,結果の概略につき報告する｡

2.電子放射の原:羊聖

弟l図のように半額体のPN接合部に逆バイアス電圧を印加する

と接介郊に高電界がかかる〔この電界の放さを一定の値(約105v/

cm)よりも大きくすると,電‾rなだれ(Electron Avalanche)に【t

る降伏ぢ且象を起こし,抜穴珊において多数の高エネルギー`TEJ∴流

(Hot Electrons)が発生する州｡もしもPN抜介7耶が､ll噂体の大山

に拓出しているか,近接しているならば,一川;の高エネルギー電J′-

ほ表由‾ゆポテンシャル障壁を乗り越えて真空巾に放出される｡この

場合,拉も問題となる点はとり得る電子エネルギーと表面ポテンシ

ャル障壁の高さとの関係であって,もしも,とり得る電十エネルギ

ーが表面ポテンシャル障壁の高さよりも小さいならば電子放射は起

こF)にくい〔ところで頁性半導体結l弓≠】格子のイオン化エネルギーは

物質によi)はば一定(Gel.5eV;Si2.3eV;SiC4.5eV)である(4)(】0)

が,hot electrons のとり得るエネルギーは大部分このイオン化エ

ネルギーよりも小さい｡こメtに反して如jliポテンシャル障壁の高さ

は4eV程度もある(8)ので,ゲルマニウムやシリコンにおいてほと

んどの電子は圭一妄空中に放出され行ないことになる｡したがって真空

中への電子放射を増加させるためには,半導体の表面にセシウムや

酸化バリウムなどの陽電性物質を吸着させて障壁ポテンシャルを低

下させてやるか(2)(6)(8),SiCなどのように障壁ポテンシャルよりもイ

オン化エネルギーの人きい物質〔を川いるかLなけjtばならない(4)｡

*日立製作所茂原工場 ⊥‡‾tも･

**日立製作所戊原工場

押工仙一兵準

佃〓

ち+

(∂)

那〃

■F】■ト■■

Ån▲枝川 ′形

.一伝導帯

コニ擬フ工ル三準化lさミ

:空十

1j

仏:逆バイアス電圧

比:(ドナー準佃卜(アクセニ巧準化)

ダ:表面の真空化事関数

(`正子エネルギー準位国)

第1図 PN接合電子放射体の原理

月/(a∫¢)

?◎〟/▼P〟榛命

＼

(/))･･L.P

+/

rシリコンペレット

ー

ステノ＼

田 口

ベース コレクタ

第2岡 ナナ企接介ダイオードの構造

千代老らはその中の前者の方法をえらび,シリコンの合金形PN接合

にセシウムを吸弟させて実験を行なった｡なお,介金形PN接合を

口jいたのほ以‾Fの理=川こ基づく∩

(む従来の実験においていずれも拡散形PN接介が川いられ合金形

接合ほ和いられなかった∩②しかし合金形接令が電丁▲放射に対し

て特に1く利であるとは考えられない∩④介金接合ダイオードは表

‾l‾郎ナ近に多数の欠陥をつくりやすいが,欠陥と電丁放射との対応

関係を判らかにすることができるかも知れない｡

3.実 験 方 法

3.1ダイオードの製作方法

道バイアスさjtたシリコンPN接合ダイオードの降†人特性は■主と

-72-

シリ コンの合金形PN接合からの電子放射について 1849

排気

(是認∈遥竃琵∃…呂?㌫却｡i,110Vで鋭い降伏特性が認められる｡

第3図 ダイオードの逝特性

第4図 電子放射測定球の構造

/.1♂声〃ノ･捧

.｢ッケル管

ヒ‾-(買ご三夫)

ノ_ノ/ナ■リ マ

｢17イカ

タ小イオード

陽極プレート

ーγフィラメェノト

J＼､1一･イカ

してシリコン単結晶の性質とPN接合の形成法とによって決まる｡

PN接合の形成法とLては拡散法,合金接合法,成長接合法などが

あるが,前述の理由により,筆老らは拡散法によらず合金接合法に

よりPN接合を形成させた∩ さらに,降伏特性において降伏電圧ほ

シリコン単結晶の比机抗により大きく左右されるので,比抵抗とし

て0･1～20ncmのN形-ぎit紡rFノーを用い,ダイオードを製作した｡すな

わち,各種のN形シリコン(リンをドープしたもの)の(111)而に

アルミニウム線を合金化してPN接合を形成させ,弟2図のような

ダイオードを組み立てた｡

組み立てられたダイオードは比抵抗の相違により十数ボルト以上

数百ボルトまでの降伏電圧を有しており,第3図のような鋭い降伏

特性を示した｡これらの降伏特性はいずれも電子なだれに基づく現

象であってツェナー効果に兆づくものでないと考えられる｡(降伏電

圧が数ボルト以下のものはツェナー効果によるものであり,十数ボ

ルト以上のものは主としてavalancheによるものであることが明

らかにされている(11り｡

さて,ダイオードのPN接合部からbotelectronが真空中に放

出されるた捌こは,PN接合部が表面に露糾しているか,接合部を

おおうN層がきわめて汚いものでなければならない｡しかしながら

シリコン単結晶内における hot electronの平均自由行程はきわめ

て短い(2.3eV以上のエネルギーの電子に対して約30～40Åであ

る(12))ので,hotelectronsの透過し得る程度にまでN屑を持くす

ることは現在のエッチング技術では不可能である｡したがってこれ

までの実験では拡散後試料の周辺部をエッチまたはラップにより除

去し,PN接合部を線状に表面に露出させる方法が採られていた｡

筆者らの用いた合金接合ダイオードでは接合部が表面にリング状に

露出しているので,ラップする必要はない｡しかしよごれや酸化被

膜を除去するため,フッ酸で軽くエッチした後,実験球に組み込ん

だ｡

3･2 電子放射測定球の構造と排気条件

実験球の柄造は第4図に示すように試料球部とセシウムチェンバ

とからなっている｡試料球部はダイオード陰極,プレート陽極およ

ぴタングステン線条などを有する｡W線条はPN接合部の光電子放

射特性を調べるための光源である｡ステムとリード間のリーク電流

を減少させるため,ステムピードにアルミナを塗和し,かつ,陽極

リードの周囲に銀ペイントのガードリングを塗布した｡この結果,

リーク電流は一けた以上減少した｡

占

(ペース)

･･⊥UT≠･し

第5図

ペルス 発生量

〆プレー十)

C(コレクタ)

)JJ山～

〃作 ーわ

｢-⊥エT+

直流エミッショソ測定回路

β

帖

シンクロスコープ

→(ん)

き和

一｢∫々£

缶

ク八一イ/二汐〆

シンクロスコープ(んノ

〟丘

第6囲 バ′レスエミッショソ測定回路

セシウムチェンバはセシウム金属を発生し試料球部に導くための

デポ分で,等重畳の重クロム醸セシウムとシリコン粉末とのつまった

ニッケル管を有する｡高真空中でニッケル管を通電加熱することに

より,セシウムが発生し,徐々に試料球部に移行して行き,ダイオ

ード表面に吸着される｡

3.3 放射電流の測定回路

放射電流の測定は直流法およびパルス法により行なった｡それぞ

れの測定回路を弟5図,第る図に示す｡直流法においては試料ダイ

オードに一定の逆電圧を印加して,そのとき流れる逆電流ムと真

空中への放射電流ムとを測定した｡ただし,大きな逆電流を長時閃

流すと試料を破損するので,電子管タイマーにより通電時間を制限

した｡陽極電圧鴨は多くの場合に100V以上とした｡直流法の特

長は10‾10A程度の微小電流を測れることにあるが,欠点としては

大きな過電流によりェミッショソの不安定性や時間的な変化をひき

起こしやすいことである｡それゆえ,測定の精度をよくするた捌こ

必要に応じてパルス的な測定をも行なった｡すなわち,ダイオード

にパルス的な逆電流を流して,そのときに放出される放射電流を日

立シンクロスコープ101形で観測した｡用いた入力パルスは屁大電

圧80V;パルス幅100一〃S;繰返し周波数,単発,10.100ppsであ

る｡パルスエミッション測定法の特長は放射電流を再現性よく安定

に観測し得ることである｡

4.実 験 結 果

4･1セシウム導入による逆特性の変化および電子放射特性への

影響

最初の予備実験において,清浄なシリコンPN接合部から放射電

流を測定しようとしたが,測定誤差(10‾10A)以上の放射電流ほ観測

できなかった｡しかしながら,セシウムチェンバからセシウムを導

入することにより,ダイオードの逆電圧電流特性が大きく変化する

とともiこ,PN接合部から真空中への放射電流(直流測定)が観測

されるようになった｡その一例を弟7図,第8図に示す｡第7図か

ら明らかなように逆方向の接合電圧り【接合電流ム特性曲線ほセ

シウム導入前の鋭い降伏特性から漏えい電流の大きいソフl､な降伏

ー 73-

1850 昭和38年11月 日 立 評 論 第45巻 第11号

(a)排気前(降伏電圧16V) (b)セシウム導入後

試料♯A-4 横軸(電圧)5V/div 縦軸(屯流)0.5mA/div

第7図 ダ イ オードの逆特件

/〆∂ /♂

三 等∈

語′♂▲β忘′ご7妄 細

済 莞J

-′■β

ノ7L7β′/

ノギ･)

ヾ

∂ /♂

タイオード逆電圧り･(レ)

ご〔ノ

第8L文1f‡企形接f‡の逆特性および電子放射柑作

(セシウム導入による変化)

第1表 直流エミッションの観測された試料数

名ソロ

A

B

C

D

比抵抗(βcm)

全試料数

1

3

8

6

1

1

蒜主克美㌶望】票決帽甘かっ豪

特性に変化した｡弟8図には通電圧と放射電流との関係および弟7

図の結果とをまとめてグラフに示したが,放射電流と逆電流との問

に単純な比例関係ほ成立していない｡むしろ,放射電流は逆電圧と

の間により密接な対応関係を有している｡

このようなことが明らかになったので,以下,セシウムを導入し

た後,放射電流と逆電圧との関係を中心にして,各穐の電了･放射特

性を調べた｡

4.2 シリコンの比抵抗と電子放射特性との関係

比抵抗として,0.1,6,9,20∫lcmなる4種類のN形シリコンを

えらび,PN接合を形成し,弟5図の直流法により,その電子放射

特性と降伏特性との関係を調べた｡その結果,弟1表に示すように

約半数程度の試料から電子放射が認められた(ここで電子放射の認

められない試料とはムが10‾10A以下であるものをいう)｡ 電子放

射の観測された試料数の割合はいずれの比抵抗についてもあまり変

わらず,特定の比抵抗のものが特によいということはなかった｡

しかしながら,個々の降伏特性や放射電流特性など,詳細の点に

おいては比抵抗の相違が顕著にあらわれた｡すなわち,電子放射の

観測された全試料について,排気前のダイオード降伏電圧l㌔と放

射電流ムとを弟2表に示し,また,代表的な11一九特性曲線を弟

9図に示したが,固から明らかなように,0.1ncmの試料でほ降伏

電圧は16V前後,放射電流はわずかに10‾8A以下であるにすぎな

いのに反して高比抵抗の試料でほ降伏電圧は100V以上,放射電流

は十数〃A以上に達した｡したがって大きな放射電流を得るために

第2蓑 PN接合からの放射電流の一覧表

ロット名 試料名

A

A

A

A

A

mC

A

n"川

m

B如

6

B

B

B

B

B

[凸

降(琵莞冨)Ⅴβ【放

6

00

7

(XU

6

射 電 流 ん

(んを与えるⅤブ)

(×10‾10A)

5

10

20

130

2

170

17,000

220

140,000

200

1,000

V1619141615

m

C釦

9

m

DnC

O2

C

C

C

C

C

C

1

2

3

一

一

一

D

D

D

0

(U

nU

5

5

3

2

2

2

5

0

5

∩入U

7

〔八U

(

l

(

(

爪U

O

爪U

O

(U

6

2

八ル3

〃

〃

(Ⅴ､こ＼賀酔宗串Uq

〃

㌦

〝イ/

砂④

仙肋拗

■似■拠れ

⑦④切

④

β J汐 〟汐

タイオード逆電圧け(レ)

第9図 各種試料の電子放射特性

(シリコンの比祇抗との関係)

/.先7

ほ,0.1∫1cmのシリコンよりも数∫1cm以上のシリコンを用いるほ

うがよいように思われる｡

さらに,第9図から明らかなように,放射電流の対数と過電圧と

の間にはほぼ直線関係が成立しているが,曲線のこう配ほ比抵抗の

小さい試料ほど大きい｡これは比抵抗の小さな試料の降伏電圧が小

さいことによるものであろう｡

以上の結果をこれまでに報告された諸結果と比較してみよう｡従

来の直流エミッショソの測定結果は,セシウムを吸着したPN接合

からの放射電流が10‾8A(カモ10mAのとき)(2),清浄なPN接合か

らは10‾18A程度(5)である｡これらはいずれも拡散形PN接合を用

いた結果である｡これに対し,合金形接合を用いた筆者らの結果で

は,十数〃A以上の放射電流を得ており,従来の結果より三けた程

度大きかった｡

なお,以上の測定の際に気づいたことおよび問題点について簡単

に述べる｡まず,半数に近い試料から電子放射が全く観測されなか

ったが,これは主としてダイオード構造の特殊性に基づくものと考

えられる｡すなわち,電子放射の可能なPN接合部は表面に露出し

たリソグ状の部分に限られており,しかも,この部分の全PN按令

吋74-

シリ コ ンの合金形PN接合からの電子放射について 1851

面鞍に対する割合がきわめて小さいので,必ずしも降伏現象が露出

部で起こるとは限らない｡したがって,このような人きなばらつき

を示すものと考えられる｡

また,放射電流の測定の際に認められるマイクロプラズマ発光と

電子放射との関係を明らかにすること,および,放射電流の速度分

祁を測定することは,電子放射の性質iを明らかにするためにも,ま

た実用化の検討を進めるためにも必要であり,今後検討されなけれ

ばならない｡

さらに,放射電流の安定性について述べる｡直流的な測定におい

て,放射電流は一般に不変ではなく,試料によって時間とともに,哨

加lしたり減少したりする｡これほ,過電流によって試料が加熱され

たり,表血状態が変化したりするためと思われるが,きわめて好ま

しくない現象である｡したがって電子放射現象を詳しく調べるため

には,ノペルス法により安定で再現性のよい測定を行なうことが必要

である｡

4.3/リレスエミッション特性につし､て

前述の理由により,放射電流の人きな試料について,パルス的な

放射電流の測定を子Jなった｡試料ダイオード(比抵抗6エユCm)ほ,

セシウム導入前において鋭い降伏特性(降伏電圧60V)を示したが

導入後softな降伏特性に変わり,かつ,著しい逆電流の増加を示し

た｡この試料について,3.3節で述べた方法によりパルスエミッシ

ョンを測定した結果を第10図,弟11図に示す｡すなわち,弟10図

にほ真空中へのパルスエミッショソ電流ムと通電滝上との関係を,

弟11図には繰返し周波数をパラメータにして陽榛電圧l㌔とムと

の関係,および代表的な放射電流の観測波形を示した｡これらより

以下のことが明らかになった｡

① 第9図より上の中にはムに無関係な電流が含まれている｡

しかし,この電流(3.5mA)を差し引いて考えればムはほぼム

に比例している｡(この事実ほ4.1節に述べたようにセシウム

を吸着させると漏えい電流が増加することを示すもので,PN

接合からの電子放射現象を扱う場合に好ましくない性質であ

る｡)

② 放射電流上の最大値は25/JA(んモ11.6mA)であった｡この

とき,エ/七は0.2%にもなり,この値ほ降伏現象が全接合部で

均一に起こっているとき期待される予想値よりもほるかに大き

い｡したがって表面に蕗出した部分で集中的に降伏現象が起こ

っているように思われる｡③ 放射電流は繰返し周波数′を大きくするとともに減少する

(弟11図)｡これほBurtonの結果(2)と一致する｡

④ 放射電流の観測波形において,繰返し周波数が小さくてl㌔

ガ

〃

汀

♂

へてヱq＼

環畔蒜宿

β 2 イ ♂ β /♂ /～

タイオード逆電流ん(〟加)

第10図 ダイオード辿電流と放射電流との関係

が低いときにゆるやかな_1て亡ち上がり*を示すことがわかる｡(こ

の現象はPN接合部における空間電荷の形成や露出部の表面電

位などと関係しており,今後検討すべき興味ある現象である｡)

次にPN接合部の欠陥構造に起因するものと考えられる一現象に

ついて述べる｡前記の試料とほ別の試料について,同様なパルスエ

ミッショソ測定を行なったところ,第12図(a)(b)のような波形

すなわち,一定パルス電流に短い周期の充放電電流が垂良したよう

な波形が観測された｡この波形ほ単発パルスにのみあらわれ,繰返

jβ

邸

∬

り

♂

｢Ⅴヱぺ

繋柑＼ハm∴ンH〓K→､て

◎(′′)単発パルス

々(2)/βPPJ

Oり)/(フβ/)/㌍

//

し=

//一芝

/〟β ∠此7 J(材 イ♂♂

陽極電圧 ルル)

七=10皿A /くルス幅100/∠S

(a)単発パ)レスVp=200V

(c)100pps,Vp=100V

繰返し周波数 単発10,100pps

(b)単発パルス%=400V

(d)100pps.1㌔=400V

硫軸 時間50/∠/div 肛軸 放射屯流arbitrary scale

第11図 二極管特性(♯B-4)

(a)ユミッション波形

単発/くルス,1勺=300V

(b)ェミッション波形

単発パルス,Vp=400V

暮l

(c)ェミッショソ波形

100pps,1勺=300V

(aト(c)ユミッション淡形(諾

(d)逆電流波形ぼ第12図 PN接合のパルスエミッシ

(d)振合電流波形

七=10mA

諾至3芸鵠詣軸 50′`S/div軸 4mA/div

ソ特性および逆特性

*逆に-1=400V,′=100ppsのとき,立上り時間は小さく,か

つ放射電流は立上りの瞬間にピークを示している｡

仰75…

1852 昭和38年11月⊥

-1⊥

しパルスではあらわれない(舞12図(c))｡充放電の周軌ま約25/∠S

であF),充電周期が長く放電周期ほ短い｡このような充放電を繰り

返しながら放射電流は増加していく｡この現象は,弟】1図(d)よ

り,逆電流の変動によるものでないことは明らかであり,局所的な

欠陥構造に基づくマイクロプラズマによるものと考えられるが,こ

れに関しては別に考察する｡

5.実験結果の検討

5.1放射電流と降伏特性との関係

PN接合の降伏特性はツェナー効果によるものと電子なだれ形の

ものとがある｡Mc KayやMcAfeeは電子と正孔の電離係数をほ

ぼ等しいとおき,Townsend放電の/∋理論を適用することにより,

GeおよびSiのなだれ形降伏現象の機構を明らかにした(9)｡池辺氏

はこの理論を改良することにより,階段形PN接合のなだれ増倍緯

数とPN接合電圧との間に次の近似式が成立することを明らかにし

た(13)｡

凡才=1/Il-(n/l㌔),王‡ (1)

ここに 〝:階段形PN接合における増倍係数

り:PN接合部にかかる過電圧

lち:絶縁破壊電圧

紹:定数(階段形接合では3～4の大きさ)

(1)式ほ,1≪叫/帖のとき,近似的に〟毛eXp(叫/帖)′1と表わさ

れる｡このような理論と実験結果とを比較するために,叫を1んで

iE塩化して,第9図のグラフを書きなおした(弟13図)｡その結果

各曲線はいずれもほほ平行になっていることが明らかにされたが,

〟とんとの間に明瞭な対応関係は認められない｡この事実は電子

放射現象が単純に降伏現象によってのみ表わされるものでなく,表

面障壁の影響なども考慮しなければならないことを示している｡

5･2 マイクロプラズマに起因する異常/りレスエミッション波形

逆バイアスされたシリコンPN接合のマイクロプラズマについて

ほこれまでに数多くの検討が行なわれているが,いまだにその本質

は必ずしも十分に明らかでない｡しかしながら,マイクロプラズマ

を等価回路的に局所的な低抵抗とスイッチの直列接続として表わす

ことができる(14)｡すなわち,一定の接合電圧を越えたときに等価的

なスイッチがONとなりPN接合の局所的な部分が低抵抗となるが

接合電圧が低い場合には等価スイッチがOFFとなり高抵抗となる｡

このようなマイクロプラズマからの電子放射を仮定することによ

β

〃

〃

〃

(て)ヾ吏細芸塔

/〆J

/甘‥

/言貯くヱ〕正)α/J2ユ刀

せ〕(∋β伽

(甘㊤2β鼠珊

JL?∫ J♂

正卿ヒダイオ1卜､遭電圧 叱ノ祐

第13図 各種試料の電子放射1判生

(ダイオード逆`道民を降伏屯圧で正規化してある)

(丁

評 論

吉

エ批

丁Cノ

杓γ

〟ム

第45巻 窮11号

タンオードの等伯回路

舟

凡=∫九g

マイクロプラズマの等価容量

マイクロプラズマの等価抵抗

ダイオー憎抗(βJを除く))礼＋γ=凡とおく負 荷 抵 抗第14図 等価的なダイオード測定回路

‥rOこ)ユ出柑如､蟹

時 間 亡

増加の時定数 n=2汀q/(1/ガ1＋1/月β)

減少の時定数 コ㌦記2冗Cメガ0

第15図 接合電圧の時間的変化(理論曲線)

り,第11図の異常パルスエミッション現象を以下のように説明で

きる｡

ほじめに,等価的な逆特性測定回路を弟14図に示す｡マイクロ

プラズマの等価容量Cブ,および等価抵抗凡は一般に接合電圧りの

関数として表わされ一定でないが,取り扱いを簡単にするため,

Cノ,凡として以下の平均的な値を･仮定する｡

(i)CJ=一定

(ii川=‡冨三琵≡話芸……三ト‥‥･(2)ここに,帆ほマイクロプラズマの等価回路において等価スイッ

チのはいる一定電圧を表わす｡もちろん,ガβ,吼,ガムの間には月0≪

月β,月エの関係が成立している｡

以上の仮定により,マイクロプラズマの接合電圧Ⅴ(りに閲し

(3)式の方程式を得,(4)式の一般解を得る｡

Cブ凡翳＋連票-Ⅴ(り=gⅤ(g)=

凡

凡＋β1E＋Aβ

ここに々=去(去十去)A:積 分 定 数

仮定(i)(ii)を用い,(4)式のA,

点`l｢●‥…

.…‥…‖(3)

……(4)

ゐの値を定めグラフに描けば,

第15図のような規則的な増減の繰返し波形が得られる｡図におい

て増減の時定数(r二2汀/々)はそれぞれ以下のように表わされるが

rf≪rd となることは明らかである｡

増加のときrざ=2打Cノ(去＋去)

減少のときTd=2汀Cノ(去＋去)毎2汀C凧………….…‥‥(5)

ところで,マイクロプラズマからの真空中への放射電流ムは接

合電JI三叫に依存するので,帆の増減はムの増減をひき起こすで

あろう｡このように考えれば,第11図の実験結果と上記の理論と

はよい一致を示している｡

-76一

シリ コ ンの合金形PN接合からの電子放射について 1853

占.結 ロ

シリコンの合金形PN接合からの電子放射現象について述べたが

実験結果を要約すると下記のとおりである｡

(1)0.1～20∫ユCmの比抵抗のシリコンにつき数十マイクロアン

ペアの放射電流が観測された｡この値は従来の拡散形接合の実験

結果に比べて大きい｡

(2)放射電流はなだれ増陪係数の単純な関数として表わすこと

ができない｡

(3)パルスエミッション測掛こおいて,充放′壷穎似の波形が観

測された｡この現象はマイクロプラズマ,すなわち,仙肝的な絶

縁破壊現象を仮定することにより現象論的に説明できた｡

終わりに臨み,本研究の実施に際して茂J広工場県部長より終始熱

心なご指導を賜わった｡ここに深く感謝の怠を表する次第である｡

(54京よりつづく)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

(10)

(11)

参 男 文 献

応物誌,30,No.3(1961)冷陰極特集-ぢ･

J･A.Burton:Phys.Rev.,柑8,(1957)

J･Tauc:Nature,1引,38(1958)L･Patric et al二 Phys.Rev.Letters 2,48(1959)B･Senitzky:Phys.Rev.11る,874(1959)

W･E.Sl)icer:Bull.Am.Phys.Soc.,5,69(1960)

R･E･Simon et al:J.Appl.Phys.,31,1505(1960)納書写:応物語3l,1033(旧37-12)K･G･Mc Kay:Phys.Rev.,9ん 877(1954)K･G･Mc Kay and K.B.McAfee:Phys.Rev.,列,1079

(1953)Ehrenberg:Electronic Conductionin Semiconductors

and Metals(19580xford)

0'Conneret al:Silicon Carbide(1960PergamonPress)A･G.Chynowettlet

al:Phys.Rev.,10占,418(1957)(12)W.Shockley:Electrons andIIolesin Semiconductors

(1950D.van Nostrand)

(13)渡辺こ､1増体とトランジスタ(2),221(順34オーム社)

(14)M･Kil(uChi:J.Phys.Soc.Japan,】5,1822(1960-10)

特 許 と 新 案

最近登録された日立製作所の特許(その5)

特許番号】 名

308019

308020

308021

308022

308023

308024

308025

308026

308027

308028

308029

308030

308031

308032

308515

308516

308517

308518

30B519

308520

308521

308522

308523

308524

309001

309002

309003

309249

309250

称 + 代

リレーー切換による4線交換及び2絞交換併用方式

放 射 線 利 用 紋 面 計

自 こ動 平 衡 装 正

系列順に作動する作動部分の故障検Uj矧托

Ⅹ 線 透 視 台

Ⅹ 速 軋 ,_工ヽ⊂】

ス ケ ル チ 回 路

多点式記鐘計に よ る制御方式

ス ター

ト スト ッ プ 発 振 器

半屯体スイ ッチング素子の製造法

油 圧 変 速 装 比

電 話 自 動 応 答 録 音 装 綻

天然又は合成高分子体処理ブナ法

交 流 発 竜 機 彗一三 正

振 幅 差 変 調 波 の ガり棚 方 式

溶融亜鉛 メ ッキク ロ ム酸勉J聖法

究 丑 分 析 計 ガ ス 回 収 袋 道

義 示 砦旨

電 動 機

極超短波管用多重空胴共振器

同軸塑トラップ付き高利得幅射器

ガ ス 浄 化 装 置

自 動 連 続 採 炭 機

微 粒 子 配 合 絞iと笠 縦 機

校 正 屯 旺 回 ガ缶

内 燃 校 閲 者 火 装 忙

放射線計測装荘の誤差校正方式サー シ スク を用 いた氾比差汁ア コ タ

名】登録年月日

郎彗桃郎宏人平緋+一洋塩平雄二洋出雄椚稔一勉美醜武吾賢基一班小治敵二門州山保司一弘出盛一雄吉与男勝㍑近大校門治次正大仲

五

替佐

妄一滋糞長一霊山公規

正

興

弘桝莞浩幸摘

試和淑忠良洋満鑑良

妬‖細山知

久班

#

叢H

森伊児倉杭屈林木川頓原林溝川様似藤mm非脇野山木藤武宮田倉崎松油m祁水川崎上西川田千谷島里原人式即木m稲川

水木破

江非幣沼判州戊小松巾石枇小松市石比後成島河祉伴嘩=川佐盛枯長…石盟川二岩阿泊野山他人市沢金島川下代音域寺侶､水川笠乾舶二不

38.4.20

//

//

//

//

//

//

//

//

//

//

//

//

38.4.26

//

//

//

//

38.5.14

特許番ぢ▲l 名

309251

309252

309253

309254

309439

309440

309441

309442

309443

309444

309445

309446

309601

309602

309603

309604

4()6129

406130

406131

406132

406133

406134

4n6135

406136

406137

406138

406139

406140

406141

406142

406143

406144

三…‥′喜‥1‡L三三呂喜三言…

Ⅶ77-

_1__+_平

林

抜 出_J二

Il銅

トラノンスタを用いた検波及び山動利子ミj満り御装拉

粒数個の†占リノ■_は沈又iま血流名流の監視矧荘

摺

迎

10 近

縁

励 災 謎

延 山

法 かi 詐 ノブ

進 妓

材

j格

式

管

土ミ性抵抗半 可体 系 子 の 製 法

充 ′`左 党 ノ屯 磯 姦§ ･荘

固体′一己新吉`トE器の半貞一体旧附右方法

阿体て正解為花器の-?l三重芋体屑附心力法

蛍 光 体 の 製 造 方 法

多 個 所 川 屯 気 調 整 出 征

日 収 仔 み 制 御 を琶 荘

デインタル1那卸製油三にこた-ける不止小諒と飽和要素

回転軸の速度が予滋の緻低速度に‾卜がったことな自動的に検出する装毘

半 輯 体 装 置

共作鉄筋の`fE克圧描接合力法

穿無 交 換 式 ガ ス タ ー ビ ン

ごll 吏享 体 素 子 の 製 法ヘ

ッ ド ラ イ ト 切 換 巷≡躍

道 路 車 両

給 気 弁

回 転 分 流 弁

Mn-Zn系亜鉄出塩磁性材料の製造方法

ト ラ ッ ク ク レー ン の キ ャリ ヤ

脱 文も 器 圧 力 詞]筐 彗㌧ 琵

悦 二式 訪;一妄｢Iニカ 当,rf殊 胡]た 澄 む二王

脱立も器1搭内J仁ノ+殊柑制御生三位

半･7!一体整流器川f私i竺ヒューズの捌苅対応炎性

的 流 ′■E磁 式 鮎 う正 装 に

変り二‾旨謹選紘における板紙ノ+の測芯シき陀

歯 小二 伝 助 装 置

｢]吸式 ブ レ ードしノ ス ポ ソ プ

名

正雄俊

夫勉仁ヰ∴雄平春久字排治健雄出征郎之一稔明己也二

利

敏

逸

刺良武井議書

吉良

邦郎邦滋正院

娘克功瓜

本鰹凹

村股木山浦田凹木部煩悶岡谷井谷友本非m川村松田

屯保

立

奴八久

増建一柴二高井鈴阿官笠森西井川西大江河仏前竹村富

台美二三雄稔中一男人夫親次巌公和一郎郎志郎

十

一一

一

興正前章光

直仁帥正照裕八

正成州血州比康止

藤野内野m野内山田栢海井上川川井中崎峨打岨

休作出石広大駄外村小内坂田森北枕田中小大池

郎也椎誠進

一

宣H

正道韮

m阿藤延m

池窪後保寺

登録年月口

38.5.17

38.5.20

38.6.11

38.4.24

(86頁へつづく)