电子发射装置及其制造方法、和利用电子发射装置的摄像装置或显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子发射装置及其制造方法、和利用电子发射装置的摄像装置或显示装置。该电子发射装置具有下部电极（１１）和上部电极（１５），且由从上部电极侧发射电子的多个电子发射元件构成，其中，电子发射元件之间形成有空间，上部电极以在桥部（１５ａ）横跨上述空间的方式延伸，在该制造方法中，当制造上述电子发射装置时，在桥部设置通孔或缺口部（１５ａ），通过把桥部作为掩模，来蚀刻上部电极下方的层叠体，从而形成上述空间。根据上述电子发射元件，通过桥部能够对相邻的电子发射元件的上部电极之间进行电连接，而不会使上部电极与电子发射元件侧面及基板接触，因此能够缩短电流路径，并且能够减小断线的可能性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为电子源的电子发射元件、以及使用该电子发射元件的摄像装置或显示装置等的电子装置，特别涉及阵列配置有多个电子发射元件的电子装置的布线结构。
技术介绍
以往，作为面电子源的电子发射元件的结构，曾经公开的有金属—绝缘体—半导体(MIS)型、金属—绝缘体—金属(MIM)型等。例如，在MIM结构的电子发射元件的一个例子中，具有把下部电极、绝缘体层、上部电极依次层叠在基板上的结构。如果在真空中，把该元件配置在对置电极的下方，并对下部电极和上部电极之间施加规定电压，则一部分电子从上部电极向真空中飞出。在电子发射元件中，曾提出过如图1所示的MIM结构，即，在形成于基板510上的电子发射部的下部电极511上的隧道绝缘层512的周围，形成并覆盖着保护绝缘层514(具有比隧道绝缘层厚度厚的膜厚)，并且在保护绝缘层514上，形成与上部电极513连接的总线515(参照日本特开平11-120898号公报)。上部电极513的厚度为几～几十nm。总线515横跨由层叠的下部电极511、隧道绝缘层512以及保护绝缘层514而产生的阶差部分形成。因此，在该阶差部分出现总线515断线的问题。并且，在该阶差部分，上部电极膜厚不均匀地变薄，因高电阻产生电场的不均匀，从而有可能引起上部电极的破坏。作为解决总线在阶差部分断线的问题的方法，公开有在显示装置中使用的电子发射元件的矩阵式配置结构(参照日本特开平11-185675号公报)。在该技术中，在排列于基板10上的下部电极11上的电子发射元件S的间隙中设置绝缘性支撑部17，并且在绝缘性支撑部17上设置与金属薄膜电极15连接的汇流电极16。在该技术中，在把绝缘物供给电子发射元件S之间的凹部并要设置绝缘性支撑部17的情况下，稳定地供给绝缘物的方法便成了问题。
技术实现思路
于是，作为本专利技术要解决的课题，可以举出提供以下装置的布线结构的例子不存在元件之间的断线问题，能够稳定地发射电子的电子发射装置以及使用该装置的摄像装置或显示装置等的电子装置，以及把多个电子发射元件例如呈矩阵状等排列的装置。本专利技术的电子发射装置由多个电子发射元件构成，该多个电子发射元件分别具有靠近基板侧的下部电极和远离上述基板侧的上部电极，其特征在于，在上述电子发射元件之间形成有空间，上述上部电极以通过其桥部横跨上述多个电子发射元件和上述空间的方式延伸。本专利技术的电子发射装置的制造方法是关于如下电子发射装置的制造方法，上述电子发射装置由多个电子发射元件构成，上述多个电子发射元件分别具有靠近基板侧的下部电极以及远离上述基板侧的上部电极，并且从上述上部电极侧发射电子，在上述电子发射元件之间形成有空间，上述上部电极以通过其桥部横跨上述多个电子发射元件和上述空间的方式延伸，其特征在于，该制造方法包括电子发射部形成工序，其为了在基板上构成上述多个电子发射元件，形成层叠有上部电极的材料层的层叠体；桥形成工序，其通过蚀刻，由上述上部电极的材料层形成多个桥部，上述多个桥部沿着应划分多个电子发射元件的线，设有至少一个通孔或缺口部；切削工序，其把上述桥部作为掩模，通过各向异性蚀刻，把露出的上述层叠体的部分一直蚀刻到上述基板及下部电极处或它们的附近；以及分离工序，其把上述桥部作为掩模，通过各向同性蚀刻，对露出的上述层叠体的部分进行蚀刻，并把空间扩大而分离成上述多个电子发射元件。本专利技术的摄像元件的特征在于，由以下部分构成权利要求1～16中的任一项所述的电子发射装置；光电变换膜，其隔着真空空间与上述上部电极大致平行地对置；透光性导电膜，其层叠在上述光电变换膜上；以及透光性前面基板，其保持上述光电变换膜和上述透光性导电膜。本专利技术的显示装置的特征在于，由以下部分构成上述显示装置由以下几个部分构成权利要求1～16中的任一项所述的电子发射装置；以及透光性前面基板，其具有荧光体层和集电极，上述荧光体层隔着真空空间与上述上部电极对置且配置在上述真空空间侧的表面上，上述集电极形成于上述荧光体层上并与上述上部电极对置。附图说明图1和图2为现有电子发射元件的概略放大局部立体图。图3为本专利技术的实施方式的电子发射装置的局部放大剖面图。图4为本专利技术的实施方式的电子发射装置的局部放大立体图。图5为沿着图4的AA线的概略局部放大剖面立体图。图6～图17为本专利技术的实施方式的电子发射装置的制造工序中的元件基板的局部放大立体图。图18为本专利技术的实施方式的电子发射装置的制造工序中的元件基板的局部放大剖面图。图19为表示本专利技术的实施方式的分离了电子供给层的元件和没有分离电子供给层的元件的电流电压特性的曲线图。图20为本专利技术的其他实施方式的电子发射元件中的上部电极的局部放大俯视图。图21和图22为本专利技术的其他实施方式的电子发射元件制造方法中的元件基板的局部放大立体图。图23和图24为本专利技术的其他实施方式的电子发射元件中的上部电极的局部放大俯视图。图25为本专利技术的实施方式的电子发射装置中的电子发射元件的局部放大剖面图。图26为利用了本专利技术的实施方式的电子发射元件的摄像元件的局部分解放大立体图。图27为适用本专利技术的其他实施方式的电子发射元件的平板显示装置的面板部的局部分解放大立体图。具体实施例方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。(电子发射装置)图3表示电子发射装置的一个例子的概略剖面图。电子发射装置由形成于基板10上的多个电子发射元件S构成，各电子发射元件S由在靠近基板侧的下部电极11上依次层叠形成的电子供给层12、绝缘体层13以及上部电极15构成。在电子发射元件中，当对下部电极和上部电极之间施加规定电压时，电子从上部电极侧发射出来。在远离基板侧的上部电极15上设有利用相同材料形成为一体的桥部15a，该桥部15a以架设在存在于相邻电子发射元件之间的空间上的方式，与基板大致平行地延伸。即，上部电极15以通过其桥部15a横跨多个电子发射元件S和元件之间的空间的方式延伸。桥部15a将相邻的电子发射元件S的上部电极15电连接起来，而不会使上部电极15与电子发射元件S侧面以及基板接触。通过架设在空间上的桥部15a，电流路径被缩短，从而进一步降低断线的可能性。在图3所示的示例中，绝缘体层13和上部电极15的层叠体构成桥部15a。桥部的绝缘体层部分具有加固上部电极的效果。只要能够保证桥部的上部电极部的强度，就可以省略绝缘体层13。另外，上部电极15也可以构成多层结构。如图4所示，在电子发射装置中，能够把多个电子发射元件排列成例如矩阵状等。即，利用桥部15a连接的上部电极15和下部电极11，分别为条状电极，并且配置在相互正交的位置上。电子发射元件S配置在条的交点位置上。如图4所示，在空间上的桥部15a的部分上设有多个通孔15b。通孔15b只要具有维持桥部15a自身形状所需的强度，且可维持必要的电阻值，则至少有一个即可。如图5所示，各电子发射元件S由多个岛区域14构成，在该多个岛区域14中，绝缘体层13和上部电极15的膜厚随着靠近电子供给层12逐渐减小。另外，在各电子发射元件S中，至少有一个岛区域14即可。在岛区域14中，随着靠近其中央，绝缘体层13和上部电极15的膜厚逐渐减小。这样，例如岛区域14形成为上部电极15的平坦表面上的凹部。在岛区域14中，上部电极15在绝缘体层13上的边缘部终止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子发射装置，该电子发射装置由多个电子发射元件构成，该多个电子发射元件分别具有靠近基板侧的下部电极和远离上述基板侧的上部电极，并且从上述上部电极侧发射电子，其特征在于，在上述电子发射元件之间形成有空间，上述上部电极以通过其桥部横跨上述多个电子发射元件和上述空间的方式延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-3-30 097469/20041.一种电子发射装置，该电子发射装置由多个电子发射元件构成，该多个电子发射元件分别具有靠近基板侧的下部电极和远离上述基板侧的上部电极，并且从上述上部电极侧发射电子，其特征在于，在上述电子发射元件之间形成有空间，上述上部电极以通过其桥部横跨上述多个电子发射元件和上述空间的方式延伸。2.根据权利要求1所述的电子发射装置，其特征在于，在上述桥部上，设有至少一个通孔或缺口部。3.根据权利要求2所述的电子发射装置，其特征在于，上述通孔或缺口部具有圆形、矩形、菱形、桶形、星形或小鼓形，或者构成这些形状的一部分形状。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，上述桥部以大致平行于上述基板的方式伸长。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，上述下部电极与通过上述桥部连接起来的上述上部电极分别是条状电极且排列在相互正交的位置上。6.根据权利要求1～4中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，上述上部电极以通过其桥部横跨上述多个电子发射元件和上述空间的方式延伸，电子发射元件并不限定于列方向或行方向，上述下部电极按照每个电子发射元件独立分离。7.根据权利要求5或6所述的电子发射装置，其特征在于，上述电子发射元件具有电子供给层，该电子供给层由层叠在上述下部电极和上述上部电极之间的绝缘体层和半导体构成，当对上述下部电极和上述上部电极间施加电压时，电子从上述上部电极侧发射。8.根据权利要求7所述的电子发射装置，其特征在于，上述桥部包括与邻接的上述电子发射元件的上述绝缘体层成为一体的上述绝缘体层的材料部分。9.根据权利要求1～8中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，上述电子供给层利用由硅、或以硅为主要成分的混合物或其化合物构成的非晶相构成。10.根据权利要求1～9中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，该电子发射装置具有至少由一个岛区域构成的电子发射部，在上述岛区域中，上述绝缘体层和上述上部电极的膜厚随着靠近上述电子供给层而逐渐减小。11.根据权利要求10所述的电子发射装置，其特征在于，上述岛区域中的上述上部电极在上述绝缘体层上终止。12.根据权利要求10或11所述的电子发射装置，其特征在于，上述岛区域中的上述绝缘体层在上述电子供给层上终止。13.根据权利要求10～12中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，上述岛区域是在上述上部电极的平坦表面上的凹部。14.根据权利要求10～13中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，上述绝缘体层由电介质构成，而且在上述岛区域以外具有50nm以上的膜厚。15.根据权利要求10～14中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，在上述岛区域中，具有电绝缘性的遮挡体。16.根据权利要求10～15中的任一项所述的电子发射装置，其特征在于，在上述岛区域的上部、下部或内部，设有由碳、或以碳为成分的混合物、或碳化合物构成的碳区域。17.一种电子发射装置的制造方法，上述电子发射装置由多个电子发射元件构成，上述多个电子发射元件分别具有靠近基板侧的下部电极以及远离上述基板侧的上部电极，并且从上述上部电极侧发射电子，在上述发射元件之间形成有空间，上述上部电极以通过其桥部横跨上述多个电子发射元件和上述空间的方式延伸，其特征在于，该制造方法包括电子发射部形成工序，其为了在基板上构成上述多个电子发射元件，形成层叠有上部电极的材料层的层叠体；桥形成工序，其通过蚀刻，由上述上部电极的材料层形成多个桥部，上述多个桥部沿着应划分多个电子发射元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒村一到，麻生三郎，埴原甲二，根岸伸安，中田智成，吉川高正，
申请(专利权)人：先锋株式会社，日本先锋微电子技术公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]