电子发射器件以及电子源和利用这种器件的成象装置制造方法及图纸

一种电子发射器件，包括一对电极和一个在其之间的具有电子发射区的导电薄膜，所述导电薄膜在电子发射区被涂敷一附加的膜，提供一范围在５００Ω－１００ＫΩ的附加的电阻值。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与电子发射器件有关，更具体地说，它涉及一种具有稳定的发射电流的电子发射器件，以及一种电子源，和利用这样的电子发射器件的成象装置。已经知道二种类型的电子发射器件；热离子类型和冷阴极类型。在这些当中，冷阴极类型指包括场发射型器件(在下文称为FE型)器件，金属/绝缘层/金属型(在下文称为MIM型)电子发射器件和表面导电电子发射器件。FE型的例子包括在W.P.Dyke & W.W.Dolan，“场发射”电子物理学进展，8，89(1956)和C.A Spindt，“具有分子核的薄膜场发射阴极的物理特性”，J.Appl.Phys.，47，5248(1976)。MIM器件的例子在下列文章中有所披露，C.A。Mead，隧道发射器件的操作，J.Appl.Phys.，32，646(1961)。表面导电电子发射器件的例子包括M.I.Elinson在射频工程.电子物理10，1290(1965)中建议的例子。表面导电电子发射器件是通过利用强迫电流与在一个基片上形成的一个小的薄膜的膜表面平行流动而从薄膜发射出电子的现象实现的。Elinson建议运用SnO2薄膜用于该类型的器件，运用金薄膜在G.Dittmer的＂固体薄膜＂9，317(1972)中被建议。而In2O3/SnO2和碳薄膜的运用在M.Hartwell和C.G.Fonstad的＂IEEETrans.ED conf.＂519(1975)和H.Arakiet等人的＂真空＂Vol.26，No.1，p.22(1983)中分别被讨论。附图中的图23示意性地示出了由M.Hartwell建议的一个典型的表面导电电子发射器件的示意图。在图23中，标号201表示一个基片。标号202表示一个通过溅射通过产生H-形的金属氧化物薄膜正常地制备的导电薄膜，当它的一部分经历称为＂加能形成＂的电流传导处理的时侯，该部分最后被制成电子发射区203，＂加能形成＂将在下文叙述。在图23中，安排在一对器件电极之间的窄的膜的长度G为0.5到1mm，宽度W’为0.1mm。按照惯例，电子发射区203是在一个表面导电电子发射器件上通过将器件的导电薄膜202进行初步的处理来形成的，这称为＂加能形成＂。在加能形成过程中，一个恒定的DC电压或者一个典型地按1V/分的比率慢慢地上升的上升DC电压被加到导电薄膜202的给定端，部分地破坏，变形或者转变该膜，并产生一个电子发射区203，它具有高度的电阻性的。因而，电子发射区203是导电薄膜202一部分，它典型地包括一个缝隙，或多个缝隙，使得电子可以从该缝隙发出。注意，一旦经历加能形成过程，无论什么时候一个适当的电压被加到导电薄膜202使电流流过该器件，表面导电电子发射器件就会从它的电子发射区203发射出电子。日本专利申请延迟公开No.6-141670公开了一个表面导电电子发射器件的另一个构造。它包括一对相对地放置的导电材料的器件电极和连接器件电极的另一种导电材料的薄膜。电子发射区被产生在导电薄膜中，当后者经受加能形成时。图2A和2B示意性地示出了一个典型的已知的表面导电电子发射器件，(虽然它的构造也适用于将在后面叙述的按照专利技术的电子发射器件)。利用这种电子发射器件，通过让它经受到一个称为＂活化＂的处理过程，从器件发出的电子束的强度能显著地被改善。为了进行活化过程，器件被放置在一个真空设备中，一个脉冲电压被加在器件电极之间直到碳或者碳化合物从真空中存在的一微量的有机物质中被产生为止，并淀积在电子发射区附近，改进器件的电子发射性能。这种器件优于M.Hartwell建议的器件，因为包括上述专利技术的器件的电子发射区的导电薄膜能独立地被制备，以便材料可以被再产生地经受加能形成，例如像由精细微粒组成的导电薄膜。当需要生产大量的电子发射均匀的表面导电电子发射器件时，该特征提供一个特别优越性。但是，在目前的工艺情况下，表面导电电子发射器件的发射电流Ie不能令人满意地控制以便不显示出任何不允许的波动。换言之，从一个表面导电电子发射器件发出的电子束的强度在不停地波动，在上述的另一个结构的表面导电电子发射器件中，在通过下述的在下文的稳定化处理以后，平均发射电流<Ie>与偏差的比值是大约10％。明显地，该比值应尽可能地小，以便精确地控制从一个表面导电电子发射器件发出的电子束的强度，因为这样的可精确地控制的器件将有一个广阔的应用范围。一个表面导电电子发射器件的电子发射性能可显示出一种存储效应，即根据已经施加到器件的最高的电压，其性能是不可反向地改变的。在发射电流Ie中的波动可伴随在施加到器件的电子发射区的有效的电压中的波动而发生，由此，当一个高电压被加到表面导电电子发射器件时，它的电子发射性能可被改变，结果，如果在一个时间过程中该高电压被重复的话，在该有效的电压中的这样的波动逐步劣化。在发射电流Ie中的这种的波动的产生导致电子发射性能的下降，包括(1)，由于保持在真空中的气体分子的吸附和解吸到电子发射区造成的在工作功能方面的变化，(2)由于离子轰击造成的电子发射区的变形，(3)电子发射区的原子的扩散和运动。用来抑制在发射电流Ie中的这种波动和表面导电电子发射器件的电子发射性能的下降的技术已经被建议，包括运用一个串联到器件的外部的电阻器。但是对于设置有多个电子发射器件的电子源，运用串联到器件的外部的电阻器不能充足地也不令人满意地抑制在各个电子发射器件中的发射电流Ie中的波动。对技术的一种改进是运用多个电阻器分别连接到电子源的电子发射器件。但是，困难是很难均衡多个电阻的电阻值，并且使用不均衡的电阻值的电阻会加大存在于具体电子发射器件性能中的偏差。另外，一旦电阻器被连接到电子发射器件，前者必需要经受加能形成处理，而后者阻碍用于优选加能形成的任何努力。鉴于以上所述问题，因此，需要一种具有可以在加能形成操作之后形成的相应的适当的电阻器的电子发射器件，以及一种生产这种器件的方法。因此，本专利技术的一个目的是提供一种减少在发射电流中的波动的电子发射器件。本专利技术的另一个目的是提供一种减少电子发射性能劣化趋势的电子发射器件。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电子发射器件，包括一对器件电极和在其之间的有电子发射区的导电薄膜，所述导电薄膜在电子发射区涂有一附加的涂层，提供一个附加的在500欧姆-100千欧范围内的电阻。按照本专利技术的另一个方面，提供了在基片上安排了多个作为连接布线的电子发射器件的电子源，其中，所述电子发射器件为上面所述的那些电子发射器件。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种成象装置，包括在基片上安排了多个作为连接布线的电子发射器件的电子源和成象部件，用来根据从所述电子源发射的电子的辐射产生图象，其中所述电子发射器件如下所述。附图说明图1A到1H为根据本专利技术的表面导电电子发射器件的截面的侧视图，显示了一个或多个附加的薄膜的可能的不同的结构。图2A是一个根据本专利技术的平面类型的表面导电电子发射器件的一个示意平面图。图2B是图2A的器件的一个示意的截面侧视图。图3是根据本专利技术的阶梯型表面导电电子发射器件的截面侧视图。图4A到4C是根据本专利技术的表面导电电子发射器件的截面侧视图，显示了不同的制造步骤。图5A和5B是显示了根据本专利技术的电子发射器件的制造过程中可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子发射器件，包括一对电极和一个在其之间的具有电子发射区的导电薄膜，所述导电薄膜在电子发射区被涂敷一附加的膜，提供一范围在５００Ω－１００ＫΩ的附加的电阻值。

【技术特征摘要】
JP 1996-1-26 031214/96;JP 1995-1-31 32800/951.一种电子发射器件，包括一对电极和一个在其之间的具有电子发射区的导电薄膜，所述导电薄膜在电子发射区被涂敷一附加的膜，提供一范围在500Ω-100KΩ的附加的电阻值。2.根据权利要求1的电子发射器件，其中上述的附加的膜控制在上述的器件电极之间流动的电流。3.根据权利要求1的电子发射器件，其中上述的附加的膜包含一个半导体物质。4.根据权利要求1的电子发射器件，其中上述的附加的膜包含一个金属氧化物。5.根据权利要求1-4的任何的电子发射器件，上述的导电薄膜在电子发射区上进一步被提供有另一个包含碳或碳化合物的附加的膜。6.根据权利要求1-4的任何的电子发射器件，上述的导电薄膜在电...

【专利技术属性】
技术研发人员：塚本健夫，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]