本发明专利技术的技术问题是提供一种即使设置聚焦电极层、栅电极层以及聚焦电极层也不会借助碳层而导通的面发射型电子发射元件以及具有该电子发射元件的摄像装置。作为解决上述技术问题的手段，电子发射元件具有：从面发射部发射电子的电子发射层；聚焦电极层，其隔着第1绝缘体层成膜在电子发射层的表面，使发射出的电子聚焦；栅电极层，其隔着第2绝缘体层，成膜在聚焦电极层的表面；发射凹部，其贯通栅电极层、第2绝缘体层、聚焦电极层以及所述第1绝缘体层，在面发射部的表面开口成凹状；碳层，其成膜在从栅电极层的表面到发射凹部的内周面的范围内；以及部分绝缘部，其使聚焦电极层与碳层绝缘。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种电子发射元件以及具有该电子发射元件的摄像装置，该电子发射元件具有使从面发射部发射出的电子聚焦的聚焦电扱。
技术介绍
近年来，关于不对阴极(阴极电极)加热而通过使用电场使电子发射的技术，提出了所谓的面发射型电子发射元件(參照专利文献1)，该面发射型电子发射元件具有层叠在电子发射层上的绝缘层以及贯通栅电极层的开ロ(发射凹部)以及层叠在栅电极层上以及开ロ的内周面的碳层，通过向栅电极层施加电压，使得从在开ロ的底部露出的电子发射层发射出电子。在先技术文献专利文献专利文献I国际公开2007-114103号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题不过，在安装时，在组装到摄像装置中的情况下，电子发射元件与具有阳极和光电转换层的基板隔着真空空间相对配置，发射出的电子与光电转换层的空穴结合，此时的电流被检测为视频信号。此时，为了使发射的电子高效率地与光电转换层的空穴碰撞，需要使电子束聚焦在光电转换层的正面。因此，在上述的面发射型电子发射元件中，为了抑制发射出的电子的轨道(电子束)宽度，考虑设置聚焦电极层，通过施加与栅电极层不同电位的电压，使电子进行电场聚焦。然而，如果像这样做，则会由于在制造エ序的最后成膜在发射凹部的内周面的碳层，栅电极层与聚焦电极层导通。由此，可以预料到存在栅电极层与聚焦电极层成为同电位，无法使两者间产生足够的电位差，从而无法使电子聚焦的问题。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种即使设置聚焦电极层、栅电极层以及聚焦电极层也不会借助碳层而导通的面发射型电子发射元件以及具有该电子发射元件的摄像装置。解决问题的手段本专利技术的电子发射元件的特征在于，其具有电子发射层，其从面发射部发射电子；聚焦电极层，其隔着第I绝缘体层成膜在电子发射层的表面，使发射出的电子聚焦；栅电极层，其隔着第2绝缘体层成膜在聚焦电极层的表面；发射凹部，其贯通栅电极层、第2绝缘体层、聚焦电极层以及第I绝缘体层，在面发射部的表面开ロ成凹状；碳层，其从栅电极层的表面一直成膜到发射凹部的内周面；以及部分绝缘部，其使聚焦电极层与碳层绝缘。 本专利技术的另ー电子发射元件的特征在于，其具有电子发射层，其从面发射部发射电子；栅电极层，其隔着第I绝缘体层成膜在电子发射层的表面；聚焦电极层，其隔着第2绝缘体层成膜在栅电极层的表面，使发射出的电子聚焦；第3绝缘体层，其层叠在聚焦电极层的表面；发射凹部，其贯通第3绝缘体层、聚焦电极层、第2绝缘体层、栅电极层以及第I绝缘体层，在面发射部的表面开ロ成凹状；碳层，其从第3绝缘体层的表面一直成膜到发射凹部的内周面；以及部分绝缘部，其使聚焦电极层与碳层绝缘。根据上述结构，通过使聚焦电极层与碳层绝缘的部分绝缘部，使得聚焦电极层和栅电极层不能借助于碳层而导通，所以能够向聚焦电极层施加与栅电极层不同电位的电压，从而能够使从面发射部发射的电子(电子束)高效地聚焦。另外，尤其优选栅电极层以及聚焦电极层由钨(W)构成，除此之外，也可以由Si、Al、Ti、TiN、Cu、Ag、Cr、Au、Pt、C 等金属构成。在该情况下，优选部分绝缘部至少由设于碳层和栅电极层之间的侧壁、设于碳层和第2绝缘体层之间的侧壁、设于碳层和聚焦电极层之间的侧壁、以及设于碳层和第I绝缘体层之间的侧壁中的、设于碳层和聚焦电极层之间的侧壁构成。 在该情况下，优选部分绝缘部至少由设于碳层和第3绝缘体层之间的侧壁、设于碳层和聚焦电极层之间的侧壁、设于碳层和第2绝缘体层之间的侧壁、设于碳层和栅电极层之间的侧壁、以及设于碳层和第I绝缘体层之间的侧壁中的、设于碳层和聚焦电极层之间的侧壁构成。根据上述结构，能够通过发射凹部的形状或者成膜/刻蚀エ序来选择侧壁的形成部位。另外，由于不仅在碳层与聚焦电极层之间形成侧壁，而且在碳层与其他层之间也形成侧壁，所以不需要复杂的成膜/刻蚀エ序，就能够容易地形成使碳层与聚焦电极层绝缘的部分绝缘部。该情况下，优选侧壁的膜厚(膜宽)形成为与第2绝缘体层的绝缘性能大致相同的厚度。根据上述结构，与对栅电极层绝缘的情况ー样，聚焦电极层也能够与碳层具有充分的绝缘，从而能够避免由于从第2绝缘体层的漏电流(泄漏)而导致的损害侧壁设置意义的情況。由此，能够使聚焦电极层和栅电极层之间适当地绝缘。另外，在采用相同的绝缘性材料构成侧壁和第2绝缘体层的情况下，优选侧壁的膜厚(膜宽)与第2绝缘体层的膜厚为相同厚度。另外，在这些情况下，优选电子发射层由非晶硅构成，部分绝缘部由氧化物或氮化物构成。根据上述结构，部分绝缘部能够促进电子发射层的氧化，提高面发射部的电子发射性能。另外，对于构成部分绝缘部的氧化物，氧化硅(SiOx)特别有效，其他如W0X、AlOx,TiOx、CuOx> AgOx> CrOx> MgOx等金属氧化物，MgA1204、BaTiO3等金属复合氧化物也可以。另外，在这些情况下，优先以使得聚焦电极层的电位低于所述栅电极层的电位的方式分别施加电压。根据上述结构，由于能够以比栅电极层低的电压使聚焦电极层发挥功能，所以能够实现从整体上以低电压使电子发射的电子发射兀件。另外，在这些情况下，聚焦电极层的电位也可以为负电位。根据上述结构，由于能够将栅电极层与聚焦电极层的电位差取得较大，所以即使整体而言施加电压低，也能够充分提高聚焦电极的聚焦效果。另外，在这些情况下，优选发射凹部形成为向电子发射方向扩展。根据上述结构，位于发射凹部的上部的各电极层以及各绝缘体层的层端不会对发射出的电子的轨道构成妨碍(电子束的衰减)，由此，能够高效率地发射电子。本专利技术的摄像装置的特征在于，其具有电子发射基板部，其具有阴极以及上述的电子发射元件；以及受光基板部，其与电子发射基板部对面设置，具有光电转换层以及阳极，在该受光基板部与电子发射基板部之间存在真空空间。根据上述结构，能够高效率地将发射出的电子聚焦在光电转换层的正面上，还能够提供检测精度高且省电型的摄像装置。附图说明图1是第I实施方式的电子发射元件的发射凹部周边的放大截面图。图2是示出第I实施方式的电子发射元件的发射凹部的形成工序的图。图3是示出第I实施方式的电子发射元件的发射凹部的形成工序的图。图4是示出第I实施方式的电子发射元件的发射凹部的形成工序的图。图5是示出第I实施方式的电子发射元件的发射凹部的第I变形例的放大截面图。图6是示出第I实施方式的电子发射元件的发射凹部的第2变形例的放大截面图。图7是示出第I实施方式的摄像装置的结构的示意截面图。图8是第2实施方式的电子发射元件的发射凹部周边的放大截面图。图9是示出第2实施方式的电子发射元件的发射凹部的第I变形例的放大截面图。图10是示出第2实施方式的电子发射元件的发射凹部的第2变形例的放大截面图。具体实施例方式以下，参照附图，对本专利技术的一个实施方式的电子发射元件以及具有该电子发射元件的摄像装置进行说明。该电子发射元件是具有冷阴极型电子源的所谓的面发射型电子发射元件，另外，摄像装置构成为，使以矩阵状配置了多个该电子发射元件而得到的电子发射元件阵列与光电转换膜相对，且与该光电转换膜之间存在真空空间。〈第I实施方式〉如图I所示，电子发射元件I具有阴极电极层2 ;层叠在阴极电极层2上的由非晶硅(a-Si)构成的电子发射层3 ;以及形成在电子发射层3上的由多个电极本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子发射兀件，其特征在于，该电子发射兀件具有 电子发射层，其从面发射部发射电子； 聚焦电极层，其隔着第I绝缘体层成膜在所述电子发射层的表面，使发射出的电子聚焦； 栅电极层，其隔着第2绝缘体层成膜在所述聚焦电极层的表面； 发射凹部，其贯通所述栅电极层、所述第2绝缘体层、所述聚焦电极层以及所述第I绝缘体层，在所述面发射部的表面开ロ成凹状； 碳层，其从所述栅电极层的表面一直成膜到所述发射凹部的内周面；以及 部分绝缘部，其使所述聚焦电极层与所述碳层绝缘。2.—种电子发射兀件，其特征在于，该电子发射兀件具有 电子发射层，其从面发射部发射电子； 栅电极层，其隔着第I绝缘体层成膜在所述电子发射层的表面； 聚焦电极层，其隔着第2绝缘体层成膜在所述栅电极层的表面，使发射出的电子聚焦； 第3绝缘体层，其层叠在所述聚焦电极层的表面； 发射凹部，其贯通所述第3绝缘体层、所述聚焦电极层、所述第2绝缘体层、所述栅电极层以及所述第I绝缘体层，在所述面发射部的表面开ロ成凹状； 碳层，其从所述第3绝缘体层的表面一直成膜到所述发射凹部的内周面；以及 部分绝缘部，其使所述聚焦电极层与所述碳层绝缘。3.根据权利要求I所述的电子发射元件，其特征在干， 所述部分绝缘部至少由设于所述碳层和所述栅电极层之间的侧壁、设于所述碳层和所述第2绝缘体层之间的侧壁、设于所述碳层和所述聚焦电极层之间的侧壁、以及设于所述碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉成正树，
申请(专利权)人：日本先锋公司，日本先锋微电子技术公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。