專利名稱：場致發(fā)射型電子源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及場致發(fā)射型電子源，更具體地是涉及通稱為冷陰板的場致發(fā)射型電子源的改進。
把高達10°(v/m)的電場施加于金屬材料的表面或者半導(dǎo)體材料的表面會導(dǎo)致隧道效應(yīng)，這可使電子穿過勢壘，從而即便在常溫下也可在真空中形成電子放電。這被稱為“場效發(fā)射”，基于此原理來發(fā)射電子而構(gòu)成的陰極被稱為“場致發(fā)射陰極”(以下也稱為“FEC”)。
近來半導(dǎo)體制造技術(shù)的顯著進展可形成小至微米級的FEC。眾所周知，Spindl型FEC是這種場致發(fā)射陰極的一個典型例子。采用半導(dǎo)體精細加工技術(shù)來制造Spindl型FEC，可使每個錐狀發(fā)射極或發(fā)射極錐體與柵電極之間的距離為亞微米級或小于微米級，以至于在發(fā)射極錐體與柵電極之間施加數(shù)十伏的電壓可導(dǎo)致發(fā)射極錐體發(fā)射電子。
而且，可把各發(fā)射極錐體之間的間距設(shè)置為5至10微米，以便在單一基片布置數(shù)萬至數(shù)十萬個FEC。
因此，制造表面發(fā)射型FEC是可行的，并且推薦采用FEC作為場致發(fā)射型電子源，用于熒光顯示器件、CRT、電子顯微鏡、電子束設(shè)備等。
現(xiàn)在，將參考圖25(a)和25(b)，對用作場致發(fā)射型電子源的這種FEC進行說明，其中圖25(a)是FEC的平面圖，圖25(b)是沿圖25(a)的線G-G的剖面圖。
如圖25(a)所示，陰極布線102構(gòu)成格柵狀圖形，遍及格柵狀陰極布線102之上形成電阻層103。電阻層103形成于由陰極布線102所確定的每格柵所圍繞的具有各個發(fā)射極錐體106的部位上。而且，圖25(a)所示的場致發(fā)射型電子源包含柵電極105，并布置成以構(gòu)成該電子源的上表面部分。柵電極105形成有多個基本呈圓形的通孔或開口。發(fā)射極錐體106分別置于各開口中。
如圖25(b)所見，格柵狀陰極布線102形成于絕緣基片101上，其上形成有電阻層103，以便覆蓋整個基片101。電阻層103之上依次形成有絕緣層104和柵電極105。上述開口穿過柵電極106和絕緣層104而形成，發(fā)射極錐體106設(shè)置于該開口中。
以下，將說明為什么把電阻層103布置在發(fā)射極錐體106與陰極布線102之間。
FEC一般按以下方式構(gòu)成，每個發(fā)射極錐體的末端與柵極之間的距離被設(shè)置得小至亞微米，在單一基片上布置數(shù)萬至數(shù)十萬個發(fā)射極錐體，結(jié)果由于在FEC的生產(chǎn)期間所帶入的灰塵等，而使得發(fā)射極錐體與柵極之間常常發(fā)生短路。即使短路僅是由于一個發(fā)射極錐體所引起的，也會使陰極與柵極之間發(fā)生短路，以至于施加電壓時，損壞會波及所有的發(fā)射極錐體。因此，F(xiàn)EC失去作為場致發(fā)射型電子源的功能。
此外，傳統(tǒng)的場致發(fā)射型電子源常常引發(fā)局部放氣，使得在發(fā)射極錐體與柵極或陰極之間常常發(fā)生放電。這導(dǎo)致大電流流過陰極，導(dǎo)致陰極被擊穿。
在多個發(fā)射極錐體中，一些發(fā)射極錐體與其余的相比，往往易于發(fā)射電子，以至于由這些發(fā)射極錐體聚集地發(fā)射的電子導(dǎo)致在圖象平面上形成異常亮點。
為了解決上述問題，如圖25(a)和25(b)所示，電阻層103布置在陰極布線102與發(fā)射極錐體106之間，以至于當(dāng)一個發(fā)射極錐體106由于形狀不均勻而開始發(fā)射過量的電子時，電阻層就會在柵電極105與陰極布線102之間產(chǎn)生電壓降，依據(jù)放電電流，此電壓降會引起施加于過量發(fā)射電子的發(fā)射極錐體的電壓減小，以至于由此的電子發(fā)射被抑制，使得每個發(fā)射極錐體均勻地或穩(wěn)定地發(fā)射電子。這就避免了陰極布線102斷線。
因此，設(shè)置電阻層103提高了制造FEC的成品率，并保證FEC的穩(wěn)定運行。
然而，當(dāng)圖25(a)和25(b)的FEC的構(gòu)成使被每個陰極布線102格柵所圍繞或限定的區(qū)域的面積增加，并使發(fā)射極錐體106的布置遍及該區(qū)域上時，陰極布線102與每個發(fā)射極錐體106之間的電阻值是隨陰極布線102與發(fā)射極錐體106之間的距離而變化的。更具體地說，靠近陰極布線102設(shè)置的每個發(fā)射極錐體106呈降低的陰值，靠近該區(qū)域中央部位設(shè)置的每個發(fā)射極錐體106，其阻值隨該發(fā)射極錐體與區(qū)域中央部位的間距的減小而增大。由此導(dǎo)致靠近陰極布線102的邊緣設(shè)置的發(fā)射極錐體所發(fā)射的電子保持在高水平，而靠近該區(qū)域中央部位設(shè)置的發(fā)射極錐體所發(fā)射的電子，則隨著發(fā)射極錐體與中央部位間的間距減小而減少。
針對這些問題，如圖25(a)和25(b)所示，傳統(tǒng)的FEC按如下方式構(gòu)成，即在使發(fā)射極錐體與陰極布線102的外緣保持一定的距離的情況下，完成發(fā)射極錐體在由每個格柵所限定的區(qū)域中的布置，由此使格柵狀陰極布線102與每個發(fā)射極錐體之間的電阻值的離散降低到可忽略不計的程度，從而提高各發(fā)射極錐體的電子發(fā)射的均勻性。遺憾的是，這種結(jié)構(gòu)無法在陰極布線外緣與距離該外緣為L距離處之間的區(qū)域內(nèi)布置發(fā)射極錐體，從而降低了發(fā)射極錐體的封裝密度，或者降低了發(fā)射極錐體在該區(qū)域的裝配密度。
而且，為了使陰極布線與每個發(fā)射極錐體之間的電阻值均勻，應(yīng)考慮把陰極布線劃分到這樣一種程度，即足以使大約4個這種發(fā)射極錐體被安置在每個格柵狀陰極布線所限定的格柵內(nèi)。但是，這導(dǎo)致發(fā)射極錐體的封裝密度降低。
此外，每個發(fā)射極錐體106相對于格柵狀陰極布線102的位置會影響發(fā)射極錐體的電阻值。以至于隨FEC制造期間所達到的發(fā)射極錐體的對準(zhǔn)精度，而引起電阻值變化。因此，為了使發(fā)射極錐體106相對于陰極布線高精度地設(shè)置，必須精確地進行掩模對準(zhǔn)，從而導(dǎo)致FEC的制造麻煩與困難。
此外，除了如圖25(a)和25(b)所示的結(jié)構(gòu)之外，傳統(tǒng)的FEC還可以這樣構(gòu)成，在條狀的而不是格柵狀的陰極布線上形成電阻層，以使完全覆蓋陰極布線，接著在如此形成于陰極布線上的電阻層上設(shè)置發(fā)射極錐體，如已有技術(shù)所公知那樣。遺憾的是，這種結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致發(fā)射極錐體的電阻值隨電阻層膜厚的均勻度而變化，從而未能使發(fā)射極錐體的電子發(fā)射均勻。而且，電阻值的確定取決于電阻層的厚度。該厚度被限制在一預(yù)定范圍內(nèi)，以致難以提供具有大電流容量的FEC以及使其呈現(xiàn)高阻值，從而削弱了電阻層的優(yōu)點。
針對已有技術(shù)的上述缺點，完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種場致發(fā)射型電子源，能使陰極布線與每個發(fā)射極錐體之間的電阻值基本上保持恒定，并能提高發(fā)射極錐體的封裝密度。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種場致發(fā)射型電子源。該場效發(fā)射型電子源包括各含有一個區(qū)的多個陰極布線，與每個陰極布線對應(yīng)設(shè)置的電阻層，以及通過電阻層與每個陰極布線連接的發(fā)射極。使陰極布線與發(fā)射線之間連接，以使其間的電阻值基本上保持恒定。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，電子源還包含多個位于陰極布線區(qū)內(nèi)并與陰極布線分隔開的陰極導(dǎo)體，其中陰極布線與陰極導(dǎo)體通過電阻層相互電連接，發(fā)射極制成錐狀，且直接或通過電阻層設(shè)置在陰極導(dǎo)體上。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在陰極布線區(qū)內(nèi)設(shè)置有無導(dǎo)體窗口，在其中設(shè)置電阻值不同的電阻層。而且，在電阻層上設(shè)置多個發(fā)射極錐體。如此構(gòu)成電阻層，使得靠近陰極布線部位的電阻層的電阻值得以降低。
因此，本發(fā)明可使陰極布線與每個發(fā)射極錐體之間的電阻值設(shè)定為基本相同的水平，并提高發(fā)射極錐體的封裝密度。
結(jié)合附圖，并通過以下詳細說明，會容易地了解本發(fā)明的這些及其它目的以及附帶的優(yōu)點。


圖1是表示裝于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第一實施例的陰極電極的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第一實施例的剖面圖，其中安裝了圖1所示的陰極電極。
圖3是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第二實施例的剖面圖。
圖4是表示圖3的場致發(fā)射型電子源的改進的剖面圖。
圖5(a)和5(b)均是表示島狀陰極導(dǎo)體的尺寸實例的示意圖。
圖6是表示島狀陰極導(dǎo)體的尺寸另一實例的示意圖。
圖7是表示裝于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源的陰極電極另一實例的透視圖。
圖8是表示裝于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源的陰極電極又一實例的透視圖。
圖9是表示裝于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源的第三實施例的陰極電極的透視圖。
圖10是圖9所示陰極電極的平面圖。
圖11是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源的第三實施例的剖面圖，在其中裝設(shè)了圖9和10所示的陰極電極。
圖12是圖11的場致發(fā)射型電子源的等效電路圖。
圖13是表示用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第四實施例的陰極電極的平面圖。
圖14是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第四實施例的剖面圖，在其中裝設(shè)了圖13所示的陰極電極。
圖15是表示用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第五實施例的陰極電極的平面圖。
圖16是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第五實施例的剖面圖，在其中裝設(shè)了圖15的陰極電極。
圖17是表示裝設(shè)于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第六實施例的陰極電極的平面圖。
圖18是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第六實施例的剖面圖，在其中裝設(shè)了圖17所示的陰極電極。
圖19是表示用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源的第七實施例的陰極電極的平面圖。
圖20是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第七實施例的剖面圖，其中裝設(shè)了圖19所示的陰極電極。
圖21是表示圖20的改進的場致發(fā)射型電子源的剖面圖。
圖22是表示用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源的第八實施例的陰極電極的平面圖。
圖23是表示本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第八實施例的剖面圖，在其中安裝了圖22所示的陰極電極。
圖24是表示圖23的改進的場致發(fā)射型電子源的剖面圖。
圖25(a)是表示傳統(tǒng)的場致發(fā)射型電子源的平面圖。
圖25(b)是沿圖25(a)中G-G線的剖面圖。
以下參考圖1至24說明根據(jù)本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源。
參見圖1和2，說明本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源的第一實施例。所示實施例的場致發(fā)射型電子源包括如圖1所示那樣構(gòu)成的陰極電極，它含有多個相互并置并且每個均限定一個區(qū)的條狀陰極布線2，圖1中，為清晰起見，僅展示了一個這種陰極布線2。陰極布線2設(shè)置有多個島形陰極導(dǎo)體7。每個陰極導(dǎo)體7均設(shè)置有圍繞該陰極導(dǎo)體7的無導(dǎo)體區(qū)8，以使其通過無導(dǎo)體區(qū)8與陰極布線分隔開?？梢酝ㄟ^對布線導(dǎo)體2進行刻除來形成無導(dǎo)體區(qū)8。所示實施例的場致發(fā)射型電子源還包括在島狀陰極導(dǎo)體7和陰極布線2上設(shè)置的電阻層3，以使陰極導(dǎo)體7和陰極布線2通過電阻層3相互電連接。在電阻層3上對應(yīng)于島狀陰極導(dǎo)體7的部位上設(shè)置有起電子發(fā)射源作用的發(fā)射極錐體6。
現(xiàn)在參照圖2說明發(fā)射極錐體6。
如圖2所示，在絕緣基片1上，按預(yù)定圖案形成由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電膜制成的陰極布線2和島狀陰極導(dǎo)體7。設(shè)置于島狀陰極導(dǎo)體7和陰極布線2之上的電阻層3由非晶硅等制成，并且遍及陰極布線2的區(qū)域之上。然后，在電阻層3之上依次形成二氧化硅(SiO2)等制成的絕緣層4和Nb、Mo、Al、WSi2等制成的柵電極5。在柵電極5和絕緣層4上形成兩者共有的通孔，其中分別設(shè)置Mo制成的多個發(fā)射極錐體6。柵電極5是按條狀方式設(shè)置，從而形成與陰極布線2配合的陣列。
在所說明的實施例中，對應(yīng)于每一個島狀陰極導(dǎo)體，設(shè)置四行發(fā)射極錐體6，由此構(gòu)成每個集合單元。圖2中，在每個島狀陰極導(dǎo)體7上，設(shè)置構(gòu)成這樣一個集合單元的發(fā)射極錐體6。因此，可使靠近和遠離陰極布線2設(shè)置的發(fā)射極錐體6具有基本上保持均勻的電阻值，這是由于使無導(dǎo)體區(qū)8形成均勻的寬度，而且電阻層3形成均勻的厚度的緣故。
參見圖3，裝有陰極電極的本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第二實施例與其內(nèi)裝的陰極電極一起展示于圖中。第二實施例的場致發(fā)射型電子源是這樣構(gòu)成的，包括陰極布線2和島狀陰極導(dǎo)體7在內(nèi)的導(dǎo)電部分和電阻層3的位置與上述第一實施例的方式正好相反。
在絕緣基片1上形成的電阻層3被定位于陰極布線2的區(qū)域之內(nèi)。然后，在電阻層3上設(shè)置陰極布線2和島狀陰極導(dǎo)體7。而且，該場致發(fā)射型電子源包括SiO2制成的絕緣層4和Nb、Mo、Al、WSi2等制成的柵電極5，并依次形成于陰極布線2和島狀陰極導(dǎo)體7兩者之上。在柵電極5和絕緣層4形成兩者共用的通孔或開口，Mo制成的各發(fā)射極錐體6分別設(shè)置于各通孔或開口之內(nèi)。
第二實施例的場致發(fā)射型電子源可按如下方式改進，僅將陰極布線2布置在絕緣基片1上，并在整個陰極布線2上形成電阻層3，隨后在電阻層3上布置島狀陰極導(dǎo)體7。按上述第二實施例的方式，在島狀陰極導(dǎo)體7上設(shè)置發(fā)射極錐體6、絕緣層4和柵電極5。
上述另一實施例可按圖4所示方式改進。更具體地，改進的場致發(fā)射型電子源按如下方式構(gòu)成，在島狀陰極導(dǎo)體7與陰極布線2之間設(shè)置發(fā)射極錐體6。這種結(jié)構(gòu)可使最靠近陰極布線2的發(fā)射極錐體6的電阻值實質(zhì)上由處于陰極布線2與發(fā)射極錐體6之間的那部分電阻層3的長度所決定，而其余的發(fā)射極錐體6的電阻值則實質(zhì)上根據(jù)處在陰極布線2與島狀陰極導(dǎo)體7之間的那部分電阻層3的長度以及限定著島狀陰極導(dǎo)體7與發(fā)射極錐體6之間的那部分電阻層3的厚度所確定。鑒于這種情況，當(dāng)調(diào)節(jié)島狀陰極導(dǎo)體7的尺寸，以使所有發(fā)射極錐體6的電阻值基本上可保持恒定時，所有的發(fā)射極錐體6的電阻值基可上可保持恒定或相同。在圖4所示的改進結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成每個集合單元的發(fā)射極錐體6，除了定位于島狀陰極導(dǎo)體7外側(cè)的發(fā)射極錐體6之外，其余都定位于島狀陰極導(dǎo)體之上。
以下參照圖5(a)至6，將說明對應(yīng)于島狀陰極導(dǎo)體7的發(fā)射極錐體集合單元的布置實例，為清楚起見，其中刪去了絕緣層4和柵電極層5。
在圖5(a)和5(b)所示實例中，設(shè)置了包含十六個發(fā)射極錐體6的集合單元，其中沿陰極布線2的外緣設(shè)有十二個發(fā)射極錐體6，靠近陰極布線2的中央部位設(shè)有四個發(fā)射極錐體6。這種布置可使后四個發(fā)射極錐體6的電阻值增大，因此島狀陰極導(dǎo)體7的布置要覆蓋這四個發(fā)射極錐體，如靠近陰極布線的中央部位的虛線所示。這使得該四個發(fā)射極錐體6所具有電阻值由島狀陰極導(dǎo)體7來決定，以致該四個發(fā)射極錐體6的電阻值降低到基本上與其余發(fā)射極錐體6的電阻值相同的水平。
在圖6所示實例中，設(shè)置了每個含有十二個發(fā)射極錐體6的兩個集合單元，其中沿陰極布線2的外緣設(shè)置了十六個發(fā)射極錐體，靠近陰極布線2的中央部位設(shè)置了八個發(fā)射極錐體6，它們沿陰極布線的縱向排成兩行。這種布置會使后八個發(fā)射極錐體的電阻值增大。因而設(shè)置兩個島狀陰極導(dǎo)體7，每個用于覆蓋兩個集合單元之一的四個中央發(fā)射極錐體，如圖6中虛線所示。這使得后者每四個中央發(fā)射極錐體6的電阻值由每個島狀陰極導(dǎo)體7來決定，以使其電阻值下降到基本上與其余發(fā)射極錐體的電阻值相同的水平。
為每個集合單元所設(shè)置的每個島狀陰極導(dǎo)體7的電阻被設(shè)定為較高的水平，且在電特性上是獨立的。各集合單元可以分別對應(yīng)于顯示器的圖象元布置。
因此，應(yīng)該注意，上述各實施例的場致發(fā)射型電子源，可根據(jù)成各集合單元的發(fā)射極錐體的數(shù)量來改變島狀陰極導(dǎo)體7的尺寸，以使同一集合單元的發(fā)射極錐體均具有基本上恒定或相同的電阻值。這使得來自同一集合單元的所有發(fā)射極錐體的電子發(fā)射基本上達到均勻，并且增大發(fā)射電流。
而且，每個實施例的場致發(fā)射型電子源，使得形成于柵電極5的部位且與島狀陰極導(dǎo)體7對應(yīng)的通孔或開口的掩膜對齊可以按低于已有技術(shù)的精度來完成，并可使電阻層3形成橫向延長的形狀，從而呈現(xiàn)增大的電阻值。
此外，場致發(fā)射型電子源降低了同一集合單元中各發(fā)射極錐體之間的偏差，從而提高了設(shè)置于各集合單元的發(fā)射極錐體的數(shù)量。這消除了把集合單元分成子單元的必要性，從而提高了發(fā)射極錐體的封裝密度，并有利用于電子源的制造。
另外，在上述的各實施例中，每個發(fā)射極錐體的電阻值實際上取決于用于陰極布線和島狀陰極導(dǎo)體的掩膜層的精度和電阻層的電阻值。而且，可以利用同一掩模，同時形成陰極布線和島狀陰極導(dǎo)體。因此，上述每個實施例可使整個基片具有均勻的電阻值，同時具有滿意的重復(fù)性。
布置沉積磷的陽極電極，使之與場致發(fā)射型電子源隔開，由此可構(gòu)成顯示器，其中上述集合單元可分別對應(yīng)于顯示器的圖象元來設(shè)置。
在上述每個實施例中，用于場致發(fā)射型電子源的陰極電極包括設(shè)置在陰極布線2之內(nèi)的島狀陰極導(dǎo)體7，并且各有圍繞每個陰極導(dǎo)體形成的無導(dǎo)體區(qū)8。另外還可按圖7或8的方式構(gòu)成陰極電極。
圖7所示的陰極電極是這樣構(gòu)成的，使每個區(qū)由條狀陰極布線2和設(shè)置在陰極布線2兩側(cè)的各個陰極導(dǎo)體9所限定。每個區(qū)的陰極布線2和陰極導(dǎo)體9通過電阻層相互連接。對每個區(qū)都設(shè)置有電阻層，并在每兩個相鄰區(qū)之間設(shè)置電阻層分隔部分10。這樣的結(jié)構(gòu)可按如下方式實現(xiàn)，在每個電阻層上形成陰極布線2和陰極導(dǎo)體9，然后在陰極導(dǎo)體9上設(shè)置多個發(fā)射極錐體和柵電極，或者在陰極布線2和陰極導(dǎo)體9上形成電阻層，然后在與陰極導(dǎo)體9對應(yīng)的那部分電阻層上形成多個發(fā)射極錐體和柵電極。另外還可在陰極布線2上設(shè)置電阻層，隨后在電阻層上設(shè)置陰極導(dǎo)體9，其上再設(shè)置多個發(fā)射極錐體和柵電極。
圖8所示的陰極電極是這樣構(gòu)成的，由條狀陰極布線2-1、2-2、2-3和2-4和多個設(shè)置在陰極布線之間的陰極導(dǎo)體9限定出多個區(qū)。更具體地，由陰極布線2-2和2-3及設(shè)于陰極布線之間的陰極導(dǎo)體9限定出一個區(qū)。每個區(qū)的陰極布線2-1和陰極導(dǎo)體通過電阻層相互連接。同樣，電阻層分別用于每個區(qū)的陰極布線2-2和2-3與陰極導(dǎo)體9的連接，以及每個區(qū)的陰極布2-4與陰極導(dǎo)體9的連接。這種結(jié)構(gòu)可按如下方式實現(xiàn)，在電阻層上形成陰極布線2-1至2-4及陰極導(dǎo)體9，在每個陰極導(dǎo)體9上形成多個發(fā)射極錐體和柵電極，或者在陰極布線2-1至2-4及陰極導(dǎo)體9上形成電阻層，在與每個陰極導(dǎo)體9對應(yīng)的那部分電阻層上形成多個發(fā)射極錐體和陰極布線。此外，這種結(jié)構(gòu)可這樣實現(xiàn)，在陰極布線2-1至2-4上形成電阻層，在電阻層上形成陰極導(dǎo)體9，在每個陰極導(dǎo)體9上設(shè)置多個發(fā)射極錐體和柵電極。
以下將說明圖2和4所示的場致發(fā)射型電子源的制造。
首先，在玻璃等制成的絕緣基片1上形成由Nb、Mo、Al等薄膜制成的陰極布線2。然后，采用光刻法在陰極布線2上制成作為每個無導(dǎo)體區(qū)8的刻除部位。同時，采用光刻法在刻除部位內(nèi)形成每個島狀陰極導(dǎo)體7。島狀陰極導(dǎo)體7不限于矩形。根據(jù)發(fā)射極錐體的布局，島狀陰極導(dǎo)體7可形成任何合適的形狀如圓形等。
接著，采用濺射或CVD技術(shù)，形成厚為0.5至2.0微米左右的電阻層3，以便覆蓋陰極布線2和島狀導(dǎo)體7。電阻層材料可以是非晶硅、In2O3、Fe2O3、ZnO、Ni-Cr合金、摻有任何期望的雜質(zhì)的硅等，電阻層3的電阻率定為1×101至1×106cm左右。
然后，采用濺射或CVD技術(shù)，在基片1上形成絕緣層4，以便覆蓋陰極布線2和電阻層3。由二氧化硅(SiO2)形成膜厚約1.0微米的絕緣層4。之后，采用濺射在絕緣層4上設(shè)置膜厚約為0.4微米的柵電極5。柵電極5由Nb、Mo、Al、WSi2等制成。接著，采用光刻法在柵電極5上形成多個直徑約為1.0微米的通孔或開口，隨后通過開口采用緩沖的氫氟酸(BHF)等進行濕法蝕刻，或者采用氣體如CHF3等進行反應(yīng)離子侵蝕法(RIE)，由此使開口延伸至電阻層3。
接著，采用電子束(EB)在柵電極5上斜向沉積鋁，以此在其上形成分離層。隨后采用EB沉積技術(shù)，在分離層上接垂直方向進行Mo的正沉積，以致Mo在每個開口內(nèi)沉積形成錐狀，構(gòu)成發(fā)射極錐體6。
之后，采用分離液如磷酸等通過溶解除去分離層，從而提供圖2或4所示的場致發(fā)射型電子源。
以下說明圖3所示的場致發(fā)射型電子源的制造。
首先，采用濺射、CVD技術(shù)等，在玻璃、陶瓷等制成的絕緣基片1上，由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅、硅形成膜厚約0.5至2.0微米的電阻層3，以使其遍及陰極布線2。電阻層3的電阻率最好在1×101至1×106cm的范圍內(nèi)。
接著，在電阻層3上沉積Nb、Mo、Al等金屬膜，以便覆蓋電阻層3，隨后采用光刻進行蝕刻而形成無導(dǎo)體區(qū)8，以使陰極布線2和島狀陰極導(dǎo)體7隔著區(qū)8而相互分隔開。再采用濺射或CVD技術(shù)，在陰極布線2和島狀陰極導(dǎo)體7上，形成厚約1微米的二氧化硅絕緣層4。之后，采用濺射在絕緣層4上形成厚約0.4微米的Nb、Mo、Al、WSi2等的柵電極5。
接著，采用光刻法在柵電極5上形成直徑約為1微米的多個通孔或開口，通過開口進行濕法蝕刻或RIE，以此使開口延伸至島狀陰極導(dǎo)體7。
然后，在柵電極5上設(shè)置分離層，再在分離層上進行Mo的正沉積，從而按照上述工藝制成發(fā)射極錐體6。
現(xiàn)在參看圖9，圖中示出了裝于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第三實施例的陰極電極。
圖9中參考標(biāo)號30所表示的陰極電極，通常包括多個相互并列設(shè)置的條狀陰極布線12。通過刻除陰極布線的一部分，在每個陰極布線12上形成窗口狀的無導(dǎo)體區(qū)。每個窗口狀無導(dǎo)體區(qū)均具有設(shè)置于其內(nèi)的第一和第二電阻層13和17。第二電阻層17位于窗口的中央部位，第一電阻層13設(shè)置成圍繞第二電阻層17。第二電阻層17的電阻值設(shè)定在低于第一電阻層13的水平。圖10放大地展示了被如此刻除的陰極布線12，即其中第一電阻層13和第二電阻層17上形成有多個發(fā)射極錐體16，由此制成電子發(fā)射源。
由陰極布線12通過第一電阻層13向形成于第一電阻層13之上的發(fā)射極錐體16饋以電流，形成于第二電阻層17之上的每個發(fā)射極錐體16，起到通過第一和第二電阻層13和17向陰極電極12饋送電流的作用。
圖11是圖10中沿線A-A的剖面圖。陰極布線12由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成，并在絕緣基片11上形成預(yù)定圖案。在陰極布線12上均形成有第一電阻層13和第二電阻層17，以使其延伸遍及陰極導(dǎo)線12的區(qū)域。各電阻層由摻有任何期望的雜質(zhì)等的非晶硅制成。而且，在每個陰極布線12的第一和第二電阻層13和17上，依次形成有絕緣層14和Nb、Mo等制成的柵電極15。柵電極15和絕緣層14形成有兩者共用的多個通孔或開口，各個Mo制成的發(fā)射極錐體16分別設(shè)置于其內(nèi)。把柵電極5制成條狀，并構(gòu)成與陰極布線12相配合的陣列。
圖12展示了圖11的場致發(fā)射型電子源的等效電路，其中所形成的發(fā)射極錐體16-1和16-3是相互對稱的，以使發(fā)射極錐體16-1與陰極布線12之間的電阻值等于發(fā)射極16-3與陰極布線12之間的電阻值。此外，中央發(fā)射極錐體16-2被設(shè)置成與陰極布線12相隔更大的距離，從而使發(fā)射極錐體16-2與陰極導(dǎo)線12之間的電阻值增大。因此，當(dāng)位于發(fā)射極錐體16-2之下的第二電阻層17的電阻值設(shè)定在低水平時，發(fā)射極錐體16-2的電阻值基本上可與其余的發(fā)射極錐體16-1和16-2的電阻值相同。
現(xiàn)在返回圖10，發(fā)射極錐體16排成三列，第一和第三列的發(fā)射極錐體16和第二列的最上端和最下端的發(fā)射極錐體16設(shè)置在第一電阻層13上，位于第二列中央的三個發(fā)射極錐體16設(shè)置在第二電阻層17上。如上所述，第二電阻層17的電阻值設(shè)定得低于第一電阻層13，因而陰極布線12與靠近該陰極導(dǎo)線12的第一和第三列中的發(fā)射極錐體之間的電阻值，與陰極布線12與處于第二電阻層17中央的三個發(fā)射極錐體16之間的電阻值相互基本上相同，這是因為第二電阻層17的電阻值降低。
此外，實施例可以這樣構(gòu)成，在陰極布線12的整個區(qū)之上形成由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅制成的第一電阻層13，然后用激光等僅僅照射對應(yīng)于第二電阻層的那部分第一電阻層13，由此進行退火，以使第二電阻層17的電阻值降低。
現(xiàn)在，參見圖13說明用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第四實施例的陰極電極。
圖13所示的陰極電極是這樣構(gòu)成的，多個條狀陰極布線12相互并列地設(shè)置，并且通過對每個陰極布線12的部分刻除，在其上形成窗口狀無導(dǎo)體區(qū)。在刻除形成的窗口內(nèi)設(shè)置第一電阻層18和環(huán)狀第二電阻層19。第二電阻層19設(shè)置在靠近陰極布線12的窗口部位，并且其電阻值高于第一電阻層18。在第一電阻層18和第二電阻層19之上設(shè)置多個作為電子發(fā)射源的發(fā)射極錐體16。由陰極布線12通過第一和第二電阻層18和19向位于第一電阻層18之上的發(fā)射極錐體16饋送電流，位于第一電阻層18之上的發(fā)射極錐體16通過距離增大的第一電阻層18向陰極布線12饋送電流。
圖14是沿圖13中線B-B的剖面圖。陰極布線12由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成，并在絕緣基片11上形成預(yù)定圖案。在每個陰極布線12之上形成第一電阻層18和第二電阻層19，使其遍及陰極布線12的區(qū)域。電阻層由摻有任何期望的雜質(zhì)等的非晶硅制成。而且，在每個陰極布線12的第一和第二電阻層18和19之上依次形成絕緣層14和Nb、Mo、等制成的柵電極15。在柵電極15和絕緣層14按兩者共用的方式形成多個通孔或開口，由Mo制成的發(fā)射極錐體16分別設(shè)于其內(nèi)。把柵電極15形成為條狀，并構(gòu)成與陰極布線12配合的陣列。
發(fā)射極錐體16排成四列。第二電阻層19設(shè)置于外邊緣的發(fā)射極錐體16之下，并且在第一電阻層18內(nèi)從其表面嵌入一個適中的深度。如上所述，圖14是沿圖13的線B-B的剖面圖，因而所示的第二電阻層19僅僅設(shè)置于第一列的發(fā)射極錐體16-1和第四列的發(fā)射極錐體16-4之下。第二電阻層19的電阻值低于第一電阻層18的電阻值，并且由第二和第三列的發(fā)射極錐體16-2和16-3與陰極布線12之間限定了一增大的距離，以使陰極布線12與每個發(fā)射極錐體16-1至16-4之間的電阻值基本上相同。
此外，第四實施例可這樣地構(gòu)成，在陰極布線12的整個區(qū)域上形成由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅制成的第二電阻層19，然后使除形成有第二電阻層19的部位之外的那部分陰極布線12暴露于穿過透明基片而向上投射的激光等，由此進行部分退火。之后，把整個陰極布線12短時間地暴露于穿過基片11向上投射的激光等，由此進行簡單退火，以使第一電阻層的電阻值下降，并且在第一電阻層18內(nèi)，使第二電阻層19從第一電阻層18的表面嵌入一個適中的深度，且不使第二電阻層的電阻值下降。
參看圖15，說明用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第五實施例的陰極電極。圖15所示的陰極電極30包括多個條狀陰極布線12，象上述圖1所示的陰極布線2那樣，相互并列地設(shè)置。在每個陰極布線12的區(qū)域內(nèi)，通過刻除陰極布線12的一部分而形成窗口狀無導(dǎo)體區(qū)。在陰極布線12的窗口區(qū)內(nèi)設(shè)置第一電阻層20和第二電阻層21。第二電阻層21僅位于預(yù)定的發(fā)射極錐體16之下。更具體地，第二電阻層21僅在靠近陰極布線12處形成的發(fā)射極錐體16之下設(shè)置，并且其電阻值高于第一電阻層20。形成在第一和第二電阻層20和21之上的多個發(fā)射極錐體16共同構(gòu)成了電子發(fā)射源。在發(fā)射極錐體16中，那些設(shè)置于第二電阻層21之上的發(fā)射極錐體，使電流從該處發(fā)出而通過第一和第二電阻層20和21流向陰極布線12，設(shè)置于第一電阻層20之上的發(fā)射極錐體，使電流從該處而通過距離增大的第一電阻層20流向陰極布線12。
圖16是沿圖15的線C-C的剖面圖。陰極布線12由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成，如圖16所示，在絕緣基片11上設(shè)置成預(yù)定圖案。上述第一和第二電阻層20和21設(shè)置于陰極布線12之上，覆蓋該陰極布線12的整個區(qū)域。電阻層20和21可由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成。二氧化硅(SiO2)制成的絕緣層14和Nb、Mo等制成的柵電極15設(shè)置在每個陰極布線12的第一和第二電阻層20和21上。在柵電極15和絕緣層14上按兩者共用的方式形成有通孔或開口，各個由Mo制成的發(fā)射極錐體16分別設(shè)于其內(nèi)。把柵電極15制成條狀，并構(gòu)成與陰極布線12配合的陣列。
發(fā)射極錐體16排成四列。第二電阻層21圍繞緊靠外邊緣發(fā)射極錐體16之下的部位設(shè)置。如上所述，圖16是沿圖15的線C-C的剖面圖，所以顯示出第二電阻層21僅設(shè)置在第一列的發(fā)射極錐體16-1和第四列的發(fā)射極錐體16-4之下。每個第二電阻層21具有的電阻值低于第一電阻層18，并且由第二和第三列的發(fā)射極錐體16-2和16-3與陰極布線12之間限定了一增大的距離，從而使陰極布線12與每個發(fā)射極錐體16-1至16-4之間的電阻值基本上相同。
而且，第五實施例可以這樣構(gòu)成，在陰極布線12的整個區(qū)域上，設(shè)置由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅制成的第二電阻層21，然后使除形成有第二電阻層19的部位之外的那部分陰極布線12暴露于穿過透明基片11的向上投射的激光等，以此進行部分退火，以致第一電阻層的電阻值降低，并且可避免第二電阻層19的電阻值降低。
參照圖17，說明用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第六實施例的陰極電極。
圖17中由標(biāo)號30所指的陰極電極，包括多個條狀陰極布線12。包含每個陰極布線12的一個區(qū)域內(nèi)設(shè)置有第一電阻層22和第二電阻層23。第二電阻層23位于部分發(fā)射極錐體16之下。而且，第二電阻層23均被形成島狀，并且僅設(shè)置在遠離陰極布線12的發(fā)射極錐體16之下。此外，每個第二電阻層23的電阻值均低于第一電阻層22。設(shè)于第一和第二電阻層22和23之上的多個發(fā)射極錐體16構(gòu)成電子發(fā)射源。在發(fā)射極錐體16中，設(shè)于第二電阻層23上的那些發(fā)射極錐體，使電流從該處通過第一第二電阻層22和23流向陰極布線12，設(shè)于第一電阻層22上的那些發(fā)射極錐體，使電流從該處通過第一電阻層22流向陰極布線12。標(biāo)號24表示電阻層分隔部分，其上未形成第一和第二電阻層22和23，起到條狀陰極導(dǎo)線12之間的電絕緣作用。
圖18是沿圖17的線D-D的剖面圖。由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成的陰極布線12，如圖18所示，在絕緣基片11上布置成預(yù)定的圖案。在陰極布線12上設(shè)置上述第一和第二電阻層22和23，覆蓋陰極電極12的整個區(qū)域。電阻層22和23可由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成。在每個陰極布線12的第一和第二電阻層22和23上設(shè)置二氧化硅(SiO2)制成的絕緣層14和Nb、Mo等制成的柵電極15。在柵電極15和絕緣層14上以兩者共用方式形成通孔或開口，各個Mo制成的發(fā)射極錐體分別設(shè)于該通孔或開口內(nèi)。把柵電極15形成條狀，并構(gòu)成與陰極布線12配合的陣列。
在圖18所示結(jié)構(gòu)中，每個發(fā)射極錐體16-1和16-3與陰極布線12之間的電阻值取決于第一電阻層22的長度。而且，發(fā)射極錐體16-2和16-4被設(shè)置成與陰極布線12隔開一個增大的距離，通常這使發(fā)射極錐體與陰極布線12之間的電阻值增大。因此，當(dāng)位于發(fā)射極錐體16-2和15-4之下的第二電阻層23被制成呈降低的電阻值時，這些發(fā)射極錐體的電阻值可基本上等同于發(fā)射極錐體16-1和16-3的電阻值。
更具體地，在每個陰極布線12的區(qū)域，設(shè)置兩列發(fā)射極錐16，如圖17和18所示，其中在第一電阻層22上設(shè)置第一列的發(fā)射極錐體16-1和16-3，在島狀第二電阻層23上設(shè)置第二列的發(fā)射極錐體16-2和16-4。如上所述，把第二電阻層23的電阻值設(shè)定為低于第一電阻層22，以使靠近陰極布線12設(shè)置的第一列的發(fā)射極錐體16-1和16-3的電阻值與遠離陰極布線12設(shè)置的第二列的發(fā)射極錐體16-2和16-4的電阻值基本上相互等同，這是由于第二電阻層22的電阻值已被降低。
在上述第六實施例中，僅在陰極布線12的一側(cè)設(shè)置第一和第二電阻層22和23。還可以采用另一種方式，即它們可設(shè)置在陰極布線12的兩側(cè)。而且，陰極布線12直接設(shè)置在基片11上。再一種方式是可以設(shè)置在第一電阻層22上。
第六實施例可以這樣構(gòu)成，在陰極布線12的整個區(qū)域上，設(shè)置由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅制成的第一電阻層22，使除形成有第二電阻層23的部位之外的那部分陰極布線12暴露于激光等，以此進行部分退火，以使第二電阻層的電阻值降低。
參照圖19，圖中說明用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第七實施例的陰極電極。
圖19中由標(biāo)號30所指的陰極電極，包括多個相互并列設(shè)置的條狀陰極布線12。每個陰極布線12具有設(shè)置第一電阻層25的區(qū)域，以便從陰極布線12兩側(cè)向相反方向延伸，同時跨在陰極布線12上。陰極電極30還包括第二電阻層26，它在陰極布線12的兩側(cè)，并位于靠近陰極布線12設(shè)置的發(fā)射極錐體16之下，從第一電阻層25的表面嵌入第一電阻層一個適中的深度。第二電阻層26的電阻值被設(shè)定為高于第一電阻層25。發(fā)射極錐體16還設(shè)置在限定于第二電阻層26之外的那部分第一電阻層25上。因此，設(shè)置在第一和第二電阻層25和26兩者之上的發(fā)射極錐體16構(gòu)成電子發(fā)射源。發(fā)射極錐體16中，在第二電阻層26上設(shè)置的那些發(fā)射極錐體，使電流從該處通過第一和第二電阻層25和26流向陰極布線12，在第一電阻層25上設(shè)置的那些發(fā)射極錐體，使電流從該處通過距離增大的第一電阻層25流向陰極布線12。
圖20是沿圖19的線E-E的剖面圖。陰極布線12由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成，如圖20所示，并在絕緣基片11上布置成預(yù)定圖案。在每個陰極布線12上設(shè)置上述的第一和第二電阻層25和26，覆蓋陰極布線12的所有區(qū)域。電阻層25和26可由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成。在每個陰極布線12的第一和第二電阻層25和26上，設(shè)置二氧化硅(SiO2)制成的絕緣層14和Nb、Mo等制成的柵電極15。在柵電極15和絕緣層14上按兩者共用方式形成通孔或開口，各個由Mo制成的發(fā)射極錐體16分別設(shè)于其內(nèi)。把柵電極15形成條狀，并構(gòu)成與陰極布線12配合的陣列。
如圖19所示，在陰極布線12的兩側(cè)各設(shè)置兩列發(fā)射極錐體16，每個第二電阻層26設(shè)置在陰極布線12每側(cè)靠近該陰極布線12的發(fā)射極錐體16-1和16-4之下，并從第一電阻層25的表面嵌入第一電阻層25一個適中的深度。第二電阻層26的電阻值被設(shè)定為高于第一電阻層25，在第二列的發(fā)射極錐體16-2、16-3與陰極布線12之間限定了一個增大的距離，以使陰極布線12與每個發(fā)射極錐體16-1至16-4之間的電阻值基本上相等。
而且，第七實施例可這樣構(gòu)成，在陰極布線12的整個區(qū)域上設(shè)置由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅制成的第二電阻層26，然后使形成第二電阻層26的部位除外的那部分陰極布線12暴露于穿過透明基片11向上投射的激光等，以此進行局部退火。之后，使整個陰極布線12短時間地暴露于穿過基片11向上投射的激光等，從而進行簡單退火，以使第一電阻層25電阻值降低，并避免第二電阻層26電阻值降低，從第一電阻層25的表面嵌入第一電阻層25一個適中的深度。標(biāo)號24表示其上未形成第一和第二電阻層25和26的電阻層隔離部分，在各條狀陰極布線12之間起到電絕緣的作用。
此外，在第七實施例中，在陰極布線12的兩側(cè)均設(shè)置第一和第二電阻層25和26。另一種方式是電阻層25和26可設(shè)置于陰極布線12兩側(cè)的任何一邊。而且，陰極布線12直接設(shè)置在基片11上。此外，它還可設(shè)置在第一電阻層25上，如圖21所示。
參照圖22，說明用于本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源第八實施例的陰極電極。
圖22中由標(biāo)號30表示的陰極電極包括多個相互并列設(shè)置的條狀陰極布線12。每個陰極布線12具有設(shè)置第一電阻層27的區(qū)域，以使其從陰極布線12的兩側(cè)朝相反方向延伸，同時跨在陰極布線上。陰極電極30還包括第二電阻層28，它靠近這樣的位置設(shè)置，即緊貼在靠近陰極布線12設(shè)置的發(fā)射極錐體16之下的位置。第二電阻層28的電阻值被設(shè)定為高于第一電阻層27。而且，發(fā)射極錐體16設(shè)置在由第二電阻層28之外緣限定的那部分第一電阻層27上。因此，設(shè)置在第一和第二電阻層27和28之上的發(fā)射極錐體16構(gòu)成電子發(fā)射源。發(fā)射極錐體16中，設(shè)置在第二電阻層28上的那些發(fā)射極錐體，使電流從該處通過第一和第二電阻層27和28流向陰極布線12，設(shè)置在第一電阻層27上的那些發(fā)射極錐體，使電流從該處通過距離增大的第一電阻層27流向陰極布線12。
圖23是沿圖22的線F-F的剖面圖。如圖23所示，由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成的陰極布線12在絕緣基片11上設(shè)置成預(yù)定圖案。在每個陰極布線12上設(shè)置上述第一和第二電阻層27和28，覆蓋陰極布線12的整個區(qū)域。電阻層可由Nb、Mo、Al等導(dǎo)電薄膜制成。在每個陰極布線12的第一和第二電阻層27和28上，設(shè)置二氧化硅(SiO2)制成的絕緣層14和Nb、Mo等制成的柵電極15。在柵電極15和絕緣層14上按兩者共用的方式形成通孔和開口，各個Mo制成的發(fā)射極錐體16分別設(shè)于該通孔和開口之內(nèi)。把柵電極15形成條狀，并構(gòu)成與陰極布線12配合的陣列。
如圖23所示，在陰極布線12的兩側(cè)各設(shè)置兩列發(fā)射極錐體16，每個第二電阻層28靠近這樣的位置設(shè)置，即在陰極布線12的每側(cè)，緊貼在靠近陰極布線12設(shè)置的發(fā)射極錐體16-1和16-4之下的位置。每個第二電阻層28的電阻值設(shè)定為高于第一電阻層27，在第二列的發(fā)射極錐體16-2和16-3與陰極布線12之間限定了一個增大的距離，以致陰極布線12與每個發(fā)射極錐體16-1至16-4之間的電阻值基本上相同。
而且，第八實施例可這樣構(gòu)成，在陰極布線12的整個區(qū)域上，設(shè)置由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅制成的第二電阻層28，然后使形成第二電阻層28的部位除外的那部分陰極布線12暴露于穿過透明基片11向上投射的激光等，以此進行部分退火，以便使第一電阻層27的電阻值下降，并使第二電阻層28避免電阻值下降。標(biāo)號24代表其上未形成有第一和第二電阻層27和28的電阻層隔離部分，起到在條狀陰極布線12之間實現(xiàn)由絕緣的作用。
此外，在第八實施例中，在陰極布線12的每側(cè)設(shè)置第一和第二電阻層27和28。另一種方式是，僅在陰極布線12兩側(cè)中的任何一邊設(shè)置電阻層。此外，陰極布線12是直接設(shè)置在基片11上的。另一方式是，也可將陰極布線12設(shè)在第一電阻層27上，如圖24所示。
如上述可見，本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源可使設(shè)置于陰極布線12的區(qū)域內(nèi)的各發(fā)射極錐體具有基本相同的電阻值，以致該區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)射極錐體基本上可具有相同的電子發(fā)射，并可增大發(fā)射電流。
而且，本發(fā)明使陰極布線12區(qū)域內(nèi)的發(fā)射極錐體之間的電阻值之差減至最小，從而提高了設(shè)于該區(qū)之內(nèi)的發(fā)射極錐體的數(shù)量，且有利于本發(fā)明的器件的生產(chǎn)。
把沉積磷的陽極電極與本發(fā)明的場致發(fā)射型電子源相隔而設(shè)置，由此提供一顯示器，其中使陰極布線12的區(qū)域設(shè)置成分別與顯示器的圖象元相對應(yīng)。
在上述第三至第八的每個實施例中，第一和第二電阻層均可由摻有任何期望的雜質(zhì)的非晶硅、多晶硅等制成。在材料中摻入的雜質(zhì)可選自由P、Bi、Ga、In、Tl等組成的一組元素，以使電阻層的電阻值可適于在101至106cm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這可使第三實施例的第二電阻層17、第四實施例的第一電阻層18、第五實施例的第一電阻層20、第六實施例的第二電阻層23、第七實施例的第一電阻層25和第八實施例的第一電阻層27的電阻值下降。
此外，XeCl準(zhǔn)分子激光(波長＝308nm)可便于用作本發(fā)明的退火。激光照射時間約為0.1秒。也可用燈替換激光來進行退火。
按上述構(gòu)成的本發(fā)明可使陰極電極與每個發(fā)射極錐體之間的電阻值恒定，從而保證設(shè)于陰極區(qū)內(nèi)的發(fā)射極錐體的電子發(fā)射均勻。而且，即使發(fā)射極錐體靠近陰極電極設(shè)置，也能保證發(fā)射極錐體的電子發(fā)射的均勻性，由此提高了設(shè)于陰極區(qū)域內(nèi)的發(fā)射極錐體的數(shù)量，從而改善了發(fā)射極錐體的封裝密度。
盡管說明了本發(fā)明的最佳實施例，但在上述技術(shù)的見解下，可作出各種顯而易見的改進和變化。因而應(yīng)該了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本發(fā)明可按其它方式實施。
權(quán)利要求
1.場致發(fā)射型電子源，包括各自包含一個區(qū)域的陰極布線；與所述的每個陰極布線對應(yīng)設(shè)置的電阻層；以及通過所述的電阻層與每個所述的陰極布線連接的發(fā)射極；在所述陰極布線與所述發(fā)射極之間形成連接，以使其間的電阻值基本上相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射型電子源，還包括設(shè)置在所述陰極布線的所述區(qū)域中的并與所述陰極布線分隔開的多個陰極導(dǎo)體;所述陰極布線與所述陰極導(dǎo)體通過所述電阻層相互電連接;所述發(fā)射極被制成錐狀，直接或通過所述電阻層設(shè)置在所述陰極導(dǎo)體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場致發(fā)射型電子源，還包括絕緣基片;所述陰極布線和所述陰極導(dǎo)體設(shè)置在所述絕緣基片上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場致發(fā)射型電子源，還包括絕緣基片;所述電阻層設(shè)置在所述絕緣基片上;所述陰極布線和所述陰極導(dǎo)體安裝在所述電阻層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任何一個所述的場致發(fā)射型電子源，其中所述陰極布線被制成條狀;在每個陰極導(dǎo)體的外邊緣設(shè)置無導(dǎo)體區(qū)，并把陰極導(dǎo)體制成島狀;以及所述陰極導(dǎo)體設(shè)置于所述陰極布線之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的場致發(fā)射型電子源，其中所述島狀陰極導(dǎo)體中至少一個設(shè)置成與顯示器的圖象元相對應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射型電子源，其中在所述的陰極布線的區(qū)域內(nèi)設(shè)置無導(dǎo)體窗口;所述電阻層設(shè)置于所述窗口內(nèi);所述發(fā)射極制成錐狀，并設(shè)置在所述電阻層上;如此地構(gòu)成所述電阻層，以使其中央部位的電阻值低于其外邊緣部位的電阻值。
8.場致發(fā)射型電子源;包括陰極布線;每個所述陰極布線具有其內(nèi)設(shè)置有無導(dǎo)體窗口的區(qū)域;設(shè)置于所述窗口內(nèi)的電阻層;設(shè)置于所述電阻層上制成為錐狀的發(fā)射極;在所述電阻層的外邊緣部位上設(shè)置的部分發(fā)射極;其上設(shè)置有所述部分發(fā)射極的所述電阻層部位，從所述電阻層表面延深一個適中的深度，該部位具有較高的電阻值。
9.場致發(fā)射型電子源，包括陰極布線;所述每個陰極布線具有其內(nèi)設(shè)置有無導(dǎo)體窗口的區(qū)域;設(shè)置于所述窗口內(nèi)的電阻層;設(shè)置于所述電阻層上制成為錐狀的發(fā)射極;在所述電阻層外邊緣部位上設(shè)置的部分所述發(fā)射極;在靠近所述的部分發(fā)射極的部位，所述電阻層具有高的電阻值。
10.場致發(fā)射型電子源，包括絕緣基片;制成為條狀的陰極布線，并設(shè)置在所述絕緣基片上;設(shè)置于這樣一個區(qū)域的電阻層，該區(qū)域包含每個所述陰極布線，并限定于所述絕緣基片上;設(shè)于所述電阻層并制成為錐狀的發(fā)射極;所述電阻層在其遠離所述陰極布線的部位，設(shè)置有電阻值降低的島狀部分。
11.場致發(fā)射型電子源，包括絕緣基片;設(shè)置于所述絕緣基片上并制成為條狀的陰極布線;設(shè)置于一個這樣的區(qū)域的電阻層，該區(qū)域包含每個所述陰極布線，并限定于所述絕緣基片上;設(shè)于所述電阻層上并制成為錐狀的發(fā)射極;靠近所述陰極布線設(shè)置的部分所述發(fā)射極;其上設(shè)置有所述部分發(fā)射極的所述電阻層部位，從所述電阻表面深入一個適中的深度，該部位具有較高的電阻值。
12.場致發(fā)射型電子源，包括絕緣基片;設(shè)于所述絕緣基片上并制成為條狀的陰極布線;設(shè)置于一個這樣的區(qū)域的電阻層，該區(qū)域包含每個所述陰極布線，并限定于所述絕緣基片上;設(shè)于所述電阻層上并制成為錐狀的發(fā)射極;靠近所述陰極布線設(shè)置的部分所述發(fā)射極;所述電阻層在位于所述部分發(fā)射極之下的部位具有較高的電阻值。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任何一個的場致發(fā)射型電子源，其中所述陰極布線形成在所述電阻層上。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13中任何一個的場致發(fā)射電子源，其中所述陰極布線布置在透明絕緣基片上。
15.根據(jù)權(quán)利要求7至14中任何一個的場致發(fā)射型電子源，其中所述電阻層的一部分受到退火處理，從而提供一個電阻值下降的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求7至9、14和15中的任何一個的場致發(fā)射型電子源，其中所述陰極布線設(shè)有至少一個窗口，設(shè)置成與顯示器的每個圖象元相對應(yīng)。
全文摘要
一種場致發(fā)射型電子源，可使陰極布線與每個發(fā)射極錐體之間的電阻值保持在實質(zhì)上相同的水平，并可提高發(fā)射極錐體的封裝密度。電子源包括設(shè)置在絕緣基片上的條狀陰極布線。每個陰極布線上形成有多個窗口，以使多個島狀陰極導(dǎo)體和電阻值各不相同的多個電阻層與陰極布線分隔而設(shè)。然后，在其上形成電阻層、絕緣層和柵電極。在柵電極和絕緣層按兩者共用方式形成開口，其內(nèi)設(shè)置發(fā)射極錐體，由此使每個集合單元的發(fā)射極錐體的電子發(fā)射均勻。
文檔編號H01J3/02GK1109205SQ94120129
公開日1995年9月27日 申請日期1994年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月29日
發(fā)明者高木俊宜, 伊藤茂生, 谷口昌照, 渡邊照男, 新山剛宏 申請人:雙葉電子工業(yè)株式會社