CN1099690C

CN1099690C - 电子发射器件以及电子源和利用这种器件的成象装置

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Publication number: CN1099690C
Application number: CN96101341A
Authority: CN
Inventors: 塚本健夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2003-01-22
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: EP0725413A1; JP2932250B2; CN1137213A; DE69636290T2; DE69605691D1; US6435928B1; EP0944106A1; EP0725413B1; JPH08273523A; EP0944106B1; US5986389A; US6231413B1; DE69636290D1; KR100188977B1; DE69605691T2

Abstract

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。

Description

电子发射器件以及电子源和利用这种器件的成象装置

本发明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一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进行初步的处理米形成的，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发明的电子发射器件)。

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，因为包括上述发明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，本发明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。

本发明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。

根据本发明的一个方面，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欧姆一100千欧范围内的电阻。

按照本发明的另一个方面，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。

按照本发明的另一个方面，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。

图1A到1H为根据本发明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是一个根据本发明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是根据本发明的阶梯型表面导电电子发射器件的截面侧视图。

图4A到4C是根据本发明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是显示了根据本发明的电子发射器件的制造过程中可以使用的电压波形。

图6是一个示意图，显示了一个能用于制造根据本发明的表面导电电子发射器件的真空处理装置，并评价该器件的性能。

图7A和7B显示了根据本发明的电子发射器件的电子发射性能示意图。

图8是一个具有矩阵布线结构的电子源的示意平面图。

图9是一个包括具有矩阵布线结构的电子源的成象装置的示意透视图。

图10A和10B是能用于本发明的目的荧光部件的两个可能的配置。

图11是一个驱动电路的电路图，用于根据NTSC电视信号显示图象，和一个成象装置的方框图，包括一个可由该驱动电路驱动的矩阵布线结构的电子源。

图12是一个真空处理系统的一个方框图，该系统能用于制造根据本发明的成象装置。

图13是有一个阶梯状布线结构的电子源的平面图。

图14是一个包括有一个阶梯状布线结构的电子源的成象装置的透视图。

图15是一个用来对电子源实行加能形成处理的电路图。

图16示出了用于确定由一个电阻膜提供的附加的电阻值的技术。

图17示出了一个能用于本发明的目的的信号波形脉冲电压。

图18是有具有矩阵布线结构的电子源的局部平面图。

图19是图18的电子源的沿19-19线的一个局部的截面图。

图20A-20H是具有一个矩阵布线结构的电子源的局部的截面图，显示了不同的制造步骤。

图21是一个用于在例11中的加能形成处理的电路的方框图。

图22通过利用根据本发明的成象装置实现的显示系统的一个方框图。

图23是一个M-Hartwell器件的平面图。

按照本发明的第一方面，提供了一种表面导电电子发射器件包括一具有电子发射区的导电薄膜，至少在电子发射区边界较低的电势侧涂有一个附加的膜，以提供一附加的电阻值。象这样的附加的膜也可以被设置在电子发射区的边界的较高的电势侧。该附加的膜的形成是为了在相对放置的器件电极之间当器件被驱动发射电流时提供一附加的范围为500欧姆到100千欧的电阻值。

应该注意，一个场发射型电子发射器件(FE器件)也显示了在发射电流Ie中的波动，并已经建议在阴极的部件下面设置一个一附加的电阻的技术以消除这种波动。在FE器件的情形中，用于控制器件的发射电流的附加的电阻值被典型地设置1兆欧姆左右和几十兆欧之间，相对于发射电流为0.1-1μA左右，鉴于发射电流是流经器件的总体电流的主要部分。

现在，作为表面导电电子发射器件，发射电流Ie相对于流经器件的总的电流If是较小的。在一个典型的例子中，对于1mA的If大约1μA的Ie被产生。经过努力研究，本发明的发明者发现，通过增加与器件的If电平的适当的附加的电阻值，If中的波动及Ie中的波动能有效地被抑制。值得注意的是，附加的电阻值越大，抑制效果越明显，这样的一个大的附加的电阻值会造成一个大于100V的压降，如果它超过100K的话，由此提高了驱动器件所需的电压。因此，运用的过分地大的附加的电阻值的方法不是可实行的。

根据本发明的电子发射器件进一步可以包括一个碳薄膜或者一个碳化合物薄膜，通过活化处理产生。为了本发明的目的，这种碳或者碳化合物薄膜可以被较好地形成于一个膜上，用于提供上述的附加的电阻值，或者，在已经形成于导电薄膜上的碳或者碳化合物的薄膜上形成一个附加的膜。为了活化的目的，碳或者碳化合物膜可以用一个金属膜替换。如果情况这样，就可以抑制电子发射器件的性能因导电薄膜的变形或者转换的可能的下降，由于使用了高熔点的金属作为的导电薄膜，所述金属可以是W，Mo或者Nb。或者，通过用低工作功能的碱土金属来改进发射电流。

在通过在一个基片上安排大量的电子发射器件实现的电子源中，附加的电阻值最好比连接器件的布线的电阻值大。

现在，通过参照附图本发明将被进一步叙述。本发明同时适用于平面型表面导电电子发射器件和阶梯型表面导电电子发射器件。首先，将叙述平面型器件。

图2A和2B用示意图示出了一个本发明所适用的平面型表面导电电子发射器件。图2A中示出了一个平面图，图2B示出了一个截面图。

参照图2A和2B，器件包括一个基片1，一个低电势侧器件电极和一个高电势侧器件电极2和3，一个低电势侧导电薄膜和一个高电势侧导电薄膜4和5和电子发射区6。

能用于基片1的材料包括石英玻璃，包含杂质像Na这样的到一个减少的浓度水平的玻璃，钠钙玻璃，通过溅射在钠钙玻璃上形成SiO₂层的玻璃基片，陶瓷物质，像矾土以及Si一类。

相对放置的器件电极2和3可以由任何高度导电材料制成，包括像Ni，Cr，Au，Mo，W，Pt，Ti，Al，Cu和Pd这样一类的金属和它们的合金，可印刷的导电材料由从Pd，Ag，Au，Ruo₂，Pd-Ag等与玻璃结合中选出的金属或者金属氧化物制成，透明导电材料例如In₂SnO₂，半导体材料例如多晶硅。分开器件电极的距离L，器件电极的长度W，导电膜4和5的轮廓和其它的用于根据本发明设计表面导电电子发射器件的参数可根据器件的应用来确定。

分开器件电极2和3距离L最好在几百纳米和几百微米之间，并最好在几微米到几十微米之间。

根据器件电阻值和器件的电子发射特征，器件电极的长度W最好在若干微米和几百微米之间。器件电极2和3的膜厚d在几十纳米和若干微米之间。

根据本发明的一个表面导电电子发射器件可以有不同于图2A和2B的结构，例如，可以在一个基片1放置薄膜4和5，然后在薄膜上设置一对相对的器件电极2和3。

为了提供极好的电子发射特征，导电薄膜4和5最好是精细微粒膜。导电薄膜的厚度是以在器件电极2和3上的导电薄膜的阶梯覆盖，在器件电极2和3之间的电阻值和用来形成操作的参数(将在后面叙述)以及其它的系数的函数来确定的，它最好在十分之几纳米和几百纳米之间，并且最好在一纳米和五十纳米之间。导电薄膜4和5一般的面电阻值Rs在10²和10⁷Ω/口之间。Rs通过R＝Rs(l/w)限定，其中w和l分别为薄膜宽度和长度，R为沿着薄膜的纵向确定的电阻值。应当注意，当用于本发明的目的的形成过程被称为导电处理时，它不是进行限制也可以包括在薄膜上形成一个缝隙产生高阻的状态。

导电薄膜4和5由从下面的金属材料中选出的材料制成，例如，Pd，Pt，Ru，Ag，Au，Ti，In，CU，Cr，Fe，Zn，Sn，Ta，W和Pb，氧化物如PdO，SnO₂，In₂O₃，PbO和Sb₂O₃，硼化物像HfB₂，ZrB₂，LaB₆，CeB₆，YB₄和GdB₄，碳化物像TiC，ZrC，HfC，TaC，SiC和Wc，氮化物如TiN，ZrN和HfN，等等。

这里的术语″精细微粒膜″指由大量的精细微粒构成的膜，这些精细微粒可以是松散地分散的，紧密地排列的，或者相互和任意地重叠的(在一定的条件下形成岛结构)。用于本发明的目的的精细微粒的直径是在十分之几纳米和几百纳米，最好在一纳米和二十纳米之间。

由于术语″精细微粒″被频繁使用，它将在下面详细地叙述。

一个小的微粒称为一个″精细微粒″而一个比微粒小的精细微粒称为″超精细微粒″。一个比″超精细微粒″小的微粒和通过几百个原子构成的微粒称为“簇”。

但是，这些定义是不严格的，每个术语的范围可根据微粒的特别的应用而改变。″超精细微粒″可以简单地称为″精细微粒″。

″实验的物理学过程No.14：表面/精细微粒″(ed.，Koreo Ki-noshita；Kyoritu Publication，September 1，1986)描绘如下：

这里使用的称为微粒的精细微粒的直径在2到3μm和10nm之间而称为微粒的超精细微粒的直径在10nm和2到3nm之间。但是，这些定义并不是严格的，超精细微粒可以简单地称为精细微粒。因此，这些定义只是一个经验的规则。由两个或几百个(或几千个)原子构成的微粒称为“簇”。(Ibid.，p.195，11.22-26)

另外，″Hayashi的新技术发展公司的超精细微粒计划″给″超精细微粒”下的定义如下，为微粒尺寸规定了一个较低的界限：

在创造性科学和技术促进方案下面的″超精细微粒计划(1981-1986)给超精细微粒下定义为该微粒的直径在1和100nm之间，这意味着超精细微粒是一100到10⁸的原子团。从原子的观点，超精细微粒是巨大的或者是超巨大的微粒。(“超精细微粒-创造性的科学和技术″ed.，Chikara Hayashi，Ryoji Ueda，Akira Tazaki；Mita Publication，1988，p.2，11.1-4)″小于超精细微粒和由几个到几百个原子构成的微粒称为一个“簇”。(Ibid.，p.2，11.12-13)

拿以上所述一般的定义考虑，这里所用的术语″精细微粒″指大量的直径下限在几十纳米和一纳米之间上限为几个微米的原子或分子团。

电子发射区6形成于较低电势侧和较高电势侧的导电薄膜4和5之间并包括一个高电阻的缝隙，尽管其性能取决于导电薄膜4和5的厚度，性质和材料及加能形成，这将在下文叙述。电子发出区6在内部可以包含直径在十分之几纳米和几十纳米的导电精细微粒。这种导电精细微粒可以从可用于制备导电薄膜4和5的所有或部分材料中选择。

图1A-1H为根据本发明的第一方面的一个表面导电电子发射器件的截面侧视图，显示了典型的不同的结构。

图1A显示了附加的膜7的最基本的结构，用于提供在根据本发明的电子发射区6和电子发射器件的低电势侧导电膜的边界上形成的附加的电阻值。通过为薄膜适当地选择一个厚度，一个截面和一个电阻率以提供一个所需的附加的电阻值，该器件能以所需的方式工作。

可以用于附加的膜的材料包括半导体物质，例如像硅和锗和金属氧化物这样一类的物质。当使用一个半导体物质时，膜的电阻率可以通过选择它包含的杂质的浓度来调整，当使用一种金属氧化物时，膜的电阻率可通过控制化合物的化学计算的成分中的氧含量的偏差或利用一个控制的混合比形成金属和氧化物的混合物来调整。

电子发射区6的结构没有详尽示出，它可以包含分散在其中的精细微粒。

在图1B中，一附加的膜7也形成在电子发射区6和高电势侧导电薄膜5的边界上以提供一附加的电阻值。这个结构也是可行的。

在图1C中，一个金属膜9在活化过程中被形成在在电子发射区6和低电势侧导电薄膜4的边界上形成的附加的膜7上，以提供一附加的电阻值。注意，二个膜都只是被形成于图1C中的器件的低电势侧上，这样的膜可以形成在在高电势侧的电子发射区6的边界上，如图1D中的情况。

利用活化过程，一个金属膜或者碳或碳化合物膜，这将在下面叙述，被形成以显著地增加流经电子发射器件的器件电流If和从器件通过电子发射产生的发射电流Ie。因而，这个特别的结构对于本发明的应用范围是重要的。

在图1E中，附加的膜7被分别形成在电子发射区和低电势侧导电薄膜的边界上以及电子发射区和高电势侧导电薄膜的边界上，以提供一附加的电阻值，然后金属膜9被形成在附加的膜之一上(例如在图1E所示的低电势侧上的膜上)。

在图1F中，一附加的膜7被形成在电子发射区6和低电势侧导电薄膜4的边界上以提供一个附加的电阻值，一金属膜9被形成在电子发射区6和高电势侧导电薄膜5的边界上。

在图1G中，附加的膜7被分别形成在电子发射区和低电势侧导电薄膜的边界上和在电子发射区和高电势侧导电薄膜的边界上，以提供一附加的电阻值，如图1B所示，然后他们在活化过程中被分别被碳或碳化合物的膜8覆盖。

在图1H中，用于提供一附加的电阻值的附加的膜7和对应的碳或碳化合物的膜8与图1G中的相反地放置。

用于提供一附加的电阻值的附加的膜7和碳或碳化合物的膜8被形成在图1G和1H中的低电势侧和高电势侧上，在高电势侧上的用于提供一附加的电阻值的附加的膜7和/或任何一个碳或碳化合物的膜8可被省去。

应该注意根据本发明的一个或多个附加的膜的可能的结构并不限于图1A-1H也可以采用其它的结构来解决先前所指出的问题。

现在，一个阶梯型表面导电电子发射器件将被叙述。

图3是一个可适用本发明的阶梯型表面导电电子发射器件的剖视的侧视图。

在图3中，标号11表示一个阶梯形成部分。器件包括一个基片1，器件电极2和3和导电薄膜4和5和电子发出区6，其材料与上述的平面型表面导电电子发射器件相同，一个阶梯形成部分11，由绝缘材料制成像SiO₂这样一类，通过真空蒸发，印刷或者溅射制成，并具有对应于分开上述的扁平型表面导电电子发射器件的器件的距离L的高度，或在几百纳米和几十纳米之间。最好，阶梯形成部分11的高度在几十纳米和几纳米之间，尽管它是按照制造阶梯形成部分的方法和加到器件电极的电压的函数选择的。

在形成器件电极2和3和阶梯形成部分11以后，导电薄膜4和5被分别淀积在器件电极2和3上。当电子发射区6形成在图3中的阶梯形成部分11上时，位置和轮廓取决于其制造时的条件，加能形成条件和其它的关联条件和并不限于那里所示的那些。

为了制造的根据本发明的表面导电电子发射器件，各种方法都是可行的，图4A到图4C示出了这些方法中的一个典型。

现在，参照图2A和2B和4A到4C详细描述根据本发明的扁平型表面导电电子发射器件制造方法。在图4A到4C中，与图2A和2B相同的部分将使用相同的标号。

1)在用洗涤剂，纯的水，有机溶剂，等充分地清洁基片1以后，在基片1通过真空蒸发，溅射或者一些其它的适当的技术淀积一种用于形成一对器件电极2和3材料，然后利用照相平版印刷术制成电极(图4A)。

2)通过施加一有机金属溶液保持一个给于时间周期，将一有机金属薄膜被形成在形成有器件电极2和3的基片1上。有机金属溶液可以包含上面所列的任一金属作为主要成分，用于导电薄膜4和5。此后，有机金属薄膜被加热，烘烤和其后经受到一个布线图案操作，利用一适当的技术，例如剥离或者腐蚀，产生一个导电薄膜12(图4B)。当有机金属溶液产生上述的薄膜时，导电薄膜12也可以通过真空蒸发，溅射，化学蒸气沉积，分散镀，倾斜，旋转器镀或者一些其它的技术形成。

3)此后，器件受到一个称为″形成″的处理。

图6是一个可以用于的″形成″过程和后来的过程的包括一个真空室的装置的示意方框图。它也被用作为一个测量系统用于确定所述类型的电子发射器件的性能。参见图6，该测量系统包括一个真空室26和一个真空泵27。电子发射器件被放置在真空室26中。所述器件包括一个基片1，低和高电势侧器件电极2和3，低和高电势侧导电薄膜4和5和电子发射区6。另外，测量系统有一个电源21，用来向器件施加一个器件电压Vf，安培计22用来测量通过在器件电极2和3之间的薄膜4和5的器件电流If，阳极25用来俘获通过从器件的电子发射区6发出电子产生的发射电流Ie，一个高压电源23用来施加一个电压到测量系统的阳极25和另一个安培计24用来测量从器件的电子发射区6发射的电子产生的发射电流Ie。为了确定电子发射器件的性能，，一个在1和10kv之间的电压被施加到阳极，它离开电子发射器件一个H的距离，H值在2和8mm之间。

为了电子发射器件的性能或者电子源在真空室中能适当地被测试，包括一个真空测量仪和测量系统所需的其它设备被安排在真空室26中。真空泵27可装备有一个普通的高真空系统，包括一个涡轮泵和一个轮转机泵和包括离子泵的超高真空系统。其中包含电子源基片的整个真空室可被一个加热器(未示出)处理。因而，这个真空处理结构能用于″形成″处理和后续的处理。参考数字28表示一个物质源用于存储必要时引入真空室的物质，它可以是细颈瓶或者一个弹状瓶。参考数字29表示一个用于调节向真空室提供物质的速度的阀门。

这里，加能形成过程将作为用于“形成”的一个选择被描述。更准确地说，一个电压通过一个电源(未示出)被加到器件电极2和3之间，直到电子发出区6(图4C)被产生在导电薄膜12(图4B)的一个给定区域为止，示出一个改进的不同于导电薄膜12的那个结构。换言之，导电薄膜12是局部地和在结构上被破坏，变形的或者转变，作为加能形成处理的一个结果产生电子发出区6。图5A和5B显示了两个不同的可以用于加能形成的脉冲电压。

用于加能形成的电压最好有一个脉冲波形。一个有一个常数高度或者一个常数峰电压的脉冲电压可以连续不断地提供，如图5A所示，或者，一个有增加的高度或者增加的峰电压的脉冲电压可以施加，如图5B所示。

在图5A中，脉冲电压有一个脉冲宽度T1和一个脉冲间隔T2，分别典型地在1μs和10ms之间和在10μs和100ms之间。三角形波的高度(用于加能形成操作之峰电压)可根据表面导电电子发射器件的截面适当地选取。该电压典型地是施加若干秒到几十分钟。但是，该脉冲波形不限于三角形，矩形或者一些其它的信号波形也可以使用。

图5B显示了一个脉冲高度随时间增加的脉冲电压。在图5B中，脉冲电压具有一个脉冲宽度T1和一个脉冲间隔T2，大体与图5A中的相似。三角波的高度(用于加能形成操作的峰电压)以一定的比率例如0.1V/每步被增加。

通过测量的流经器件电极的电流，当电压足够地低不能局部地破坏或者变形导电薄膜12的电压在脉冲电压的一个间隔期间被加到器件上时，加能形成操作将被终止。在施加一个近似为0.1V的电压到器件电极时，加能形成操作典型地是当观察到相对于流经导电薄膜的器件电流的电阻值大于1MΩ时终止。

4)在加能形成操作以后，一个膜7被形成以提供形成在电子发射区和低电势侧导电薄膜4的边界上的一附加的电阻值。如果必要，另一个膜可以形成于电子发射区和高电势侧导电薄膜5的边界上。

真空室26空进一步通过一个真空泵27被抽空，以减少内部的压力，等于或者低于10^-3pa。当硅用于膜7时，硅化合物像SiCl₄，SiH₂Cl₂，SiHCl₃或者SiH₄的蒸气被引入到真空室26，一个脉冲电压被加在器件电极2和3之间，逐步淀积硅。由淀积形成的膜可以通过适当的加热，可以改进质量和稳定性。

假定多个电子发射器件被共同经受上述在各器件形成半导体膜的过程(产生电子源的情况，这将在下面叙述，)该器件上原始地示出了不均匀的电阻值，一个电流以增强速率通过一个原来具有低电阻的器件，形成一个相对地较厚的膜，以提供一个较大的附加的电阻值。因此，器件显示出了相互接近的有利于电子源的性能的电阻值。

当一个金属氧化物被用于膜7时，一个高度地挥发性的金属化合物最好与具有一适当的局部压力的氧气一起使用，使得当一个脉冲电压被加上时，金属氧化物可以容易地淀积。

另外，氮气体或者氨气体利用一个金属化合物可以被引入真空室以便淀积金属氮化物。另外，通过引入氢碳化物气体如CH4，一个金属碳化物通过沉积作用可被形成。

可以用于本发明的目的的高度挥发性的金属化合物包括卤化金属和有机金属化合物。更准确地说，AlCl₃，TiCl₄，ZrCl₄，TaCI₅，MoCl₅，WF₆，三异丁基铝，二甲铝氢化物，单甲铝氢化物，MO(Co)₆，W(Co)₆和(PtCl₂)₂(Co)₃提供适当的候选化合物。

5)其后，器件最好被经受活化处理。活化处理是这样一个过程，通过它，器件电流If和发射电流Ie被显著地改善。

在活化处理过程中，一个脉冲电压如加能形成处理的情况在一有机物质的气体环境中被重复地施加到器件上。这种气氛是通过利用存在真空室中的有机气体，利用油扩散泵或者旋转泵或者通过离子泵将真空室抽到足够的真空然后向真空中引入有机物质的气体产生的。有机物质的气体压力是以电子发射器件的剖面和真空室的剖面，有机物质的类型和其它的系数的函数来确定的。适于用于活化处理的有机物质包括脂肪族的烃，像烷属烃，烯属烃和炔属烃，芳香烃，酒精，乙醛，甲酮，胺，有机酸像苯酚这样一类的，含羧基的酸和磺酸。特殊的例子包括饱和的烃，通常用公式C_nH_2n+2表示，像甲烷，乙烷和丙烷，不饱和的烃，通常用公式C_nH_2n表示，像乙烯和丙烯，苯，甲苯，甲醇，乙醇，甲醛，乙醛，丙酮，甲乙酮，甲胺，乙胺，苯酚，甲酸，醋酸的酸和丙酸和这些的混合物。作为活化处理的结果，碳或碳化合物脱离存在在气氛中的有机物质被淀积在器件上，以显著地改善器件电流If和发射电流Ie。

终止活化处理的时间是通过适当地观察的器件电流If和发射电流Ie确定的。用于活化处理的脉冲电压的脉冲宽度，脉冲间隔和脉冲波形高度将适当地被选择。

为了本发明的目的，碳和碳化合物包括石墨(即HOPG，PG和GC，其中HOPG有一个实质上完全的石墨结晶的构造而PG有一个稍微变形的结晶体构造，具有平均晶体颗粒为200埃的尺寸，GC的结晶的构造进一步被变形，具有平均晶体颗粒尺寸为20埃)而非晶态的碳(参见非晶体的碳和非晶体的碳和石墨的精细晶体颗粒的混合)和淀积的膜厚最好少于50纳米并最好少于30nm。为了活化处理，像烃这样一类的碳化合物可以用来代替石墨。

在活化处理当中，一个金属膜9可以被形成代替碳或碳化合物的膜。对于金属膜，高熔点的和低点工作功能的金属是最好的。这样的金属膜9可以通过向真空室中引入金属化合物的蒸气并在被处理的器件的电极2和3之间施加一个脉冲电压形成。可以用于活化处理的金属包括W和Mo的卤化或者有机化合物。这样的化合物的特殊的例子包括TaCl_s，MoCl_s，WF₆，Mo(Co)₆，W(Co)₆，(PtCl₂)₂(Co)₃。

执行形成碳或碳化合物或金属薄膜的活化处理和形成用于提供附加的电阻值的处理的顺序可以被颠倒。

5)已经经过加能形成处理和和活化处理的电子发射器件然后最好经受一个稳定化处理。这是为了去除保持在在真空室中的任何有机物质。用于该处理的真空和抽空设备最好不使用油，以便在处理期间不产生任何影响被处理的器件的性能的蒸发油。因而，运用吸附泵和离子泵是一个优越的选择。

如果油扩散泵或者一个旋转泵被用于活化处理并且利用由油产生的有机气体，有机气体的局部压力必需要用任何装置被极大地减少。如果没有碳或者碳化合物另外被淀积，在真空室中有机气体的局部压力最好低于1×10^-6pa，低于1×10^-8pa更好。为了由真空的内璧和电子发射器件吸附的有机分子可以容易地被除去，真空室最好在加热后被抽空，同时被加热到80度或者以上，最好到150度或者以上，如果可能，根据真空室的尺寸和轮廓，电子发射器件的结构，其它的加热的条件可以另外被选择。虽然其它程度的压力可以适当地被选择，在真空室中的压力必需尽可能的低，最好低于1×10^-5pa，低于1.3×10^-6pa更好。

在稳定化处理以后，用来驱动电子发射器件或者电子源的气氛最好与稳定化处理时完成时相同，尽管在真空室中的有机物被充分地去除后，也可以使用一个较低的真空度而不破坏电子发射器件或者电子源的操作的稳定性。

通过用这样的一个真空气氛，任何碳或碳化合物的附加的沉积的形成可以有效地被抑制而由真空室和基片吸附的H₂O，O₂和其它的物质可有效地被去除，因此使器件电流If和发射电流Ie稳定。

下面描述通过上述处理制备的一个表面导电电子发射器件的性能。

图7A显示了一个由图6的测量系统观测到的器件电压Vf发射电流Ie和器件电流If之间的关系。鉴于Ie远小于If，在图7中不同的单元可为Ie和If任意地选择。图的垂直和横向的座标轴代表一个线性的刻度。

如图7A所示，根据本发明的电子发射器件在发射电流Ie方面有三个值得注意的特点，这将在下面叙述。

(i)第一，根据本发明的电子发射器当所加的电压超过一个确定值时(称为门限电压，在图7中用Vth表示)，发射电流Ie显示出一个突然的和快速的增加，而发射电流Ie在实际当中是检测不到的如果所加电压低于门限电压Vth。根据本发明的电子发射器件为非线性器，对于发射电流Ie有一个明确的门限电压Vth。

(ii)第二，由于发射电流Ie是单调的取决于器件电压Vf，前者能有效地被后者控制。

(iii)第三，通过阳极25俘获的发出的电荷是器件电压Vf所加的时间的函数。换言之，通过阳极25俘获的电荷量通过器件电压Vf所加的时间能有效地被控制。

由于以上所述值得注意的特点，应当明白，根据本发明的电子发射器件的电子发射特性响应输入信号能容易地被控制。因而，电子源和包括多个这样的器件的有成象装置可以有各种应用。

从另一方面来说，器件电流If或者相对于器件电压Vf单调地增加(如图7A中的实线所示，该特征在下文称为“MI特征″)或者显示一个曲线(未示出)具体为电压控制负电阻特性(下文称为″VCNR特征)如图7B所示。器件电流的这些特征取决于多个因素，如，制造的方法，测量条件和操作器件的环境。

现在，描述本发明的电子发射器件的应用的一些例子。

按照本发明的第二方面，通过设置多个根据本发明第一方面的电子发射器件和在真空容器中的成象部件，可以实现一个电子源及成象装置。

电子发射器件可以以多个不同的模式设置在一个基片上。

例如，多个电子发射器件可以沿着一个方向排成一行(在下文称为行方向)，各器件在相对端通过导线被并联到一起，并通过在电子发射器件的上部空间沿着垂直于行方向的方向(下文称为列方向)设置实现一个阶梯状结构的控制电极(在下文称为格子)来驱动操作。另外，多个电子发射器件可以沿着X方向和排成一行和沿着Y方向排成一列形成一个矩阵，在同一行上的电子发射器件可将其电极的一端连接于一个公共的X方向布线，在同一列上的电子发射器件可将其电极的一端连接于一个公共的Y方向的布线。后者结构称为简单矩阵结构。现在，详细地叙述简单矩阵结构。

鉴于以上所述的表面导电电子发射器件的三个基本特征(i)到(iii)，通过控制施加到器件的相对的电极上的脉冲电压的波形高度和波形宽度高于门限电压电平，电子发射可以得到控制。从另一方面来说，当所加电压低于门限电压电平时，器件不发射任何电子。因此，不管装置中设置的电子发射器件的数目多少，通过施加一个脉冲电压到每个选择的器件，所需的表面导电电子发射器件即可根据输入信号被选择和控制。

图8是一个通过安排多个电子发射器件实现的电子源的平面图，为了实现以上所述特点。在图8中，电子源包括一个基片31，X方向布线32，Y方向的布线33，表面导电电子发射器件34和连接布线35。

这里提供了总数为m个的X方向的布线32，表示为Dx1，Dx2，..，Dxm并由导电金属通过真空蒸发，印刷或溅射，等制成。这些布线是适当地设计的，选择了适当的材料，厚度和宽度。总数为n的y方向布线33也被设置并表示为Dy1，Dy2，...Dyn，与X方向布线32类似。一个中间的绝缘层(未示出)被设置在m个X方向布线32和n个Y方向布线33之间，用于将其相互电绝缘。(m和n都为整数)。

中间的绝缘层(未示出)典型地由SiO₂通过真空蒸发，印刷或者溅射制成。例如，它可以形成在基片31上形成X方向布线32的部分的整个表面上。中间绝缘层的厚度，材料和制造的方法的选择要使得它能购抵抗任何X方向布线32和任何Y方向布线33之间在其交叉部可观察到的电势差。各个的X方向布线32和Y方向布线33被拉出以形成一外部的接线端。

通过相应地连接由导电金属制成的布线35，每个表面导电电子发射器件34的相对地设置的一对电极(未示出)被连接到m个X方向的布线32中的相关的一个和n个Y方向的布线33中的相关的一个。

器件电极和从布线32和33延伸的连接布线35的导电金属材料可以相同或者包含一个公共的成分。另外，它们可以是互不相同的。这些材料典型地可以从上面所列的用于器件电极候选的材料中选出。如果器件电极和连接布线由一个同样的材料制成，它们可以都称为器件电极而不必进行区分。

X方向布线32被用电气地连接到一个扫描信号施加装置(未示出)用于施加一个扫描信号到表面导电电子发射器件34的一个选择的行。另一方面，Y方向布线33被电气地连接到一个调制信号产生装置(未示出)用于施加一个调制信号到表面导电电子发射器件34的一个选择的列并根据输入信号调制选择的列。注意，施加到各表面导电电子发射器件的驱动信号被表示为扫描信号和施加到器件的调制信号的电压差。

利用以上所述结构，通过一个简单矩阵布线结构，各个的器件被选择和驱动独立地工作。

现在，参照图9，10A，10B和11描述包括有一个简单矩阵结构电子源的成象装置。图9是成象装置的部分切去的示意透视图。图10A和10B为一个示意图，显示了两个可能的可以用于的图11的成象装置的荧光膜的结构，而图11是一个用于图9的工作于NTSC信号的成象装置的驱动电路的方框图。

参见图9，显示了成象装置的显示板的基本的结构，它包括上述类型的电子源基片31，其上设置有多个电子发射器件，一个后部板41，刚性地支撑电子源基片31，通过在一个玻璃基片43和一个支持框架42的内表面上放置荧光膜44和一个金属背板45制备的一个面板46，后部板41和面板46通过烧结玻璃被连接。参考数字47表示封壳，它被烘烤到400到500摄氏度保持大于10分钟，在空气或氮气中被气密地密封。

在图9中，标号34表示一个电子发射器件而参考数字32和33分别表示连接到各电子发射器件的各自的器件电极的X方向布线和Y方向布线。

在上述实施例中当封壳47由面板46，支持框架42和后部板41形成时，如果基片31是足够强度的话，后部板41可以省去，因为后部板41主要是用来加强基片31。如果情况如此，一独立的后部板41是不必要的，基片31可直接地与支持框架42结合，使得封壳47由一个面板46，一个支持框架42和一个基片31构成。封壳47的总的强度可通过在面板46和后部板41之间设置多个称为垫片(未示出)的支持部件而得到增强。

图10A和10B示意性地显示了荧光膜的两个可能的结构。如果显示板被用于显示黑白的画面，荧光膜44仅包括一种荧光体，当用于显示彩色图象时，需要包括黑色导电部件48和荧光体49，根据荧光体的结构其中前者被称为黑条纹或者黑色矩阵部件。黑条纹或者黑色矩阵部件被用于彩色显示板是为了使得三种不同的基色的荧光体49更为清楚，并通过使周围区域黑化，可以增加外界光的显示图象的对比度。同时石墨通常被用作黑条纹的一个主要成分，其它的具有低光透射率和反射率的材料可以另外被采用。

不管是黑白的或者彩色显示器，要采用一种适用的沉积或者印刷技术在玻璃基片上来施加一个荧光材料。一普通的金属背板45在荧光膜44的内部的表面上被设置。金属背板45是为了增强显示板的亮度，因为它可将从荧光体发向封壳内部的光转到面板46，用它作为电极用来向电子束施加一个加速电压并当在封壳内产生的负离子与荧光体碰撞时保护荧光体不被损坏。它是在形成荧光膜之后通过平滑荧光膜的内表面(在操作中通常称为“膜化”)和在其上通过真空蒸发形成铝膜而形成。

为了提高荧光膜44的传导率，一个透明的电极(未示出)可以形成在面板46上面对荧光膜44的外表面。

应该注意如果一个彩色显示被涉及，在以上所列的封壳的每个部件被连接在一起之前，要准确地对准每个彩色荧光体和电子发射器件。

现在，描述图9所示的成象装置的制造方法。

图12显示了一个可以用于制造根据本发明的成象装置的真空处理系统的示意方框图。

在图12中，成象装置61通过抽空管62被连接到真空系统的真空室63。成象装置61进一步通过一个闸阀64被连接到一个真空泵单元65。一个压力仪66，一个四极质量(Q-mass)分光仪67和其它的仪器被安排在真空室63内部，来测量真空室内的气体的内部压力和局部压力。由于直接地测量成象装置61的封壳47的内部的压力是很困难的，用于制造操作的参数通过测量真空室63的内部的压力和其它的可量测的因数来进行控制。

为了引入操作所必需的气体物质并控制真空室内的环境，一个气体供给线路68被连接到真空室63。气体供给线路68的另一端连接到一个物质源70，它可以是包含提供给真空室的物质的细颈瓶或者一个圆柱瓶。一个供给率控制装置69被安排在气体供给线路上，用于控制源70中的物质被提供到真空室中的速率。更准确地说，该供给率控制装置可以是一个慢泄漏阀门，能控制渗漏的气体的速度，或者根据要提供的物质的类型，可以是一个质流控制器。

在抽空封壳47以后，成象装置经受一个形成处理。这个处理如图15所示，通过连接Y方向布线33到公共电极81和施加一个脉冲电压到与各个X方向布线32连接的电子发射器件来执行。所施加的脉冲电压的信号波形，处理所终止的条件是其它的有关处理过程的因数，可以根据上述的对一个单一的电子发射器件的形成处理的说明进行选择。连接到多个X方向布线的该器件可以一起经受一个通过顺序地施加(卷动)一个带有一个变换相位的脉冲电压的形成处理。在图15，标号83表示一个电阻器用于测量一通过的电流，标号84表示示波器，用于测量电流。

在形成处理完成以后，成象装置受到一个后续的处理，其中，用于提供一附加的电阻值的膜被形成器件被活化。

在这个处理过程中，根据形成在封壳内的层的材料选择的一个源气体被引入，一个脉冲电压被施加到各电子发射器件，产生一个半导体物质分膜，一个金属氧化物，碳，一个碳化合物或者一个金属通过沉积形成在器件上。用于这个处理的线路结构可以与以上描述的形成处理中的相同。换言之，一个脉冲电压可以以滚动的方式被施加。

封壳47通过真空泵单元65例如离子泵或者一个吸附泵这样的不涉及油的泵，通过抽空管62被抽空，同时被加热到80到2500摄氏度，直到内部空气减少到一个充分程度为止，其中包含的有机物质和在前述步骤中引入的物质被令人满意地除去，同时抽空管通过一个喷灯被加热熔化然后被气密地密封。然后，一个吸气剂处理可以被进行，以便在被封闭以后保持在封壳47的内部的真空度。在吸气剂处理过程中，一个吸气剂(未示出)被设置在封壳47预定位置，通过一个电阻加热器或者一个高频的加热器在封壳47被密封以前或者以后通过蒸发立即形成一个膜。吸气剂典型地包含Ba作为主要成分利用通过蒸发淀积的膜的吸附作用在封壳47中保持一定的真空度。

现在，参照图11叙述一个驱动电路，该电路用于驱动一个包括具有简单矩阵结构电子源的显示板，用于根据NTSC电视信号显示电视图象。在图11中，标号51表示一个显示板。或者，电路包括一个扫描电路52，一个控制电路53，一个移位寄存器54，一个行存储器55，一个同步信号分离电路56和调制信号发生器57。Vx和Va在图11这表示DC电压源。

显示板51通过接线端Dox1到Doxm，Doy1到Doym和高压接线端Hv被连接到外部的电路，其中Dox1到Doxm用来接收扫描信号用于逐一地顺序地驱动包括多个以具有M行N列形式的表面导电电子发射器件的装置的电子源的行(N个器件的)。

另一方面，接线端Doy1到Doyn被设计用于接收一个调制信号用于控制通过一个扫描信号选择的行的每个表面导电型电子发射器件的电子束的输出。一个高电压接线端Hv典型地提供有DC电压源Va，电压值在10kV左右，该值能够足以激发选择的表面导电型电子发射器件的荧光体。

扫描电路52操作方式如下。该电路包括M转换器件(其中在图13中只有器件S1和Sm被明确地指示)，其中的每个或者取DC电压源Vx的输出电压或者0(V)(地电势电平)并与显示板51的接线端Dox1到Doxm中之一连接。每个转换器件S1到Sm根据从控制电路53提供的控制信号Tscan工作，并可以通过结合像场效应晶体管FET这样一类的转换器件来制备。

由于表面导电电子发射器件的性能(或者用于电子发射的门限电压)，该电路的DC电源Vx被设计输出一个恒定的电压，使得加到不被扫描的器件的任何驱动电压被减少到的小于器件的门限电压。

控制电路53协调相关部件的操作，使得可以根据外部提供的视频信号适当地显示图象。响应于从同步信号分离电路56提供的同步信号Tsync，它产生控制信号Tscan，Tsft和Tmcy，这将在下面叙述。

同步信号分离电路56从外部提供的NTSC电视信号中分离同步信号分量和亮度信号分量，并可以利用一个普遍地知道的频率分离(滤波器)电路容易地被实现。虽然利用同步信号分离电路56从电视信号中取出一个同步信号构成一个垂直的同步信号和一个水平的同步信号，为了方便缘故它只被指定为Tsync信号，而不管它的分量信号。另一方面，一个从电视信号中取出的被提供的到移位寄存器54的亮度信号，被指定为数据信号。

移位寄存器54为各行针对数据信号执行一个串/并转换，该数据信号是在时间顺序的基础上根据从控制电路53提供的控制信号Tsft被逐次地提供。(换言之，一个控制信号Tsft用于移位寄存器54的转换时钟)。已经经过串/并转换的(相应于一组用于N个电子发射器件的驱动数据)用于一个图象的一行的一组数据被从移位寄存器54中发出作为n个并行信号Id1到Idn。

行存储器55用于存储用于一幅图象的一行的一组数据，即信号Id1到Idn，并根据来自控制电路53的控制信号Tmry持续一个所需的时间的周期。存储的数据作为Id’1到Id’n被输出并送到调制信号发生器57。

调制信号发生器57实际上是一个信号源，它可以适当地驱动并调制表面导电型电子发射器件的每个的操作而该器件的输出信号通过接线端Doy1到Doyn被送到显示板51中的表面导电型电子发射器件。

如上所述，本发明可适用的电子发射器件的的发射电流Ie有下列特点。第一，存在一个明确的门限电压Vth，只有当一个电压超过Vth的电压被加上时，器件方发射电子第二，发射电流的电平Ie以高于门限电平的供电电压的函数变化。更准确地说，当一个脉冲电压被加到根据本发明的电子发射器件时，如果该电压低于门限电平，没有发射电流产生，一旦所加的电压上升高于门限电平，电子束即被发出。这里应该注意，输出电子束的强度能够通过改变脉冲电压的峰值电平Vm而得到控制。另外，电子束的电电荷的总合可以通过改变脉冲宽度Pw来控制。

因而，无论是电压调制方法或者是脉冲宽度调制方法都可以用来根据输入信号调制电子发射器件。利用电压调制，一个电压调制型电路被用于调制信号发生器57，使得脉冲电压的峰值被按照输入数据调制，而脉冲宽度保持恒定。

另一方面，利用脉冲宽度调制，一个脉冲宽度调制型电路被用于调制信号发生器57使得所加电压的脉冲宽度根据输入数据调制，而电压的峰电平保持恒定。

虽然在前面没有特别地叙述，移位寄存器54和行存储器55可以是任何一个数字或者的模拟信号类型，只要串/并转换和视频信号的存储可以以一个给定的速率执行即可。

如果数字信号型器件被采用，同步信号分离电路56的输出信号数据必需被数字化。但是，这样的转换能够容易地由一个在同步信号分离电路56的输出端的A/D转换器来进行。毫无疑问，根据行存储器55的输出信号是数字还是模拟信号，各种不同的电路可以被用于调制信号发生器57，如果数字信号被采用，一个已知类型的D/A转换器电路可以用作调制信号发生器57并且一个放大器电路可以另外被使用，如果必要的话。关于脉冲宽度调制，调制信号发生器57可以用一个结合一个高速振荡器的电路实现，一个计数器用来对上述的振荡器产生的波形计数，一个比较器用来比较计数器的输出和存储器的输出。如果必要，可以加上一个放大器，用来放大具有调制脉宽的比较器的输出信号的电压达到根据本发明的表面导电型电子发射器件的驱动电压。

另一方面，如果具有电压调制的模拟信号被采用，放大器电路包括一个已知运算放大器可以适当地用于调制信号发生器57并且在必要时可以加上一个电平移动电路。关于脉冲宽度调制，一个已知的电压控制型振荡电路(VCO)可以被采用，必要时，一附加的放大器可被采用，用于放大电压到表面导电电子发射器件的驱动电压。

利用具有上述结构的成象装置，当一个电压通过外部的接线端Dox1到Doxm和Doy1到Doyn提供到该处时，电子发射器件发射电子。然后，产生的电子束通过高压接线端Hv加到金属背板45或一个透明电极的一个高电压被加速。加速电子最后碰撞荧光膜44，从而产生图象。

以上所述成象装置的结构只是本发明适用的一个例子，可以作出各种改进。该装置所使用的电视信号也不限于特定的一种，可以是任何系统，如NTSC，PAL，或SECAM都可以使用。涉及大量扫描行(高清晰度电视系统例如MUSE系统)电视信号也可以适用。

下面参照图13和14描述包括多个在基片上以阶梯方式设置的电子发射器件的电子源和采用该电子源的成象装置。

首先参见图13，图13显示了有一个阶梯状结构的电子源，标号31表示电子源基片标号34表示排列在基片上的电子发射器件，而标号32表示(X方向)布线Dx1-Dx10，用来连接表面导电电子发射器件34。电子发射器件34在基片31上被安排成行(下文称为器件行)，形成包括多个器件行的电子源，各行有多个器件。为了通过施加一适当的驱动电压到公共的布线对而能被独立地驱动，各器件行的表面导电电子发射器件通过一对公共的布线被电气地并联连接。更具体地，一个超过电子发射门限电平的电压被施加到器件行驱动发射电子，而一个低于电子发射门限电平的电压被加到其余的器件行。另外，任何安排两个相邻的器件行之间的任何两个外部接线端可以共享一个公共的布线。例如，公共的布线Dx2-Dx9，Dx2和Dx3能共用一个公共布线代替两个布线。

图14是一个成象装置的显示板的透视图，该成象装置结合有具有阶梯状排列的电子发射器件的电子源。在图14中，显示板包括格电极71，每个有允许电子通过的孔72和一组外部接线端73，或Dox1，Dox2，...，Doxm，以及另一组外部的接线端74或G1，G2，...，Gn，连接到各自的格电极71和电子源基片31。该成象装置不同于图9的具有简单矩阵结构的成象装置，其差别主要是它有安排在电子源基片31和面板46之间格电极71。

在图14中，条状格电极71被安排在基片31和面部板46之间，垂直于阶梯状器件行，用来调制从表面导电电子发射器件发出的电子束，每个具有通孔72，对应于相应的电子发射器件，用于允许电子束通过。注意，条状格电极被示于图14，但它的轮廓和位置并不限于此。例如，它们可以具有网状开口并被设置在接近于表面导电电子发射器件附近。

用于格电极的外部的接线端73和外部的接线端74被电气地连接到一个控制电路(未示出)。

为了发射电子束，具有上述的结构成象装置可以以逐行的方式通过同时向用于图象的一行的格电极与驱动(扫描)电子发射器件的操作同步地施加调制信号，使得图象可以被一行一行地显示。

因此，根据本发明的具有上述结构的显示装置可具有广阔的工业和商业用途，它可以作为电视广播的显示器，作为视频电话会议终端，作为静止和活动画面的编辑装置，计算机系统的终端，作为一个包括光敏鼓的光学的印刷机，和在许多其它方面的应用。

现在，本发明将通过例子的方式进行描述。

(例子1-6，比较例1-4)

图2A和2B显示了在这些例子中制备的电子发射器件。所用的用于制造每个f电子发射器件的方法将参照图4A到4C进行描述。

步骤a：

在充分地清洁一个钠钙玻璃板以后，一个氧化硅膜通过溅射被形成在其上面，到0.5μm的厚，产生一个基片1，在其上面，具有对应于一对电极图形的开口的光致抗蚀剂(RD-2000N-41.可从Hitachi化学制品有限公司得到)的图形被形成。然后，通过真空蒸发一个钛膜和镍膜被顺序地形成，厚度分别为5nm和100nm。此后，光致抗蚀剂通过一有机溶剂被溶解而镍/钛膜被剥离，产生器件的一对电极2和3。器件电极分开3μm的距离L，和一个300μm的宽度(图4A)。

步骤b：

为了产生一导电薄膜12，通过真空蒸发在器件上形成300nm厚的Cr膜的掩膜，然后利用照相印刷术形成对应于导电薄膜的图形的开口。

此后，一个Pd胺合成物溶液(ccp4230，可从Okuno药品有限公司得到)通过一个旋转器施加到铬膜并在300摄氏度在空气中烘烤12分钟，产生一个以PdO为主要成分的精细微粒膜，膜厚为7nm。

步骤c：

铬掩膜通过湿蚀刻被去除，而PdO精细微粒膜被剥离，获得一具有所需规格的导电薄膜12。导电薄膜示出了电阻值为RS＝2×10⁴Ω/口。(图4B)

步骤d：

以上所述器件被放置在一个如图6所示的测量系统中。并且系统的真空室26通过一个真空泵单元27被抽空到2.7×10^-3pa的一个压力。其后，一个脉冲电压被加到器件电极2和3之间执行加能形成处理产生一个电子发射区6(图4C)。该峰值电压为三角脉冲电压如图5B所示逐渐增加。其脉冲宽度T1＝1ms，其脉冲间隔T2＝10ms。在电形成处理过程中，一个额外的0.1V的脉冲电压(未示出)被插入在形成脉冲电压的间隔中，以便确定电阻值，而当电阻值超过1MΩ时，电形成处理被终止。当电形成处理终止时的脉冲电压的峰值(形成电压)为5.0-5.1V。

步骤e：

其后，当保持电子发射器件在图6的测量系统的真空室26时，真空室26的内部的压力被减少到1.3×10^-7pa。此后，SiH₄被引入到真空室26直到压力提高到1.3×10^-1pa为止。然后，一个小量的PH₃另外被引入以便控制形成在器件上的膜的电阻值。

一个脉冲电压通过电源21被加在器件电极2和3之间，在电子发射区6和低电势侧导电薄膜4的边界上形成硅膜7。如图5A所示的脉冲宽度T1＝100μs脉冲间隔T2＝10ms的三角形脉冲被使用。注意，在每个这些例子和比较例中，一个正电势脉冲被加到低电势侧器件电极2而高电势侧器件电极3是保持到地电势，这与引起电子发射增加相反，以便一个硅膜被形成在电子发射区6和低电势侧导电薄膜4的边界上。

上述操作的时间是根据为本发明所进行的一系列的初步的实验的结果而得到的数据来确定的，以便为各器件获得一个所需的附加的电阻值。

在硅膜被形成以后，真空室26被再抽空并通过一个加热器(未示出)加热到300摄氏度使膜稳定。

步骤f：

丙酮被引入到真空室26使内部的压力提高到1.3×10^-1pa。一个脉冲电压被加在器件电极2和3之间形成一个碳化合物膜8。如图5A所示的一个波形高度16V，脉冲宽度T＝1ms，脉冲间隔T2＝10ms的三角形脉冲被采用。所加的脉冲的极性与电子发射的情形相同。该脉冲电压被施加了30分钟。一个碳化合物膜被主要地形成在较高的电势侧。

步骤g：

此后，一个稳定化处理被执行。

在该步骤中，真空室26被抽空使得内部的压力降低到1.3×10^-6pa。然后，器件被加热到250摄氏度，因为真空室的内部的压力因加热被提高，然后它进一步被抽空。在24小时的连续不断的加热后，压力降低到小于1.3×10^-6pa并因此终止加热。

以上所述的例子和比较例中制备的器件然后进行电子发射的性能的测试。对于每个器件，If在Ie之前被观察到，上述例子的每个器件被与比较例1的器件进行比较，其中步骤e被略去，以确定由附加的硅膜7产生的附加的电阻值。下面将参照图16进行描述。

对于每个样品器件，一个三角形脉冲电压被施加以观察器件的Vf-If相互关系。实线表示该器件相对于比较例1的器件的性能。脉冲波形高度是Vf₀＝14V，对应的器件电流If是If₀＝1.2mA。然后，一个相似的三角形脉冲电压被施加到被测试的器件而脉冲电压的波形高度逐步被提高，观察的器件电流If的峰电平直到器件电流峰值等于If₀。如果在该时间波形高度是Vf1，可以安全地假定，电压降ΔVf＝Vf1-Vf₀由附加的电阻值而升高。因此，附加的电阻值能够通过方程式R_ad＝ΔVf/If₀确定。

通过施加一个矩体脉冲电压，Ie被测定，而平均的发射电流<Ie>和波动的程度ΔIe通过连续不断的600个脉冲波形而得到。所加的矩体脉冲电压的波形高度等于以上所获得的Vf1，而脉冲宽度T1＝100μs，脉冲间隔T2＝10ms。在器件和阳极25之间的距离H＝4mm而在器件和阳极之间的电势差等于Va＝1kV。

对于所有以上的例子和比较例的器件，<Ie>为1.1μA。器件的R_ad，<ΔIe/Ie>和(ΔIf/<If>)如下所示。

(见表1)(例8)

在这个例子中，例3的步骤e和步骤f被颠倒以产生一个表面导电电子发射器件，它示出了与例3的器件完全一致的性能。

(例9)

例1-7的步骤a到d这里被采用。接下来，

步骤e：

二甲铝氢化物被引入到真空室26，用氧气作为载气体，直到内部的压力被升高到1.3×10^-1pa。例1-6的步骤e相同的脉冲被施加到器件以产生一个氧化铝膜7。

步骤f：

如同在例1-7的步骤f中情形，一个碳化合物膜8被形成。

步骤g：

如同例1-7中的步骤g，一个稳定化处理被执行。

当器件被测试性能时，示出了ΔIe/<Ie>＝5.0％。

(例10，比较例5)

例1-7的步骤d被重复。其后，

步骤e：

SiH₄和微量的PH₃被引入到真空室，一个脉冲电压被加到器件上，与例3中的情形相似。但是脉冲的极性被改变如图17所示。T1和T2和脉冲波形高度与例3中的相同。这个步骤在比较例5中被略去。

步骤f：

在抽空真空室26以后，WF₆被引入来提高内部的压力到1.3×10-1pa，然后一个脉冲电压施加到器件30分钟。脉冲电压的极性相对于电子发射所使用的脉冲电压被反向，使得主要是一个W膜9被形成在电子发射区和低电势侧导电薄膜4的边界上。一个波形高度18.0V的脉冲被采用。

制备的器件然后经受测试，观察其性能，与例1-7中的情形类似，发现例10的器件的ΔIe/<Ie>＝4.9％，而比较例5的显示ΔIe/<Ie>＝10.3％。

为了进行比较，使例3和该例的器件发射电子一段时间。该例的器件示出了电子发射的一个较低的下降率。这可能是由于在该例的器件中用W膜代替代替例3的器件的碳化合物膜的缘故。

(例11)

在这个例子中，象前面的例子那样，通过排列大量的电子发射器件并利用线路矩阵来连接它们来制备一个电子源，利用该电子源，实现一个成象装置。

图18为一个被扩大的示意平面图，显示了该例的电子源的局部。图19为沿图18的线19-19剖开的示意剖视图。图20A-20H示出了图19的器件的不同的制造步骤。

在这些图中，标号1表示一个基片，标号32和33分别表示一X方向布线一个Y方向布线，标号2和3表示器件电极，标号6表示电子发射区。标号91表示一中间的绝缘层，标号92表示一个接触孔用于电气地连接的器件电极3和X方向布线32。

现在，参照图20A到20H通过描述电子发射器件来描述电子源的制造方法。注意下列的制造的步骤，步骤A到步骤H分别相应于图20A到20H。

步骤A：

在充分地清洁一个钠钙玻璃板以后，在其上通过溅射形成一个氧化硅膜厚度为0.5μm，产生一个基片1，在上面再先后形成厚度分别为5nm和600nm的铬和金薄膜，然后一个光致抗蚀剂(AZ1370.可从Hoechst公司得到)通过一个旋转器被形成，同时旋转该膜并烘烤。此后，一个光掩膜图象曝光并光化学地产生一个X方向布线32的保护图形，然后淀积的Au/Cr膜被通过湿蚀刻，去掉保护图形，产生X方向布线32。

步骤B：

一个硅氧化膜通过RF溅射被形成作为中间绝缘层91，其厚度为1.0μm。

步骤C：

一个光致抗蚀剂被准备以便在在步骤B中淀积的氧化硅膜中产生接触孔92，用光致抗蚀剂的掩膜图形通过蚀刻中间的绝缘层91，接触孔92然后被实际地形成。使用CF₄和H₂的RIE技术(反应离子蚀刻)被采用，用于蚀刻操作。

步骤D：

以下，用于器件的一个对电极2和3和一个分开电极间隙G的光致抗蚀剂(RD-2000N-41.可从Hitachi化学有限公司得到)的图形被形成，然后通过真空蒸发钛和镍顺序地被淀积在其上分别到5nm和100nm的厚度。光致抗蚀剂图形被溶入一有机溶剂，镍/钛淀积膜经过剥离技术的处理，产生器件的一个对电极2和3，其宽度为W1＝300μm，分开的距离间隙G＝3μm。

步骤E：

在形成一个Y方向布线的光致抗蚀剂图形(负图形)以后，通过真空蒸发钛和金顺序地被淀积到5nm和500nm的厚度，然后不必要的区域通过剥离技术被去除，产生一个所需规格的Y方向布线33。

步骤F：

然后，一个铬膜94通过真空蒸发被形成，膜厚为100nm，经过处理显示一个具有对应于导电薄膜12的轮廓的开口。Pd胺的混合物溶液通过一个旋转器被施加到铬膜并烘烤到300摄氏度持续10分钟，产生一由PdO精细微粒构成的导电薄膜95，其厚度为10nm。

步骤G：

沿着PdO精细微粒的导电薄膜95的任何不必需的部分，铬膜通过湿蚀刻被去除，产生一个所需形状的导电薄膜12。导电薄膜12示出的电阻值为RS＝5×10⁴Ω/口。

步骤H：

然后，一个层被形成在全部表面上的除接触孔92之外区域上，通过真空蒸发钛和金被顺序地被淀积到5nm和500nm的厚度光致抗蚀剂层被溶入一有机溶剂，任何不必要的区域通过剥离技术被去除，埋住接触孔94。

步骤I：

该步骤和后续步骤将参照图9，图10A和10B来描述。

在将电子源基片31固定到后部板41以后，面板46(在一个玻璃基片43的内部的表面上带有荧光膜44和金属背板45)通过一个设置在其间的支持框架42安置在基片31之上5mm，然后，烧结玻璃被加到面板46，支持框架42和后部板41的接触区并在400摄氏度下在空气中烘烤10分钟，气密地密封该容器。基片31也通过烧结玻璃固定到后部板41。

当装置只用于黑白图象，荧光膜44只包括一种荧光体时，该例中的荧光膜44是通过在第一个位置形成黑色条纹，并用基色的条状荧光部件充满缝隙。黑色条纹由包含石墨作为主要成分的常见材料制成。一个稀浆技术被用于向玻璃基片43施加荧光材料。

一个金属背板45被设置在荧光膜44的内表面上。在制备荧光膜以后，金属背板45通过在荧光膜的内部的表面上执行一个平滑操作(通常称为″膜化″)被制备，此后通过真空蒸发在其上形成铝层。

当一个透明的电极(未示出)可以设置在面板46的荧光部膜44的外表面上来为了增强它的电导率时，在这个例子中它没有被采用，因为通过仅用一个金属背板荧光膜显示出了一个足够的电导率。

对于以上所述的结合操作，部分被仔细地对准，以便保证相对彩色荧光部件和电子发射器件之间精确地定位。

步骤J：

成象装置然后被放置在图12所示的一个真空处理系统，真空室63被抽空减少内部的压力到小于2.6×10^-3pa。图21显示了在这个例子中用于形成操作的线路结构图。参见图21，一个通过一个脉冲发生器95产生的脉冲被施加到通过一个行选择器97选择的X方向布线32之一。脉冲发生器96和行选择器97两者都通过一个控制单元98被控制用于操作。电子源99的Y方向布线33被连接在一起和地。图21中的粗实线代表一个控制线路，而细实线代表多个布线。适用的脉冲电压有一个如图5所示的增加的波形高度的三角形脉冲波形。如例1中的情形，一个具有0.1V的波形高度的矩体脉冲电压被插入到三角波脉冲的间隔当中，测量每个器件行的电阻值，当电阻值超过1MΩ时，形成操作被终止。然后，通过线路选择器电压施加行被转到下一行。当形成操作终止时，对于所有的行，脉冲波高度大约为7.0V。

步骤K：

二甲铝氢化物通过真空室63和抽空管62被引入到封壳47，用氧气作为载气体，直到内部的压力被提高到1.3×x10^-1pa为止。用于形成处理的线路结构也被用到这里，用于施加一个脉冲电压并和产生氧化铝膜。施加的电压的脉冲波形高度是14V，其极性如图17所示被交替地改变。

步骤L：

封壳47被抽空，此后，MoF₆被被引入到封壳直到内部的压力被减少到1，3×10^-1pa为止。如上述的步骤K，一个脉冲电压被施加以产生Mo膜9。

步骤M：

封壳47比1被进一步抽空减少内部的压力低于3×10^-4pa，抽空管62被加热熔化并气密地密封封壳。最后，设置在封壳中的吸气剂(未示出)通过高频加热被加热，执行一个吸气剂处理过程。

在以上所述步骤以后制造的成象装置可极好地显示精细图象。

(例子12)

图22是一个方框图，显示了通过用根据本发明的方法实现的显示装置和一个在例子11中制备的显示板并用来提供来自各种信息源例如，电视发送和其它图象源的可视信息。

在图22中，显示了一个显示板101，一个显示板驱动器102，一个显示板控制器103，一个多路复用器104，一个译码器105，输入/输出接口电路106，一个CPU107，一个图象发生器108，图象输入存储器接口单元109，110和111，图象输入接口电路112，电视信号接收机113和114和输入单元115，(如果显示装置被用于接收由视频和声频的信号构成的电视信号，伴随附图中所示的电路用于接收，分离，重放，处理和存储声频信号的电路，扬声器和其它的装置是需要的，鉴于本发明的范围，这样的电路和器件被省去。

现在，该装置的部件根据图象信号的流动进行描述。

首先，电视信号接收机114是一个用于接收通过一个使用电磁波无线电发送系统和/或空间的光学的通信网络发送的电视图象信号的电路。电视信号系统不限于一个，可以是任何系统如，NTSC，PAL，或SECAM。它特别于涉及大量的扫描行(典型地称为高清晰度系统，例如MUSE系统)的电视信号，因为它能用于一个大的包括大量的象素的显示板101。通过电视信号接收机114接收的电视信号被送到译码器105。

电视信号接收机113是一个用于接收通过一个用共轴电缆和/或光学纤维的有线的发送系统发送的电视图象信号的电路。如同电视信号接收机114，电视信号系统不限于特定的一种，由该电路接收的电视信号被送到译码器105.

图象输入接口电路112是一个用于接收从图象输入装置如摄像机或者图象拾取扫描器提供的图象信号的电路。它也将接收的图象信号送到译码器105。

图象输入存储器接口电路111是一个用于取出存储在一个盒式磁带录像机(在下文称为VTR)中的图象信号的电路，并且该图象信号也被送到译码器105。

图象输入存储器接口电路110是一个用于取出存储在一个视盘中的图象信号的电路并且该图象信号也被送到译码器105。

图象输入存储器接口电路109是一个用于取出存储在一个器件用于存储静止图象数据的装置，例如静止盘中的图象信号的电路，而取出的图象信号也被送到译码器105。

输入/输出接口电路106是一个用于连接显示装置和外部输出信号源如一个计算机，一个计算机网络或者一台打印机的电路。它对图象数据和字符和图形数据执行输入/输出操作，如果适当，用于控制显示装置的CPU107和外部的输出信号源之间的信号和数字数据。

图象产生电路108是一个根据从外部输出信号源通过输入/输出接口电路106输入的图象数据，字符或图形数据或来自CPU107的数据，产生用于在显示屏幕上显示的图象数据的电路，该电路包括可重写存储器用于存储图象数据，字符数据和图形数据，只读存储器，用于存储对应于给定字符编码的图象图形，一个处理器，用于处理图象数据和其它的用于产生屏幕图象所需的电路部件。

通过图象产生电路108产生的用于显示的图象数据被送到译码器105，并且，如果适当的话，也可以通过输入/输出接口电路106被送到一外部的电路，像一个计算机网络或者一台打印机。

CPU107控制显示装置并执行要被显示在显示屏幕上的图象的产生，选择和编辑操作。

例如，CPU107发送控制信号到多路复用器104并为要显示在显示屏幕上的图象适当地选择或者结合信号。同时，它为显示板控制器103产生控制信号并通过控制图象显示频率，扫描的方式(例如，隔行扫描或是逐行扫描)，每帧的扫描行数等来控制显示装置的操作。

CPU107也直接地向图象产生电路108发送图象数据和字符及图形数据，并通过输入/输出接口电路106访问外部计算机和存储器以获得外部图象数据和字符及图形数据。CPU107也可以设计参与显示装置的其它操作，包括产生和处理数据，象个人计算机或者文字处理器那样。计算机107也可以通过输入/输出接口电路106被连接到一外部的计算机网络，执行计算和其它的操作。

输入单元115被用于提供计算机操作者给于它的指令，程序和数据。事实上，它可以从多种输入装置例如键盘，鼠标，操纵杆，条代码阅读器以及其任何的组合中选择。

译码器105用于转换通过电路108-114输入的各种图象信号恢复成三基色的信号，颜色，亮度信号和I和Q信号。最好，译码器105包括图22中虚线所示的图象存储器来处理电视信号，例如需要一个存储器进行图象转换的MUSE系统中的电视信号。通过与图象产生电路108和计算机107配合，图象存储器的设置易于静止图象的显示，以及淡化，内插，扩大，减少，人工合成和编辑等操作。

多路复用器104根据通过计算机107发出的控制信号用于适当地选择在屏幕上显示的图象。换言之，多路复用器104选择来自译码器105的经转换的图象信号并送到驱动电路102。它也能在显示一帧图象期间通过从一组图象信号转换到不同组的图象信号以多帧驱动显示屏幕，同时显示不同的图象。

显示板控制器103根据从计算机107发送的控制信号用于控制驱动电路102的操作。

在其它当中，它发送信号到驱动电路102用于控制电源的操作的顺序(未示出)，用于驱动显示板，以便限定显示板的基本操作。它也发送信号到驱动电路102，用于控制图象显示频率，和扫描方式(例如，隔行扫描或者逐行扫描)，限定驱动显示板的模式。

如果适当的话，显示板控制器103向驱动电路102发送控制信号，用于控制亮度，对比度，颜色音调和/或者图象的锐度来控制显示的图象的质量。

驱动电路102用来产生驱动信号加到显示板101。它根据从多路复用器104和从显示板控制器103来的控制信号来操作。

一个根据本发明的具有图22所示结构的显示装置可以在显示板101上显示来自任何图象数据源的各种图象。更准确地说，图象信号像电视图象信号通过译码器105被转换过来，然后在送到驱动电路102以前通过多路复用器104被选择。另一方面，显示控制器103产生控制信号，用于根据显示在显示板101上的图象的图象信号控制驱动电路102的操作。驱动电路102然后根据图象信号和控制信号施加驱动信号到显示板101。因而，图象被显示在显示板101上。以上所述的操作都是由计算机107以协调的方式控制的。

如上面所详述，本发明提供了一个电子发射器件，电子发射操作稳定，以及包括大量的这样的器件的电子源和结合象这样的电子源的成象装置，能以极好的质量显示图象。

表1器件 Rad(Ω) ΔIe/<Ie>(％) If/<If>(％)比较例1 0 10.5 11.2比较例2 83 9.5 9.9比较例3 167 8.5 8.7比较例4 333 8.0 7.8例1 500 7.0 7.2例2 667 6.2 6.0例3 1000 5.1 5.2例4 2000 3.5 3.5例5 3000 2.5 2.2例6 5000 1.8 1.8例7 10000 1.0 1.2

Claims

1.一种电子发射器件，包括电极和在它们之间的其上有缝隙的导电膜，其特征在于：

上述导电膜分成夹着上述缝隙的低电势侧和高电势侧，至少在上述导电膜的面对上述缝隙的低电势侧的端部，形成包括由半导体材料或金属氧化物构成的覆盖膜、和由碳或碳化合物构成的覆盖膜的层叠膜。

2.如权利要求1所述的电子发射器件，其特征在于：在上述导电膜的面对上述缝隙的低电势侧和高电势侧的端部都形成上述层叠膜。

3.如权利要求1所述的电子发射器件，其特征在于：上述层叠膜的结构是，上述由碳或碳化合物构成的覆盖膜层叠在上述由半导体材料或金属氧化物构成的覆盖膜之上。

4.如权利要求1所述的电子发射器件，其特征在于：上述电子发射器件是表面传导型电子发射器件。

5.一种电子发射器件在制造方法，该电子发射器件包括电极和在它们之间的其上有缝隙的导电膜，该制造方法包括下列步骤：

在上述导电膜上形成缝隙，然后在含有半导体元素的化合物的气氛中或在含有高度挥发的金属化合物和氧的气氛中，向上述电极之间施加电压，形成由半导体材料或金属氧化物构成的覆盖膜；以及

在含有有机材料气的气氛中向上述电极之间施加电压，由此至少在上述导电膜的面对上述缝隙的低电势侧的端部，形成包括由半导体材料或金属氧化物构成的覆盖膜、和由碳或碳化合物构成的覆盖膜的层叠膜。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：上述含有半导体元素的化合物是从SiCl₄、SiH₂Cl₂、SiHCl₃和SiH₄中选择的一个或多个。

7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：上述高度挥发性的金属化合物是从AlCl₃、TiCl₄、ZrCl₄、TaCl₅、MoCl₅、WF₆、三异丁基铝、二甲铝氢化物、单甲铝氢化物、Mo(CO)₆、W(CO)₆、(PtCl₂)₂(CO)₃中选择的一个或多个。

8.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：先形成由半导体材料或金属氧化物构成的覆盖膜，后形成由碳或碳化合物构成的覆盖膜。

9.一种电子源，包含：

基片；以及

设在上述基片上的多个如权利要求1～4中任一项所述的电子发射器件。

10 一种成象装置，包括：

基片；

其上设置了多个电子发射器件的电子源；以及

借助于上述电子源发出的电子束的照射形成图像的成像部件，

其特征在于：上述电子发射器件是如权利要求1～4中任一项所述的电子发射器件。