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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Feldemissionsvorrichtung
und im Besonderen strukturelle Abstandshalter für Feldemissionsvorrichtungen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Strukturelle
Abstandshalter für
Feldemissionsvorrichtungen sind dem Fachmann bekannt. Abstandshalter
werden verwendet, um den Einsturz der gegenüberliegenden Platten der Vorrichtung
aufgrund der Vakuumbedingungen zwischen ihnen zu verhindern. Eine
dieser gegenüberliegenden
Platten umfasst eine Kathodenplatte, die Feldemitter, eine Gate-Extraktionselektrode
und eine Kathodenelektrode aufweist.
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In
einem Schema nach dem Stand der Technik zum Bereitstellen von Abstandshaltern
für Feldemissionsvorrichtungen
werden Glasteile auf einer der gegenüberliegenden Platten befestigt.
Danach wird die verbleibende gegenüberliegende Platte auf den Abstandshaltern
angeordnet. Andere Gehäuseelemente,
wie z. B. ein Rahmen, werden zur Verfügung gestellt, um einen evakuierbaren
Bereich zu erzeugen. Wenn der evakuierbare Bereich evakuiert wird, werden
die gegenüberliegenden
Platten durch den atmosphärischen
Druck gegen die Abstandshalter gepresst. Dieses Schema nach dem
Stand der Technik leidet unter dem Nachteil, dass es die leitenden Leitungen
der Vorrichtungskathode nicht vor physischem Schaden und elektrischem
Kurzschluss schützt,
wenn die Abstandshalter auf die innere Oberfläche der Kathodenplatte drücken.
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Die
EP-A-0 523 702 offenbart eine Flachbildschirmvorrichtung mit elektronenemittierenden
Elementen mit kalter Kathode. In anderen Ausführungsformen, d. h. anderen
Beispielen nach dem Stand der Technik, werden mehrere Arten von
Abstandshalterelementen offenbart. Um eine Ladungsakkumulation auf
den Abstandshaltern und das Bilden eines elektrischen Feldes, was
die Elektronenbahnen stört,
zu verhindern, werden die Abstandshalter aus einem elektrisch leitenden
Material hergestellt oder mit einer elektrisch leitenden Schicht
bedeckt. Die Abstandshalter bilden "Lücken" in den Schnittpunkten mit
den Kathodenleitungen. In einer Ausführungsform, d. h. einem Beispiel
nach dem Stand der Technik, hat die Kathodenleitungsstruktur orthogonale Leitungselektroden.
In einer anderen Ausführungsform,
d. h. einem anderen Beispiel nach dem Stand der Technik, hat die
Kathodenleitungsstruktur parallele Leitungselektroden. In diesen
Beispielen sind die elektrisch leitenden Abstandshalter nicht in
Kontakt mit der Anode.
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Dementsprechend
existiert ein Bedarf an einer verbesserten Feldemissionsvorrichtung,
die leitende Leitungen hat, die vor Beschädigung und Kurzschluss aufgrund
des durch die strukturellen Abstandshalter ausgeübten Drucks geschützt sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine Draufsicht von
oben auf eine erste Ausführungsform
einer Feldvorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Schnittlinie 2-2 von 1;
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3 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Schnittlinie 3-3 von 1;
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4 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Schnittlinie 4-4 von 1;
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5 ist eine Draufsicht von
oben auf eine zweite Ausführungsform
einer Feldemissionsvorrichtung gemäß der Erfindung;
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6 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Schnittlinie 6-6 von 5;
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7 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Schnittlinie 7-7 von 5;
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8 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der
von 3 und 7 einer dritten Ausführungsform einer
Feldemissionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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9 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der
von 8 einer vierten
Ausführungsform
einer Feldemissionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Es
wird verständlich
werden, dass aus Gründen
der Einfachheit und Klarheit der Darstellung die in den Figuren
gezeigten Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet worden
sind. Zum Beispiel sind die Dimensionen einiger der Elemente relativ
zueinander übertrieben
dargestellt. Weiterhin wurden, wo dies für angebracht gehalten wurde,
Bezugszeichen in den Figuren wiederholt, um entsprechende Elemente
zu kennzeichnen.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Feldemissionsvorrichtung mit einer
Kathodenstruktur, die einen Abstand von der Kante eines Abstandshalters an
den Standorten der Kathoden aufweist. Diese Konfiguration hindert
die Kante des Abstandshalters daran, während der Evakuierung des Gehäuses physischen
oder elektrischen Kontakt aufzunehmen. Somit wird eine Beschädigung der
Kathoden und ein elektrischer Kurzschluss zwischen den Kathoden verringert.
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1 ist eine Draufsicht von
oben auf eine Feldemissionsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung. Die
Feldemissionsvorrichtung 100 umfasst ein Substrat 110.
Das Substrat 110 besteht aus einem stabilen dielektrischen
Material, wie z. B. einer Platte aus Glas. Auf dem Substrat 110 ist
eine Vielzahl von Kathoden 120 gebildet. Die Kathoden 120 umfassen Schichten
eines leitenden Materials, wie z. B. Molybdän, Aluminium und dergleichen.
Die Kathoden 120 sind so konstruiert, dass sie mit einer
Spannungsquelle (nicht gezeigt) zum Zuführen einer vorbestimmten Spannung
verbunden werden können.
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Die
Feldemissionsvorrichtung 100 umfasst weiterhin eine dielektrische
Schicht (nicht gezeigt), die durch ein geeignetes Aufbringungsverfahren
auf den Kathoden 120 gebildet wird. Die Feldemissionsvorrichtung 100 umfasst
außerdem
eine Vielzahl von Elektronenemittern 170, die zu den Kathoden 120 benachbart
aufgebracht sind. In der Ausführungsform von 1 umfassen die Elektronenemitter 170 konische
Emitter, wie z. B. Spindt-Spitzen.
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Die
Feldemissionsvorrichtung 100 umfasst außerdem eine erste Gate-Elektrode 140 und
eine zweite Gate-Elektrode 144, die parallel zu der ersten Gate-Elektrode 140 angeordnet
ist und zu dieser einen Abstand aufweist. Die erste und zweite Gate-Elektrode 140, 144 bestehen
aus einem leitenden Material, wie z. B. Molybdän, Aluminium und dergleichen,
das durch Verwenden eines geeigneten Aufbringungs- und Bemusterungsverfahrens
aufgebracht und bemustert wird. Sie sind so konstruiert, dass sie
mit einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) zum selektiven Zuführen einer
Spannung verbunden werden können,
unabhängig
von der Spannung an den Kathoden 120. Die erste und zweite
Gate-Elektrode 140, 144 überlappen die Kathoden 120 im
rechten Winkel. Die Elektronenemitter 170 werden an den Überlappungsbereichen
gebildet, so dass die Elektronenemitter 170 selektiv adressiert
werden können.
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Die
erste Gate-Elektrode 140 umfasst eine Vielzahl von Verlängerungsstücken, die
eine Abstandskontaktschicht 142 definieren. Diese Verlängerungsstücke der
ersten Gate-Elektrode 140 erstrecken
sich bis in Bereiche zwischen den Kathoden 120 und definieren
die obere Schicht einer Vielzahl von Abstands-Pads 130,
die ausführlicher
unter Bezug auf 2 beschrieben
werden. Die Abstands-Pads 130 weisen von den Kathoden 120 einen
Abstand auf und sind von ihnen elektrisch isoliert.
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Die
Feldemissionsvorrichtung 100 umfasst weiterhin einen Abstandshalter 150,
der durch die Abstands-Pads 130 unterstützt wird. Der Abstandshalter 150 besteht
aus einem dielektrischen Material, wie z. B. Glas, Keramik und dergleichen.
Aus darstellerischen Gründen
und auf keinen Fall mit der Absicht verbunden, einschränkend zu
sein, haben die Abmessungen des Abstandshalters 150 ungefähr die folgenden
Werte: 100 Mikrometer Breite, ein Millimeter Höhe und ungefähr 5 Millimeter
Länge.
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2 ist eine Querschnittsansicht
der Feldemissionsvorrichtung 100 entlang der Schnittlinie
2-2 von 1. Wie in 2 dargestellt, umfasst die Feldemissionsvorrichtung 100 weiterhin
eine Anode 190, die so konstruiert ist, dass sie Elektronen
empfängt,
die von dem Elektronenemitter 170 emittiert werden. Die
Elektronenemitter 170, die Kathoden 120, eine
dielektrische Schicht 124, die Abstands-Pads 130 und
die erste und zweite Gate-Elektrode 140, 144 umfassen
eine Kathodenstruktur 180. Die dielektrische Schicht 124 umfasst
eine Schicht aus dielektrischem Material, wie z. B. Siliziumdioxid, Siliziumnitrid
und dergleichen.
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Die
Kathodenstruktur 180 weist durch den Abstandshalter 150 von
der Anode 190 einen Abstand auf, um dazwischen einen Zwischenraumbereich 195 zu
definieren. Zum leichteren Verständnis wird
hierin nur ein Abstandshalter 150 dargestellt. Eine Feldemissionsvorrichtung
der Erfindung umfasst jedoch eine ausreichende Anzahl von Abstandshaltern 150,
um mechanische Unterstützung zur
Verfügung
zu stellen, um ei nen Zusammenbruch der Anode 190 und des
Substrats 110 zu verhindern.
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Der
Abstandshalter 150 umfasst eine erste Kante 157,
die die Anode 190 kontaktiert, und eine zweite Kante 155,
die eine leitende Schicht 152 auf sich gebildet hat. Die
leitende Schicht 152 umfasst eine Schicht leitenden Materials,
wie z. B. Aluminium, Gold, amorphes Silizium, dotiertes amorphes
Silizium und dergleichen. Die leitende Schicht 152 ist
auf der Abstandskontaktschicht 142 an den Abstands-Pads 130 angeordnet.
Während
des Betriebs der Feldemissionsvorrichtung 100 werden die
Abstands-Pads 130 einem Meer von elektrischer Ladung ausgesetzt.
Es ist somit vorteilhaft, die Abstands-Pads 130 mit einer
geeigneten stabilen Spannung zu verbinden. In der Ausführungsform
von 1 und 2 wird diese stabile Spannung
durch die erste Gate-Elektrode 140 durch
die Abstandskontaktschicht 142 zur Verfügung gestellt.
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In
der Ausführungsform
von 2 umfassen die Abstands-Pads 130 eine
Träger-Pad-Schicht 118, die
auf dem Substrat 110 aufgebracht ist, eine Kathoden-Pad-Schicht 122,
die auf der Träger-Pad-Schicht 118 aufgebracht
ist, einen Abschnitt der dielektrischen Schicht 124, der
auf der Kathoden-Pad-Schicht 122 aufgebracht ist, und einen
Abschnitt der Abstandskontaktschicht 142, der auf dem Abschnitt
der dielektrischen Schicht 124 aufgebracht ist.
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3 ist eine Querschnittsansicht
der Feldemissionsvorrichtung 100 entlang der Schnittlinie
3-3 von 1. 3 stellt weiterhin die elektrische
Isolation der Abstands-Pads 130 von den Kathoden 120 dar.
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In 3 wird außerdem eine
erste Höhe 182 der
Kathodenstruktur 180 hc dargestellt,
die die Höhe der
Kathodenstruktur 180 an den Kathoden 120 entlang
der Länge
des Abstandshalters 150 ist. Eine zweite Höhe 181 der
Kathodenstruktur 180 hp umfasst
die Höhe
der Kathodenstruktur 180 an den Abstands-Pads 130.
Die zweite Höhe 181 ist
größer als die
erste Höhe 182,
so dass oberhalb jeder der Kathoden 120 entlang der Länge des
Abstandshalters 150 eine Lücke 187 gebildet wird.
In der Ausführungsform
von 3 werden die Lücken 187 durch die
leitende Schicht 152, die Abstands-Pads 130, und einem
ersten Abschnitt 186 der Oberfläche der Kathodenstruktur 180 definiert,
der die Kathoden 120 über
die Länge
des Abstandshalters 150 überlagert. Ein zweiter Abschnitt 188 der
Oberfläche
der Kathodenstruktur 180 wird durch die Abstandskontaktschicht 142 definiert
und ist zwischen den Kathoden 120 an den Abstands-Pads 130 aufgebracht.
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Bei
der Fertigung der Feldemissionsvorrichtung 100 wird der
Abstandshalter 150 zwischen der Kathodenstruktur 180 und
der Anode 190 angeordnet und dann wird der Zwischenraumbereich 195 evakuiert.
Bei der Evakuierung übt
der Abstandshalter 150 Druck auf die Kathodenstruktur 180 aus.
Die Lücken 187 hindern
die zweite Kante 155 des Abstandshalters 150 daran,
die dielektrische Schicht 124 zu durchdringen und Kontakt
mit den Kathoden 120 aufzunehmen. Auf diese Weise werden
ein Kurzschließen
zwischen den Kathoden 120 und eine Beschädigung der
Kathoden 120 verhindert. Eine Höhe 183 der Lücken 187 hg wird vorbestimmt, um diesen Kontakt zu
verhindern, und sie hängt
von Faktoren wie z. B. der Rauheit der zweiten Kante 155 des
Abstandshalters 150 ab.
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Beispielhaft
und auf keinen Fall mit der Absicht verbunden, einschränkend zu
sein, ist in der besonderen Ausführungsform
von 3 die Dicke der Träger-Pad-Schicht 118 ungefähr 5000
Angström; die
Dicke der Kathoden-Pad-Schicht 122 ungefähr 3000
Angström;
die Dicke der dielektrischen Schicht 124 ungefähr 10000
Angström
und die Dicke der Abstandskontaktschicht 142 ungefähr 2000
Angström. In
diesem besonderen Beispiel ist die zweite Höhe 181 somit ungefähr 20000
Angström,
während
die erste Höhe
182 13000 Angström
beträgt.
Die erste Höhe 182 ist
gleich der Summe der Dicke der Kathoden 120 und der Dicke
der dielektrischen Schicht 124.
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4 ist eine Querschnittsansicht
der Feldemissionsvorrichtung 100 entlang der Schnittlinie
4-4 von 1. 4 stellt die Konfiguration
der Kathodenstruktur 180 an den Elektronenemittern 170 dar. Ein
Trägerwiderstand 160 wird
zwischen jedem der Elektronenemittern 170 und dem Abschnitt
der Kathoden 120 zur Verfügung gestellt, dem eine Spannung
durch eine Spannungsquelle (nicht gezeigt) zur Verfügung gestellt
wird. Die Trägerwiderstände 160 bestehen
aus einem Widerstandsmaterial, wie z. B. amorphes Silizium, dotiertes
amorphes Silizium und dergleichen.
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Die
Konfiguration von 4 wird
dadurch realisiert, dass durch Verwenden eines geeigneten Aufbringungs-
und Bemusterungsverfahrens zuerst die Trägerwiderstände 160 auf dem Substrat 110 geformt
werden. Danach werden die Kathoden 120 aufgebracht. Dann
werden die dielektrische Schicht 124 und die erste und
zweite Gate-Elektrode 140, 144 gebildet. In der
dielektrischen Schicht 124 werden Löcher gebohrt. In diesen Bohrlöchern werden
dann die Elektronenemitter 170 gebildet.
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Während jedem
der Schritte des Aufbringungsverfahrens, die verwendet werden, um
die Trägerwiderstände 160,
die Kathoden 120, die dielektrische Schicht 124 und
die erste und zweite Gate-Elektrode 140, 144 zu
bilden, wird das Aufbringungsmaterial gleichzeitig an den gewünschten
Standorten für die
Abstands-Pads 130 aufgebracht. Die Träger-Pad-Schicht 118 wird während der
Bildung der Trägerwiderstände 160 und
die Kathoden-Pad-Schicht 122 während der Bildung der Kathoden 120 realisiert.
Somit ist in der Ausführungsform
von 3 die Dicke der
Träger-Pad-Schicht 118 gleich
der Dicke der Trägerwiderstände 160 und
die Dicke der Kathoden-Pad-Schicht 122 gleich der Dicke
der Kathoden 120. Die Masken, die verwendet werden, um
die Trägerwiderstände 160 und
die Kathoden 120 zu bilden, sind geeignet, Material an
den gewünschten
Standorten für
die Abstands-Pads 130 aufzubringen. Die dielektrische Schicht 124 wird
als Deckschicht aufgebracht, und die erste Gate-Elektrode 140 wird
bemustert, um die Abstandskontaktschicht 142 bei den Abstands-Pads 130 zur
Verfügung
zu stellen. Auf diese Weise sind keine zusätzlichen Verfahrensschritte
erforderlich, um die Abstands-Pads 130 zu bilden; sie werden
während
der Verfahrensschritte gebildet, die die anderen Elemente der Feldemissionsvorrichtung 100 bilden.
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Die
Abstands-Pads der Erfindung können
jedoch andere Kombinationen von Schichten von Material umfassen.
Außerdem
können
zusätzliche
Verfahrensschritte aufgenommen werden, um die Abstands-Pads zu bilden,
so dass zusätzliche
Höhe und/oder
anderes Material eingesetzt werden kann. Zum Beispiel kann nach
der Bildung der Trägerwiderstände 160 eine
gesonderte Maske eingesetzt werden, um zusätzliches Träger widerstandsmaterial nur an
den Standorten der Abstands-Pads aufzubringen. Auf diese Weise wird
die Höhe
der Abstands-Pads vergrößert. Ein ähnliches
Verfahren kann während der
Bildung einer oder mehrerer der anderen Schichten eingesetzt werden,
die die Abstands-Pads umfassen. Weiterhin kann ein anderes Material,
das von den Materialien verschieden ist, die verwendet werden, um
die Trägerwiderstände, die
Kathoden, die dielektrische Schicht und die Gate-Elektroden zu bilden, verwendet werden,
um eine oder mehrere der Schichten zu bilden, die die Abstands-Pads
umfassen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird das dielektrische Material an den Standorten
der Abstands-Pads
entfernt, sodass die Schichten, die die Abstands-Pads umfassen elektrisch
gekoppelt werden. Zusätzlich
kann eine Vielzahl von Verfahren eingesetzt werden, um die einzelnen Schichten
der Abstands-Pads zu bilden, wie z. B. Beschichten, Abheben, Aufbringen
einer Schattenmaske, und dergleichen.
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Ein
Beispiel für
ein Abhebungsverfahren umfasst, vor der Bildung der Elektronenemitter
und der Gate-Elektroden, die folgenden Schritte: Ätzen durch die
dielektrische Schicht an den gewünschten
Standorten der Abstands-Pads, Aufbringen einer Abhebungsschicht
durch winkeliges Bedampfen auf den dielektrischen Oberflächen, wobei
die Standorte der Abstands-Pads nicht definiert werden, Aufbringen
eines Abstands-Pad-Materials als eine Deckschicht, und dann Entfernen
der Abhebeschicht, so dass das Abstands-Pad-Material von der Oberseite
der dielektrischen Schicht entfernt wird und nur an den Standorten
der Abstands-Pads übrig
bleibt.
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5–7 umfassen
jeweils ähnliche
Ansichten einer Feldemissionsvorrichtung 200 gemäß der Erfindung
wie die von 1–3. In der Ausführungsform
von 5–7 wird eine Abstandskontaktschicht 185 zur
Verfügung
gestellt, die von einer Vielzahl von Gate-Elektroden 144 isoliert
ist und von diesen einen Abstand aufweist. Die Abstandskontaktschicht 185 umfasst
ein leitendes Material, das so konstruiert ist, dass es mit einer
Spannungsquelle (nicht gezeigt) zum Bereitstellen einer Spannung
verbunden werden kann. Diese Spannungsquelle ist von der Spannungsquelle
verschieden, die mit den Gate-Elektroden 144 und den Kathoden 120 verbunden
ist, so dass die Spannung auf der Abstandskontaktschicht 185 unabhängig gesteuert
werden kann.
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5 ist eine Draufsicht von
oben auf die Feldemissionsvorrichtung 200 und stellt die Gate-Elektroden 144,
die Abstandskontaktschicht 185 und eine Vielzahl von Abstands-Pads 230 dar, deren
Oberseiten durch die Abstandskontaktschicht 185 definiert
werden.
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6 ist eine Querschnittsansicht
der Feldemissionsvorrichtung 200 entlang der Schnittlinie
6-6 von 5. Die Abstandskontaktschicht 185 kann während der
Aufbringung der Gate-Elektroden 144 gebildet werden. Das
Material, das verwendet wird, um die Gate-Elektroden 144 zu
bilden, wird weiter bemustert, um die Abstandskontaktschicht 185 zu definieren
und kann Molybdän
umfassen. Alternativ kann ein zusätzlicher Schritt eingesetzt
werden, um die Abstandskontaktschicht 185 zu bilden.
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7 ist eine Querschnittsansicht
der Feldemissionsvorrichtung 200 entlang der Schnittlinie
7-7 von 5. In der Ausführungsform
von 5–7 erstreckt sich die Abstandskontaktschicht 185 fortlaufend
entlang der Länge des
Abstandshalters 150, so dass die Abstandskontaktschicht 185 einen
ersten Abschnitt 286 der Oberfläche der Kathodenstruktur 280 definiert.
Durch die leitende Schicht 152 des Abstandshalters 150,
den ersten Abschnitt 286 der Oberfläche der Kathodenstruktur 280 und
durch die Abstands-Pads 230 wird eine Vielzahl von Lücken 287 definiert.
Der erste Abschnitt 286 der Oberfläche der Kathodenstrukturen 280 wird
durch die Abstandskontaktschicht 185 definiert und überlagert
die Kathoden 120 entlang der Länge des Abstandshalters 150.
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In
der Ausführungsform
von 5–7 umfassen die Abstands-Pads 230 die
Träger-Pad-Schicht 118,
die Kathoden-Pad-Schicht 122,
einen Abschnitt der dielektrischen Schicht 124, und einen
Abschnitt der Abstandskontaktschicht 185, der einen zweiten Abschnitt 288 der
Oberfläche
der Kathodenstruktur 280 definiert. Der zweite Abschnitt 288 ist
zwischen den Kathoden 120 aufgebracht. Für die Ausführungsform,
bei der die Abstandskontaktschicht 185 während der
Aufbringung der Gate-Elektroden 144 gebildet wird, wird
eine zweite Höhe 281 hp der Kathodenstruktur 280 an den
Abstands-Pads 230 auf die gleiche Weise berechnet wie unter
Bezug auf die Abstands-Pads 130 von 2 beschrieben. Eine erste Höhe 282 hc der Kathodenstruktur 280 an den
Kathoden 120 wird durch die Dicken der Kathoden 120,
der dielektrischen Schicht 124 und der Abstandskontaktschicht 185 definiert,
deren Summe ungefähr
15000 Angström
ist. Auf diese Weise ist eine Höhe 283 hg der Lücken 287 ungefähr 5000
Angström.
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8 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der
von 3 und 7 einer Feldemissionsvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Feldemissionsvorrichtung 300 umfasst einen
Abstandshalter 350, der eine Vielzahl von Abstandsrillen 359 hat. Die
Abstandsrillen 359 werden durch eine zweite Kante 355 des
Abstandshalters 350 definiert. Eine erste Kante 357 des
Abstandshalters 350 stellt einen Kontakt mit der Anode 190 her.
Die Abstandsrillen 359 überlagern
die Kathoden 120.
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Der
Abstandshalter 350 umfasst eine Rippe aus einem harten
dielektrischen Material, wie z. B. einem Glas. Die Abstandsrillen 359 können durch
Sägen in
einer der Kanten der Rippe aus dem harten dielektrischen Material
durch Verwenden einer Diamantsäge
geformt werden.
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Die
Feldemissionsvorrichtung 300 umfasst eine Kathodenstruktur 380,
die ähnlich
wie die Kathodenstrukturen 180, 280 jeweils der
Feldemissionsvorrichtungen 100 und 200 konfiguriert
sind, mit der Ausnahme, dass sie keine Abstands-Pads umfasst. Stattdessen
umfassen die Regionen der Kathodenstruktur 380 zwischen
den Kathoden 120 Abschnitte der dielektrischen Schicht 124 und
Abschnitte der Abstandskontaktschicht 385. Die Abstandskontaktschicht 385 wird
auf eine Weise gebildet, die unter Bezug auf die Abstandskontaktschicht 185 von 5 beschrieben wurde. Alternativ
kann eine Abstandskontaktschicht, wie z. B. die unter Bezug auf 1–4 beschriebene
Abstandskontaktschicht 142, eingesetzt werden. Auf der
zweiten Kante 355 wird eine leitende Schicht 352 auf
eine Weise gebildet, wie unter Bezug auf die leitende Schicht 152 von 1–7 beschrieben.
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Ein
erster Abschnitt 386 der Oberfläche der Kathodenstruktur 380 überlagert
die Kathoden 120 entlang der Länge des Abstandshalters 350 und
wird durch die Abstandskontaktschicht 385 definiert; ein zweiter
Abschnitt 388 der Oberfläche der Kathodenstruktur 380 wird
zwischen den Kathoden 120 entlang der Länge des Abstandshalters 350 aufgebracht und
wird ebenso durch die Abstandskontaktschicht 385 definiert.
Die leitende Schicht 352 nimmt an dem zweiten Abschnitt 388 physischen
Kontakt mit der Oberfläche
der Kathodenstruktur 380 auf. Die Abstandsrillen 359 und
der erste Abschnitt 386 der Oberfläche der Kathodenstruktur 380 definieren
eine Vielzahl von Lücken 387,
die die Kathoden 120 überlagern.
Die Lücken 387 haben
eine Höhe 383 hg, die ausreicht, um während der Evakuierung der Feldemissionsvorrichtung 300 einen
Kontakt zwischen der zweiten Kante 355 des Abstandshalters 350 und
den Kathoden 120 zu verhindern. Die maximale Höhe der Kathodenstrukturen 380 entlang
der Länge
des Abstandshalters 350 ist gleich einer ersten Höhe 382 hc der Kathodenstruktur 380 an den
Kathoden 120.
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9 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der
von 8 einer Feldemissionsvorrichtung 400 gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der Ausführungsform
von 9 hat eine Kathodenstruktur 480 eine
Abstandskontaktschicht 485, die weiterhin eine Vielzahl
von Ball-Bumps 410 hat. Die Ball-Bumps 410 werden
auf der Abstandskontaktschicht 385 zwischen den Kathoden 120 aufgebracht
und definieren einen zweiten Abschnitt 488 der Oberfläche der
Kathodenstrukturen 480. Der zweite Abschnitt 488 der Oberfläche der
Kathodenstruktur 480 wird zwischen den Kathoden 120 entlang
der Länge
des Abstandshalters 150 aufgebracht. Die Ball-Bumps 410 umfassen
Ablagerungen aus Metall, wie z. B. Gold, Aluminium, und dergleichen.
Die Ball-Bumps 410 werden durch thermische Kompressionsverfahren
mit der Abstandskontaktschicht 385 und der leitenden Schicht 152 des
Abstandshalters 150 gebondet. Wie in 9 weiter dargestellt, wird durch die
Ball-Bumps 410, die leitende Schicht 152 und den ersten
Abschnitt 386 der Oberfläche der Kathodenstruktur 480 eine
Vielzahl von Lücken 487 definiert.
Eine Höhe 483 der
Lücken 487 kann
durch ein Einstellen der Größe der sich
ballartig erhebenden Anschlüsse 410 gesteuert
werden. Die Kathodenstruktur 480 hat an den Kathoden 120 entlang
der Länge
des Abstandshalters 150 eine erste Höhe 382 hc.
Die Kathodenstruktur 480 hat außerdem eine zweite Höhe 481 hp an den sich ballartig erhebenden Anschlüssen 410. Die
zweite Höhe 481 ist
größer als
die erste Höhe 382.