硅基場(chǎng)發(fā)射三極管陣列的制備與優(yōu)化.pdf

1、場(chǎng)發(fā)射陰極在微波管、平板顯示和傳感器等方面上有著廣泛的應(yīng)用前景,與熱陰極相比,其具有抗輻射、響應(yīng)速度快、功率大、低噪聲、體積小、功耗低、適合大規(guī)模生產(chǎn)、集成化等優(yōu)點(diǎn),所以目前場(chǎng)發(fā)射三極管陣列成為國(guó)內(nèi)外陰極研究的重點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體集成電路工藝的日益成熟,制備高密度、強(qiáng)發(fā)射電流的場(chǎng)發(fā)射陣列已經(jīng)成為可能性。但是對(duì)于不同半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝精度和不同發(fā)射材料的選擇,也是存在工藝參數(shù)和器件性能上的差異。為了制備出具備一定發(fā)射性能的三極管器件,本文采用了六

2、硼化鑭薄膜三極管陣列作為研究方向,主要做了如下工作:1.研究了場(chǎng)發(fā)射陣列制備過(guò)程中的幾種重要工藝,包括光刻工藝,刻蝕工藝,薄膜沉積工藝等,研究其參數(shù)對(duì)器件的制備及性能的影響。2.重點(diǎn)研究了硅基底三極管陣列中空腔刻蝕工藝,并對(duì)各種工藝條件下得到的結(jié)果進(jìn)行了比較,選擇合適的參數(shù)成功制備出了合理結(jié)構(gòu)場(chǎng)發(fā)射空腔陣列。3.研究了在硅基空腔內(nèi)沉積鉬尖錐陣列和在尖錐表面沉積六硼化鑭薄膜工藝,并對(duì)六硼化鑭薄膜場(chǎng)發(fā)射三極管陣列進(jìn)行退火工藝處理。得到開(kāi)啟電

3、壓低和發(fā)射性能好的六硼化鑭薄膜發(fā)射陣列三極管。4.對(duì)三極管陣列陰極進(jìn)行了封裝和測(cè)試,包括測(cè)試電路的設(shè)計(jì)及封裝工藝的研究,同時(shí),對(duì)測(cè)試結(jié)果做出了詳細(xì)的分析比較與討論。通過(guò)以上研究,本文成功制備出了場(chǎng)發(fā)射三極管,得到了場(chǎng)發(fā)射陣列制備過(guò)程中的幾種重要工藝(如光刻工藝,刻蝕工藝,薄膜沉積工藝等);重點(diǎn)研究了硅基底三極管陣列中空腔刻蝕工藝和硅基場(chǎng)射三極管陣列的薄膜沉積工藝,取得了一些相關(guān)工藝的實(shí)驗(yàn)參數(shù);同時(shí),在鉬尖錐陣列表面成功沉積了一層LaB6