MIC法FEA穩(wěn)流層技術(shù)研究.pdf

1、相比較熱陰極，場發(fā)射冷陰極具有響應(yīng)時(shí)間短、發(fā)射電流大、工作溫度低等特點(diǎn)，因而其擁有廣闊的應(yīng)用前景，主要包括平板顯示、微波器件、真空微電子器件等領(lǐng)域。但是在制作過程中也存在問題，例如制作時(shí)發(fā)射尖錐形貌很難達(dá)到一致、去除犧牲層時(shí)微尖容易脫落、微尖形貌存在差異導(dǎo)致的發(fā)射電流不均勻、柵陰短路導(dǎo)致整個(gè)發(fā)射體被燒毀等。本文以傳統(tǒng)的Spindt型場發(fā)射陣列為基礎(chǔ)，將穩(wěn)流層設(shè)計(jì)成p-n結(jié)結(jié)構(gòu)，之后利用金屬誘導(dǎo)（MIC）來優(yōu)化穩(wěn)流層性能，選用的誘導(dǎo)金屬為

2、Ni，通過形貌以及電學(xué)性能測(cè)試分析，選出制備穩(wěn)流層的最佳工藝參數(shù)，因而出現(xiàn)異常發(fā)射時(shí)，p-n結(jié)可起到分壓作用，進(jìn)而保護(hù)整個(gè)發(fā)射陰極陣列，犧牲層材料為金屬Al，發(fā)射體材料為金屬M(fèi)o，蒸鍍完成后對(duì)發(fā)射體進(jìn)行燒氫處理，最后對(duì)發(fā)射性進(jìn)行測(cè)試。本論文具體工作有：采用電子束蒸發(fā)設(shè)備制備出穩(wěn)流層，之后用MIC法優(yōu)化穩(wěn)流層性能，具體包括不同的退火溫度、退火時(shí)間、退火時(shí)N2流量以及n硅厚度；對(duì)犧牲層的制備參數(shù)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，找出最佳蒸鍍犧牲層角度；

3、之后對(duì)制作好的陰極進(jìn)行燒氫處理，以提高尖錐表面活性；最后對(duì)陰極陣列進(jìn)行發(fā)射性能的測(cè)試。經(jīng)過研究得出如下結(jié)論：
　?。?）在MIC法退火過程中，最佳退火參數(shù)為：n硅厚度150nm，鎳膜厚度30nm，鍍膜溫度140℃，腔室真空度2×10-4Pa，退火溫度500℃，退火時(shí)間4h，退火時(shí)N2流量0.5L/min。
　?。?）對(duì)于犧牲層，最佳斜蒸角度為37°，斜蒸時(shí)基片轉(zhuǎn)速為48轉(zhuǎn)/min，犧牲層的去除時(shí)間30min較佳。