場發(fā)射陰極微小柵孔陣列的研制.pdf

1、真空微電子是和固體微電子相對而言的，其真實含義是將真空電子器件的尺寸做到微米級，與當(dāng)時的半導(dǎo)體器件相當(dāng)，并具有真空器件的獨特優(yōu)勢，當(dāng)然也可以實現(xiàn)器件的集成。與固體微電子器件相比，真空微電子器件具有以下的獨特優(yōu)勢：電子傳輸速率高；可工作在惡劣工作環(huán)境中；功率損耗低；由于采用集成電路技術(shù)，器件體積小、重量輕，并有大生產(chǎn)的潛力。真空微電子學(xué)是當(dāng)今熱門的國際科技研究領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍包括場致發(fā)射顯示器（FED）、高頻大功率微波器件、開關(guān)器件和未來

2、高密度存儲器件等。
　　對于真空微電子的研究大多集中在場發(fā)射冷陰極的制備、特性和應(yīng)用。目前較常用的有鉬尖錐場發(fā)射陰極和硅基場發(fā)射陰極。而鉬尖錐陰極就是人們通常所說的Spindt陰極，它采用了近代的多層膜技術(shù)、角蒸發(fā)技術(shù)在硅片上形成鉬尖錐陣列。為了實際應(yīng)用的需要，希望場發(fā)射陰極陣列有盡可能低的控制電壓和高的發(fā)射電流密度。場發(fā)射陰極陣列希望有低的控制電壓是由于它們微小的尺寸，期望它們有比較大發(fā)射電流密度是因為它們非常高的包裝密度。因此

3、在制作 Spindt場發(fā)射陰極中如何盡可能的縮小柵極孔徑成為一個重要的議題。微小的柵極孔徑不僅可以降低柵極電壓，還降低場發(fā)射電子束的發(fā)散角。
　　考慮以上的問題，據(jù)報道離子束和電子束曝光可以用來制造具有亞微米尺寸的柵極孔徑的場發(fā)射陰極陣列，但它們有諸多不利方面，比如窄的工作場范圍、比較高的成本和低產(chǎn)能。一些研究者介紹一種全息光刻技術(shù)，但應(yīng)用在場發(fā)射陰極陣列的研制中還比較不成熟。
　　本課題采用一種新的工藝技術(shù)制作具有亞微米尺