六硼化鑭場發(fā)射陰極陣列的制備工藝研究.pdf

1、場發(fā)射陰極陣列具有諸多獨特的優(yōu)點，如無需加熱，可以在室溫下工作；電流密度比熱陰極高幾個數(shù)量級，可工作在低電壓調(diào)制下；功耗低；另外還具有極好的開關(guān)特性以及可瞬時啟動等。目前，場致發(fā)射陰極陣列的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要包括微波器件、平板顯示器件、電子顯微鏡及電子束刻蝕系統(tǒng)等。其中，應(yīng)用研究的焦點主要集中在平板顯示器和射頻功率放大器。
　　在制備場發(fā)射陰極陣列時，必須考慮到材料的功函數(shù)、電導(dǎo)率、密度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等因素對其發(fā)射性能

2、的影響，同時要考慮材料對加工工藝上的要求。目前，場發(fā)射陰極材料多種多樣，但都存在逸出功大，穩(wěn)定性及均勻性不理想，發(fā)射性能低等方面的問題。與之相比，六硼化鑭（LaB6）材料由于具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，具有較低的功函數(shù)、較高的導(dǎo)電率以及活性陰極表面，因而成為制備場發(fā)射陰極陣列的理想材料。人們已經(jīng)對六硼化鑭材料的性能做了大量研究工作，但據(jù)目前所見到的國內(nèi)外參考文獻所知，對六硼化鑭陰極的研究多集中在它的熱發(fā)射方面，對于以此種材料作為場發(fā)

3、射冷陰極方面的研究較少。
　　本文以六硼化鑭材料作為場發(fā)射陰極材料，分別使用電化學(xué)腐蝕法、氧化蒸發(fā)刻蝕法以及等離子體轟擊刻蝕法制備了場發(fā)射陰極陣列。文章對各種制備工藝進行了研究，分析了各種因素對制備工藝的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，由于晶體晶向的影響，使用電化學(xué)腐蝕法會出現(xiàn)各向異性現(xiàn)象，因此，使用此種方法必須首先對六硼化鑭材料表面進行嚴(yán)格定向；使用氧化蒸發(fā)刻蝕法制備陰極陣列時，對掩膜的要求十分苛刻，包括掩膜與基底的附著力、掩膜的厚度、掩膜的致