場發(fā)射陣列薄膜技術(shù)研究.pdf

1、以場致發(fā)射冷陰極為基礎(chǔ)的真空微電子器件，因其具有電子傳輸速率高、功耗低、電流密度大、無需加熱等優(yōu)點，受到廣泛的關(guān)注。在眾多的真空微電子器件中，最重要也最為成熟的冷陰極是陣列場發(fā)射體。人們通過不斷的改進陣列發(fā)射體結(jié)構(gòu)、優(yōu)化制備工藝等各種措施來提高陣列發(fā)射體的總體性能。陣列薄膜的方法既可利用陣列本身的結(jié)構(gòu)特性，又可利用膜材料的物理化學性能，是一種有效的提高場發(fā)射陰極性能的方法。
　　陣列薄膜是在制備好的尖錐陣列上沉積其他材料的薄膜，得

2、到場發(fā)射陰極的方法。當選擇逸出功較低，且具有良好的導電和導熱率的發(fā)射材料沉積成薄膜時，就會得到較好的場發(fā)射性能。
　　陣列薄膜的制備包括陣列的制備及薄膜的沉積。其中陣列的制備主要考慮結(jié)構(gòu)的實用性、工藝的簡便性、成熟度等各個環(huán)節(jié)。與其他場發(fā)射陣列相比，硅陣列具有與現(xiàn)有半導體工藝的兼容性，其技術(shù)成熟，制備相對簡單，形狀及均勻性較好，是陣列薄膜方法中理想的陣列制備方法。薄膜材料的選擇主要考慮材料的功函數(shù)、電導率、密度、熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定

3、性等各種因素。六硼化鑭作為一種優(yōu)良的熱發(fā)射材料，具有優(yōu)異的物理和化學特性，使之成為場發(fā)射陣列薄膜中的理想的薄膜材料。
　　硅陣列硼化鑭薄膜制備的關(guān)鍵技術(shù)是硅尖陣列的制備和硼化鑭薄膜在硅陣列上的沉積。論文圍繞這兩個部分，重點研究了二極管結(jié)構(gòu)硅尖陣列的制備以及電子束蒸發(fā)法沉積硼化鑭薄膜的工藝。利用傳統(tǒng)的硅尖制備工藝，先后采用氧化、光刻、干法刻蝕、氧化削尖的工藝，成功的制備了硅二極管場發(fā)射陣列。通過電子束蒸發(fā)的方法在硅尖陣列上成功的沉積