[發明專利]一種提高薄膜型ZnO場發射特性的方法

無效

• 申請號: 200910021775.6
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101527237A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 李軍
• 申請（專利權）人: 彩虹集團公司
• 主分類號: H01J9/02
• 分類號: H01J9/02;C23C14/35;C23C14/08;H01J9/42;G01R19/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種提高薄膜型ZnO場發射特性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

摻Al的ZnO陶瓷靶材制備：

將分析純的Al(OH)₃粉和分析純ZnO粉末以Al∶Zn＝1∶1的原子比進行混合，放入球磨機球磨12～24小時使原料充分混合均勻，取出后在干燥箱里80～100℃干燥，然后進行摻膠，用粉末壓片機壓制成生坯，直徑為50mm，最后放入硅碳棒高溫爐中進行煅燒，先500℃預燒1.5～2.5小時進行排膠，然后1300℃燒結3.5～4.5小時，制得摻Al的ZnO陶瓷靶材；

摻Al的ZnO薄膜的制備：

1)用氨水、雙氧水和去離子水混合液煮沸襯底Si；混合液體積比為氨水∶雙氧水∶去離子水＝1∶2∶5，煮沸時間為20-40min，接著用去離子水沖洗干凈；

2)然后，依次用分析純的甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗襯底Si；時間各為10～20min，清洗后的襯底用濃度為3％的HF酸浸泡4-6min，然后用純氮氣將襯底Si表面的HF酸吹干；

3)將摻Al的ZnO陶瓷靶材和處理后的襯底Si送入射頻磁控濺射儀，對射頻磁控濺射儀抽真空，背底真空為6×10^-3Pa，充入Ar和O₂，其體積比為4∶1，工作氣壓為1.0Pa，靶基距為40mm，濺射功率為50W，襯底溫度為400℃，濺射時間60min，開始濺射鍍膜，然后，在600℃的真空環境下原位退火60min，得到摻Al的ZnO薄膜；

場發射特性的測試：

將制得的摻Al的ZnO薄膜切割成0.5cm²作為陰極，ITO玻璃作為陽極，用玻璃絲將陰極與陽極隔離，間隔為100微米，再用透明膠帶固定，最后將其送入真空測試系統，用KEITHLEY?2410進行測試，真空度為5×10^-7Pa，當場發射電流密度為10^-6A/cm²時，陽極ITO玻璃和陰極摻Al的ZnO薄膜之間所加的最低電壓為開啟電壓，對應的電場為開啟電場。