[發明專利]一種自對準柵極結構納米線冷陰極電子源陣列的制作方法及其結構

有效

• 申請號: 201410317743.1
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104091743B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 陳軍;趙龍;鄧少芝;許寧生
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01J9/02
• 分類號: H01J9/02;H01J1/304
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 華輝

1.一種自對準柵極結構納米線冷陰極電子源陣列的制作方法，其制作步驟依次包括：

a)清潔襯底；

b)在襯底上制作陰極電極條；

c)在陰極電極條上制作絕緣層；

d)在絕緣層上制作若干列與陰極電極條交叉垂直的柵極電極條；

e)在柵極電極條外覆蓋一層光刻膠后利用一次光刻定位納米冷陰極生長區域；

f)在生長區域內刻蝕絕緣層以暴露出底部陰極電極條；

g)保留刻蝕后剩余光刻膠層，然后鍍起始生長源薄膜；

h)采用剝離方法得到用于納米線冷陰極生長的生長源薄膜；

i)采用直接氧化法從生長源薄膜陣列生長得到納米線冷陰極。

2.如權利要求1所述的一種自對準柵極結構納米線冷陰極電子源陣列的制作方法，其特征是：所述一次光刻定位后柵極電極條的長度和寬度均小于其下方的絕緣層的長度和寬度從而形成絕緣層臺階，絕緣層臺階的寬度與光刻膠的寬度一致。

3.如權利要求1所述的一種自對準柵極結構納米線冷陰極電子源陣列的制作方法，其特征是：所述陰極和柵極電極材料為Cr、Al、Ti、W、Mo、Ni、ITO中的一種或其任意組合；陰極和柵極的厚度范圍在100nm～600nm。

4.如權利要求1或2所述的一種自對準柵極結構納米線冷陰極電子源陣列的制作方法，其特征是：所述絕緣層材料為二氧化硅、氮化硅或氧化鋁中的一種或其任意組合。

5.如權利要求4所述的一種自對準柵極結構納米線冷陰極電子源陣列的制作方法，其特征是：所述絕緣層的制備方法為真空鍍膜方法，包括電子束蒸發方法和等離子體增強化學氣相沉積方法；絕緣層的厚度范圍在1.5μm～2μm。

6.如權利要求1或2所述的一種自對準柵極結構納米線冷陰極電子源陣列的制作方法，其特征是：所述直接氧化法是指在含氧的氣氛下將上述步驟制備的結構加熱至200～650℃，并保溫0.5～12小時，最后自然冷卻。

7.一種根據權利要求1所制備的冷陰極電子源陣列結構，其特征在于：包括襯底、制備在襯底之上的下層陰極電極條及與下層陰極電極條交叉垂直排列的上層柵極電極條，位于上下層電極之間的絕緣層以及生長于下層陰極電極上的納米線冷陰極陣列。

8.如權利要求7所述的一種冷陰極電子源陣列結構，其特征是：所述絕緣層的長度和寬度大于上層柵極電極而形成用于防止陰極和柵極之間短路并提高柵極和陰極之間絕緣特性的絕緣層臺階，從而增加器件工作的穩定性和延長工作壽命。