[發(fā)明專利]一種具有平面型發(fā)射陰極的納米真空三極管及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410504100.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN104299988B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侍銘;陳平;趙德剛;朱建軍;劉宗順;江德生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01L29/73
• 分類號(hào): H01L29/73;H01L29/43;H01L21/33
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種具有平面型發(fā)射陰極的納米真空三極管，其特征在于，包括：

襯底；

背電極，其制作在襯底的背面；

平面冷陰極，其制作在襯底的正面；

第一絕緣層，其制作在平面冷陰極上；

柵層，其制作在第一絕緣層上；

第二絕緣層，其制作在氧化銦錫薄膜柵層上；

圓柱型小孔，其貫穿第一絕緣層、柵層和第二絕緣層而形成；

柵層臺(tái)階，其是通過刻蝕第二絕緣層到柵層形成的；

陽極層，其制作在第二絕緣層上；

其中，所述第一絕緣層、氧化銦錫薄膜柵層、第二絕緣層的總厚度在10-100納米之間；平面冷陰極采用外延生長(zhǎng)的氮化鋁薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平面型發(fā)射陰極的納米真空三極管，其特征在于，背電極采用用熱沉積方法生長(zhǎng)的金屬鋁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平面型發(fā)射陰極的納米真空三極管，其特征在于，第一絕緣層和第二絕緣層采用熱氧化方法生長(zhǎng)的二氧化硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平面型發(fā)射陰極的納米真空三極管，其特征在于，柵層采用磁控濺射方法生長(zhǎng)的氧化銦錫薄膜。

5.一種具有平面型發(fā)射陰極的納米真空三極管的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底正面利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積在1100℃下生長(zhǎng)陰極層；

在襯底背面利用熱沉積的方法生長(zhǎng)背電極，生長(zhǎng)好后，退火處理，得到歐姆接觸；

在平面冷陰極上生長(zhǎng)第一絕緣層；其中，平面冷陰極選用具有負(fù)電子親和勢(shì)的氮化鋁薄膜；

在第一絕緣層上涂正性光刻膠，光刻出一個(gè)直徑小于10微米左右的圓形小島；

在光刻好的第一絕緣層上利用磁控濺射的方法生長(zhǎng)氧化銦錫薄膜，作為納米真空三極管的柵極；

剝離小島上的金屬，在小島處形成小孔；

在氧化銦錫薄膜上生長(zhǎng)第二絕緣層，第一絕緣層、氧化銦錫薄膜和第二絕緣層的總厚度在10-100納米之間；

對(duì)準(zhǔn)小孔，刻蝕第一、第二絕緣層，刻蝕到平面冷陰極，同時(shí)在邊緣刻蝕最上層的第二絕緣層，刻蝕到氧化銦錫薄膜；

在第二絕緣層上壓制金箔陽極層，最終得到所述納米真空三極管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，襯底選用可導(dǎo)電的n型碳化硅襯底。