[發明專利]碳納米管場發射電子源的限流保護結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201811023394.7
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN110875166B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 姚智偉;孫泳海
• 申請（專利權）人: 姚智偉
• 主分類號: H01J1/304
• 分類號: H01J1/304;H01J9/02
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健;張國香

1.一種碳納米管場發射電子源的限流保護結構，其特征是，

包括豎直方向上間隔一預設距離設置的陽極(201)以及陰極基板(202)，所述陽極(201)位于陰極基板(202)的上部；

所述陰極基板(202)的上表面由下至上依次連接有柱狀半導體限流結構(205)、頂層電極(204)以及垂直排列獨立碳納米管發射體(203)，所述柱狀半導體限流結構(205)和頂層電極(204)的截面積相同；

所述柱狀半導體限流結構(205)為n型或p型半導體垂直柱狀結構中的任意一種；

所述柱狀半導體限流結構的尺寸由所需電流強度及n型半導體材料的摻雜濃度根據公式（1）確定：

（1）

其中，是飽和電流；e是電子電量；n是載流子濃度；μ是載流子漂移率；

V是限流機構兩端電壓；L是限流機構的長度；A是限流機構橫截面積；是限流機構內部的電場強度。

2.一種如權利要求1所述的限流保護結構的制作方法，其特征是，包括以下步驟：

在中度摻雜硅基底上沉積一層采用反應離子濺射的方法形成的沉積氮化鈦薄膜（207），厚度為幾十到幾百納米；

采用電子束光刻和掀離的方法在氮化鈦（207）薄膜上制備碳納米管的催化劑顆粒（206）；

對氮化鈦薄膜（207）進行刻蝕形成緩沖用的頂層電極(204)；

通過深度反應離子刻蝕形成柱狀的柱狀半導體限流結構(205)；

采用等離子體增強化學的氣相沉積法在金屬碳納米管催化劑顆粒（206）上生長碳納米管（203）。