一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法，包括选用抛光导电基片，或包括抛光基片和形成于抛光基片表面的导电薄膜的复合基片作为阴极基底；在基片表面涂敷光刻胶；利用曝光、显影工艺，在基片上形成光刻胶的圆孔阵列图形；使基片自转，同时以倾斜角度蒸镀一层牺牲层；保持基片自转，同时以垂直角度蒸镀发射材料，在光刻胶孔阵列内形成尖锥；镀膜结束，取出基片；剥离光刻胶，同时去除其上的牺牲层及多余的发射材料，制备得到无集成栅极尖锥阵列场发射阴极。本发明专利技术在基片上直接制备发射材料尖锥，仅依靠光刻、镀膜等微加工工艺，工艺简单、成本低，适用于任何适合蒸发镀膜的金属和非金属场发射材料。

An integrated gate array field emission cathode preparation method

The invention discloses an integrated gate array field emission cathode preparation method, including the selection of polishing a conductive substrate, composite substrate including conductive film or polishing substrate and formed in the polishing of the surface of the substrate as the cathode substrate; on the base film coated on the surface of photoresist; using the exposure and development process. The formation of circular array pattern photoresist on the substrate; the substrate rotation and tilt angle to evaporate a layer of sacrificial layer; keep the substrate rotation, while the vertical angle evaporation emission materials, the formation of cone hole array in photoresist coating; end removed substrate; stripping the photoresist removal, at the same time the sacrificial layer on the emission and material excess, prepared without integrated gate array field emission cathode. The invention of direct preparation of cone emitting material on the substrate, only by photolithography, coating and other micro processing technology, simple process, low cost, suitable for any suitable evaporation of metal and nonmetal field emission materials.

【技术实现步骤摘要】
一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法
本专利技术涉及真空电子
更具体地，涉及一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法。
技术介绍
场发射阴极可以实现瞬时启动和室温工作，而且其电子引出无需外能，功耗小，电流密度大。传统真空电子器件使用场发射阴极作为电子源，有助于降低功耗，提高频率，实现器件小型化、集成化。场发射阴极潜在应用涉及显示器，微波功率放大器，传感器，X射线管，高能粒子加速器，以及各种显微镜、离子枪和质量分析器。研制高性能场发射阴极，对真空电子器件的发展和进步，具有积极的意义。传统集成栅控尖锥阵列场发射阴极如Spindt阴极，因其工作电压低，电子束易于成型而广受关注。然而集成栅控场发射阴极，由于发射体和栅极距离很近，容易因为阴栅短路导致器件失效，工作可靠性较差。近年来非集成栅控的场发射阴极的研究更受关注。非集成栅控的场发射阴极包括薄膜型，无序管线型，簇丛阵列型和尖锥阵列型，其中尖锥阵列型最容易实现规则制作，得到良好的阴极发射均匀性。制作无集成栅极尖锥阵列场发射阴极，可以使用化学腐蚀法，聚焦离子束刻蚀法，倒模成型法和Spindt阴极去栅法。然而化学腐蚀法制作尖锥仅限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)场阴极基片表面涂覆光刻胶；2)将步骤1)中涂有光刻胶的基片进行曝光，对曝光后的基片进行显影，得到形成有孔洞阵列光刻胶的基片；3)令步骤2)得到的基片沿自身法线方向自转，同时相对基片表面以倾斜角度蒸镀牺牲层材料，从而使蒸镀的牺牲层包覆于光刻胶表面；4)保持步骤3)中的基片自转，同时相对基片表面以垂直角度蒸镀发射材料，在胶孔内形成发射材料尖锥；5)剥离光刻胶，同时去除光刻胶上的牺牲层及多余的发射材料，得到包括基片和形成于基片上表面的场发射尖锥阵列的无集成栅极尖锥阵列场发射阴极。

【技术特征摘要】
1.一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)场阴极基片表面涂覆光刻胶；2)将步骤1)中涂有光刻胶的基片进行曝光，对曝光后的基片进行显影，得到形成有孔洞阵列光刻胶的基片；3)令步骤2)得到的基片沿自身法线方向自转，同时相对基片表面以倾斜角度蒸镀牺牲层材料，从而使蒸镀的牺牲层包覆于光刻胶表面；4)保持步骤3)中的基片自转，同时相对基片表面以垂直角度蒸镀发射材料，在胶孔内形成发射材料尖锥；5)剥离光刻胶，同时去除光刻胶上的牺牲层及多余的发射材料，得到包括基片和形成于基片上表面的场发射尖锥阵列的无集成栅极尖锥阵列场发射阴极。2.根据权利要求1所述的一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法，其特征在于，所述场发射阴极基片为抛光导电基片，或包括抛光基片和形成于抛光基片表面的导电薄膜的复合基片。3.根据权利要求1所述的一种无集成栅极尖锥阵列场发射阴极的制备方法，其特征在于，所述光刻胶的厚度为0.8～1.2μm，所述孔洞的孔径为0.8～1.2μm。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴辉，蔡军，冯进军，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十二研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11