場發(fā)射冷陰極錐尖制備及其性能研究.pdf

1、以場致發(fā)射為基礎(chǔ)的真空微電子器件，因其具有功耗低、電流密度大、頻率高等諸多優(yōu)點而倍受關(guān)注。場發(fā)射陰極作為各種真空微電子器件的核心，其性能的好壞將直接決定著場發(fā)射器件的總體性能。人們通過不斷的改進陰極結(jié)構(gòu)，優(yōu)化陰極的制備工藝等各種措施和手段來提高陰極的總體性能，其中，新材料在陰極發(fā)射體中的運用是提高陰極性能的主要途徑之一，近代科學技術(shù)的高速發(fā)展以及對新材料的進一步開發(fā)和研究為場發(fā)射陰極性能的改善提供了廣闊的發(fā)展空間和開發(fā)潛力。
　　

2、在制備場發(fā)射陰極時，必須考慮到材料功函數(shù)、電導率、密度、熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性等因素對其發(fā)射性能的影響，同時要考慮材料對加工工藝上的要求。目前，場發(fā)射陰極材料多種多樣，但都存在逸出功大，穩(wěn)定性及均勻性不理想，發(fā)射性能低等方面的問題。與之相比，六硼化鑭具有優(yōu)異的物理和化學特性，使之成為場發(fā)射陰極發(fā)射體的理想材料。人們已經(jīng)對六硼化鑭材料的性能做了大量研究工作，但據(jù)目前所見到的國內(nèi)外文獻所知，對六硼化鑭陰極的研究多集中在它的熱發(fā)射方面，對于以此

3、種材料場發(fā)射冷陰極方面的研究較少。
　　由于六硼化鑭特有的物理化學特性在很大程度上影響乃至決定著其尖錐的制備。而且，目前可借鑒的參考文獻較少，圍繞著前人做過的方案，本文做了大量工作，在已有文獻介紹的基礎(chǔ)上，結(jié)合原有的理論和實踐基礎(chǔ)，摸索出了包括高溫氧作用反應離子（RIE）刻蝕法、濕法腐蝕法和電化學腐蝕法在內(nèi)的三種制備工藝，運用電化學腐蝕工藝成功制備了單尖的六硼化鑭場發(fā)射冷陰極尖錐、鉬場發(fā)射冷陰極尖錐、鎢場發(fā)射冷陰極尖錐、鎢錸合金場