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(diǎn)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(jìn)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(yùn)用是提高陰極性能的主要途徑之一，近代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及對新材料的進(jìn)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(dǎo)率、密度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)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(xué)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(xiàn)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(xué)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(xiàn)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(xiàn)介紹的基礎(chǔ)上，結(jié)合原有的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，摸索出了包括高溫氧作用反應(yīng)離子（RIE）刻蝕法、濕法腐蝕法和電化學(xué)腐蝕法在內(nèi)的三種制備工藝，運(yùn)用電化學(xué)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