基于擴(kuò)散法場發(fā)射陣列陰極穩(wěn)流PN結(jié)技術(shù)研究.pdf

1、場致發(fā)射陣列陰極的工作原理使得它與傳統(tǒng)真空陰極相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如：冷陰極，抗輻射，高電流密度，低電壓調(diào)制，啟動(dòng)快等。但目前場發(fā)射陣列陰極由于工藝技術(shù)的局限，很難保證每一個(gè)場發(fā)射單元都具有相同的發(fā)射能力，導(dǎo)致陣列陰極在工作時(shí)，發(fā)射單元發(fā)射的電流密度不均勻，部分陰極發(fā)射電流密度較高，電流負(fù)載過大，易出現(xiàn)損毀，導(dǎo)致真空放電使發(fā)射體陣列被破壞，大大地縮短了器件的使用周期。為了保護(hù)場發(fā)射器件，改善場發(fā)射性能并延長器件壽命，本論文設(shè)計(jì)了一種基于

2、擴(kuò)散法的場發(fā)射陣列陰極穩(wěn)流PN結(jié)結(jié)構(gòu)，通過理論計(jì)算與軟件模擬得到工藝要求與參數(shù)，并通過PN結(jié)的制備工藝，研究分析了對該穩(wěn)流結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響的因素，具體包括：
　　1、PN結(jié)穩(wěn)流結(jié)構(gòu)研究、設(shè)計(jì)與模擬。利用PN結(jié)反向特性，設(shè)計(jì)場發(fā)射陣列陰極的穩(wěn)流結(jié)構(gòu)，計(jì)算了PN結(jié)反向飽和電流以及影響反向飽和電流的因素，確定了該結(jié)構(gòu)需要的參數(shù)要求。并通過工藝仿真軟件模擬了穩(wěn)流PN結(jié)制備工藝，得到了擴(kuò)散工藝過程與PN結(jié)方阻、結(jié)深和反向I-V特性曲線的關(guān)系

3、，并以此指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的展開。
　　2、穩(wěn)流PN結(jié)制備工藝研究與性能測試。利用擴(kuò)散法摻雜制備PN結(jié)，研究擴(kuò)散過程中的擴(kuò)散溫度，擴(kuò)散時(shí)間以及氣體流量對制備的PN結(jié)性能和反向I-V特性曲線的影響。分析結(jié)果表明，擴(kuò)散工藝中的溫度，時(shí)間和氣體流量對硅基片摻雜過程和摻雜均勻性有較明顯的影響，摻雜量的變化將影響反向I-V特性曲線。該結(jié)果與仿真軟件模擬結(jié)果大體一致，并由此確定了穩(wěn)流PN結(jié)的制備工藝參數(shù)。
　　3、Spindt型陣列陰極工藝研究與