硅基場發(fā)射三極管陣列的制備與優(yōu)化.pdf

1、場發(fā)射陰極在微波管、平板顯示和傳感器等方面上有著廣泛的應(yīng)用前景,與熱陰極相比,其具有抗輻射、響應(yīng)速度快、功率大、低噪聲、體積小、功耗低、適合大規(guī)模生產(chǎn)、集成化等優(yōu)點,所以目前場發(fā)射三極管陣列成為國內(nèi)外陰極研究的重點。隨著半導體集成電路工藝的日益成熟,制備高密度、強發(fā)射電流的場發(fā)射陣列已經(jīng)成為可能性。但是對于不同半導體生產(chǎn)工藝精度和不同發(fā)射材料的選擇,也是存在工藝參數(shù)和器件性能上的差異。為了制備出具備一定發(fā)射性能的三極管器件,本文采用了六

2、硼化鑭薄膜三極管陣列作為研究方向,主要做了如下工作:1.研究了場發(fā)射陣列制備過程中的幾種重要工藝,包括光刻工藝,刻蝕工藝,薄膜沉積工藝等,研究其參數(shù)對器件的制備及性能的影響。2.重點研究了硅基底三極管陣列中空腔刻蝕工藝,并對各種工藝條件下得到的結(jié)果進行了比較,選擇合適的參數(shù)成功制備出了合理結(jié)構(gòu)場發(fā)射空腔陣列。3.研究了在硅基空腔內(nèi)沉積鉬尖錐陣列和在尖錐表面沉積六硼化鑭薄膜工藝,并對六硼化鑭薄膜場發(fā)射三極管陣列進行退火工藝處理。得到開啟電

3、壓低和發(fā)射性能好的六硼化鑭薄膜發(fā)射陣列三極管。4.對三極管陣列陰極進行了封裝和測試,包括測試電路的設(shè)計及封裝工藝的研究,同時,對測試結(jié)果做出了詳細的分析比較與討論。通過以上研究,本文成功制備出了場發(fā)射三極管,得到了場發(fā)射陣列制備過程中的幾種重要工藝(如光刻工藝,刻蝕工藝,薄膜沉積工藝等);重點研究了硅基底三極管陣列中空腔刻蝕工藝和硅基場射三極管陣列的薄膜沉積工藝,取得了一些相關(guān)工藝的實驗參數(shù);同時,在鉬尖錐陣列表面成功沉積了一層LaB6