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利用氯化铯纳米岛自组装及电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术可制作出硅纳米针尖场发射阵列结构(FEA),这种结构是场致发射器件的重要组成部分,本论文首先制备了覆盖率一般在35%以上的氯化铯纳米岛作为掩模;随后采用SF6、C4F8、He气体刻蚀出了直径大约一微米,针尖曲率半径为15纳米的硅纳米针尖结构,再利用紫外光刻和剥离工艺制作出了分离的绝缘层和栅极结构,刻蚀过程中氯化铯纳米岛作为掩模随刻蚀时间的增加逐渐减小,刻蚀高度的控制就依赖于掩模厚度和刻蚀时间,高度范围为1.33-3.66μm,尖端曲率半径为15-31nm,单根硅纳米针尖的这些参数对其场致发射电子特性有很大影响。在此基础上用光刻的方法制作一层带孔的负型光刻胶(PR)绝缘层(厚度为4μm),孔上再套刻一层正胶(厚度约为6μm),它对负胶孔中的纳米针尖结构起保护作用,接着在上面镀一层钛和银薄膜做栅极(厚度约为105-125nm),最后把样品在丙酮中浸泡经超声剥离之后得到了带栅极的硅纳米针尖场致发射阵列,负胶和正胶上的孔直径分别为10μm和30μm。这种硅纳米针尖结构分布均匀制作简单,其制作方法的参数优化和自组装光刻工艺的结合在后面有更深入的探讨。 硅纳米针尖的形貌通过扫描电子显微镜(SEM)观察,并且测量了各个参数,结果表明,用ICP刻蚀可以得到大高宽比的纳米针尖结构,硅纳米针尖的很小曲率半径等几何结构的特性使其具有在低的电压下依然能发射电子的场致发射电子特性。