[发明专利]场发射电子源及其制备方法

权利要求书

1.一种场发射电子源，其包括：

一绝缘基底；

一阴极发射电极设置于该绝缘基底上，且该阴极发射电极包括一阴极电极 和一阴极发射体设置于该阴极电极上；

一隔离体设置于该绝缘基底上；以及

一金属栅网设置在该隔离体上，且该金属栅网延伸到阴极发射电极上方；

其特征在于，所述隔离体为一“C”型结构，且该隔离体包围阴极电极， 该隔离体与阴极电极间隔设置，使该阴极电极与隔离体不接触，隔离体与阴 极电极之间完全绝缘。

2.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述的隔离体与阴极电 极之间的水平距离大于20微米。

3.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述的隔离体的侧壁为 一凹凸结构。

4.如权利要求3所述的场发射电子源，其特征在于，所述的隔离体侧壁的凹 凸结构为棱锥状，柱状或半球状。

5.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述的隔离体厚度为 50～1000微米。

6.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述的隔离体为光刻胶 或厚膜曝光胶。

7.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述的阴极发射体为一 微尖阵列。

8.如权利要求7所述的场发射电子源，其特征在于，所述的微尖阵列为硅尖 阵列、钼尖阵列或钨尖阵列。

9.如权利要求7所述的场发射电子源，其特征在于，所述的微尖阵列中相邻 微尖的尖端间距为1～2微米。

10.如权利要求7所述的场发射电子源，其特征在于，所述的微尖阵列中微尖 的高度为1～2微米。

11.如权利要求7所述的场发射电子源，其特征在于，所述的微尖阵列采用方 形、三角形、矩形或密排正六边形排列。

12.如权利要求7所述的场发射电子源，其特征在于，所述的阴极发射电极进 一步包括一表面修饰层设置于其表面，该表面修饰层材料为碳化铪、碳化 锆、碳化钛或碳化铌。

13.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述的金属栅网的透过 率为85％～95％。

14.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述的场发射电子源进 一步包括一散热片设置于绝缘基底底部。

15.一种如权利要求1所述的场发射电子源的制备方法，其具体包括以下步 骤：

提供一绝缘基底；

在上述绝缘基底上制备一阴极发射电极，且该阴极发射电极包括一阴极电 极和一阴极发射体设置于其上；

在绝缘基底上制备一隔离体预制体，并对该隔离体预制体进行曝光；

在上述隔离体预制体上制作一金属栅网；以及

除去上述隔离体预制体已经曝光部分，形成一“C”型结构的隔离体，该 隔离体包围阴极电极，且与阴极电极间隔设置，使该阴极电极与隔离体不 接触，隔离体与阴极电极之间完全绝缘，从而得到一场发射电子源。

16.如权利要求15所述的场发射电子源的制备方法，其特征在于，所述绝缘 基底包括一二氧化硅绝缘层以及设置于该二氧化硅绝缘层一面的第一硅 层，该二氧化硅绝缘层的另一面进一步设置一第二硅层。

17.如权利要求16所述的场发射电子源的制备方法，其特征在于，所述阴极 发射电极的制备方法，具体包括以下步骤：采用高浓度掺杂的方法，对第 二硅层进行部分掺杂；刻蚀掉第二硅层上没有掺杂的区域，形成一阴极电 极；在上述阴极电极上制备阴极发射体，得到一阴极发射电极。

18.如权利要求17所述的场发射电子源的制备方法，其特征在于，所述在绝 缘基底上制备一阴极发射电极进一步包括在上述阴极发射体表面制备一 表面修饰层。