[发明专利]一种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，包括阴极、与阴极相对设置的阳极，栅极和绝缘层，其特征在于，所述阴极包括阴极基底和刻蚀在所述阴极基底上的阴极发射体阵列；所述栅极通过绝缘层的间隔设于所述阴极基底的上表面和所述阴极发射体阵列中任意一个阴极发射体的侧面,围绕所述阴极发射体侧面的栅极的高度为所述阴极发射体阵列高度的3/10～7/10。

2.如权利要求1所述的一种场发射电子源，其特征在于，所述阴极为金属、金属合金或半导体材料。

3.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述阴极基底的高度为1～2mm，所述阴极发射体阵列的高度为0.5μm～100μm。

4.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述栅极为金属、金属合金、半导体材料或碳纳米管材料，所述栅极的高度为100nm～1000nm。

5.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述绝缘层为介电材料，所述绝缘层的高度为20nm～100nm，围绕所述阴极发射体阵列中任意一发射体的绝缘层的高度为所述阴极发射体阵列高度的3/10～7/10，所述栅极的高度等于所述绝缘层的高度。

6.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述阴极发射体阵列中任意一个阴极发射体和所述绝缘层之间设有空隙。

7.如权利要求6所述的场发射电子源，其特征在于，所述空隙的间距不超过所述阴极发射体高度的0～1/2。

8.如权利要求1所述的场发射电子源，其特征在于，所述栅极的电压范围为1kV～5kV。

9.一种实现如权利要求1所述的场发射电子源的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在所述阴极基底表面刻蚀得到所述阴极发射体阵列；

在图案化后的阴极表面沉积所述绝缘层；

于所述绝缘层表面沉积所述栅极；

在围绕所述阴极发射体的栅极表面和绝缘层上进行刻蚀，暴露出所述阴极发射体，获得所述场发射电子源。

10.如权利要求9所述的场发射电子源的制备方法，其特征在于，所述沉积方法为原子层沉积法或化学气相沉积法。

11.如权利要求9所述的场发射电子源的制备方法，其特征在于，在所述围绕阴极发射体侧面栅极和绝缘层上进行刻蚀后，所述围绕阴极发射体侧面的栅极的高度和绝缘层的高度为所述阴极发射体阵列高度的3/10～7/10，暴露出所述阴极发射体。