[发明专利]一种场发射电子源结构及其形成方法、电子源、微波管

权利要求书

1.一种光增强场发射电子源结构的形成方法，其特征在于，该方法包括

提供衬底；

在衬底上形成光电阴极层；

在所述光电阴极层上形成源极金属层，对得到的源极金属层进行图案化得到暴露部分光电阴极层的源极；

形成覆盖所述源极和暴露的光电阴极层的绝缘层；

在所述绝缘层上形成栅极金属层；以及，

通过光刻工艺形成贯穿所述栅极金属层和绝缘层、暴露所述光电阴极层的槽以形成沟道。

2.根据权利要求1所提供的形成方法形成的一种光增强场发射电子源结构，其特征在于，该电子源结构包括：

支撑衬底；

形成在衬底上的光电阴极层；

形成在光电阴极层的一部分上的源极；

覆盖所述源极和光电阴极层的绝缘层；

形成在所述绝缘层上的栅极；

以及贯穿所述栅极及所述绝缘层且暴露所述光电阴极层的真空沟道。

3.根据权利要求2所述光增强场发射电子源结构，其特征在于，所述沟道为垂直沟道或V形沟道。

4.根据权利要求2所述光增强场发射电子源结构，其特征在于，所述支撑衬底为透明衬底或非透明衬底。

5.根据权利要求2所述光增强场发射电子源结构，其特征在于，所述真空沟道的深度h₁为栅极和绝缘层的厚度之和≤h₁＜栅极、绝缘层和光电阴极层的厚度之和。

6.根据权利要求2所述光增强场发射电子源结构，其特征在于，光电阴极层的材料选自GaAs、GaN、AlGaAs、AlGaN、InAs、GaP、InP、Si和InGaAsP中的一种或多种，或GaAs/AlGaAs、GaN/AlGaN和GaAs/GaN异质结构晶体材料中的一种或多种，光电阴极层的厚度T_c≥10nm。

7.根据权利要求2所述光增强场发射电子源结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度T_i为20nm≤T_i≤5μm，所述栅极层的厚度T_g为20nm≤T_g≤5μm。

8.一种光增强场发射电子源，其特征在于，该电子源包括根据权利要求2所述的光增强场发射电子源结构，该电子源进一步包括与栅极电连接的第一电极和与源极电连接的第二电极，或，

该电子源包括根据权利要求1所述的光增强场发射电子源结构的阵列，该电子源进一步包括与栅极电连接的第一电极和与源极电连接的第二电极。

9.一种微波管，其特征在于，该微波管包括如权利要求8所述的光增强场发射电子源和管壳，其中所述管壳包括对应所述电子源的透光窗口。

10.根据权利要求9所述的微波管，其特征在于，所述支撑衬底为透光衬底，所述电子源为透射式电子源；或者所述支撑衬底为非透光衬底，所述电子源为反射式电子源。