[发明专利]一种片上微型的场助热发射电子源及制作方法

权利要求书

1.一种片上微型的场助热发射电子源，其特征在于，所述场助热发射电子源包括：

衬底，所述衬底上设置有第一凹槽；

设置在所述衬底上的至少一组电极对；

在每一组所述电极对之间设置有电子发射体，所述电子发射体悬空在所述第一凹槽上方；

设置在所述衬底上的绝缘间隔层，所述绝缘间隔层覆盖所述电极对和所述电子发射体，所述绝缘间隔层上设置有第二凹槽，所述第二凹槽用于暴露出所述电子发射体；

设置在所述绝缘间隔层上的场增强电极，所述场增强电极集成在所述电子发射体周围，用于在所述电子发射体的周围，引入降低电子发射体的表面势垒的电场；

在垂直于所述衬底的方向上，所述场增强电极的投影和所述电极对的投影不重叠。

2.根据权利要求1所述的场助热发射电子源，其特征在于，所述衬底为氧化铝衬底或氮化硅衬底或氧化铍衬底或碳化硅衬底或氮化硼衬底或金刚石衬底；

或是表面覆盖有以下材料薄膜的硅衬底：氧化硅或氮化硅或碳化硅或氮化铝或金刚石。

3.根据权利要求1所述的场助热发射电子源，其特征在于，所述电子发射体的材料为碳纳米管或石墨烯或六硼化镧或六硼化钐或钨或钼或铱或锇或氧化钇或氧化钡或氧化铝或氧化钪或氧化钙中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的场助热发射电子源，其特征在于，所述绝缘间隔层的材料为氧化硅或氧化铝或玻璃或陶瓷中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的场助热发射电子源，其特征在于，所述场增强电极分布在所述第二凹槽的两侧。

6.根据权利要求1所述的场助热发射电子源，其特征在于，所述场助热发射电子源还包括：

设置在所述衬底背离所述绝缘间隔层一侧的热沉。

7.根据权利要求6所述的场助热发射电子源，其特征在于，所述场助热发射电子源还包括：

设置在所述热沉和所述衬底之间的导热粘合层。

8.一种片上微型的场助热发射电子源的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底的预设位置上形成至少一个电子发射体；

在所述衬底上形成与所述电子发射体连接的至少一组电极对，所述电极对的数量与所述电子发射体的数量相同，且每一组所述电极对相对应连接一个所述电子发射体；

在所述衬底上形成绝缘间隔层；

在所述绝缘间隔层的预设位置形成场增强电极，所述场增强电极集成在所述电子发射体周围，用于在所述电子发射体的周围，引入降低电子发射体的表面势垒的电场；

在垂直于所述衬底的方向上，所述场增强电极的投影和所述电极对的投影不重叠；

对所述绝缘间隔层进行刻蚀形成第二凹槽，所述第二凹槽用于暴露出所述电子发射体；

通过所述第二凹槽对所述衬底进行刻蚀形成第一凹槽，所述电子发射体悬空在所述第一凹槽上方。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，对所述绝缘间隔层进行刻蚀的方法为湿法刻蚀或干法刻蚀；

对所述衬底进行刻蚀的方法为湿法刻蚀或干法刻蚀。