[发明专利]基于阳极氧化铝模板的图案化电子光源器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种基于阳极氧化铝模板的图案化电子光源器件及其制造方法，其中，电子光源器件包括电子发射器和光投影照射系统。本发明以阳极氧化铝模板为基础，在其纳米孔洞中填充内光电效应材料作为光电子发射纳米电极阵列，通过光投影照射纳米电极阵列来控制局部的纳米电极发射电子；被光照射的纳米光电极将产生光生电子和空穴，在负电场的作用下发射电子，而没被照射的纳米电极在同样的负电场作用下则不会发射电子；如此即可实现按预设图案改变电子光源器件发射的电子束的形状，大面积发射。本发明可通过改变光投影的图案，方便快捷的编辑最后电子投影的图案，也就是电子光刻图案。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体是一种基于阳极氧化铝模板的图案化电子光源器件及其制造方法。

背景技术

光刻系统在半导体集成电路的制造工艺中起着至关重要的作用。随着集成度越来越高，元器件的尺寸越来越小，对光刻系统分辨率的要求也越来越高。利用电子的波动性，以电子为照明光源的电子束光刻理论上可以获得极高的分辨率。例如20kV加速的电子即可获得0.0086nm的波长。

电子束光刻分为直写式电子束光刻和投影式电子束光刻。直写式电子束光刻的工作原理与扫描电子显微镜类似，通过控制电子束在目标衬底上扫描以曝光。它分辨率高，且不需要掩模板，然而扫描的工作模式注定其生产率低下，远不能满足需要。投影式电子束光刻的工作原理与光光刻类似，可以大范围同时曝光，大大提高生产率，但掩模板成本高昂，以及临近效应、空间电荷效应等问题限制了它的发展和应用。

本发明的电子光源器件以阳极氧化铝模板中沉积的光电材料纳米电极阵列为电子发射器，利用光投影照射纳米光电极阵列发射器，以控制发射器按预设图案局部发射，从而达到电子光源器件图案化的目的。发射的电子束无需掩模板，在经过加速、光阑、磁透镜等组件后，可形成缩小的电子光源器件像，投影在目标衬底上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于阳极氧化铝模板的图案化电子光源器件及其制造方法，本电子光源器件可根据预设图案实时控制发射阵列局部发射，使电子光源器件图案化，无需掩模板，将缩小的预设图案投影在目标衬底上。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于阳极氧化铝模板的图案化电子光源器件，包括：

电子发射器，其包括发射电极层和基电极层，所述发射电极层包括多孔阳极氧化铝模板，所述多孔阳极氧化铝模板的纳米孔洞中生长或沉积光电材料，且所述光电材料为内光电效应材料，所述基电极层包括在所述发射电极层背面形成的一层透明电极层；

光投影照射系统，其用于将编辑好的图案投影照射到所述电子发射器上，以使所述电子发射器则按照预设图案的投影、局部发射包含预设图案信息的电子束。

作为本发明进一步的方案：所述光投影照射系统为普通光光刻的投影系统。

作为本发明进一步的方案：所述光投影照射系统包括普通掩模板以及光学透镜，以利用普通掩模板以及光学透镜完成图案的编辑以及投影。

作为本发明进一步的方案：所述多孔阳极氧化铝模板的纳米孔洞通过电化学沉积、溶胶-凝胶法在氧化铝模板的纳米孔洞中填充光电材料。

作为本发明进一步的方案：所述内光电效应材料为氧化铟锡(ITO)。

上述基于阳极氧化铝模板的图案化电子光源器件的制造方法，上述所述的光投影照射系统为普通光光刻的投影系统，上述所述的电子发射器的制造方法，包括如下步骤：

S1：准备基电极层；

S2：在所述基电极层上制备发射电极层。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1具体为：准备一片透明导电石英片。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S2包括如下步骤：