單晶LaB場發射陣列的電化學腐蝕工藝

六硼化鑭（LaB）場發射尖錐陣列的刻蝕工藝是制備LaB場發射陣列陰極的關鍵。在(111)面單晶LaB基片上，用等離子體增強化學氣相沉積法制備氮化硅層做掩膜，光刻后采用電化學腐蝕方法對基片進行刻蝕，得到具有一定高度的LaB尖錐場發射陣列。討論了單晶LaB的電化學腐蝕機理。改變各種電化學腐蝕參數，包括電解液成分、電解液濃度、陽極所加電壓，用電子掃描顯微鏡觀察樣品形貌。結果發現HPO是刻蝕單晶LaB的理想電解液，它克服了過去電化學實驗中經常遇到的尖錐各向異性問題。隨著電解液濃度或陽極電壓的增大，尖錐高度增加，但是基底表面變得更為粗糙。另一方面，陽極電壓太小時，有橫向刻蝕現象產生，不利于提高發射體的場增強因子。此外，在二極管結構中初步測試了LaB6尖錐場發射陣列的電流發射特性，在真空度2×10Pa、極間距離0.1 mm、陽極電壓900 V下，發射電流達到13 mA。