РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ |
(19)
RU
(11)
2525865
(13)
C2 |
|||
| ||||
|
(21)(22) Заявка: 2012125919/07, 21.06.2012 (24) Дата начала отсчета срока действия патента:
Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 21.06.2012 (43) Дата публикации заявки: 27.12.2013 Бюл. № 36 (45) Опубликовано: 20.08.2014 Бюл. № 23 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 107399 U1, 10.08.2011. BY 10547 C1, 30.12.2008. RU 2385835 C1, 10.04.2010. US 7545088 B2, 09.06.2009 Адрес для переписки:
|
(72) Автор(ы):
(73) Патентообладатель(и):
|
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДМ-КАТОДА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области электронной техники. Способ изготовления МДМ-катода заключается в нанесении на подложку нижнего электрода, диэлектрика, верхнего электрода и формовку структуры. На нижнем электроде создается регулярная наноострийная структура в виде столбиков с плотностью 5·10 см-2 путем электрохимического осаждения металла через шаблон из полимерной пленки со сквозными порами. Технический результат - повышение плотности тока эмиссии и ее равномерности по поверхности МДМ-катода. 2 ил.
Изобретение относится к области электронной техники, а именно к технологии изготовления элементов электровакуумных приборов, в частности катодов.
Известен МДМ-катод [1], выполненный в виде тонкопленочной системы «металл-диэлектрик-металл» на полированной подложке, отличающийся тем, что для увеличения эмиссионных параметров катода в качестве диэлектрика используется пористая пленка диоксида кремния.
Пористые пленки диоксида кремния (SiO2) с различной концентрацией пор получались путем магнетронного распыления комбинированной мишени Si+C в среде смеси газов Аr+O2. Формирование пор объясняется протеканием химических реакций углерода с кислородом на подложке с образованием газового компонента (СО2), который покидает пленку SiO2, разрыхляя ее и формируя в ней сквозные поры и поры с газовыми включениями. Наличие пор облегчает формовку МДМ-катода и повышает эмиссионные параметры. Недостатком такого МДМ-катода является неравномерная эмиссия по поверхности вследствие неупорядоченного расположения на ней пор.
Недостатком известных способов является, то, что шероховатая поверхность имеет нерегулярную структуру с плохой воспроизводимостью.
Целью изобретения является повышение плотности и равномерности тока эмиссии МДМ-катодов.
Поставленная цель достигается тем, что на нижнем электроде МДМ-катода формируются металлические наноострия с плотностью 5·108 см-2 путем электрохимического осаждения металла через сквозные поры шаблона из полимерной пленки.
Предлагаемый способ изготовления холодного МДМ-катода осуществляется следующим образом. На гладком нижнем металлическом электроде выращивается регулярная наноострийная структура путем электрохимического высаживания металла в электролитической ячейке через специальный шаблон. В качестве шаблона используется полимерная пленка, которая подвергается облучению ионами аргона, что приводит к образованию несквозных латентных треков. При воздействии на пленку специальными химическими реагентами в области треков происходит травление пленки. В результате образуются сквозные поры с диаметром 300-450 нм и плотностью порядка 108см-2.
Перед выращиванием острий подложка выдерживается в серной кислоте 2-3 сек. Для высаживания металла подложка закрепляется в электролитической ячейке (Фиг.1). Плотный прижим шаблона осуществляется с помощью пористого фетра. Металл высаживается на подложку через поры шаблона путем пропускания электролита вдоль поверхности подложки с закрепленным шаблоном. Электрохимическое осаждение металла проводится при напряжении не более 1 В. Контроль высоты острий осуществляется прошедшим зарядом при контроле тока и времени высаживания. После осаждения подложка выдерживается в растворе щелочи для удаления шаблона. На Фиг.2 представлено изображение наноострийной поверхности, полученное в электронном микроскопе. Наноострия представляют собой столбики диаметром 300-450 нм с плотностью порядка 108 см-2. Диаметр и плотность острий определяется параметрами шаблона.
На подложку с регулярными наноостриями с помощью ионно-плазменного метода напыления наносится пленка рабочего диэлектрика толщиной 80 нм. Верхний электрод получается термическим испарением алюминия в вакууме толщиной 30 нм.
Изготовленный по предложенному способу МДМ-катод подвергался процессу формовки и показал равномерное распределение эмиссионных центров, которое соответствовало сформированному наноострийному рельефу. При этом плотность тока эмиссии МДМ-катода с наноострийным нижним электродом была на порядок выше, чем для МДМ-катодов с гладким нижним электродом.
Источники информации
1. Усов С.П., Сахаров Ю.В., Троян П.Е. МДМ-катод. RU 107399 U1, МПК H01J 9/02.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ изготовления МДМ-катода, включающий в себя нанесение на подложку нижнего электрода, диэлектрика, верхнего электрода и формовку структуры, отличающийся тем, что с целью повышения плотности тока эмиссии и равномерности ее по поверхности на нижнем электроде формируется регулярная наноострийная структура в виде столбиков с плотностью 5·108 см-2 путем электрохимического осаждения металла через шаблон из полимерной пленки со сквозными порами.
