[发明专利]W-Si-N纳米双相结构表面传导电子发射薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面传导电子发射薄膜材料，特别涉及一种W-Si-N纳米双相结构表面传导电子发射薄膜的制备方法。

背景技术

表面传导电子发射显示器(Surface-conduction Electron-emitter Display，SED)，属于场致发射显示(FED)的一种，其图像显示性能在目前平板显示器件中非常突出。SED的显像原理与传统的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)类似，不同于CRT的是SED将涂有荧光材料的玻璃板与铺有大量表面传导电子发射源的玻璃底板平行摆放，使得SED的厚度可以做得相当薄，同时还保持了CRT图像与功耗方面的优势。

目前，SED制作技术中主要使用日本佳能提出的含钯的表面传导电子发射薄膜，而钯是一种贵重金属，大量的使用这种材料会使SED的制作成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低成本与高电子发射效率的W-Si-N纳米双相结构表面传导电子发射薄膜的制备方法，该方法制备的表面传导电子发射薄膜材料由WN_X导电相与SiN_X绝缘相两相组成，完全可以满足SED要求表面传导电子发射薄膜具有一定的导电性的要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种W-Si-N纳米双相结构表面传导电子发射薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在N₂/Ar混合气体氛围中，以玻璃为基体，同时以W靶与Si靶进行反应磁控溅射，沉积生成具有WN_X导电相与SiN_X绝缘相的W-Si-N纳米双相结构的表面传导电子发射薄膜。

本发明的进一步改进在于：

所述N₂/Ar混合气体的气压为0.3Pa，N₂分压为0.03-0.09Pa。

所述反应磁控溅射中，W靶采用脉冲电源，Si靶采用射频电源，对基体施加50-200V的负偏压。

采用本发明制备的W-Si-N纳米双相结构的表面传导电子发射薄膜，为WN_X导电相与SiN_X绝缘相双相结构，可根据需要调整双相成分比例，从而很方便改变薄膜方块电阻，完全可以满足SED对表面传导电子发射薄膜的要求。

具体实施方式

实施例1，在N₂/Ar混合气体氛围中，以玻璃为基体，同时以直径×厚度为Φ75×6mm的W片与Si片作为溅射靶材进行反应磁控溅射，沉积生成具有W-Si-N纳米双相结构的表面传导电子发射薄膜；其中，W靶采用脉冲电源，溅射功率为100W，Si靶采用射频电源，溅射功率为80W，对基体施加50V的负偏压，溅射气体(N₂/Ar混合气体)总流量为40sccm，溅射气压(即N₂/Ar混合气体的气压)为0.3Pa，N₂分压为0.03Pa，Ar分压为0.27Pa，沉积时间为10min，沉积厚度为100nm。

本实施例制备的W-Si-N纳米双相结构的表面传导电子发射薄膜，其电子发射强度为13.3μA，电子发射效率为1.7‰。

实施例2，在N₂/Ar混合气体氛围中，以玻璃为基体，同时以直径×厚度为Φ75×6mm的W片与Si片作为溅射靶材进行反应磁控溅射，沉积生成具有W-Si-N纳米双相结构的表面传导电子发射薄膜；其中，W靶采用脉冲电源，溅射功率为100W，Si靶采用射频电源，溅射功率为80W，对基体施加100V的负偏压，溅射气体(N₂/Ar混合气体)总流量为40sccm，溅射气压(即N₂/Ar混合气体的气压)为0.3Pa，N₂分压为0.09Pa，Ar分压为0.21Pa，沉积时间为10min，沉积厚度为90nm。

本实施例制备的W-Si-N纳米双相结构的表面传导电子发射薄膜，其电子发射强度为33.4μA，电子发射效率为1.75‰。