[发明专利]一种带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列

权利要求书

1.一种带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列，其特征是包括基板、位于基板上的栅极底电极，绝缘层薄膜、作为阴极的网格状碳纳米管阵列，作为栅极的点状碳纳米管阵列，网格状碳纳米管阵列阴极的底电极在绝缘层薄膜上；绝缘层薄膜位于阴极的底电极和栅极底电极之间，点状碳纳米管位于网格状碳纳米管阵列网格状孔的中心位置，点状碳纳米管与栅极底电极电学相连。

2.根据权利要求1所述的带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列，其特征是绝缘层薄膜的厚度在100nm至300nm之间。

3.根据权利要求1所述的带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列，其特征是绝缘层薄膜的材料可为二氧化硅、氧化铝、氮化硅等材料。

4.根据权利要求1所述的带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列，其特征是栅极底电极材料为重掺杂硅、银等高导电性材料。

5.根据权利要求1所述的带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列，其特征是阴极底电极材料为重掺杂硅、银等高导电性材料。

6.带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列的制备方法，其特征是由以下步骤实现：

步骤一，在导电基板上制备制备碳纳米管所需的催化剂薄膜；点状碳纳米管阵列的栅极

步骤二，在催化剂薄膜上制备带有孔状阵列的绝缘层薄膜，圆孔区域没有绝缘层；

步骤三，在绝缘层上以小孔为中心，在其周围制备网格状电极，并在电极上制备生长碳纳米管所需的催化剂薄膜；

步骤四，在网格状电极上和圆孔上垂直生长碳纳米管阵列。

7.根据权利要求6所述的带有聚焦栅极的碳纳米管场发射阵列的制备方法，其特征是具体步骤为：

（1）首先将重掺杂（三价或五价元素）的硅基片分别在丙酮和IPA中超声清洗两分钟，然后在基片上磁控溅射一层铁薄膜，厚度为1nm，为生长碳纳米管所用的催化剂；

（2） 结合光刻技术，在铁薄膜上制备带有圆孔阵列的绝缘层，绝缘层的厚度为200nm，圆孔的直径为5um，相邻圆孔之间的距离为10um；

（3）结合光刻技术中的对准技术，以圆孔阵列的圆孔为中心，在绝缘层上圆孔的周围制备金属网状电极，网状电极线的宽度为1nm，厚度为100nm；

（4） 最后采用热气相化学沉积法法圆孔阵列的圆孔生长碳纳米管，即可得到本发明所描述的结构。