[发明专利]一种具有平面型发射阴极的纳米真空三极管及其制作方法

权利要求书

1.一种具有平面型发射阴极的纳米真空三极管，其特征在于，包括：

衬底；

背电极，其制作在衬底的背面；

平面冷阴极，其制作在衬底的正面；

第一绝缘层，其制作在平面冷阴极上；

栅层，其制作在第一绝缘层上；

第二绝缘层，其制作在氧化铟锡薄膜栅层上；

圆柱型小孔，其贯穿第一绝缘层、栅层和第二绝缘层而形成；

栅层台阶，其是通过刻蚀第二绝缘层到栅层形成的；

阳极层，其制作在第二绝缘层上；

其中，所述第一绝缘层、氧化铟锡薄膜栅层、第二绝缘层的总厚度在10-100纳米之间；平面冷阴极采用外延生长的氮化铝薄膜。

2.根据权利要求1所述的具有平面型发射阴极的纳米真空三极管，其特征在于，背电极采用用热沉积方法生长的金属铝。

3.根据权利要求1所述的具有平面型发射阴极的纳米真空三极管，其特征在于，第一绝缘层和第二绝缘层采用热氧化方法生长的二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的具有平面型发射阴极的纳米真空三极管，其特征在于，栅层采用磁控溅射方法生长的氧化铟锡薄膜。

5.一种具有平面型发射阴极的纳米真空三极管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底正面利用金属有机化学气相沉积在1100℃下生长阴极层；

在衬底背面利用热沉积的方法生长背电极，生长好后，退火处理，得到欧姆接触；

在平面冷阴极上生长第一绝缘层；其中，平面冷阴极选用具有负电子亲和势的氮化铝薄膜；

在第一绝缘层上涂正性光刻胶，光刻出一个直径小于10微米左右的圆形小岛；

在光刻好的第一绝缘层上利用磁控溅射的方法生长氧化铟锡薄膜，作为纳米真空三极管的栅极；

剥离小岛上的金属，在小岛处形成小孔；

在氧化铟锡薄膜上生长第二绝缘层，第一绝缘层、氧化铟锡薄膜和第二绝缘层的总厚度在10-100纳米之间；

对准小孔，刻蚀第一、第二绝缘层，刻蚀到平面冷阴极，同时在边缘刻蚀最上层的第二绝缘层，刻蚀到氧化铟锡薄膜；

在第二绝缘层上压制金箔阳极层，最终得到所述纳米真空三极管。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，衬底选用可导电的n型碳化硅衬底。