[发明专利]一种阵列式太赫兹真空三极管器件及其制造方法

说明书

本发明实施例公开一种阵列式太赫兹真空三极管器件及其制造方法。其中，所述阵列式太赫兹真空三极管器件包括衬底和在衬底上呈阵列排布的多个太赫兹真空三极管，每个太赫兹真空三极管包括阳极、真空通道层和光阴极，阳极设置在衬底上，真空通道层包括第一绝缘材料层、门控制极和第二绝缘材料层，真空通道贯穿第一绝缘材料层、门控制极和第二绝缘材料层，门控制极设置在第一绝缘材料层和第二绝缘材料层之间，光阴极和阳极设置在真空通道的两端，门控制极和阳极之间设置第一绝缘材料层，门控制极和光阴极之间设置第二绝缘材料层。本发明实施例提供的阵列式太赫兹真空三极管器件及其制造方法，延长了阵列式太赫兹真空三极管器件的使用寿命。

技术领域

本发明实施例涉及光电子技术领域，具体涉及一种阵列式太赫兹真空三极管器件及其制造方法。

背景技术

现有技术中，已经出现场发射三极管阵列技术，基于场发射电子隧穿效应，在微尖型的场发射冷阴极上加载高压从而降低阴极表面的势垒宽度，使得阴极中的自由电子可以从阴极表面释放出来，发射到真空中。现有技术制造出的阵列式的场发射三极管器件，由于阴极阵列单元的一致性不好，很难实现大规模的制造。而且由于阴极阵列单元的不一致，甚至出现电子发射只存在于部分阴极阵列单元中的现象。此外，阵列的场发射三极管器件在工作时需要加载较高的电场，容易在阴极和阳极之间出现打火现象，从而导致阵列的场发射三极管器件的损坏，缩短阵列式的场发射三极管器件的使用寿命。

因此，如何提出一种三极管器件，能够延长三极管器件的使用寿命成为业界亟待解决的重要课题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种阵列式太赫兹真空三极管器件及其制造方法。

一方面，本发明实施例提出一种阵列式太赫兹真空三极管器件，包括衬底和多个太赫兹真空三极管，所述多个太赫兹真空三极管在所述衬底上呈阵列排布，其中：

每个所述太赫兹真空三极管包括阳极、真空通道层和光阴极，所述阳极设置在所述衬底上，所述真空通道层包括第一绝缘材料层、门控制极和第二绝缘材料层，在所述真空通道层设置真空通道，所述真空通道贯穿所述第一绝缘材料层、所述门控制极和所述第二绝缘材料层，所述门控制极设置在所述第一绝缘材料层和所述第二绝缘材料层之间，所述光阴极和所述阳极设置在所述真空通道的两端，所述门控制极和所述阳极之间设置所述第一绝缘材料层，所述门控制极和所述光阴极之间设置所述第二绝缘材料层，所述光阴极、所述真空通道层和所述阳极之间形成密封腔。

其中，所述多个太赫兹真空三极管呈线性阵列排布。

其中，所述多个太赫兹真空三极管呈矩形阵列排布。

其中，相邻两个所述太赫兹真空三极管之间的距离为1～2微米。

其中，所述真空通道呈圆台形，且所述光阴极与所述真空通道的接触面积小于所述阳极与所述真空通道的接触面积。

另一方面，本发明实施例提供一种上述任一实施例所述的阵列式太赫兹真空三极管器件的制造方法，包括：

在衬底上形成多个太赫兹真空三极管的阳极；其中，所述多个太赫兹真空三极管的阳极呈阵列排布；

在每个所述太赫兹真空三极管的阳极上分别沉积第一绝缘材料层；

在每个所述太赫兹真空三极管的第一绝缘材料层上分别沉积门控制极；

在每个所述太赫兹真空三极管的门控制极上分别沉积第二绝缘材料层；

在每个所述太赫兹真空三极管的第二绝缘材料层、门控制极和第一绝缘材料层刻蚀出真空通道，形成每个所述太赫兹真空三极管的真空通道层；

在透光基底材料层上形成光阴极，每个所述太赫兹真空三极管的真空通道层对应一个所述光阴极；