[发明专利]微机械碳纳米管场发射型非致冷热成像器件及制作方法

摘要

本发明涉及一种新颖的微机械碳纳米管场发射型非致冷热成像器件及制作方法，属于微电子机械系统领域。该器件由红外光学系统、衬底1、m×n的像素阵列15、荧光屏14以及偏置电路16等组成。其特征在于采用微机械技术制作双材料梁(膜)作为栅极，在催化剂上定向生长的碳纳米管作为场发射源。其制作特征在于：选择合适的衬底材料，制作牺牲层及锚区，淀积双层材料，刻蚀出栅孔，并在栅孔下制作催化剂材料，在催化剂材料材料上定向生长碳纳米管，去掉牺牲层材料释放双材料梁(膜)，随后封接荧光屏，实现对m×n的像素阵列的真空封装。最后连接偏置电路及其它校准电路，装配红外光学系统，形成微机械碳纳米管场发射型非致冷热成像器件。

主权项

1、一种微机械碳纳米管场发射型非致冷热成像器件，其特征在于：(1)它由红外光学系统、衬底、m×n的像素阵列、荧光屏以及偏置电路组成；单元像素包括锚区、双材料梁、栅极、栅孔以及生长在催化剂上的碳纳米管；m×n的像素阵列构成红外敏感阵列；栅极是由双材料梁支撑的薄膜或是由双层材料组成的薄膜；(2)单元像素结构为下述三种中任意一种：(a)微悬臂梁式单元像素结构中，双层材料悬臂梁一端固定在锚区上，另一端与栅极相连；连接点在栅极的两端或在栅极的中点；或在其他部位；栅极不受约束；(b)微封闭膜式单元像素结构中，栅极由双层材料构成，其四周固定在锚区上，栅孔位于封闭膜的中间部分；栅极被完全约束；(c)微桥式单元像素结构中，双层材料梁一端固定在锚区上，另一端与栅极相连，连接点在栅极的四角或在栅极四边的中点；栅孔位于封闭膜的中间部分；栅极受双层材料梁的约束；(3)催化剂制作在衬底表面，生长在催化剂上的碳纳米管位于栅孔正下方，作为场发射源；(4)荧光屏位于栅极的正上方，荧光屏与芯片之间连接方式应满足像素阵列的真空封装；(5)偏置电路提供两个偏置电压，一个偏置电压加在栅极和衬底之间，另一个通过导电层和金属层施加在荧光屏和栅极之间。