楔型发射体真空微电子三极管的计算机模拟

本文利用广泛使用的ＰＩＣ（ｐａｒｔｉｃｌｅ－ｉｎ－ｃｅｌｌ）粒子模拟软件ＭＡＧＩＣ模拟了楔型场致发射真空微电子三极管的一个单元的特性。该单元由一个模型场致发射体、栅极和阳极组成。研究了栅极电压、阳极电压和发射体顶点半径等对发射电流的影响。给出了一个典型的楔型场致发射真空微电子三极管，当其阳极电压为５００Ｖ，阳极与阴极相距４μｍ时的电子轨迹图。模拟结果表明场致发射的阳极开启电压为２５０Ｖ。并得到了三极管高频工作时动力学特性。     

平面型纳米真空三极管的计算机模拟

平面纳米真空三极管只需要平面工艺,与现有的微电子工艺兼容,与基于经典Spindt阴极的真空微电子三极管相比,具有工艺相对简单等特点,同样具备纳米真空电子器件抗辐射、温度稳定性好等优点。本文采用粒子模拟方法对平面型纳米真空三极管的场发射特性进行了计算机模拟研究,模拟中考虑了空间电荷的影响。典型器件的模拟结果表明,平面型纳米真空三极管具有信号响应速度快,工作电压较低等优点。研究了该三极管结构中的尖端曲率半径、尖端相对高度、栅极电压和阳极电压对场发射特性的影响,有助于设计和优化该类器件结构。这种平面型纳米真空三极管可望成为真空集成电路的基础器件,并在卫星等航空航天领域等需要抗辐射领域获得应用。     

真空微电子二极管及微位移传感器的研究

首次用电荷模拟法计算了真空微电子二极管及真空微电子微位移传感器的场致发射阴极与阳极间的电场分布,进而计算了真空微电子二极管的电流一电压特性和微位移传感器的电流——位移(即阴、阳极间距)的关系曲线。模拟了两种结构的场致发射阴极:圆锥形和劈形。并用测试精度可达4nm 的水槽法模拟实验对计算结果进行了验证,理论计算与实验结果符合地很好。     

真空微电子三极管静电场电容的计算机数值模拟

以静电基本原理、场致发射原来为基础，用有限元法在求得圆锥形、楔形阴极真空微电子三极管内静电场各点场强的前提下，考虑以往计算中忽略的各电极之间、栅极厚度对器件电容的影响进行极间电容的计算。通过计算多导体系统电荷密度较为精确地求得了圆锥形、楔形阴极真空微电子三极管的极间电容，讨论了器件各几何参数与电容的关系，对器件的优化设计与高频应用具有指导作用。模拟结果与巳报道的实验结果符合较好。     

新型前栅极CNT-FED的研究

传统的前栅极场致发射显示板由于介质层和栅极的制作在生成或制作阴极场致发射源之后，在制造过程中容易破坏场致发射源；另外阴极发射对介质层厚度、阳极电压和调制极开口等参数非常敏感，所以器件的发射均匀性难以保证。为了解决这些问题，引入了类似HOP玻璃的结构。阴极上只需要丝印碳纳米管，无需制作介质层和栅极，解决了场致发射源被破坏的问题。阴极与栅极之间真空取代了介质层，由于真空的绝缘性能高于介质层，所以阴极与栅极之间的距离可以减小，栅极的调制效果更显著。由于玻璃的平整度高于一般方法制作的介质层的平整度，所以器件的发射均匀性比较好。     

用硅的各向异性腐蚀工艺制备发射硅尖阵列

本文介绍了真空微电子器件场发射阴极硅尖阵列的制备工艺技术。采用硅的各向异性腐蚀工艺和氧化削尖技术制成了形状和发射性能均较好的硅尖阵列，测试结果表明，起始发射电压为５～６Ｖ，发射电流在阳极电压为２０Ｖ时为０．５ｍＡ，反向击穿电压为７５Ｖ。     

基于场发射三极管结构的离子轰击分析

离子轰击影响场致发射器件的稳定性和工作寿命。本文以碳纳米管场发射三极管结构为例模拟了气体—电子碰撞电离产生的正离子回轰阴极的全过程，对模型中的平面阴极受损的位置和程度进行了的分析；为了减小离子轰击的影响，在三极管中引入了第二栅极利用其离子陷阱效应，并模拟了使用第二栅极后正离子回轰阴极的全过程和阴极受损情况。模拟结果证明，加入离子陷阱结构后可以明显改善场致发射三极管的离子轰击问题。     

场致发射微型阴极阵列结构的研究

本文采用考虑空间电荷影响的空间电场计算程序,对场致发射体进行模拟计算;初步研究了发射体的几何形状尺寸与其发射特性之间的联系。通过计算分析,可以认为发射体的尖端曲率半径及栅极的开口直径是影响发射体发射特性的最主要的因素。合肥国家同步辐射实验室的ＬＩＧＡ 深度光刻技术,能给出一个可行的几何结构。计算表明点阵密度为１０７／ｃｍ ２ 的直径为６ ｍ ｍ 的硅发射体发射阵列,在８０ Ｖ 的栅极电压下可以取得１０ Ａ 以上的发射电流     

FED制作工艺研究

本文介绍了我们开发的ＦＥＤ工艺，包括；硅锥场致发射阵列的制作，栅极制作，阳极支柱的制作和平板透明真空封装，对工艺中的难点及对策作了详细描述。利用上述工艺，已经制成了平板数码管，其栅阴特性理想，阳阴之间也能测得明显的场致发射特性产伴有荧光激发。     

真空电子技术

TN 10,TN4 96050129真空微电子微三极管特性的计算机模拟/杨中海,周勇,杨存宇(电子科技大学高能电子研究所)刀电子科技大学学报一1996,25(3)一299~305 用计算机模拟方法研究了真空微电子场致发射微三极管的特性,建立了数理模型。用差分方法求解泊松方程,以福勒一一诺德海姆理论处理场致发射特性.细致处理了阴极表面电场,考虑了空间电荷效应的影响,并对模拟结果进行了分析讨论.图10参4(李)明,宋世庚(新疆医学院)jj新疆大学学报一1995,12(3)一呜0~44 通过特殊设计装置区分表面电导和气体电导,并分别从实验和理论上进行了定性的研究.图3、表4…     

基于计算机仿真的ZnO场致发射显示器的研究

在Spindt结构仿真方法的基础上,将四针状纳米ZnO近似处理成尖锥结构,采用C语言程序编程,求解电位、电场分布、电子运动轨迹及发射电流密度。通过计算机模拟仿真,分析了栅极孔径、栅极电压以及阳极电压等对显示器性能的影响。在理论优化设计指导下,采用丝网印刷制作带孔的介质层,用电泳方法在阴极电极上沉积ZnO发射体,制成孔状金属栅三极结构显示屏。测试了显示器的电子发射调制性能,实验表明采用计算机仿真设计的三极结构ZnO场致发射显示器具有良好的场致发射性能。     

真空微电子平板摄像管10×10像素驱动电路的设计与制作

真空微电子平板摄像是一种全新的摄像理论,它采用碳纳米场发射阴极、栅极和阳极(收集极)三极管结构。介绍了真空微电子平板摄像管驱动电路的设计要求、设计思路和电路测试结果,实验中采用的栅极驱动对驱动电路(扫描电路)起到了关键作用。     

钼尖场致发射阵列阴极的性能研究

利用微细加工技术和双向薄膜沉积技术对钼尖场发射阵列阴极的工艺进行了较为细致的研究，并在专用的真空系统中对所得阵列阴极的发射性能进行了测试，得到了一定的场致发射电流密度值。测试中采用数据采集系统监测栅极电压、阳极电压、阳极电流和栅极电流，测量了阴极阵列的发射稳定性和发射噪声。对发射的失效机理进行了实验研究和分析，认为发射失效的主要原因在于栅极和基底之间的漏电，尖锥和棚极孔间的暗电流，电极间的放电和放气，以及环境真空度和尖锥的均匀性等。所得结果以进一步开展有射频器件和显示器件方面的应用研究打下了一定基础。     

真空微电子器件的栅极制造技术

本文详细地介绍了真空微电子栅极工艺制造的自剥离与无版光刻技术，并用这两种方法分别制造出了符合要求的栅极结构．在现有的条件下进行了栅控场致发射特性的测试，并通过实验曲线计算出了栅控场致发射的三个参数．     

带快速复位的光电隔离栅极驱动

光电隔离器（ＰＶＩ）为ＭＯＳＦＥＴ和ＩＧＢＴ提供隔离的栅极驱动。但是，在关断时，ＰＶＩ不能下拉栅极排放栅极电荷。采用一个可编程结晶体管（ＰＵＴ）就可提供很快的栅极下拉，在０．２μｓ内使栅极放电，排放掉高达５Ａ的电流。ＰＵＴ为一四层结构，很像可控硅整流器．但它具有更灵敏的阳极选通。在该应用中，ＰＵＴ栅极由ＰＶＩ驱动，其驱动电压等于或大于保持ＰＵＴ处于阻塞状态时的阳极电压，这样就没有电流流经阳极一阴极通道（图１）。当ＰＶＩ“关断”时，ＰＵＴ的栅极电压下降到低于阳极电压，触发ＰＵＴ并导致阳极－阴极通道…     

应用于LCD的平栅型碳纳米管场致发射显示器背光源的研制

采用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀技术制备平栅型场发射阴极阵列,利用电泳将碳纳米管(CNT)发射源沉积在阴极表面,将阴极板和阳极板封接后制成51cm单色平栅型CNT场致发射显示器(CNT-FED),作为背光源模板应用于49 cm液晶显示器(LCD)器件中.场发射测试表明,器件在阳极电压3 500V、栅极电压290 V时,阳极...     

横向场发射三极管

利用薄膜边缘场发射阴极设计的三极管、阴极、栅极和阳极是平面结构，因此极间电容小，适合应用于高速和高频电路。它在工艺上与半导体器件兼容，工艺比较简单，是真空微电子集成电路中的有源器件，它有着广泛的应用前景。     

残气对活性Mo场致发射阴极阵列发射特性的影响

1引言场致发射阴极阵列对发射体尖端受污染是非常敏感的，这些污染来自真空封装内的各种残余气体。这些气体除了会改变尖端表面的性能，还会被场致发射的电子电离。这些能量高的离子撞击尖端引起尖端表面结构的变化，从而使发射电流不稳定，甚至使器件失效。因此，必须基本了解各种残气对场致发射阵列灵敏度的影响，以保证器件的发射电流具有长期的稳定性及可靠性。目前对场致发射真空微电子器件人们感兴趣的是将它用作矩阵寻址电子束激发源的平板场发射显示器（FED）。场致发射显示器与阳极射线管相类似，只是它采用薄型平板封装。FED工…     

碳纳米管阴极平板显示器的工艺研究

碳纳米管场致发射显示器是一种新型的真空器件，也是一种具有巨大应用潜力的平板型显示设备。本文详细地介绍了碳纳米管场致发射原理，给出了碳纳米管阴极平板显示器的基本结构和工作原理，对于显示器件的真空封装，碳纳米管阴极装配，控制栅极制作等工艺问题进行了阐述和研究。采用这些技术，已经研制出了碳纳米管阴极场致发射显示器的样品。     

真空微电子器件发射稳定性和可靠性概述

解决真空微电子器件的稳定性和寿命问题，可以扩大场臻发射器的应用范围。本文概述了影响真空微电子场致发射阴极阵列发射稳定性的几个因素，认为阴极材料和功函数是决定真空微电子器件发射稳定性的主要因素。最后提出了解决发射稳定的几个建议。