專利名稱：W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜材料，特別涉及一種W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)表 面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器(Surface-conduction Electron-emitter Display, SED)，屬于場(chǎng)致發(fā)射顯示(FED)的一種，其圖像顯示性能在目前平板顯示器件中非常突出。 SED的顯像原理與傳統(tǒng)的陰極射線管(Cathode Ray Tube, CRT)類似，不同于CRT的是SED 將涂有熒光材料的玻璃板與鋪有大量表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射源的玻璃底板平行擺放，使得SED 的厚度可以做得相當(dāng)薄，同時(shí)還保持了 CRT圖像與功耗方面的優(yōu)勢(shì)。 目前，SED制作技術(shù)中主要使用日本佳能提出的含鈀的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜，而 鈀是一種貴重金屬，大量的使用這種材料會(huì)使SED的制作成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有低成本與高電子發(fā)射效率的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu) 表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方法，該方法制備的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜材料由WNX導(dǎo)電 相與SiNx絕緣相兩相組成，完全可以滿足SED要求表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜具有一定的導(dǎo)電 性的要求。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。 —種W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟在N"Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以W靶與Si靶進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射， 沉積生成具有WNX導(dǎo)電相與SiNx絕緣相的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于 所述N2/Ar混合氣體的氣壓為0. 3Pa， N2分壓為0. 03-0. 09Pa。 所述反應(yīng)磁控濺射中，W耙采用脈沖電源，Si耙采用射頻電源，對(duì)基體施加
50-200V的負(fù)偏壓。 采用本發(fā)明制備的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜，為WNX導(dǎo)電相 與SiNx絕緣相雙相結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要調(diào)整雙相成分比例，從而很方便改變薄膜方塊電阻，完 全可以滿足SED對(duì)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的要求。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l，在N"Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以直徑X厚度為 ①75X6mm的W片與Si片作為濺射耙材進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射，沉積生成具有W_Si_N納米雙 相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜；其中，W靶采用脈沖電源，濺射功率為100W， Si靶采用 射頻電源，濺射功率為80W，對(duì)基體施加50V的負(fù)偏壓，濺射氣體(N2/Ar混合氣體)總流量 為40sccm，濺射氣壓(即N2/Ar混合氣體的氣壓)為0. 3Pa， N2分壓為0. 03Pa， Ar分壓為0. 27Pa，沉積時(shí)間為10min，沉積厚度為100nm。 本實(shí)施例制備的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜，其電子發(fā)射強(qiáng) 度為13. 3 A，電子發(fā)射效率為1. 7%。。 實(shí)施例2，在N"Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以直徑X厚度為 ①75X6mm的W片與Si片作為濺射耙材進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射，沉積生成具有W-Si-N納米雙 相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜；其中，W靶采用脈沖電源，濺射功率為IOOW， Si靶采用射 頻電源，濺射功率為80W，對(duì)基體施加100V的負(fù)偏壓，濺射氣體(N2/Ar混合氣體)總流量 為40sccm，濺射氣壓(即N2/Ar混合氣體的氣壓)為0. 3Pa， N2分壓為0. 09Pa， Ar分壓為 0. 21Pa，沉積時(shí)間為10min，沉積厚度為90nm。 本實(shí)施例制備的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜，其電子發(fā)射強(qiáng) 度為33. 4 ii A，電子發(fā)射效率為1. 75%。。 實(shí)施例3，在N"Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以直徑X厚度為 ①75X6mm的W片與Si片作為濺射耙材進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射，沉積生成具有W-Si-N納米雙 相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜；其中，W靶采用脈沖電源，濺射功率為IOOW， Si靶采用射 頻電源，濺射功率為80W，對(duì)基體施加200V的負(fù)偏壓，濺射氣體(N2/Ar混合氣體)總流量 為40sccm，濺射氣壓(即N2/Ar混合氣體的氣壓)為0. 3Pa， N2分壓為0. 09Pa， Ar分壓為 0. 21Pa，沉積時(shí)間為10min，沉積厚度為70nm。 本實(shí)施例制備的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜，其電子發(fā)射強(qiáng) 度為39. 02 ii A，電子發(fā)射效率為4. 99%0。 實(shí)施例4，在N"Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以直徑X厚度為 ①75X6mm的W片與Si片作為濺射耙材進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射，沉積生成具有W-Si-N納米雙 相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜；其中，W靶采用脈沖電源，濺射功率為IOOW， Si靶采用射 頻電源，濺射功率為80W，對(duì)基體施加100V的負(fù)偏壓，濺射氣體(N2/Ar混合氣體)總流量 為40sccm，濺射氣壓(即N2/Ar混合氣體的氣壓)為0. 3Pa， N2分壓為0. 06Pa， Ar分壓為 0. 24Pa，沉積時(shí)間為10min，沉積厚度為80nm。 本實(shí)施例制備的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜，其電子發(fā)射強(qiáng) 度為107. 31 ii A，電子發(fā)射效率為4. 27%0。 實(shí)施例5，在N"Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以直徑X厚度為 ①75X6mm的W片與Si片作為濺射耙材進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射，沉積生成具有W-Si-N納米雙 相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜；其中W靶采用脈沖電源，濺射功率為IOOW， Si靶采用射 頻電源，濺射功率為80W，對(duì)基體施加50V的負(fù)偏壓，濺射氣(N2/Ar混合氣體)氣體總流量 為40sccm，濺射氣壓(即N2/Ar混合氣體的氣壓)為0. 3Pa， N2分壓為0. 09Pa， Ar分壓為 0. 21Pa，沉積時(shí)間為10min，沉積厚度為120nm。 本實(shí)施例制備的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜，其電子發(fā)射強(qiáng) 度為53. 79 ii A，電子發(fā)射效率為4. 59%0 在類似實(shí)驗(yàn)條件下，目前采用Pd靶材在02/Ar的混合氣體氛圍中沉積的表面?zhèn)鲗?dǎo) 電子發(fā)射薄膜電子發(fā)射效率一般在1%。左右。 本發(fā)明的W-Si-N傳導(dǎo)電子發(fā)射薄膜與現(xiàn)有PdO表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜材料相比， 在小的器件電流下就有高的電子發(fā)射強(qiáng)度，高的電子發(fā)射效率，同時(shí)具有高的穩(wěn)定性，可長(zhǎng)時(shí)間多次反復(fù)發(fā)射電子'
權(quán)利要求
一種W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟在N2/Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以W靶與Si靶進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射，沉積生成具有WNX導(dǎo)電相與SiNX絕緣相的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方 法，其特征在于，所述N2/Ar混合氣體的氣壓為0. 3Pa， N2分壓為0. 03_0. 09Pa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方 法，其特征在于，所述反應(yīng)磁控濺射中，W靶采用脈沖電源，Si靶采用射頻電源，對(duì)基體施加 50-200V的負(fù)偏壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜材料，公開了一種W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜的制備方法。它包括以下步驟在N2/Ar混合氣體氛圍中，以玻璃為基體，同時(shí)以W靶與Si靶進(jìn)行反應(yīng)磁控濺射，沉積生成具有WNX導(dǎo)電相與SiNX絕緣相的W-Si-N納米雙相結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射薄膜。
文檔編號(hào)C23C14/35GK101777469SQ20101013198
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者劉錄平, 史彥慧, 吳匯焱, 吳勝利, 宋忠孝, 岳晴雯, 徐可為, 熊斯梁, 馬凌志 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)