阳极氧化电流密度和时间对多孔硅形貌和电子发射特性的影响-论文.pdf

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1、第32卷第1嗍真空科学与技术学报2012年10月CHINESEJOURNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY857阳极氧化电流密度和时间对多孔硅形貌和电子发射特性的影响张玉娟张小宁王文江刘纯亮(西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室西安710049)hlnuenceofAnodizationConditionsofPorousSilicononItsMorphologyandEmissionCharacteristicsZhangYujuan，ZhangXiaoning，WangWenjiang，LiuChunliang(研La

2、boratoryofPhysicalElectronicsandDevicesoftheMinistryofEducation，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’矾710049，Ch／na)AbstractTheporoussiliconelectronemitterwasfabricatedwithastructureofmetal／poroussilicon／metalbyelec-trochemicalanodization，rapidthermaloxidation，andmagnetronsputtering，forthefi

3、eldemissiondisplayapplications．Theimpactsofthefabricationconditions，suchastheanodizati0ncurrentdensityandtime，oxidationtemperatureandtime，etc．，onthemicmstructuresandtheelectronemissioncharacteristicsweI'eevaluatedwithscanningelectronmicroscopy(SEM)．Theresultsshowthattheanodization

4、currentdensityandtimesignificant~afecttheemissioncharacteristicsandmicrostructuresoftheporoussiliconemitters．Forinstance，astheanodizationcurrentdensityincreased，thethicknessoftheporousSilayerincreased；andthelongertheanodizationtime，thethickertheporouslayers．ThickerporousSilayersre

5、sultedinahigherthresholdvoltageoftheemitter，Vth．Theemitter，madeofporousSiwithaporediameterof6一l6nm，alayerthicknessof11．06tan，andbiasedat30V，hasthemaximumemissioneficiency，叩，of7．5‰．KeywordsFieldemissiondisplay，Electronemissioncharacteristics，SEM，Poroussilicon，Anodization摘要为了应用于场发射显

6、示器，采用电化学阳极氧化，快速热氧化和磁控溅射等方法制备出了金属／多孔硅／硅基底／金属结构的多孔硅电子发射体，并运用扫描电子显微镜观察了多孑L硅的微观形貌，结果发现多孔硅的孔径随着电化学阳极氧化电流密度的增加而增加，多孔硅层的厚度随着阳极氧化电流密度和时间乘积的增加而增加。在真空系统中测量了多孔硅的电子发射特性，电子发射的阈值电压随着多孔硅层厚度的增加而增加；最大的发射效率为7．5％。，此效率出现在孔径6—16Bin，多孔硅层厚度为11．o6m的样品中，对应的器件电压为3Ov。关键词场发射显示器电子发射特性扫描电镜多孔硅阳极氧化中图分类号：0613．72；

7、TN104．3文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1672—7126．2012．10．011990年，L．T．Canham发现了纳米晶硅具有很多优点：例如制备工艺简单，工作电压相对较(nanocrystallinesilicon，NS)的室温可见光致发光_1J。低，发射角分布较小等_5J。研究最多的、可控性最从那以后，多孔硅(poroussilicon，PS)作为弹道电子好、最常用的制备PS的方法是电化学阳极氧化_7J。源在平板显示应用和基础物理学研究方面引起了人PS的特性依赖于电化学阳极氧化的参数，例如电化们极大的研究兴趣l2I4]。19

8、95年，Koshida等[]第一学阳极氧化的电流密度、HF酸浓度、