【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米尺度空气沟道器件，更具体地说，它涉及一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺。
技术介绍
1、纳米尺度空气沟道器件(nanoscale air channel device,nacd)是在传统真空管基础上，通过纳米制备工艺将器件尺寸微缩至纳米量级所形成的新结构。尤其，器件的发射极(阴极)和收集极(阳极)之间空气沟道长度小于空气平均自由程(约68nm),使得电子可以无散射隧穿通过沟道，形成发射电流。因此，纳米尺度空气沟道器件具有工作速度快、抗辐射等优势。
2、近年来，随着纳米工艺的发展，制备纳米尺度空气沟道器件的沟道已有多种成熟工艺。其中，采用缓冲氧化物刻蚀液(buffered 0xide etchant,boe)刻蚀金属-氧化物-金属垂直结构中氧化物层，可以形成发射面积较大的纳米尺度空气沟道器件。现阶段采用boe(缓冲氧化物刻蚀液)向内刻蚀二氧化硅，在上层金属和下层衬底之间形成纳米尺度真空沟道具有较高发射电流、稳定性好等优势。
3、但此类方法刻蚀氧化层过程中，存在着刻蚀时间难以把握，刻蚀终点需要人为把握，导致刻蚀的空气沟道宽度精确度不高的问题。并且，器件制备的材料选择有限，只能选择对boe能刻蚀的氧化层作为介质层，不易进行拓展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，以解决上述现有技术中存在的技术问题。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，
3、s1.在硅衬底淀积介质层1；
4、s2.图形化后，干法刻蚀形成凹槽；
5、s3.淀积介质层2；
6、s4.淀积发射金属；
7、s5.采用湿法刻蚀形成沟道。
8、本专利技术进一步设置为：所述s1的具体步骤如下：
9、采用化学气相沉积(cvd)或者物理气相沉积(pvd)在硅衬底沉积介质层1，介质层1的厚度l不超过68nm。
10、本专利技术进一步设置为：所述s2的具体步骤如下：
11、在s1的基础上，采用图形化工艺，即制光刻版、旋涂光刻胶、光刻、显影、干法刻蚀未被光刻胶遮挡的介质层1、去胶，最终形成s2中凹槽，未被刻蚀的介质层1宽度w为湿法刻蚀能达到的最大宽度。
12、本专利技术进一步设置为：所述s3的具体步骤如下：
13、采用化学气相沉积(cvd)或者物理气相沉积(pvd)沉积介质层2。
14、本专利技术进一步设置为：所述s4的具体步骤如下：
15、通过热蒸镀或者磁控溅射的方式淀积发射金属，厚度为50nm。
16、本专利技术进一步设置为：所述s5的具体步骤如下：
17、选用对介质层1和介质层2选择比高的刻蚀溶液，使得湿法刻蚀溶液可以完全刻蚀介质层1，而不影响介质层2；在金属与衬底之间形成长度为l，宽度为w的空气沟道，以进行电子的隧穿。
18、本专利技术进一步设置为：所述金属为金、铜、铂、钨、钽或钛中的一种。
19、本专利技术进一步设置为：所述介质层1为氧化硅、氮化硅、氧化铝、低介电常数(low-k)材料或高介电常数(high-k)材料中的一种；
20、所述介质层2为氧化硅、氮化硅、氧化铝、低介电常数(low-k)材料或高介电常数(high-k)材料中的一种；
21、所述介质层1和介质层2互不相同。
22、本专利技术进一步设置为：所述湿法刻蚀溶液可以为酸性或碱性溶液，所述酸性溶液为氢氟酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸或缓冲氧化刻蚀boe中的一种；
23、所述碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵或氢氧化四甲基铵中的一种。
24、本专利技术进一步设置为：所述缓冲氧化刻蚀boe由体积比为1：6的49％hf水溶液和40％nh4f水溶液混合而成。
25、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：提高了纳米尺度空气沟道器件制备的沟道宽度精度，防止过刻或者未完全刻蚀影响器件性能；
26、同时，精确的可控制器件宽度，也可以进行大批量的制备，使得器件均一性一致；
27、并且，该工艺拓展了器件制备材料，而不是单纯采用二氧化硅介质层和boe刻蚀这一单一方法制备器件，只要是湿法刻蚀中，选择比高的两种不同介质层均可以用于制备器件。
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1.一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：包括以下5个步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述S1的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述S2的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述S3的具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述S4的具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述S5的具体步骤如下：
7.根据权利要求1所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述金属为金、铜、铂、钨、钽或钛中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述介质层1为氧化硅、氮化硅、氧化铝、低介电常数(Low-k)材料或高介电常数(High-k)材料中的一种；
9.根据权利要求1所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备
10.根据权利要求9所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述缓冲氧化刻蚀BOE由体积比为1：6的49％HF水溶液和40％NH4F水溶液混合而成。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：包括以下5个步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述s1的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述s2的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述s3的具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述s4的具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种纳米尺度空气沟道器件的制备工艺，其特征是：所述s5的具体步骤如下：
7.根据权利要求1所述的一种纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕津顺，范林杰，刘雪飞，张宇，艾尔肯·阿不都瓦衣提，刘明强，王刚，王德贵，吴艳，王珍，
申请(专利权)人：贵州师范大学，
类型：发明
国别省市：
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