Nano modifikace hrotu W(100)/ZrO elektronového emitéru reaktivním iontovým leptáním

0385754 - ÚPT 2013 RIV CZ cze J - Journal Article
Horáček, Miroslav - Matějka, František - Kolařík, Vladimír - Matějka, Milan - Urbánek, Michal
Nano modifikace hrotu W(100)/ZrO elektronového emitéru reaktivním iontovým leptáním.
[Nano Modification of the W(100)/ZrO Electron Emitter Tip Using Reactive Ion Etching.]
Jemná mechanika a optika. Roč. 57, č. 10 (2012), s. 278-280. ISSN 0447-6441
R&D Projects: GA MŠMT ED0017/01/01; GA MPO FR-TI1/576
Institutional support: RVO:68081731
Keywords : electron emitter * reactive ion etching * electron emission * thermal field * W(100)/ZrO
Subject RIV: JA - Electronics ; Optoelectronics, Electrical Engineering

Hroty pro katody W(100)/ZrO jsou připravovány z monokrystalického wolframového drátku o průměru 125 .mu.m elektrochemickým anodickým leptáním. Pro přípravu katod pro elektronový litograf s tvarovaným svazkem je žádoucí, aby vyleptaný hrot měl poloměr kolem 100 nm. I když je proces anodického leptání kontrolován a řízen speciálním software pomocí počítače, nelze ve všech případech zajistit požadovanou geometrii hrotu po leptám. Opravné anodické leptání již vyleptaného hrotu není z principu samotné technologie leptání možné. V tomto příspěvku uvádíme výsledky studia možností modifikace (opracování) wolframových hrotů v nanorozměrech řízeným plazmatickým leptáním (RIE) ve směsi CF4 + O2 v zařízení s reaktorem barelového typu při buzení plazmatu při frekvenci 13,56 MHz a pracovním tlaku 1000 Pa. Změna geometrie hrotů po plazmatickém leptání je kontrolována rastrovacím elektronovým mikroskopem (REM) vysokého rozlišení V příspěvku jsou uvedeny i výsledky vlivu opracování hrotů hotových aktivovaných katod FE W(100)/ZrO na emisní vlastnosti těchto katod.

The W(100)/ZrO electron emitter tip is typically prepared from a tungsten single-crystal shaft of a diameter of 125 μm using electrochemical anodic etching. In order to prepare an emitter for e-beam writer with a shaped beam it is desirable to etch the tip with a radius around 100 nm. Despite the anodic etching is precisely controlled using dedicated software, the desired final form shape of the emitter tip is not achieved in every case. The correcting anodic etching is not possible due to the technology principle of the etching itself. We present in this contribution the procedure that modifies/repairs the tungsten tip shape in a nanoscale region using a reactive ion etching (RIE) in CF4 + O2 gaseous mix in a barrel type reactor at the radio frequency of 13,56 MHz and the working pressure of 1000 Pa. The change of the geometry after the RIE process is checked using a high resolution scanning electron microscope. The influence of the tip modification of the activated thermal-field W(100)/ZrO electron emitter on its emission characteristics is also presented.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0215573