CN100576410C - 金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种微电子技术领域的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极及其制作方法，阴极结构包括基片、底电极、电阻层、发射极、支撑墙、绝缘层、栅极以及聚焦极，在基片上面首先有底电极层，层面上有一层电阻层，金属和碳纳米管或碳纤维的复合薄膜沉积在电阻层上作为发射极，底电极在平面具有图形化结构，在其间隙部位设有支撑墙结构，在支撑墙结构上设置绝缘层，而栅极结构悬空制作在绝缘层上，聚焦极在整体结构的最上层，上述的结构层都经过图形化处理。本发明采用微细加工方法和薄膜技术制作图形化结构，可实现复杂结构的场发射阴极阵列，采用的复合电镀方法可与其他微细加工工艺相集成。器件制备工艺简单易行，可以降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种微电子技术领域的阴极结构及其制作方法，特别涉及一种金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极及其制作方法。
背景技术
利用高性能场发射材料作为冷阴极电子发射源的场发射显示装置具有显示质量高和低功耗的优点，有望成为新一代的图像显示装置。作为最具潜力的场发射材料之一，碳纳米管/碳纤维以其高长径比，良好化学稳定性和优越的导电能力获得了广泛的认可。
经对现有技术的文献检索发现，Jung Inn Sohn等在《Current AppliedPhysics》1(2001)，61-65上发表的文章“large field emission current densityfrom well-aligned carbon nanotube field emitter arrays”(定向碳纳米管场发射阵列的高密度场发射电流研究)中提出了直接生长法，该方法使用化学气相沉积(CVD)或其他方法在图形化的催化剂图形表面生长碳纳米管薄膜，用以制备出纳米管定向排列的薄膜。检索中还发现，Yahachi Saito等在《Carbon》38(2000)169-182上发表的文章“Field emission from carbon nanotubes andits application to electron sources”(碳纳米管的场发射效应及在电子发射源中的应用)中提出了丝网印刷法，该方法使用丝网印刷的方法将碳纳米管粉体与有机或无机粘合剂的混合溶液印刷在阴极极板上，后去除溶剂并将粘合物材料烧结、硬化处理形成所需要的场发射阴极阵列结构。在普通的真空微电子器件中，通常采用上述的丝网印刷法和直接生长法制作碳纳米管/碳纤维场发射阴极。但是直接生长法中所需的高温处理以及丝网印刷法中需要使用丝网等限制，使得这两种方法很难与微加工工艺集成形成具有优化功能的复杂的场发射阴极阵列结构。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极及其制作方法，本发明基于碳纳米管或碳纤维的复合电镀工艺，使用与之可集成的微细加工技术和薄膜技术，将栅极、聚焦极、碳纳米管或碳纤维发射阴极以及与之相关联的结构集成制作，形成了具有金属和碳纳米管或碳纤维复合薄膜发射极的复杂结构特征和多种优化功能的场发射阴极结构。这种结构在工艺上实现了上下集成，具有非常强的结构适应性，并且具有多样化栅极和聚焦电子束的优化功能。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明所涉及的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极，包括基片、底电极、电阻层、发射极、支撑墙、绝缘层、栅极以及聚焦极，在基片上面首先有底电极层，层面上有一层电阻层，金属和碳纳米管或碳纤维的复合薄膜沉积在电阻层上作为发射极，底电极在平面具有图形化结构，在其间隙部位设有支撑墙结构，在支撑墙结构上设置绝缘层，而栅极结构悬空制作在绝缘层上，聚焦极在整体结构的最上层，上述的结构层都经过图形化处理。
所述栅极结构是圆形孔、方形孔、多边形孔以及不规则图形孔，其中栅极孔之间的线条宽度在1μm～1000μm之间，栅极孔的尺寸在1μm～5000μm之间。
所述聚焦极结构采用光刻过曝光工艺制作，具有倾斜表面，其中倾斜表面相对于基片表面的倾斜角度在5°～50°之间。
所述的电阻层，是经过精确控制溅射获得的具有一定电阻率的多晶硅薄膜，电阻率值在100Ωcm～2000Ωcm之间。
所述的金属和碳纳米管或碳纤维复合薄膜，其中金属材料可以是Zn、Ag、Cu、Ni金属单质或合金中一种，而纳米管则包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维中的至少一种。
本发明所涉及的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极的制作方法，按照以下步骤进行：
A，在基片上沉积金属种子层，厚度在
之间；
B，在A所得种子层上旋涂光刻胶，厚度在2μm～5μm之间，利用光刻工艺将其图形化，形成底电极图形化阵列；
C，使用常规电镀工艺在图形化的底电极阵列上电镀底电极金属，厚度在1μm～5μm之间；去除光刻胶，形成底电极阵列结构；
D，在C得到的结构上溅射多晶硅薄膜，厚度在50nm～3000nm之间；
E，重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在2μm～5μm之间，在D中所溅射的多晶硅薄膜上形成电阻层图形化阵列，采用反应离子刻蚀刻蚀多晶硅薄膜，去除光刻胶，形成电阻层结构；
F，重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在2μm～5μm之间，在E中所形成的电阻层结构上形成发射极图形化阵列，采用碳纳米管或碳纤维和金属的复合电镀工艺电镀复合薄膜，厚度在1μm～10μm之间，去除光刻胶，形成发射极结构；
G，重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在10μm～30μm之间，在通过A～F形成的包含底电极、电阻层以及发射极结构的基片上形成支撑墙阵列结构，采用常规电镀工艺电镀支撑墙金属，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
H，在G中磨平的支撑墙金属和光刻胶表面溅射种子层，并重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在2μm～5μm之间，形成栅极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀栅极金属，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
I，在H中磨平的栅极金属和光刻胶表面溅射种子层，并重复B中旋涂光刻胶和光刻胶图形化工艺，光刻胶厚度在10μm～30μm之间，光刻工艺采用过曝光工艺，形成具有倾斜截面的聚焦极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀聚焦极金属；
J，去除在G、H和I步骤中保留的光刻胶牺牲层，释放微结构。
所述的碳纳米管或碳纤维发射极制作中，采用的是碳纳米管或碳纤维和金属的复合电镀方法，金属基体是Zn、Ag、Cu、Ni金属单质或合金，纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维中的至少一种。复合薄膜表层密集分布了根植于金属基体之中并有部分裸露在外的碳纳米管或碳纤维，形成场发射中的发射源。由上述方法所形成的金属和碳纳米管或碳纤维的复合薄膜在本发明的复合结构中作为发射极使用。
所述金属种子层材料可以是Au、Cu、Cr、Ni、Ti或者上述两种金属的复合沉积层。
所述的基片可以是玻璃基片、沉积有SiO2绝缘层的硅片、沉积有绝缘层的其他材料基片。
所述的底电极，是一层金属导电层，所用材料可以是Au、Cu、Cr、Ni、Ti中一种。
所述的支撑墙、栅极以及聚焦极，其材料是常规的电镀金属，可以是Cu、Ni、Sn、Bi中一种。
所述的绝缘层，其材料是SiO2、Si3N4、Al2O3中一种。
本发明的有益效果是，本发明阴极结构是一种基于金属和碳纳米管或碳纤维复合薄膜发射极的场发射阵列阴极结构，采用微细加工方法和薄膜技术制作图形化结构。本发明可以实现复杂结构的场发射阴极阵列，金属和碳纳米管或碳纤维复合电镀的方法可以和其他微细加工工艺集成，有利于复杂结构的实现。并且金属和碳纳米管或碳纤维复合电镀方法是一种低温制备工艺，与传统的碳纳米管或碳纤维高温制备工艺而言，工艺简单易行并具备稳定性，可以降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例截面结构示意图；
图2为本发明包含三个图1所示场发射阵列阴极单元的三维示意图；
图1-2中：基片1，底电极2，电阻层3，发射极4，支撑墙5，绝缘层6，栅极7，聚焦极8。
图3为本发明场发射阵列阴极栅极网结构示意图；
图3中：a为方形孔栅极网，b为六边形孔栅极网，c为圆形孔栅极网。
具体实施方案
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
图1所示结构为一个包含有基片1，底电极2，电阻层3，发射极4，支撑墙5，绝缘层6，栅极7，聚焦极8的场发射阵列阴极单元截面示意图。单元结构首先包括矩形截面的基片1；在基片1上沉积有矩形截面的底电极2；在底电极2上存在电阻层3，电阻层3根据设计的不同具有不同的结构形式，在本实施例中采用和底电极2在水平方向一致的结构，垂直方向厚度存在一定的差异；电阻层3上沉积有发射极4，发射极4水平方向的结构可以是圆形、方形、多边形或其他不规则形状，在电阻层3上呈阵列形式存在，以图中所示的圆柱形底座和线条结构分别代表复合薄膜发射极中的金属基底和碳纳米管或碳纤维；在底电极2两边的基片1上存在支撑墙5结构，支撑墙5具有大于底电极2、电阻层3和发射极4叠加高度的高度；在支撑墙5和栅极7之间存在绝缘层6，绝缘层和支撑墙具有相同的水平方向结构；栅极7为网状结构，存在于绝缘层之上，由于支撑墙具有大于底电极2、电阻层3和发射极4叠加高度的高度，因此栅极的网状结构悬空于底电极2、电阻层3和发射极4之上，网状结构包括栅极孔和栅极线条，如图2所示，栅极7的单个栅极孔与发射极4的单个发射极单元在水平和垂直位置上相对应，中心点在垂直方向上相重合，并且具有相同的形状，如圆形的栅极孔对应圆柱形的发射极单元；聚焦极8是具有倾斜截面的结构，存在于栅极7上，其底部形状与支撑墙的顶面形状相同，其倾斜面在包含发射极4的一侧。
图2所示结构为一个包含三个图1所示场发射阵列阴极单元的三维示意图，其中部件包括基片1，底电极2，电阻层3，发射极4，支撑墙5，绝缘层6，栅极7，聚焦极8。单元结构首先包括矩形截面的基片1；在基片1上沉积有矩形截面的底电极2；在底电极2上存在电阻层3，电阻层3根据设计的不同具有不同的结构形式，在本发明中采用和底电极2在水平方向一致的结构，垂直方向厚度存在一定的差异；电阻层3上沉积有发射极4，发射极4水平方向的结构可以是圆形、方形、多边形或其他不规则形状，在电阻层3上呈阵列形式存在，以图中所示的圆柱形底座和线条结构分别代表复合薄膜发射极中的金属基底和碳纳米管或碳纤维；在底电极2两边的基片1上存在支撑墙5结构，支撑墙5具有大于底电极2、电阻层3和发射极4叠加高度的高度；在支撑墙5和栅极7之间存在绝缘层6，绝缘层和支撑墙具有相同的水平方向结构；栅极7为网状结构，存在于绝缘层之上，由于支撑墙具有大于底电极2、电阻层3和发射极4叠加高度的高度，因此栅极的网状结构悬空于底电极2、电阻层3和发射极4之上，网状结构包括栅极孔和栅极线条，如图2所示，栅极7的单个栅极孔与发射极4的单个发射极单元在水平和垂直位置上相对应，中心点在垂直方向上相重合，并且具有相同的形状，如圆形的栅极孔对应圆柱形的发射极单元；聚焦极8是具有倾斜截面的结构，存在于栅极7上，其底部形状与支撑墙的顶面形状相同，倾斜面在包含发射极4的一侧，与图1所示单元结构不同的是，如图2所示，存在于两个单元之间的聚焦极8具有两个倾斜面。
图3为适应于所述阴极阵列结构的不同栅极网结构示例。如图3所示，图a为具有方形孔结构的栅极网；图b为具有六边形孔结构的栅极网；图c为具有圆形孔结构的栅极网。其中栅极网的线条宽度在1μm～1000μm之间，栅极孔的特征尺寸在1μm～5000μm之间。对于本发明所应用的工艺，栅极网可以实现包含图3所示结构在内的多种复杂结构。
实施例2：
以Ni作为主要材料的场发射阵列阴极制备流程如下：
1.选择玻璃基片，清洗后在其上沉积Cr/Cu种子层，其中Cr薄膜厚度Cu薄膜厚度
沉积层总厚度为
2.在1中所述种子层上旋涂光刻胶，厚度2μm，利用光刻工艺将其图形化，形成底电极图形化阵列；
3.使用常规电镀工艺在图形化的底电极阵列上电镀Au，厚度1μm，去除光刻胶，形成底电极阵列结构；
4.在上述结构上溅射一定电阻率的多晶硅薄膜，电阻率为100Ωcm，厚度50nm；
5.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度2μm，形成电阻层图形化阵列，采用反应离子刻蚀刻蚀未被光刻胶掩膜保护的多晶硅薄膜，去除光刻胶，形成最终的电阻层结构；
6.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度2μm，形成碳纳米管或碳纤维发射极图形化阵列；
7.选取多壁碳纳米管(平均直径50nm，长度15μm)，首先进行熔融氢氧化钠处理，温度300℃，时间4小时，去离子水清洗，离心分离；再使用浓硫酸煮沸20小时；最后用去离子水洗涤至中性，自然沉降分离。
8.将经过处理的多壁碳纳米管按照5g/L组分加入电镀液中，超声处理3小时；
9.选用镍板作为阳极极板，场发射阴极阵列结构作为阴极。电镀工艺参数如下表所示：
电镀完成后，将基片从电镀液中去除用去离子水清洗干净；
10.去除光刻胶，形成场发射极阵列结构；
11.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度10μm，形成支撑墙阵列结构，采用常规电镀工艺电镀Ni，厚度10μm，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
12.在上述磨平的支撑墙金属和光刻胶表面重复1中的溅射种子层工艺，并重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度5μm，形成控制栅极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀Ni，厚度2μm，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
13.重复1和2中的溅射种子层、旋涂光刻胶和光刻胶图形化工艺，其中，光刻胶厚度30μm，采用过曝光工艺，形成具有倾斜截面的聚焦极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀Ni，厚度30μm；
14.依次在丙酮和乙醇中浸泡，附以电磁搅拌，溶解在11、12和13步骤中保留的光刻胶牺牲层，释放微结构。
实施例3
以Cu作为主要材料的场发射阵列阴极制备流程如下：
1.选择玻璃基片，清洗后在其上沉积Cr/Cu种子层，其中Cr薄膜厚度
Cu薄膜厚度
沉积层总厚度为
2.在1中所述种子层上旋涂光刻胶，厚度在5μm，利用光刻工艺将其图形化，形成底电极图形化阵列；
3.使用常规电镀工艺在图形化的底电极阵列上电镀Au，厚度5μm，去除光刻胶，形成底电极阵列结构；
4.在上述结构上溅射一定电阻率的多晶硅薄膜，电阻率为2000Ωcm，厚度3000nm；
5.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度2μm，形成电阻层图形化阵列，采用反应离子刻蚀刻蚀未被光刻胶掩膜保护的多晶硅薄膜，去除光刻胶，形成最终的电阻层结构；
6.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度10μm，形成碳纳米管或碳纤维发射极图形化阵列；
7.选取多壁碳纳米管(平均直径100nm，长度40μm)，首先进行熔融氢氧化钠处理，温度300℃，时间4小时，去离子水清洗，离心分离；再使用浓硫酸煮沸20小时；最后用去离子水洗涤至中性，自然沉降分离。
8.将经过处理的多壁碳纳米管按照3g/L组分加入电镀液中，超声处理3小时；
9.选用铜板作为阳极极板，场发射阴极阵列结构作为阴极。电镀工艺参数如下所示：
电镀完成后，将基片从电镀液中去除用去离子水清洗干净；
10.去除光刻胶，形成发射极阵列结构；
11.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度30μm，形成支撑墙阵列结构，采用常规电镀工艺电镀Cu，厚度30μm，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
12.在上述磨平的支撑墙金属和光刻胶表面重复1溅射种子层，并重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，形成控制栅极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀Cu，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
13.重复1和2中的溅射种子层、旋涂光刻胶和光刻胶图形化工艺，其中，光刻胶厚度30μm，采用过曝光工艺，形成具有倾斜截面的聚焦极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀Cu，厚度30μm；
14.依次在丙酮和乙醇中浸泡，附以电磁搅拌，溶解在11、12和13步骤中保留的光刻胶牺牲层，释放微结构。
实施例4
以Zn作为主要材料的场发射阵列阴极制备流程如下：
1.选择玻璃基片，清洗后在其上沉积Ti种子层，沉积层厚度为
2.在1中所述种子层上旋涂光刻胶，厚度5μm，利用光刻工艺将其图形化，形成底电极图形化阵列；
3.使用常规电镀工艺在图形化的底电极阵列上电镀Au，厚度2μm，去除光刻胶，形成底电极阵列结构；
4.在上述结构上溅射一定电阻率的多晶硅薄膜，电阻率为1000Ωcm，厚度2000nm；
5.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度2μm，形成电阻层图形化阵列，采用反应离子刻蚀刻蚀未被光刻胶掩膜保护的多晶硅薄膜，去除光刻胶，形成最终的电阻层结构；
6.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度5μm，形成碳纳米管或碳纤维发射极图形化阵列；
7.选取多壁碳纳米管(平均直径80nm，长度30μm)，首先进行熔融氢氧化钠处理，温度300℃，时间4小时，去离子水清洗，离心分离；再使用浓硫酸煮沸20小时；最后用去离子水洗涤至中性，自然沉降分离。
8.将经过处理的多壁碳纳米管按照2g/L组分加入电镀液中，超声处理3小时；
9.选用锌板作为阳极极板，场发射阴极阵列结构作为阴极。电镀工艺参数如下所示：
电镀完成后，将基片从电镀液中去除用去离子水清洗干净；
10.去除光刻胶，形成发射极阵列结构；
11.重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度20μm，形成支撑墙阵列结构，采用常规电镀工艺电镀Zn，厚度20μm，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
12.在上述磨平的支撑墙金属和光刻胶表面重复1溅射种子层，并重复2中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，形成控制栅极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀Zn，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
13.重复1和2中的溅射种子层、旋涂光刻胶和光刻胶图形化工艺，其中，光刻胶厚度20μm，采用过曝光工艺，形成具有倾斜截面的聚焦极图形化阵列，采用常规电镀工艺电镀Zn，厚度20μm；
14.依次在丙酮和乙醇中浸泡，附以电磁搅拌，溶解在11、12和13步骤中保留的光刻胶牺牲层，释放微结构。
本发明采用微细加工方法和薄膜技术制作图形化结构，可以实现复杂结构的场发射阴极阵列，采用的复合电镀方法可以与其他微细加工工艺相集成。器件制备工艺简单易行，可以降低生产成本。
Claims (9)
1、一种金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极，其特征在于，包括基片、底电极、电阻层、发射极、支撑墙、绝缘层、栅极以及聚焦极，在基片上面首先有底电极层，底电极层上表面有一层电阻层，金属和碳纳米管或碳纤维的复合薄膜沉积在电阻层上作为发射极，底电极从其上表面俯视在平面方向具有图形化结构，在其间隙部位设有支撑墙结构，在支撑墙的上表面上设置绝缘层，而栅极结构悬空制作在绝缘层上，聚焦极在整体结构的最上层，上述的结构层都经过图形化处理。
2、根据权利要求1所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极，其特征是，所述栅极结构是圆形孔、方形孔、多边形孔以及不规则图形孔，其中栅极孔之间的线条宽度为1μm～1000μm，栅极孔尺寸为1μm～5000μm。
3、根据权利要求1所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极，其特征是，所述聚焦极具有倾斜表面，其中倾斜表面相对于基片表面的倾斜角度在5°～50°之间。
4、根据权利要求1所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极，其特征是，所述的电阻层，是多晶硅薄膜，其电阻率值为100Ωcm～2000Ωcm。
5、根据权利要求1所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极，其特征是，所述的金属和碳纳米管或碳纤维复合薄膜，其中金属材料是Zn、Ag、Cu、Ni金属单质或合金中一种，而纳米管则包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维中的至少一种。
6、一种如权利要求1所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极的制作方法，其特征在于按照以下步骤进行：
A，在基片上沉积金属种子层，厚度在200
～1000
之间；
B，在A所得种子层上旋涂光刻胶，厚度在2μm～5μm之间，利用光刻工艺将其图形化，形成底电极图形化阵列；
C，使用电镀工艺在图形化的底电极阵列上电镀底电极金属，厚度在1μm～5μm之间；去除光刻胶，形成底电极阵列结构；
D，在C得到的结构上溅射多晶硅薄膜，厚度在50nm～3000nm之间；
E，重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在2μm～5μm之间，在D中所溅射的多晶硅薄膜上形成电阻层图形化阵列，采用反应离子刻蚀刻蚀多晶硅薄膜，去除光刻胶，形成电阻层结构；
F，重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在2μm～5μm之间，在E中所形成的电阻层结构上形成发射极图形化阵列，采用碳纳米管或碳纤维和金属的复合电镀工艺电镀复合薄膜，厚度在1μm～10μm之间，去除光刻胶，形成发射极结构；
G，重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在10μm～30μm之间，在通过A～F形成的包含底电极、电阻层以及发射极结构的基片上形成支撑墙阵列结构，电镀支撑墙金属，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
H，在G中磨平的支撑墙金属和光刻胶表面溅射种子层，并重复B中的旋涂光刻胶和光刻图形化工艺，光刻胶厚度在2μm～5μm之间，形成栅极图形化阵列，电镀栅极金属，保留光刻胶，采用水砂纸磨平表面；
I，在H中磨平的栅极金属和光刻胶表面溅射种子层，并重复B中旋涂光刻胶和光刻胶图形化工艺，光刻胶厚度在10μm～30μm之间，光刻工艺采用过曝光工艺，形成具有倾斜截面的聚焦极图形化阵列，电镀聚焦极金属；
J，去除在G、H和I步骤中保留的光刻胶牺牲层，释放微结构。
7、根据权利要求6所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极的制作方法，其特征是，所述发射极为金属和碳纳米管或碳纤维的复合电镀薄膜，其中金属锌、银、铜、镍金属单质或合金中一种，纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维中的至少一种，复合薄膜表层密集分布了根植于金属基体之中并有部分裸露在外的碳纳米管或碳纤维，形成场发射中的发射源。
8、根据权利要求6所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极的制作方法，其特征是，所述金属种子层材料是Au、Cu、Cr、Ni、Ti中的一种，或者是上述任意两种金属的复合沉积层。
9、根据权利要求6所述的金属和碳纳米管或碳纤维薄膜发射阵列阴极的制作方法，其特征是，所述的支撑墙、栅极以及聚焦极材料是Cu、Ni、Sn、Bi中一种。
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