CN111063597A - 一种栅极-阳极叉指型栅控平板x射线源及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种栅极‑阳极叉指型栅控平板X射线源，包括阴极基板、阳极基板及高压绝缘隔离体；所述阴极基板和所述阳极基板相对平行设置，所述高压绝缘隔离体设置于所述阴极基板和所述阳极基板之间以将两者隔离开，还公开了一种栅极‑阳极叉指型栅控平板X射线源的制备方法，包括制作阴极基板，制作阳极基板和组装，栅极与阳极之间的叉指式排布可有效降低顶部栅极电极的边缘电场，减少放电问题的出现，改善器件工作稳定性，从而在实现可栅极调控的同时进一步提高阳极电压，同时，该结构通过不同栅极的控制可实现行寻址功能。

Description

一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源及其制备方法

技术领域

本发明涉及真空微电子器件技术领域，更具体地，涉及一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源及其制备方法。

背景技术

中国专利CN201610542509.8的“自对准聚焦结构的纳米冷阴极电子源阵列及其制作方法”通过刻蚀通孔，将顶部栅极电极与顶部阴极电极与底部平行排布的底部阴极电极条与底部栅极电极条相连，在实现栅控行寻址的同时解决了器件中复杂的电极引线排布问题。但该纳米冷阴极电子源阵列在平板X射线源的应用中无法避免栅极电极与阳极电极之间的交叠，从而存在严重的放电隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，栅极电极与阳极电极所呈现的叉指式排布可以有效减小栅极电极边缘电场，在实现栅极调控的同时极大减少放电问题的出现，同时，通过控制不同的栅极电极，即可实现行寻址。

本发明的另一目的在于提供一种制备栅极-阳极叉指型栅控行寻址平板X射线源的方法，在有效提高阳极电压和使器件在高压下稳定工作的同时，实现平板X射线源在栅极调控下的脉冲式X射线发射。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，包括阴极基板、阳极基板及高压绝缘隔离体；所述阴极基板和所述阳极基板相对平行设置，所述高压绝缘隔离体设置于所述阴极基板和所述阳极基板之间以将两者隔离开，所述阴极基板包括阴极衬底、整面设置于阴极衬底上的底部阴极电极、覆盖在底部阴极电极上的绝缘层、制作于所述绝缘层中使所述底部阴极电极局部裸露的刻蚀通孔、制作于所述绝缘层上的顶部阴极电极和顶部栅极电极、设于所述顶部阴极电极上的生长源薄膜，所述生长源薄膜上生长有纳米线冷阴极，所述顶部阴极电极通过所述刻蚀通孔与所述底部阴极电极连接，所述顶部栅极电极分布在所述生长源薄膜两侧，分布在所述生长源薄膜两侧的所述顶部栅极电极的一端连接在一起，

所述阳极基板包括阳极衬底、设置于阳极衬底上的阳极电极，所有所述阳极电极的一端连接在一起，所述阳极电极位于所述生长源薄膜的正上方，所述顶部栅极电极与所述阳极电极在空间上呈现叉指式排布，所述生长源薄膜以阵列形式排布于所述顶部阴极电极上。

将生长源薄膜设置在顶部的阴极电极上，而将底部阴极电极条埋于绝缘层之下，可以避免底部阴极电极条直接裸露在外部，从而消除在高压下电极条边缘出现的放电问题。特别地，所述生长源薄膜可完全覆盖顶部阴极电极，顶部阴极电极的放电位置多出现在顶部阴极电极的边缘，用生长源薄膜覆盖住顶部阴极电极相当于对顶部阴极电极边缘起一个保护作用。

采用整面的底部阴极电极能够消除绝缘层的爬电现象，条状的底部阴极电极，将会导致沉积在底部阴极电极上的绝缘层凹凸不平，从而导致沉积于绝缘层上面的栅极电极也凹凸不平，此种情况极易导致高压放电现象。

每两条所述顶部栅极电极的一端连接在一起，保证每两条顶部栅极电极控制每一竖行的生长源薄膜，实现行寻址功能；所有所述阳极电极的一端连接在一起，实现阳极电极的共接。同时栅极电极与阳极电极之间的叉指式排布，引线由两侧分别引出，能够避免栅极电极与阳极电极边缘在空间上的交叠，从而有效降低栅极电极的边缘电场，减少栅极电极放电现象发生的可能。

所述顶部栅极电极的形状为音叉状、“U”型、“V”型或“Y”型，所述阳极电极的形状为指状、梳状、“E”型、“M”型或“W”型。

进一步地，所述阳极电极与外部高压电源连接，所述底部阴极电极接地，所述顶部栅极电极与外部脉冲电源连接。所述外部脉冲电源电压范围为50V到1000V。外部高压电源给阳极电极提供高压，即对应阳极电压值，范围为10kV到150kV。

操作时，所述阳极电极与外部高压电源连接，所述底部阴极电极接地，所述顶部栅极电极中的一条或若干条与外部脉冲电源连接，与外部脉冲电源连接的栅极电极及与外部高压电源连接的阳极电极叉指位点将会产生X射线。

进一步地，所述纳米线冷阴极为氧化锌纳米线、氧化铜纳米线、氧化钨纳米线、氧化钼纳米线、氧化铁纳米线、氧化钛纳米线或者氧化锡纳米线。

进一步地，所述生长源薄膜的形状为对称图形，所述生长源薄膜的直径或边长为5μm-500μm。所述生长源薄膜的形状为圆形、环形或多边形。

进一步地，所述生长源薄膜由锌、铜、钨、钼、铁、钛、锡中的任一种制备而成，其厚度范围在0.3μm-5μm；相邻所述生长源薄膜之间的间距为生长源薄膜的直径或边长的0.1-10倍。

进一步地，所述阴极衬底由大面积的硅片、玻璃、石英玻璃或者陶瓷基片构成；所述底部阴极电极和所述顶部阴极电极以及所述顶部栅极电极为Cr、Al、Ti、Cu、ITO、IZO、AZO、FTO、LTFO中的一种或多种组合制备而成，所述底部阴极电极和所述顶部阴极电极以及所述顶部栅极电极的厚度范围在0.1μm-2μm，所述底部阴极电极为整面；所述顶部阴极电极的形状为圆形或多边形。

进一步地，所述绝缘层由氧化硅、氮化硅或氧化铝的任意一种或其组合材料制成，该绝缘层厚度为1μm-5μm。所述绝缘层的数量为一层或多层，绝缘薄膜可以采用通用的薄膜制备方法，如电子束蒸发、磁控溅射以及化学气相沉积等方法制备。

进一步地，所述阳极衬底由大面积的硅片、玻璃、石英玻璃或者陶瓷基片构成；所述阳极电极由钨、钼、铑、银、铜、金、铬、铝、铌、钽、铼中的一种或两种以上组合制备而成，所述阳极电极的厚度为0.2μm-1000μm。

进一步地，所述阳极电极通过金属阴罩掩膜和真空镀膜技术制备，或者通过光刻、刻蚀工艺、真空镀膜和剥离技术制备，或者直接通过丝网印刷或者喷墨打印制备。所述真空镀膜技术包括磁控溅射、电子束蒸发、真空热蒸发，所述光刻技术可以采用紫外光光刻。

进一步地，所述高压绝缘隔离体由玻璃、石英、陶瓷或者绝缘塑料构成；该高压绝缘隔离体的高度为0.5mm-100mm。

本发明的另一目的在于提供一种制备栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的方法，包括以下步骤：

S1.制作阴极基板、阳极基板：

阴极基板的步骤为：

在阴极衬底上制作底部阴极电极；在所述底部阴极电极上覆盖绝缘层；刻蚀所述绝缘层，制作位于所述底部阴极电极上的刻蚀通孔；在所述刻蚀通孔上制作与所述底部阴极电极条相连的顶部阴极电极；在所述顶部阴极电极上沉积生长源薄膜；在所述生长源薄膜两侧各制作一条顶部栅极电极，分布在所述生长源薄膜两侧的所述顶部栅极电极的一端连接在一起；热氧化法生长源薄膜以生长纳米线冷阴极，得到阴极基板；

阳极基板的制备步骤为：在阳极衬底上制作阳极电极，得到阳极基板，所有所述阳极电极的一端连接在一起；

S2.组装：

将经上述步骤制备好的阴极基板和阳极基板相对平行设置，阴极基板上的纳米线冷阴极朝向阳极基板上的阳极电极，所述阳极电极位于所述生长源薄膜的正上方，所述顶部栅极电极与所述阳极电极在空间上呈现叉指式排布，

采用高压绝缘隔离体将阴极基板和阳极基板两者隔离开并固定。

所述底部阴极电极和顶部阴极电极以及栅极电极通过金属阴罩掩膜和真空镀膜技术制备，或者通过光刻、刻蚀工艺、真空镀膜和剥离技术制备，或者直接通过丝网印刷或者喷墨打印制备。所述真空镀膜技术包括磁控溅射、电子束蒸发、真空热蒸发，所述光刻技术可以采用紫外光光刻。所述刻蚀通孔通过刻蚀工艺制备，可以采用湿法刻蚀，反应离子刻蚀等通用刻蚀方法。所述生长源薄膜可通过磁控溅射法、真空热蒸发法或者电子束蒸发法沉积于顶部阴极电极上。独立设置于绝缘层上的顶部栅极电极实现栅控作用，并且不与阴极电极相连。

进一步地，所述热氧化法包括升温过程和保温过程，升温过程的升温速率为1℃/min-30℃/min；保温过程的保温温度为300℃-600℃，保温时间为1min-600min，保温结束后自然冷却至室温。

进一步地，所述升温过程和所述保温过程通入Ar、H₂、N₂、O₂中的一种或两种以上组合气体。氧化锌纳米线、氧化铜纳米线、氧化钨纳米线、氧化钼纳米线、氧化铁纳米线、氧化钛纳米线或者氧化锡纳米线的生长和氧气浓度有关，所以通入气体改变氧气浓度，可以控制纳米线的生长。

本发明应用于医学成像中，便可实现X射线快速成像，即能动态观察器官的活动，为医学诊断提供更加精确和直观的判断依据，并有助于消除医学成像过程中的运动伪影，同时X射线快速成像能透视并记录下高速运动物体的内部结构变化过程，在工业探伤领域也有良好的应用前景；此外，该平板X射线源所成平面投影图像采用新型图像重建方法可以重建出物体的三维立体影像，加上脉冲式的X射线发射所具有的X射线快速成像能力，即可最终实现物体的三维动态透射成像，在医学成像、工业探伤以及科学分析等领域有巨大的应用前景；最后，行寻址的功能可在医学成像应用中有效减少患者的辐射剂量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用整面的底部阴极电极能够消除绝缘层的爬电现象，同时栅极电极与阳极电极之间的叉指式排布，引线由两侧分别引出，能够避免栅极电极与阳极电极边缘在空间上的交叠，从而有效降低栅极电极的边缘电场，减少栅极电极放电现象发生的可能。在有效提高阳极电压和使器件在高压下稳定工作的同时，实现平板X射线源在栅极调控下的脉冲式X射线发射。

同时，所述顶部栅极电极的一端连接在一起，能够保证每两条顶部栅极电极控制每一竖行的生长源薄膜，实现行寻址功能。

附图说明

图1是本发明一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源阴极基板的一种侧面结构示意图；

图2是本发明一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源阴极基板的三维结构示意图；

图3(a)-(g)为一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源阴极基板的制备工艺步骤图；

图4是本发明一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源阳极基板的三维结构示意图；

图5(a)-(c)为一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源阳极基板的制备工艺步骤图；

图6是本发明一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的整体结构示意图；

图7是对比例1中平板X射线源阴极基板的一种侧面结构示意图；

图8是对比例1中平板X射线源的整体结构示意图；

附图标记说明

阴极基板10、阳极基板20、高压绝缘隔离体30、阴极衬底11、底部阴极电极12、绝缘层13、刻蚀通孔14、顶部栅极电极15、顶部阴极电极16、生长源薄膜17、纳米线冷阴极18、阳极衬底21、阳极电极22、对比例阴极基板410、对比例衬底41、对比例底部栅极电极条42、对比例底部阴极电极条43、对比例绝缘层44、对比例顶部栅极电极46、对比例顶部阴极电极47、对比例聚焦极电极48、对比例生长源薄膜49以及对比例纳米线冷阴极410、所述对比例阳极基板520、对比例阳极衬底51、对比例阳极电极52、对比例高压绝缘隔离体430。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，是本发明的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的一种结构示意图。

本发明的纳米冷阴极平板X射线源包括阴极基板10、阳极基板20、高压绝缘隔离体30。所述阴极基板10和阳极基板20平行相对设置，所述高压绝缘隔离体30设置于阴极基板10和阳极基板20之间，并将阴极基板10和阳极基板20隔离开并固定。所述阴极基板10和阳极基板20之间具有一定间距。

所述阴极基板10包括阴极衬底11、整面设置于阴极衬底11上的底部阴极电极12、绝缘层13、刻蚀通孔14、顶部栅极电极15、顶部阴极电极16、生长源薄膜17以及纳米线冷阴极18。所述底部阴极电极12整面设置于阴极衬底11朝向阳极基板20的一侧。所述绝缘层13设置于底部阴极电极12上。所述刻蚀通孔14设置于绝缘层13中并使底部阴极电极12局部裸露。所述顶部栅极电极15和顶部阴极电极16设置于刻蚀通孔14上。所述生长源薄膜17排布于顶部阴极电极16上。所述生长源薄膜17上垂直于生长源薄膜17的方向生长有纳米线冷阴极18。

所述阳极基板20包括阳极衬底21、设置于阳极衬底21上的阳极电极22。

上述基于栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的制作方法，包括阴极基板制作、阳极基板制作和平板X射线源组合。具体步骤如下：

S1、制作阴极基板10和阳极基板20。

制作阴极基板10，如图3(a)-(g)和图2所示，其具体制作步骤如下：

(1)清洁并吹干阴极衬底11；所述阴极衬底11为大面积玻璃。

(2)在阴极衬底11上制作阴极电极12；所述底部阴极电极12为Cr。所述底部阴极电极12的厚度为120nm，其形状为正方形。所述底部阴极电极12通过光刻、真空镀膜技术制备及剥离工艺制备。所述真空镀膜技术为磁控溅射，所述光刻技术为紫外光光刻。

(3)在底部阴极电极12上沉积绝缘层13。所述作为绝缘层13的绝缘薄膜由二氧化硅绝缘薄膜组成，所述绝缘层13采用通用的化学气相沉积制备。

(4)在绝缘层13上定域刻蚀绝缘层得到用以连接顶部阴极电极和相应底部阴极电极的刻蚀通孔14。所述刻蚀通孔14可以通过反应离子刻蚀工艺制得。

(5)在刻蚀通孔13上方制备顶部阴极电极16，同时制作位于顶部的顶部栅极电极15。顶部阴极电极16通过绝缘层13中的刻蚀通孔14和对应的底部阴极电极12相连接。所述顶部栅极电极15和顶部阴极电极16为ITO，所述顶部栅极电极15和顶部阴极电极16的厚度为500nm，所述顶部栅极电极15的形状为音叉状，所述顶部阴极电极16的形状为圆形。所述顶部栅极电极15和顶部阴极电极16通过真空镀膜技术制备，光刻及刻蚀工艺制备。所述真空镀膜技术为磁控溅射，所述光刻技术为紫外光光刻，所述刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺。

(6)在顶部阴极电极16上光刻定位纳米线冷阴极18生长区域，然后沉积生长源薄膜17；所述生长源薄膜17为锌，其厚度为1.2μm；所述生长源薄膜17通过电子束蒸发法沉积于顶部阴极电极16上所述的生长源薄膜的形状为圆形，其直径为50μm，相邻所述生长源薄膜17之间的间距为500um。

(7)通过热氧化法在生长源薄膜17上生长纳米线冷阴极18，得到阴极基板10。所述热氧化法生长过程在箱式炉中进行，热氧化法过程的升温速率为2.5℃/min，升温过程可以通入O₂。热氧化过程的保温温度范围在450℃，保温时间范围在180min，保温过程可以通入O₂。最后自然冷却至室温即可。所得到的纳米线为氧化锌纳米线。

如图2所示，所述顶部阴极电极16位于所述顶部栅极电极15之间，彼此独立。

制作阳极基板20。如图5(a)-(c)和图4所示，其是本发明的纳米冷阴极平板X射线源的阳极基板的制作流程图。具体制作步骤如下：

(1)清洁并吹干阳极衬底21；所述阳极衬底21为大面积石英玻璃。

(2)在阳极衬底21上制作阳极电极22；所述阳极电极22为钼，所述阳极电极22的厚度范围为1.2nm，其形状为指状。所述阳极电极22沉积于阳极电极22朝向阴极基板10的一侧。所述阳极电极22通过真空镀膜技术制备，光刻及刻蚀工艺制备。所述真空镀膜技术为磁控溅射，所述光刻技术为紫外光光刻，所述刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺。

S3、组装纳米冷阴极平板X射线源，如图6所示。

(1)将阴极基板10和阳极基板20相对平行设置，阴极基板10的纳米线冷阴极18朝向阳极基板20的阳极电极22；

(2)保证顶部栅极电极15与阳极电极22在空间上呈现叉指型排布；

(3)保证顶部阴极电极16及设于顶部阴极电极上的生长源薄膜17位于阳极电极22正下方。

(4)高压绝缘隔离体30设置于阴极基板10和阳极基板20边缘处，将两者隔离开并固定。所述的高压绝缘隔离体30为陶瓷构成，其高度为5mm。

如图6所示，本专利中的结构是通过栅极电极与阳极电极之间的叉指式排布，避免了栅极电极与阳极电极边缘在空间上的交叠，从而有效降低栅极电极的边缘电场，减少栅极电极放电现象发生的可能，有效提高阳极电压和实现器件在高压下的稳定工作。

实施例2

一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的制作方法与实施例1基本相同，不同之处在于，

制作阴极基板10。

(1)所述阴极衬底11为大面积硅片。

(2)所述底部阴极电极12为Cr。所述底部阴极电极12的厚度为0.1μm，

(3)所述作为绝缘层13的绝缘薄膜由氮化硅绝缘薄膜组成；该绝缘层厚度为1μm；

(4)所述顶部栅极电极15和所述顶部阴极电极16为Cr，厚度均为0.1μm；其形状为“U”型。

(5)在顶部阴极电极16上光刻定位纳米线冷阴极18生长区域，然后沉积生长源薄膜17；所述生长源薄膜17为铜，其厚度为0.3μm；所述生长源薄膜的直径为5μm，相邻所述生长源薄膜17之间的间距为50μm。

(6)所述热氧化法生长过程在箱式炉中进行，热氧化法过程的升温速率为3℃/min，升温过程可以通入O₂。热氧化过程的保温温度范围在600℃，保温时间范围在600min。

制作阳极基板20。

(1)所述阳极衬底21为大面积陶瓷基片。

(2)所述阳极电极22为AZO，所述阳极电极22的厚度范围为0.2μm。其形状为“E”型。

S3、组装纳米冷阴极平板X射线源。

(1)所述的高压绝缘隔离体30为绝缘塑料构成，其高度为0.5mm。

实施例3

一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的制作方法与实施例1基本相同，不同之处在于，

制作阴极基板10。

(1)所述阴极衬底11为大面积玻璃。

(2)所述底部阴极电极12为Ti。所述底部阴极电极12的厚度为2μm，

(3)所述作为绝缘层13的绝缘薄膜由氧化铝绝缘薄膜组成；该绝缘层厚度为5μm；

(4)所述顶部栅极电极15和所述顶部阴极电极16为Ti，厚度均为2μm；其形状为“V”型。

(5)所述生长源薄膜17为钛，其厚度为5μm；所述生长源薄膜的直径为500μm，相邻所述生长源薄膜17之间的间距为50μm。

(6)所述热氧化法生长过程在箱式炉中进行，热氧化法过程的升温速率为5℃/min，升温过程可以通入O₂。热氧化过程的保温温度范围在500℃，保温时间范围在100min。

制作阳极基板20。

(1)所述阳极衬底21为大面积硅片。

(2)所述阳极电极22为LTFO，所述阳极电极22的厚度范围为1000μm。其形状为“M”型。

S3、组装纳米冷阴极平板X射线源。

(1)所述的高压绝缘隔离体30为绝缘塑料构成，其高度为100mm。

对比例1

如图7和图8所示，本对比例与实施例1的区别在于本对比例的底部阴极电极为条状，栅极电极为条状，阳极电极为整面，具体结构如下：

对比例阴极基板410包括对比例衬底41、对比例底部阴极电极42、对比例绝缘层43、对比例刻蚀通孔44、对比例栅极电极45、对比例顶部阴极电极46、对比例生长源薄膜47以及对比例纳米线冷阴极48。

对比例底部阴极电极42制作在对比例衬底41上。对比例绝缘层43覆盖在该对比例底部阴极电极42上，对比例绝缘层43在对比例底部阴极电极42上刻蚀有对比例刻蚀通孔44。对比例刻蚀通孔44内部及其开口边沿制作有与底部相应电极条连接的对比例顶部阴极电极46。顶部阴极电极上制作对比例生长源薄膜47以及对比例纳米线冷阴极48。该对比例栅极电极46和对比例顶部阴极电极47通过对比例刻蚀通孔45与其相应的对比例底部阴极电极42相连通。该栅极电极的形状为条形。所述对比例生长源薄膜47布于顶部阴极电极46上。所述对比例生长源薄膜47垂直于对比例生长源薄膜47的方向生长有纳米线冷阴极48。

所述对比例阳极基板420包括对比例阳极衬底51、设置于对比例阳极衬底上的对比例阳极电极52，该对比例阳极电极52的形状为整面。

组装纳米冷阴极平板X射线源。

将对比例阴极基板410和对比例阳极基板420相对平行设置，对比例阴极基板410的纳米线冷阴极48朝向对比例阳极基板520的阳极电极52；保证顶部阴极电极46及设于顶部阴极电极上的对比例生长源薄膜47位于阳极电极52正下方，对比例高压绝缘隔离体430设置于对比例阴极基板410和对比例阳极基板420边缘处，将两者隔离开并固定。所述的高压绝缘隔离体430为陶瓷构成，其高度为5mm。

器件放电的测试：

器件放电问题的严重程度主要通过在实现具体功能的条件下所能施加的最高阳极电压来反映，阳极电压越高说明放电越少，器件性能越好。当阳极电极与外部高压电源连接，所述底部阴极电极接地，所述顶部栅极电极中的一条或若干条与外部脉冲电源连接，外部脉冲电压值为300V，不断增加并记录阳极电压值。

实施例	器件最高工作阳极电压值
		实施例1	29.8kV
实施例2	27.3kV
		实施例3	28.9kV
对比例1	14.3kV

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，包括阴极基板、阳极基板及高压绝缘隔离体；所述阴极基板和所述阳极基板相对平行设置，所述高压绝缘隔离体设置于所述阴极基板和所述阳极基板之间以将两者隔离开，其特征在于，

所述阴极基板包括阴极衬底、整面设置于阴极衬底上的底部阴极电极、覆盖在底部阴极电极上的绝缘层、制作于所述绝缘层中使所述底部阴极电极局部裸露的刻蚀通孔、制作于所述绝缘层上的顶部阴极电极和顶部栅极电极、设于所述顶部阴极电极上的生长源薄膜，所述生长源薄膜上生长有纳米线冷阴极，所述顶部阴极电极通过所述刻蚀通孔与所述底部阴极电极连接，所述顶部栅极电极分布在所述生长源薄膜两侧，分布在所述生长源薄膜两侧的所述顶部栅极电极的一端连接在一起，

所述阳极基板包括阳极衬底、设置于阳极衬底上的阳极电极，所有所述阳极电极的一端连接在一起，所述阳极电极位于所述生长源薄膜的正上方，所述顶部栅极电极与所述阳极电极在空间上呈现叉指式排布，所述生长源薄膜以阵列形式排布于所述顶部阴极电极上。

2.根据权利要求1所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，其特征在于，所述阳极电极与外部高压电源连接，所述底部阴极电极接地，所述顶部栅极电极与外部脉冲电源连接。

3.根据权利要求1所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，其特征在于，所述纳米线冷阴极为氧化锌纳米线、氧化铜纳米线、氧化钨纳米线、氧化钼纳米线、氧化铁纳米线、氧化钛纳米线或者氧化锡纳米线。

4.根据权利要求1所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，其特征在于，所述生长源薄膜的形状为对称图形，所述生长源薄膜的直径或边长为5μm-500μm。

5.根据权利要求1所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，其特征在于，相邻所述生长源薄膜之间的间距为生长源薄膜的直径或边长的1-100倍。

6.根据权利要求1所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，其特征在于，所述底部阴极电极、所述顶部阴极电极以及所述顶部栅极电极的厚度范围均在0.1μm-2μm。

7.根据权利要求1所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源，其特征在于，所述阳极电极的厚度为0.2μm-1000μm。

8.一种制备权利要求1所述一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.制作阴极基板、阳极基板：

阴极基板的步骤为：

在阴极衬底上制作底部阴极电极；

在所述底部阴极电极上覆盖绝缘层；

刻蚀所述绝缘层，制作位于所述底部阴极电极上的刻蚀通孔；

在所述刻蚀通孔上制作与所述底部阴极电极条相连的顶部阴极电极；

在所述顶部阴极电极上沉积生长源薄膜；

在所述生长源薄膜两侧各制作一条顶部栅极电极，分布在所述生长源薄膜两侧的所述顶部栅极电极的一端连接在一起；

热氧化法生长源薄膜以生长纳米线冷阴极，得到阴极基板；

阳极基板的制备步骤为：在阳极衬底上制作阳极电极，得到阳极基板，所有所述阳极电极的一端连接在一起；

S2.组装：

将经上述步骤制备好的阴极基板和阳极基板相对平行设置，阴极基板上的纳米线冷阴极朝向阳极基板上的阳极电极，所述阳极电极位于所述生长源薄膜的正上方，所述顶部栅极电极与所述阳极电极在空间上呈现叉指式排布，

采用高压绝缘隔离体将阴极基板和阳极基板两者隔离开并固定。

9.根据权利要求8所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的方法，其特征在于，所述热氧化法包括升温过程和保温过程，升温过程的升温速率为1℃/min-30℃/min；保温过程的保温温度为300℃-600℃，保温时间为1min-600min，保温结束后自然冷却至室温。

10.根据权利要求9所述的一种栅极-阳极叉指型栅控平板X射线源的方法，其特征在于，所述升温过程和所述保温过程通入Ar、H₂、N₂、O₂中的一种或两种以上组合气体。

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