[发明专利]平面背栅电子管和集成电路及其制作方法

权利要求书

1.一种平面背栅电子管，其特征在于，包括自下而上依次堆叠而形成隔离岛的背栅层(3)、背栅绝缘层(4)和下阴极层(5)；所述隔离岛上设有所述栅极(7)、阴极(8)和阳极(9)，所述栅极(7)贯穿背栅绝缘层(4)来与背栅层(3)的上表面电接触；所述阴极(8)与下阴极层(5)的上表面电接触，且所述阳极(9)与下阴极层(5)的上表面通过一空气层(6)间隔开。

2.如权利要求1所述的平面背栅电子管，其特征在于，所述阳极(9)的两侧设有阳极支点，并通过阳极支点固定于所述下阴极层(5)上。

3.如权利要求2所述的平面背栅电子管，其特征在于，所述阳极(9)的阳极支点通过以下方式制作得到：

在下阴极层(5)的上表面制作牺牲层；

在牺牲层的上表面制作第二绝缘层；

在对应于所述阳极(9)的位置刻蚀除去第二绝缘层，使得牺牲层外露；

在对应于所述阳极(9)的位置沉积金属电极；

在氢氟酸中腐蚀掉牺牲层，在对应于牺牲层的位置得到空气层(6)。

4.如权利要求3所述的平面背栅电子管，其特征在于，所述阴极(8)贯穿所述第二绝缘层(10)和牺牲层来与下阴极层(5)的上表面电接触。

5.如权利要求1所述的平面背栅电子管，其特征在于，所述下阴极层(5)仅仅堆叠于背栅绝缘层(4)的部分区域，所述栅极(7)设于所述隔离岛中没有堆叠下阴极层(5)的区域中，所述阴极(8)和阳极(9)设于所述隔离岛中堆叠下阴极层(5)的区域中。

6.如权利要求5所述的平面背栅电子管，其特征在于，所述下阴极层(5)上自下而上堆叠有牺牲层和第二绝缘层(10)，所述栅极(7)贯穿第二绝缘层(10)、牺牲层和背栅绝缘层(4)来与背栅层(3)的上表面电接触。

7.如权利要求1所述的平面背栅电子管，其特征在于，所述背栅层(3)的厚度小于2000nm，下阴极层(5)的厚度小于1000nm，背栅绝缘层(4)的厚度范围小于500nm，所述空气层(6)的厚度小于200nm。

8.如权利要求1所述的平面背栅电子管，其特征在于，所述背栅层(3)直接堆叠于衬底(1)上，所述衬底(1)为硅衬底，所述背栅层(3)堆叠于所述第一绝缘层(2)，且所述第一绝缘层(2)堆叠于所述衬底(1)上；或者，所述衬底(1)为绝缘衬底，背栅层(3)直接堆叠于绝缘衬底上。

9.一种平面背栅电子管的制作方法，其特征在于，包括：

步骤S1：提供N型双层SOI衬底材料，得到自下而上依次堆叠的衬底(1)、第一绝缘层(2)、背栅层(3)、背栅绝缘层(4)和下阴极层(5)；

步骤S2：将一部分下阴极层(5)刻蚀掉，形成堆叠下阴极层(5)的区域和没有堆叠下阴极层(5)的区域；

步骤S3：将第一绝缘层(2)、背栅层(3)、背栅绝缘层(4)和下阴极层(5)刻透，形成隔离岛；

步骤S4：生长牺牲层，再生长第二绝缘层(10)；

步骤S5：在所述隔离岛中堆叠下阴极层(5)的区域中刻出贯穿所述第二绝缘层(10)和牺牲层的阴极引线孔，在所述隔离岛中没有堆叠下阴极层(5)的区域中刻出贯穿第二绝缘层(10)、牺牲层和背栅绝缘层(4)的栅极引线孔；并在所述隔离岛中堆叠下阴极层(5)的部分区域中刻出贯穿第二绝缘层的阳极引线位置；

步骤S6：在栅极引线孔、阴极引线孔和阳极引线位置沉积金得到金电极，分别作为栅极(7)、阴极(8)和阳极(9)；

步骤S7：在氢氟酸中腐蚀掉所述牺牲层，得到空气层(6)，进而得到平面背栅电子管。

10.一种平面背栅电子管集成电路，其特征在于，所述集成电路中包含1个或1个以上如权利要求1-8之一所述的平面背栅电子管。